吉非替尼(Gefitinib)引起炎症副作用的机制

　　抗癌药物吉非替尼（Gefitinib）会引起基于炎症的副作用，例如间质性肺炎。然而，其机制仍然未知。在这里，我们提供证据表明吉非替尼通过促进成熟白细胞介素 1β (IL-1β) 和高迁移率族框 1 (HMGB1) 的释放来引发促炎反应。吉非替尼驱动的线粒体活性氧 (mtROS) 刺激了 NLRP3（NACHT、LRR 和 PYD 蛋白 3）炎性体的形成，导致成熟的 IL-1β 释放。值得注意的是，吉非替尼也刺激了 HMGB1 的释放，然而，这不是由 NLRP3 炎症小体介导的。另一方面，吉非替尼驱动的 mtROS 促进了 γH2AX 的积累，这是 DNA 损伤的标志，导致聚（ADP-核糖）聚合酶-1（PARP-1）的激活和随后的 HMGB1 的主动释放。

　　在本研究中，为了确定吉非替尼是否在细胞水平上引发无菌炎症，如果是，为了揭示分子机制，我们检查了吉非替尼对巨噬细胞的影响，发现吉非替尼促进了成熟的 IL-1β 和 HMGB1 释放在巨噬细胞中。有趣的是，吉非替尼驱动的活性氧化物质 (ROS) 引起 NLRP3 炎性体和 PARP-1 的激活，分别促进 IL-1β 和 HMGB1 的释放。因此，我们的结果证明了吉非替尼通过至少两种不同的机制引发无菌炎症的可能性，这对于理解吉非替尼诱导的肺炎的发病机制可能至关重要。

　　我们首先注意到吉非替尼刺激巨噬细胞中成熟的 IL-1β 释放，并发现 NLRP3 炎性体介导了吉非替尼诱导的成熟 IL-1β 释放。尽管 NLRP3 炎症小体激活的精确机制仍未完全了解，但我们的结果表明与吉非替尼驱动的线粒体损伤相关的 mtROS 最有可能触发 NLRP3 炎症小体激活。迄今为止，据报道有几种药物以 ROS 依赖性方式刺激 NLRP3 炎症小体。特别是，咪喹莫特，一种用于治疗生殖器疣的处方药，通过抑制醌氧化还原酶 NQO2 和线粒体复合物 I 来刺激 mtROS 生成，从而触发 NLRP3 炎症小体激活。另一方面，他汀类药物，HMG-CoA 还原酶抑制剂，通常作为降胆固醇药物，在转录和转录后激活 NLRP3 炎症小体。这些发现意味着大量药物具有刺激 NLRP3 炎症小体激活的潜在能力。尽管吉非替尼旨在专门阻断 EGFR 的酪氨酸激酶活性，但新出现的证据表明，吉非替尼会影响 EGFR 以外的信号分子的活性。值得注意的是，据报道吉非替尼可抑制受体相互作用蛋白 2 (RIP2) 的酪氨酸激酶活性和随后的细胞因子释放。因此，吉非替尼有可能通过对特定酪氨酸激酶的脱靶活性引起线粒体损伤，从而触发 NLRP3 炎症小体的激活。

　　我们还发现吉非替尼会刺激 HMGB1 的释放。吉非替尼诱导的 HMGB1 释放不受 ASC 敲除的影响。然而，ASC 敲除的 THP-1 细胞对吉非替尼诱导的细胞死亡表现出显着的抗性。这些观察结果表明，吉非替尼诱导的 HMGB1 释放不是由死细胞的被动泄漏引起的，而是由促进 HMGB1 正向释放的机制引起的。此外，MCC950 未能抑制吉非替尼诱导的 HMGB1 释放，而成熟 IL-1β 的释放受到强烈抑制。因此，吉非替尼诱导的 HMGB1 正释放可能不需要 NLRP3 炎症小体激活和随后的细胞焦亡。另一方面，尼日利亚菌素诱导的 HMGB1 释放完全依赖于 ASC，这表明 NLRP3 炎症小体激活和随后的细胞焦亡对于释放是必不可少的。此外，尼日利亚菌素诱导的细胞死亡对细胞焦亡的依赖性似乎远高于吉非替尼。因此，尼日利亚菌素诱导的炎症和死亡在很大程度上受 NLRP3 炎症小体的控制。然而，本研究中没有证据表明 NLRP3 炎症小体积极刺激 HMGB1 释放，因此尼日利亚菌素诱导的 HMGB1 释放可能是由焦亡细胞被动释放介导的。在任何情况下，为了解释 NLRP3 炎症小体对 HMGB1 释放的刺激特异性要求，需要进一步研究以调查 NLRP3 炎症小体是否促进了 HMGB1 的正释放。

　　以前的报告表明，PARP-1 介导 HMGB1 的正释放，这就是为什么我们检查了 PARP-1 参与吉非替尼诱导的 HMGB1 释放的原因。正如预期的那样，PARP-1 激活的药理学和遗传抑制表明 PARP-1 是吉非替尼诱导的 HMGB1 释放所必需的。此外，抗氧化剂 BHA 完全抑制了 γH2AX 和 pADPr 的积累，表明氧化应激诱导的 DNA 损伤介导了 PARP-1 的激活。值得注意的是，已知氧化应激诱导的 PARP-1 激活会诱导伴随 DNA 断裂的细胞死亡，这被特别指定为 parthanatos。与细胞焦亡不同，parthanatos 不定义为炎症细胞死亡，到目前为止，尚未研究 parthanatos 参与 HMGB1 释放。因此，我们测试了 parthanatos 是否参与了吉非替尼诱导的 HMGB1 释放。PARP-1 通路的抑制未能抑制吉非替尼诱导的细胞死亡，表明 parthanatos 对吉非替尼诱导的细胞死亡的贡献相对较小。因此，我们得出结论，吉非替尼诱导的 HMGB1 释放与 parthanatos 无关。

　　吉非替尼（Gefitinib）会导致罕见但致命的急性间质性肺炎。我们的体内研究表明，通过口咽抽吸给药吉非替尼会引起肺部炎症，而这种炎症被 MCC950 抑制，表明 NLRP3 炎症小体参与吉非替尼诱导的间质性肺炎。吉非替尼引起的间质性肺炎、吸烟习惯、既往肺部疾病和较差的体能状态的危险因素进行了统计列举。这些危险因素与线粒体功能障碍的发病机制密切相关，因此可能会增加对吉非替尼诱导的线粒体损伤的敏感性。一份病例报告显示，吉非替尼引起的间质性肺炎的印象通过甲基强的松龙治疗得到逆转。有趣的是，甲基强的松龙可以保护大鼠免受 NLRP3 炎症小体介导的急性肺损伤。这些发现支持我们的模型，即吉非替尼通过 NLRP3 炎性体引发肺部炎症。另一方面，我们的实验条件（10–20 μM 吉非替尼）通常用于使用癌细胞的细胞实验，而这些剂量远高于临床条件（高达 ~ 1.4 μM）。然而，在某些情况下，与血浆相比，吉非替尼在乳腺肿瘤组织中的浓度增加了 43 倍。因此，吉非替尼的偏向分布可能会引起巨噬细胞的局灶性激活。此外，吉非替尼引起的间质性肺炎的发生率存在种族和民族差异。特别是，据报道，日本人群间质性肺炎的发病率高于其他人群。然而，我们的工作模型无法解释这些种族和民族差异，因此需要进一步研究来阐明原因。

　　据报道，HMGB1 的释放启动了 NLRP3 炎症小体信号传导的正反馈回路，导致进一步释放成熟的 IL-1β，后者负责过度炎症。促进 HMGB1 释放的治疗药物的药理特性可能会增加基于炎症的副作用的风险。因此，揭示促进 HMGB1 释放的机制将有助于更好地了解与 NLRP3 炎性体相关的炎症性疾病的发病机制。微信扫描下方二维码了解更多：