胰岛素类似物是与普通胰岛素非常相似的分子,但具有改进的药代动力学参数。这些化合物被糖尿病患者用来调节血糖水平。
已经开发出长效和短效胰岛素类似物,以便在白天精确调节这些水平,并且在体力活动或食物摄入后不会波动太大。
胰岛素类似物(以及常规胰岛素)是生长因子,除了预期的代谢作用外,还可以触发细胞分裂。这种对细胞分裂的不利影响是一个主要的安全问题,以防胰岛素类似物触发细胞分裂活性的显著增加,从而导致肿瘤生长和诱发癌症。
目前,长期使用的化合物正在以最大耐受剂量在大鼠和小鼠体内进行终生试验,重点是统计学。
然而,啮齿动物并不是一个黄金标准。它们对药物疗法比人类更敏感,因此半数长期药物在啮齿动物生命的最后阶段诱发了与人类无关的肿瘤。
2002年,欧洲药品管理局提出了新的胰岛素类似物检测策略(EMA,2002),其中对这些生物技术药物的临床前安全性评估应侧重于预期致癌作用的作用机制。除此之外,鼓励使用适应的动物模型来增加这些慢性啮齿动物实验的人类临床相关性。
在我们的研究中,我们使用了一种特殊的小鼠模型p53R270H/+WAPCre,由于抑癌基因p53的点突变而得名;该基因对应于人类Li-Fraumeni癌症综合征的遗传热点。
由于WAPCre系统,这种点突变只在小鼠的乳腺中活跃,通过这种突变,该菌株将在1岁左右自发地发展出与人类相关的乳腺肿瘤。
我们经常让这些小鼠模型接触胰岛素样分子。频繁注射两种模型化合物AspB10和胰岛素样生长因子-1(IGF1)后,大鼠乳腺肿瘤的表达明显降低。
AspB10,又称X10,是一种早期胰岛素类似物,由于增强了IGF1R结合亲和力,具有很强的启动细胞分裂的潜力。IGF1是IGF1R的天然配体,这种受体在细胞分裂信号中起着重要作用。
与常规胰岛素相比,甘精胰岛素在体外实验中对IGF1R的结合亲和力增强,细胞分裂潜能增强。很少有流行病学研究表明甘精胰岛素具有致癌潜力,而啮齿动物研究则与这些发现相矛盾。我们选择在我们的模型中测试甘精。
在我们的研究中,甘精氨酸治疗对乳腺肿瘤的发展没有影响,因为它被迅速降解为具有低细胞分裂活性的活性代谢物。
我们的病理学检查显示,这种小鼠模型中的肿瘤类型不受各种胰岛素样分子定期刺激的影响。然而,受体水平(胰岛素受体和IGF1R)受到蛋白质表达分析的影响。
此外,与对照组相比,参与细胞存活和增殖的一种特殊酶AKT的活性升高。最有趣的是,只有慢性甘精氨酸、X10和IGF1治疗导致了另一种参与细胞分裂的酶ERK的高水平激活,而胰岛素和对照治疗都没有任何效果。这表明后者提高乳腺细胞酶活性可能有助于胰岛素类似物反复治疗引起的肿瘤形成。
由于甘精胰岛素已经上市十多年了,还需要更多的研究来确定甘精胰岛素与可能发生癌症的风险之间的关系。
目前,我们在所有肿瘤上应用基于rna测序的转录组来揭示不同治疗组的基因表达和肿瘤突变谱的差异。
这种分析对于了解胰岛素类似物的作用方式和确定使用者是否有任何增加患癌症的风险至关重要。我们希望这类研究有助于在大量患者中持续安全地使用胰岛素类似物。