Verotoxin治疗恶性脑膜瘤

　　Verotoxin治疗恶性脑膜瘤（The Treatment of Malignant Meningioma with Verotoxin）
 

　　英文摘要：

　　Malignant meningiomas (MMs ) are aggressive intracranial neoplasms with a 75% 5 - year recurrence rate.Verotoxin 1 (VT1 ) is an Escherichia coli toxin, which has recently been shown to have anti-neoplastic action by targeting the globotriosylceramide (Gb3 ) glycolipid on tumor cells and tumor neovasculature. To investigate the potential use of VT1 as a clinical agent for MM, we initially tested 16 meningiomas for Gb3 expression. Nine of 11 MMs ( 82% ), but only one of five benign meningiomas ( 20% ), were positive for Gb3. An orthotopic xenograft model was used to test the efficacy of VT1 treatment for MM. We first demonstrated that Gb3 was highly expressed by the MM cell line, IOMM -Lee, and that this cell line was highly sensitive to VT1 treatment in vitro. A single intratumoral injection of VT1 significantly improved survival in nude mice harboring intracranial tumours (P<.0001 ). Factor -eight immunostaining of tumours harvested from VT1 - treated animals revealed a marked reduction in the tumour microvascular density. In addition, the tumors of VT1 - treated animals displayed increased apoptosis by TUNEL analysis and showed a significant decrease in cell proliferation, as determined by MIB - 5 immunostaining. VT1 treatment of MM is effective in our orthotopic xenograft model, and warrants further exploration as a potential treatment for these highly anaplastic and aggressive neoplasms.
 

　　中文摘要：

　　恶性脑膜瘤(MMs)是侵袭性颅内肿瘤，5年复发率为75%。Verotoxin 1 (VT1)是一种大肠杆菌毒素，近年来发现其具有抗肿瘤作用，其作用机制是通过靶向肿瘤细胞和肿瘤新血管中的globotriosyl陶酰胺(Gb3)糖脂质。为了探讨VT1作为MM临床用药的可能性，我们较初检测了16例脑膜瘤中Gb3的表达。11个MMs中有9个(82%)，5个良性脑膜瘤中只有1个(20%)呈Gb3阳性。我们使用原位异种移植模型来测试VT1治疗MM的疗效。我们首先证明了Gb3在MM细胞系IOMM -Lee中有高表达，该细胞系在体外对VT1治疗高度敏感。单次瘤内注射VT1可提高颅内肿瘤裸鼠的存活率(P<.0001)。从VT1动物身上提取的肿瘤的8号因子免疫染色显示肿瘤微血管密度明显降低。此外，TUNEL分析显示，VT1处理的肿瘤细胞凋亡增加，MIB - 5免疫染色显示细胞增殖明显减少。在我们的原位异种移植模型中，VT1治疗MM是合适的，值得进一步探索作为这些高度间变性和侵袭性肿瘤的潜在治疗方法。

　　脑膜瘤是常见的中枢神经系统肿瘤，年发病率高达6/ 10万，约占全部颅内肿瘤的20%。病理学研究表明，这些肿瘤较常发生于脑膜内的蛛网膜帽细胞。大多数脑膜瘤为良性病变(国际卫生组织，世卫组织，1级)，手术摘除可治愈大多数可触及肿瘤的患者。然而，许多良性脑膜瘤发生在颅底等难以完全切除的部位。对于未完全切除的脑膜瘤，10年复发率急剧增加至78%。即使在完全切除后，脑膜瘤的复发率在10年仍然是20%。脑膜瘤虽然少见，但可能具有非典型或间变性特征。恶性(WHO III级)和非典型脑膜瘤(WHO II级)较良性肿瘤更容易复发和侵袭性生长。恶性脑膜瘤(MMs)患者诊断后中位生存时间少于2年。
 

　　大多数MMs患者在手术后会接受放疗。然而，单独的放射治疗已被证明是无效的。传统的抗肿瘤药物已用于少数脑膜瘤患者，但收效甚微。较近，人们尝试使用阻断雌激素或黄体酮受体的药物进行激素治疗。然而，用它莫西芬、醋酸甲羟孕酮、醋酸甲孕酮和孕酮受体拮抗剂RU486进行的试验也令人失望。显然，我们目前对恶性和非典型脑膜瘤患者的治疗方案是不够的。
 

　　Verotoxin (VT)被认为是一种治疗某些癌症的可行的新制剂。VTs，也被称为志贺样毒素，是大肠杆菌衍生的亚单位蛋白毒素家族，与溶血性尿毒综合征、出血性结肠炎和微血管病变的发病机制有关。目前已知的成员有4个，分别是verotoxin 1 (VT1)、VT2、VT2c和VT2e。VTs包括一个30 - kDa酶a亚基，非共价连接到一个五聚体7 - kDa B亚基阵列，它识别并结合到敏感细胞中的一个特定的糖脂。VT受体为globotriosyl神经酰胺(Gb3;gal1 - 4gal1 - 4glc神经酰胺)，已知在几个人类肿瘤中升高。从这些肿瘤中建立的癌细胞系在体外对VT敏感。全部这些evt都具有相似的生物学活性，但抗原性不同，可能是由于它们的B亚基不同。尽管VT参与了临床疾病，但在人类癌症中发现的Gb3上调和VT1敏感性的这一特性已被用来探讨VT作为抗肿瘤剂的可能作用。在星形细胞瘤的病例中，我们先前使用皮下星形细胞瘤异种移植模型证明了VT1相关的抗肿瘤作用。在本研究中，我们扩展了这一工作，以证明VT1对免疫缺陷小鼠体内生长的Gb3阳性IOMM -Lee细胞系是合适的。

　　图示：显微照片(原放大倍数，200)显示Gb3在人脑膜瘤中的免疫组化染色。(A)恶性脑膜瘤，表现为很强的(+ + +)Gb3免疫反应性(棕色)，其染色处为血管外和血管外。(B) A MM半定量为强染色(+ + +)，主要是由于Gb3的主要血管定位。(C)良性脑膜瘤，无Gb3阳性的证据。(D)当省略VT1时，A MM(与B相同)无Gb3免疫反应。
 

　　国际儿童神经外科教授--James T. Rutka教授
 

　　James T. Rutka教授是INC国际神经外科医生集团旗下国际神经外科顾问团(WANG)成员，作为主要研究者之一。作为国际神经外科学院院长(2011-2014)、多伦多大学儿童病院、亚瑟和索尼亚拉巴特脑瘤研究中心主任(1998年至今)，在临床上的研究方向以颅内肿瘤为主，对胶质瘤、纤维瘤、颅咽管瘤、室管膜瘤具有多年的临床经验，擅长清醒开颅术及显微手术。在较近的临床研究上，教授又将重点集中在了儿童脑瘤和癫痫的外科治疗上，并取得了合适的成果。其实验室在研究脑肿瘤生长和侵袭的机制方面颇有成就。

　　我们目前的研究已经在MM细胞系IOMM -Lee中描述了Gb3受体的状态和VT1的敏感性，并通过IOMM -Lee的原位小鼠模型显示了VT1在体内的治疗效力。显然，对脑内IOMM - lee肿瘤有大量的强效抗肿瘤作用。这些抗肿瘤机制合适地提高了裸鼠的存活率，只需在瘤内注射一次毒素。综上所述，我们有理由相信MMs和其他类似表达Gb3的脑肿瘤可能成为VT1治疗的靶点。
 

　　2019年2019 INC国际神经外科顾问团年会上海召开，除了James T. Rutka教授之外，14位教授开放现场咨询及国内手术！