編者按：從一片紅豆杉樹(shù)皮，到改變癌癥治療格局的藥物，紫杉醇的發(fā)現(xiàn)與研發(fā)是人類(lèi)生物醫(yī)學(xué)史上濃墨重彩的一章。如今，紫杉醇仍是常用的化療藥物，但其在長(zhǎng)期臨床應(yīng)用中也面臨著耐藥性挑戰(zhàn)。深入理解紫杉醇的耐藥機(jī)制、建立耐藥腫瘤模型，對(duì)于提升療效有著重要意義。

作為全球醫(yī)藥創(chuàng)新的賦能者，藥明康德長(zhǎng)期以來(lái)通過(guò)“一體化、端到端”的CRDMO服務(wù)賦能助力合作伙伴的新藥加速問(wèn)世，造福廣大患者。在一項(xiàng)近期研究中，藥明康德生物學(xué)平臺(tái)體內(nèi)藥理學(xué)部的研究團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了紫杉醇耐藥體內(nèi)外腫瘤模型，并利用模型驗(yàn)證了有望改善紫杉醇耐藥性的聯(lián)合用藥方案，為相關(guān)研究提供了新工具。

樹(shù)皮中的抗癌寶藏

1962年的一天，植物學(xué)家Arthur Barclay正在華盛頓州的森林公園里采集樹(shù)木樣本。上世紀(jì)60年代，美國(guó)國(guó)立癌癥研究所和美國(guó)農(nóng)業(yè)部達(dá)成了一項(xiàng)合作，意圖從各地的植物樣本中篩選出抗癌成分。

在日復(fù)一日的樣本采集中，Barclay和助理從一棵7米多高的短葉紅豆杉（

Taxus brevifolia

對(duì)短葉紅豆杉樹(shù)皮樣本的后續(xù)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，該樣本對(duì)口腔癌細(xì)胞表現(xiàn)出了細(xì)胞毒性，這也激勵(lì)科學(xué)家們采集更多短葉紅豆杉樣本進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室分析。功夫不負(fù)有心人，1966年，一種具有抗癌活性的晶體物質(zhì)被分離出來(lái)，命名為紫杉醇。1971年，結(jié)合質(zhì)譜法、X射線晶體學(xué)等剛剛興起的技術(shù)，紫杉醇的分子結(jié)構(gòu)歷時(shí)多年終于得到了解析。

70年代后期，研究進(jìn)一步證實(shí)紫杉醇能有效清除乳腺癌，并且揭開(kāi)了紫杉醇獨(dú)特的作用機(jī)制。微管是細(xì)胞分裂、物質(zhì)運(yùn)輸?shù)汝P(guān)鍵生理過(guò)程的重要參與者。與傳統(tǒng)抗癌藥直接破壞DNA或RNA發(fā)揮作用的機(jī)制不同，紫杉醇與微管蛋白結(jié)合，抑制微管的解聚，從而破壞微管合成的動(dòng)態(tài)平衡，最終抑制有絲分裂、遏制腫瘤細(xì)胞增殖并誘導(dǎo)凋亡。

在開(kāi)發(fā)了紫杉醇的合成路線，從而解決了規(guī)?；?yīng)的難題后，這種植物成分終于成為拯救癌癥患者的革命性新藥。1992年，經(jīng)過(guò)整整30年的努力，F(xiàn)DA正式批準(zhǔn)紫杉醇治療難治性卵巢癌。此后，紫杉醇的適應(yīng)癥進(jìn)一步擴(kuò)展，如今FDA與EMA已批準(zhǔn)紫杉醇用于乳腺癌、卵巢癌、肺癌等多種癌癥的治療。紫杉醇在非小細(xì)胞肺癌、頭頸部腫瘤、卡波西肉瘤及白血病等疾病的治療中占據(jù)重要地位，常被用作聯(lián)合用藥療效的參照標(biāo)準(zhǔn)。

構(gòu)建紫杉醇耐藥模型

不過(guò)，在30多年的臨床用藥過(guò)程中，紫杉醇耐藥現(xiàn)象不可避免地出現(xiàn)了。紫杉醇耐藥性有多種因素參與，其分子機(jī)制尚未完全闡明。因此，深入解析耐藥機(jī)制對(duì)提升紫杉醇及其他抗癌藥物的臨床療效具有重要意義。

近日，藥明康德生物學(xué)平臺(tái)體內(nèi)藥理學(xué)部的研究團(tuán)隊(duì)在一項(xiàng)發(fā)表于Current Protocols的研究中，系統(tǒng)闡述了體內(nèi)外對(duì)紫杉醇耐藥的乳腺癌和胃癌腫瘤模型構(gòu)建方法，以及評(píng)估荷瘤小鼠耐藥性的標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)驗(yàn)流程。此外，研究還系統(tǒng)介紹了紫杉醇與ABCB1的靶向抑制劑維拉帕米聯(lián)合用藥的方案驗(yàn)證——該方案可顯著改善紫杉醇耐藥細(xì)胞株在體內(nèi)外的耐藥性，為探究紫杉醇耐藥機(jī)制提供了重要工具。

研究首先描述了紫杉醇耐藥乳腺癌體內(nèi)模型的構(gòu)建過(guò)程（即方案1）：皮下接種乳腺癌HCC1806腫瘤細(xì)胞系后，對(duì)小鼠進(jìn)行每周兩次的紫杉醇持續(xù)治療。給藥過(guò)程中，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)其中一個(gè)腫瘤呈現(xiàn)快速生長(zhǎng)現(xiàn)象，判斷腫瘤出現(xiàn)了耐藥現(xiàn)象。研究團(tuán)隊(duì)將該皮下腫瘤組織在體外分離為單個(gè)細(xì)胞后進(jìn)行STR（短串聯(lián)重復(fù)序列）檢測(cè)，確定該腫瘤分離得到的細(xì)胞與HCC1806細(xì)胞系的基因位點(diǎn)信息一致。

▲經(jīng)紫杉醇持續(xù)治療后，腫瘤出現(xiàn)耐藥現(xiàn)象（圖片來(lái)源：參考資料[2]）

接下來(lái)，方案2聚焦于紫杉醇耐藥胃癌體外模型的建立：以對(duì)紫杉醇敏感的胃癌細(xì)胞系HGC27為親本，通過(guò)持續(xù)的紫杉醇處理，約3個(gè)月后，細(xì)胞IC50值顯著高于親本細(xì)胞，標(biāo)志著紫杉醇耐藥HGC27細(xì)胞系成功構(gòu)建。

▲研究成功建立了紫杉醇耐藥HGC27細(xì)胞系（圖片來(lái)源：參考資料[2]）

方案3建立了兩種紫杉醇耐藥細(xì)胞的小鼠皮下異種移植瘤模型，并在不同時(shí)間點(diǎn)檢測(cè)紫杉醇治療對(duì)腫瘤生長(zhǎng)和體重變化的影響。結(jié)果顯示：在HCC1806移植模型中，25 mg/kg紫杉醇治療組顯示出顯著抗腫瘤效果，而耐藥株（paclitaxel-R-HCC1806）則表現(xiàn)出明顯耐藥性；HGC27移植模型中，15 mg/kg紫杉醇治療組療效顯著，耐藥株（paclitaxel-R-HGC27）則對(duì)同劑量的紫杉醇展現(xiàn)出明顯的耐藥性。

▲評(píng)估紫杉醇治療對(duì)耐藥動(dòng)物模型中腫瘤生長(zhǎng)和體重變化的影響（圖片來(lái)源：參考資料[2]）

方案4進(jìn)一步探討了聯(lián)合療法在耐藥模型中的體內(nèi)外評(píng)估方法：首先通過(guò)RNA測(cè)序發(fā)現(xiàn)ATP結(jié)合盒式（ABC）轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白成員ABCB1基因在化療耐藥腫瘤細(xì)胞中高表達(dá)，進(jìn)一步通過(guò)流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，兩種耐藥細(xì)胞系（paclitaxel-R-HCC1806和paclitaxel-R-HGC27）均顯著上調(diào)ABCB1蛋白的表達(dá)，其中paclitaxel-R-HGC27細(xì)胞還伴隨著另一種ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白——ABCG2的表達(dá)增加，而paclitaxel-R-HCC1806細(xì)胞的ABCG2表達(dá)與親本細(xì)胞相當(dāng)。

▲紫杉醇耐藥細(xì)胞株中ABCB1/ABCG2的表達(dá)增加（圖片來(lái)源：參考資料[2]）

為明確ABCB1在耐藥中的作用，研究團(tuán)隊(duì)采用維拉帕米抑制ABCB1的表達(dá)后評(píng)估耐藥細(xì)胞對(duì)紫杉醇敏感性：體外實(shí)驗(yàn)顯示，維拉帕米與紫杉醇聯(lián)用可顯著抑制兩種耐藥細(xì)胞株的生長(zhǎng)，IC50值較單藥組大幅降低；體內(nèi)實(shí)驗(yàn)也進(jìn)一步證實(shí)，在paclitaxel-R-HGC27移植瘤模型中，紫杉醇單藥治療無(wú)效，而維拉帕米聯(lián)合治療可顯著恢復(fù)腫瘤對(duì)紫杉醇的敏感性。這些結(jié)果表明，維拉帕米通過(guò)抑制ABCB1，能有效逆轉(zhuǎn)紫杉醇的耐藥性。

▲ABCB1是紫杉醇耐藥機(jī)制中的關(guān)鍵因子（圖片來(lái)源：參考資料[2]）

綜上所述，本研究成功構(gòu)建的紫杉醇耐藥腫瘤體內(nèi)外模型，在疾病機(jī)制探索與新藥研發(fā)領(lǐng)域均具有重要應(yīng)用價(jià)值。這一模型不僅能加速紫杉醇耐藥性腫瘤治療的研發(fā)進(jìn)程，更為深入解析耐藥分子機(jī)制、評(píng)估新型逆轉(zhuǎn)耐藥策略（如靶向ABCB1的維拉帕米聯(lián)合方案）提供了可靠的實(shí)驗(yàn)工具。

CRDMO模式助力抗癌新藥研發(fā)

長(zhǎng)期以來(lái)，藥明康德一直在支持全球合作伙伴從藥物研究（R）、開(kāi)發(fā)（D）到商業(yè)化生產(chǎn)（M）各個(gè)階段的需求，通過(guò)獨(dú)特的一體化、端到端CRDMO模式，助力突破性癌癥療法加速研發(fā)進(jìn)程。

在早期研發(fā)及后續(xù)開(kāi)發(fā)階段，藥明康德建立了全面的能力，可助力腫瘤藥物研發(fā)的全過(guò)程推進(jìn)，幫助合作伙伴縮短開(kāi)發(fā)周期、提高研發(fā)效率。例如，藥明康德生物學(xué)業(yè)務(wù)平臺(tái)在腫瘤和自身免疫藥物研發(fā)領(lǐng)域可以支持從靶點(diǎn)發(fā)現(xiàn)到體內(nèi)外藥理學(xué)、轉(zhuǎn)化研究到臨床生物標(biāo)志物檢測(cè)的研究需求，加速癌癥、自身免疫性疾病和罕見(jiàn)遺傳病項(xiàng)目的研究。其疾病模型庫(kù)包含超過(guò)2000種表征癌癥、自身免疫性疾病和罕見(jiàn)遺傳病的模型，其中包括幾十種耐藥腫瘤模型，涵蓋KRAS，AR，CDK4/6，EGFR，HER2，PARP等熱門(mén)靶點(diǎn)，助力臨床前藥物研發(fā)。

本研究所建立的紫杉醇耐藥模型，是藥明康德賦能抗腫瘤新藥研發(fā)的又一個(gè)案例。期待相關(guān)模型將助力紫杉醇臨床應(yīng)用瓶頸，為癌癥治療帶來(lái)新的突破。

參考資料：

[1] Gallego-Jara, Julia et al. “A Compressive Review about Taxol?: History and Future Challenges.” Molecules (Basel, Switzerland) vol. 25,24 5986. 17 Dec. 2020, doi:10.3390/molecules25245986

[2] Tang, Feng et al. “Development, Characterization, and Therapeutic Utility of Paclitaxel-Resistant Breast and Gastric Cancer In Vitro and In Vivo Models.” Current protocols vol. 5,3 (2025): e70113. doi:10.1002/cpz1.70113

[3] Discovery of Camptothecin and Taxol. Retrieved on Aug 4th, from https://www.acs.org/education/whatischemistry/landmarks/camptothecintaxol.html

歡迎轉(zhuǎn)發(fā)到朋友圈，謝絕轉(zhuǎn)載到其他平臺(tái)。如有開(kāi)設(shè)白名單需求，請(qǐng)?jiān)凇皩W(xué)術(shù)經(jīng)緯”公眾號(hào)主頁(yè)回復(fù)“轉(zhuǎn)載”獲取轉(zhuǎn)載須知。其他合作需求，請(qǐng)聯(lián)系wuxi_media@wuxiapptec.com。

免責(zé)聲明：本文僅作信息交流之目的，文中觀點(diǎn)不代表藥明康德立場(chǎng)，亦不代表藥明康德支持或反對(duì)文中觀點(diǎn)。本文也不是治療方案推薦。如需獲得治療方案指導(dǎo)，請(qǐng)前往正規(guī)醫(yī)院就診。