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肺细胞对烟草烟雾的适应机制:NRF2的作用

《自然》杂志的一项研究表明,慢性烟草烟雾暴露导致肺细胞线粒体碎片化和持续的NRF2激活,使它们对凋亡无动于衷并易发生突变。这解释了KEAP1突变肿瘤的侵袭性,并对吸烟者使用抗氧化剂提出了质疑。这一发现为使用NRF2降解剂的靶向治疗开辟了道路。

肺对烟雾的适应:致癌作用的新机制
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发现肺细胞对长期烟草烟雾暴露的适应机制

发表在《自然》杂志上的一项研究表明,长期烟雾暴露会导致上皮细胞线粒体碎片化和NRF2依赖性通路的激活,促进细胞存活并形成癌前病变。


化疗杀死细胞,但烟雾教会细胞如何生存:为什么NRF2是吸烟者的“守护天使”,而我们将在2026年开始攻击它

当地诊所的肿瘤科医生不会注意到的内幕是,2026年6月7日《自然》杂志上的这篇新文章并非关于毒理学。它是一份宣言,表明我们在过去大约二十年里误解了肺癌的化学预防。当所有人都在寻找通过维生素和NAC“增强抗氧化防御”的方法时,自然界却在做完全相反的事情——它教会细胞作弊。一个韩美研究小组(B2B细胞、类器官、40周WCSE)揭示了一种机制,保险公司和FDA将在2026年底前将其作为新筛查方案的基础。

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[核心]:真正发生了什么

这不仅仅是“适应”,而是细胞代谢范式从氧化磷酸化到糖酵解的根本性转变,伴随着线粒体碎片化。正常肺细胞在烟雾攻击下应触发凋亡。但长期暴露(体外40周,相当于人类吸烟约15年)导致线粒体不是破裂,而是“切碎”——变得短而圆,但仍保留膜电位。这就像切掉汽车的轮子,但它仍能以120公里/小时的速度行驶。

第一个不明显的见解:这种碎片化不是故障,而是程序化的进化防御。当Drp1(切割线粒体的蛋白质)被激活而Mfn2被抑制时,细胞减少活性氧(mitoROS)的产生,但不会陷入ATP饥饿。它只是切换到“应急电源”。研究中,T-B2B细胞表现出一个矛盾的现象:在氧化应激下,它们的总ROS水平相比幼稚细胞降低。这不是适应。这是细胞表型进化为“不可杀死”模式。

第二层是核因子红细胞2相关因子2(NRF2)。媒体写“NRF2激活”而不理解其规模。在长期实验中,NRF2不是通过经典途径(KEAP1损伤)激活,而是通过翻译后蛋白质稳定化和核转位,独立于泛素-蛋白酶体系统。也就是说,细胞永远“卡在”抗氧化防御中。这导致突变特征SBS5和SBS18(氧化性DNA损伤:C>A颠换)的积累。细胞变得基因组不稳定但代谢上可行。这是癌发生的辩证法:你越能防御死亡,你就越接近成为癌症。

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[时间线与背景]

这篇发表的背景是临床前模型的危机。以前,每个人都研究香烟提取物的急性效应:泼上去,24小时后观察凋亡,写一篇关于氧化应激的论文。新工作打破了这种方法。他们使用了慢性的全香烟烟雾提取物(WCSE)模型,包括气相和固相,这是以前没有人系统做过的。

一个重要的时间锚点:正好一个月前,2026年5月,Roy等人在《癌症发现》上发表了一篇论文,描述了VVD-065——首个共价别构NRF2降解剂(分子胶)。而一个月前(2026年4月),Chen等人在《国际生物科学杂志》上展示了卡格列净(SGLT2抑制剂)和鸦胆子素(NRF2抑制剂)对KEAP1突变非小细胞肺癌的协同作用。也就是说,业界已经处于军备竞赛中:当《自然》描述NRF2如何拯救细胞时,临床研究人员已经在测试如何杀死这个NRF2。

为什么现在这很重要?因为所有非小细胞肺癌(NSCLC)中有15-30%存在KEAP1-NRF2通路的突变,而在鳞状细胞癌中这一数字达到30-40%。这些肿瘤是最具侵袭性、对化疗和放疗最耐药,并且对免疫治疗是“冷”的(抗PD-1耐药)。《自然》的新工作解释了为什么:它们最初就是由这种应激适应的祖细胞产生的。

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[谁赢谁输]

赢家#1:Vividion Therapeutics(拜耳的合作伙伴,现在可能是罗氏或百时美施贵宝)。 他们的分子VVD-065已进入I期临床(NCT05954312)——首个同类NRF2降解剂。Roy等人(2026年5月)的结果显示,VVD-065不仅抑制,而且迫使KEAP1更积极地降解NRF2,充当泛素连接酶复合物的“超级胶水”。如果I期安全性数据良好(风险是由于正常细胞失去保护而导致自身免疫性炎症),Vividion将在2026年第四季度成为主要的并购目标。估值?不低于40-50亿美元。

赢家#2:博德研究所和Thales Papagiannakopoulos团队。 他们2026年4月的预印本显示,KEAP1缺陷的癌症依赖谷氨酰胺代谢,谷氨酰胺酶抑制剂DRP-104与KRAS抑制剂(MRTX1133)协同作用。这是直接通往联合治疗的道路:打击KRAS + 通过代谢脆弱性抑制NRF2。该方法的专利已经提交。

输家:仍然给吸烟者开抗氧化剂(维生素E、N-乙酰半胱氨酸)用于“癌症预防”的“老派”肿瘤科医生。 这项研究是这种方法的又一记重锤。适应细胞(T-B2B)已经具有高基础NRF2水平。添加外源性抗氧化剂可能矛盾地保护癌前克隆而不是正常肺泡。筛查方案(例如美国USPSTF)应该重写:吸烟量超过20包年的人在活检确认不存在NRF2突变之前,不应给予抗氧化剂。

沉默的输家:作为单一疗法的免疫治疗(帕博利珠单抗)。 2026年5月,Targeted Oncology上的一场讨论强调,KEAP1和STK11突变是PD-1抑制剂耐药的标志。逻辑很简单:NRF2通过抑制抗原呈递和CD8+ T细胞募集使肿瘤微环境变“冷”。现在我们知道,这种表型在上皮对烟雾的适应阶段就已经建立。也就是说,患者甚至还没吸完最后一支烟,他们未来的肿瘤就已经被编程为逃避免疫系统。

[媒体没有说的]

这项研究最肮脏的秘密,也是《自然》没有放在头条的,是KEAP1的矛盾角色。在经典观点中,KEAP1是肿瘤抑制因子:如果它被破坏,NRF2失调,癌症生长。但在2026年3月的《EMBO杂志》(第45卷)中,Prieto-Garcia等人展示了一些令人震惊的东西:在某些遗传背景下(例如,与TP53和LKB1共突变),KEAP1可以发挥原癌基因的作用。在某些小鼠模型中删除KEAP1通过诱导还原应激(过多的NADH,过少的氧化)抑制了肿瘤生长。

这对患者意味着什么?对于简单的解决方案来说是一场灾难。我们不能盲目地给每个人使用NRF2抑制剂(如VVD-065)。因为在15%的NSCLC患者中(尤其是那些伴有STK11共突变的患者),抑制NRF2可能加速疾病进展。我们需要生物标志物。我们不仅需要看KEAP1,还需要看LKB1、P53、PTEN状态。那些仅根据KEAP1突变就“凭感觉”开始处方VVD-065的临床医生将在6个月内杀死患者。

第二个遗漏涉及电子烟。在2022年一篇综述的表1中,明确说明:电子烟像普通香烟那样直接激活NRF2,但调味剂会。而电子烟中的线粒体碎片化通过TLR9依赖性机制发生(动脉粥样硬化,而非肺癌)。也就是说,电子烟使用者会患上代谢性心脏病,但不会导致导致鳞状细胞癌的隐匿性上皮适应。这意味着肺癌流行病学将在10-15年内发生变化:腺癌(与电子烟相关?)将超过鳞状细胞癌(与香烟相关)。保险公司已经计算过这一点。

[预测:未来30天和90天]

未来30天:

预计至少有两家开发NRF2抑制剂的公司发布重大新闻稿。第一家来自Vividion(拜耳),提供I期更新。他们可能会宣布达到最大耐受剂量(MTD),并指定具体靶向肿瘤:KEAP1突变NSCLC和头颈部鳞状细胞癌。如果毒性可接受(无显著间质性肺炎),其私人所有者的股价将飙升。

第二家来自Mirati Therapeutics(百时美施贵宝的一部分)或Revolution Medicines:他们将宣布启动其KRAS(G12D)抑制剂与DRP-104(谷氨酰胺酶抑制剂)在KEAP1缺陷癌症模型中的联合试验,引用4月的博德预印本。I/II期开始日期:2026年9月。

此外,预计欧洲呼吸学会(ERS)将发出警告:NAC(N-乙酰半胱氨酸)和其他具有抗氧化作用的黏液溶解剂不应处方给NSCLC高风险患者,除非确认谷胱甘肽缺乏。这将基于新研究的逻辑:在NRF2过度激活的细胞中喂养谷胱甘肽池意味着选择性保护恶性克隆。

未来90天:

关键事件是在2026年9月的国际肺癌研究协会世界肺癌大会(WCLC)上公布VVD-065的完整I期数据。我预测在化疗难治的KEAP1突变患者中,客观缓解率(ORR)为25-30%。这将触发FDA加速批准(突破性疗法认定),时间在2026年12月至2027年初。

此外,至少有一篇论文将发表在《细胞》杂志上,关于吸烟者“适应”肺区域的空间转录组学。它将显示具有碎片化线粒体和核NRF2的细胞“生态位”,周围是正常上皮。这将使得基于支气管镜检查和激光捕获显微切割的诊断测试成为可能——对这些生态位的活检将对5年癌症风险产生90%的预测价值。

最后,最讽刺的预测:大烟草公司(菲利普莫里斯、英美烟草)将通过空壳基金开始赞助研究,以开发“线粒体碎片化抑制剂”(即预防烟雾适应的物质)。结果将出现在《毒理学与应用药理学》等期刊上,并声称“添加了Mdivi-1(Drp1抑制剂)的改良香烟可降低癌变风险”。不要上当。如果你不吸烟,线粒体就不会碎片化。没有治疗方法。预防是唯一的方法。

— Editorial Team

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