原发性肝癌是我国高发恶性肿瘤,多数患者确诊时已失去手术根治机会,索拉非尼、仑伐替尼等靶向药物以及免疫检查点抑制剂是晚期主要治疗手段,但药物耐药、肿瘤复发的问题始终制约整体治疗效果。探寻全新可干预的细胞死亡通路,是突破肝癌治疗瓶颈的重要研究方向,铁死亡近些年来成为肿瘤领域的研究热点。
铁死亡不同于凋亡、焦亡等经典程序性死亡,它的执行高度依赖细胞内游离铁离子,大量多不饱和脂肪酸发生脂质过氧化,破坏细胞膜磷脂双分子层结构,最终造成细胞崩解死亡。细胞内存在一整套精密的防御系统对抗铁死亡,其中 GPX4 是核心抑制蛋白,依靠谷胱甘肽作为还原底物,清除细胞内毒性脂质过氧化物;SLC7A11 负责转运胱氨酸进入胞内,为谷胱甘肽合成提供原料,这条通路也是调控铁死亡最核心的轴。
在肝癌的肿瘤微环境当中,铁代谢紊乱现象十分突出。肝脏本身是人体铁储存的主要器官,肝癌细胞会重新编程铁代谢相关蛋白,上调铁摄取蛋白、下调铁输出蛋白,造成胞内铁过载。过量铁通过芬顿反应产生大量活性氧,为脂质过氧化提供反应底物。大量基础实验证实,诱导铁死亡能够有效杀伤肝癌肿瘤细胞,抑制肿瘤球体形成,在动物原位肝癌模型中显著缩小肿瘤体积。

但铁死亡在肝癌中并不是单纯的抑癌通路,它同样参与肿瘤耐药的形成。长期药物压力下,一部分肝癌细胞会上调 SLC7A11、GPX4 等铁死亡防御蛋白的表达,强化抗氧化能力,抵御脂质过氧化损伤,以此获得对靶向药、化疗药的抵抗能力。肿瘤微环境中的肝细胞、肿瘤相关巨噬细胞分泌的细胞因子,也会进一步激活这条抗氧化通路,庇护肿瘤细胞免于铁死亡。
目前大量研究尝试开发联合治疗方案,使用 SLC7A11 抑制剂、GPX4 抑制剂,联合靶向药物或者免疫治疗,通过解除铁死亡防御,重新激活肿瘤细胞铁死亡,实现协同抗肿瘤。但该方向走向临床依旧存在诸多阻碍。首先,铁死亡通路同样会影响正常肝细胞,过度诱导铁死亡有可能造成肝组织损伤,带来肝毒性风险;其次,缺少可以直接用于临床检测铁死亡活性的生物标志物,无法筛选出适合该疗法的患者群体;另外,现有的铁死亡诱导剂大多生物利用度较差,体内药效不足。
后续研究需要开发肝脏靶向的铁死亡调控小分子,寻找能够指示肿瘤铁死亡水平的血液或者组织标志物,区分肿瘤细胞与正常肝细胞的通路差异,在保证安全性的前提下,推动铁死亡靶向策略走向临床应用。