基于网络药理学探讨治疗甲状腺癌的靶向药物

Study on the Targeted Drugs for the Treatment of Thyroid Cancer Based on Network Pharmacology

摘要: 目的：甲状腺癌是一种常见的内分泌系统恶性肿瘤，在全球新诊断的肿瘤中占比约2.1%。近年来，甲状腺癌的发病率呈现上升趋势，对人类健康构成了严重威胁。本研究综述了当前用于甲状腺癌治疗的靶向药物，并运用网络药理学方法进行了分析，以揭示其作用机制和可能的治疗靶点为目的，为进一步研究和临床实践甲状腺癌靶向药物应用提供新的思路。方法：首先，通过文献的检索，对目前治疗甲状腺癌的靶向药物进行了检索，包括索拉非尼、仑伐替尼、凡德他尼、卡博替尼等。再从网络药理学的角度进行探究，借助DrugBank、Uniprot数据库和文献检索分子靶点与药物作用靶点。GeneCards和DrugBank和数据库，利用VENNY 2.1网站将所得到的有效成分靶点与Thyroid Carcinoma靶点构建韦恩图。采用STRING数据库和Cytoscape软件构建蛋白–蛋白相互作用网络及“药物–潜在活性成分–作用靶点”相互作用网络(PPI)。通过DAVID数据库对共同靶点进一步进行基因本体论(GO)功能分析和京都基因与基因组百科全书(KEEG)通路富集分析，筛选关键通路，并通过微生信绘制GO网络图、KEGG图和关键靶点–通路图，揭示药物可能发挥作用的机制。结果：通过针对甲状腺癌的靶向治疗药物主要有索拉非尼、仑伐替尼、凡德他尼、卡博替尼等多种分子靶向药物。基于数据库和软件筛选，确定有效成分及其相关靶点。结合药物–组分–靶点网络图揭示在胚胎发育、细胞增殖等方面的重要性。分析GO功能富集揭示药物调节多细胞生物发育、细胞增殖等生物学过程发挥作用。KEGG功能富集分析显示MAPK讯号路径、PI3K-AKT讯号路径等多条机制路径与甲状腺癌治疗高度相关。结论：分析目前治疗甲状腺癌的靶向药物及其作用机制，揭示临床药物通过多途径介入治疗甲状腺癌的发生和发展。同时构建的药物–成分–靶点网络及功能富集分析为进一步临床整合治疗提供重要参考。

Abstract: Objective: Thyroid cancer is a common malignant tumor of the endocrine system, accounting for approximately 2.1% of newly diagnosed tumors on the globe. In recent years, the incidence rate of thyroid cancer is on the rise, posing a serious threat to human health. Therefore, this study reviews the targeted drugs currently used for the treatment of thyroid cancer and analyzes them using network pharmacology methods to reveal their mechanisms of action and potential therapeutic targets, providing new ideas for further research and clinical practice of the applications of targeted drug in thyroid cancer. Methods: First, a search was done on the current targeted drugs for the treatment of thyroid cancer by searching relevant literatures, including sorafenib, lenvatinib, vandetanib, cabozantinib and so on. Then, exploring from the perspective of network pharmacology, DrugBank, Uniprot databases, literature searches were used to identify molecular targets and drug targets. GeneCards, DrugBank and databases were searched and the VENNY 2.1 website was used to construct a Venn diagram by combining the obtained effective ingredient targets with thyroid cancer targets. Protein-Protein Interaction Networks and Drug-Potential Active Ingredient-Target Interaction Networks (PPI) were constructed using STRING database and Cytoscape software. Gene Ontology (GO) functional analysis and Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEEG) pathway enrichment analysis were further conducted on common targets through the DAVID database to screen for key pathways. GO network diagrams, KEGG diagrams and key target pathways diagrams were drawn using Microbiology Data to reveal the possible mechanisms of drug functions. Results: Currently, the targeted therapeutic drugs for thyroid cancer mainly include molecular targeted drugs such as sorafenib, lenvatinib, vandetanib, cabozantinib and so on. Based on databases and software screening, the effective ingredients and related targets were determined. Combining with the drug-component-target network diagram, the importance of some targets in embryonic development, cell proliferation, and other aspects were revealed. Analyzing GO functional enrichment revealed that drugs exert their effects by regulating biological processes such as multicellular biological development and cell proliferation. KEGG functional enrichment analysis showed that multiple pathways such as MAPK signaling pathway and PI3K-AKT signaling pathway and so on were highly correlated with the treatment of thyroid cancer. Conclusion: We analyzed the current targeted drugs for the treatment of thyroid cancer and their mechanisms of function, revealing that clinical drugs intervene in the treatment of the occurrence and development of thyroid cancer through multiple pathways. At the same time, the constructed drug-component-target network and functional enrichment analysis provide important references for further clinical integrated therapy.

1. 引言

1.1. 研究背景

甲状腺癌(Thyroid Carcinoma, TC)是一种起源于甲状腺滤泡上皮或滤泡旁上皮细胞的恶性肿瘤，在头颈部恶性肿瘤中地位显著[1]。目前，从流行病学角度观察，甲状腺癌的发病率在全球范围内呈现出逐年上升的趋势，显著威胁到公共健康，在我国城市区域中，女性甲状腺癌的发病率显著，已攀升至女性所罹患全部恶性肿瘤发病率的第四高位，我国甲状腺癌预计将以每年约20%的速率持续扩增[1]。自1990年以来，中国甲状腺癌的标准化发病率显著攀升，由当年的1.4例每十万人口年度增长至2016年的14.65例每十万人口年度，其中，女性群体以及具有甲状腺癌基因突变或家族史的人群被认为是高风险人群[2]。

甲状腺癌可继续细分为甲状腺乳头状癌(Papillary Thyroid Carcinoma, PTC)、甲状腺滤泡状癌(Follicular Thyroid Carcinoma, FTC)、髓样甲状腺癌(Medullary Thyroid Carcinoma, MTC)和未分化甲状腺癌(Anaplastic Thyroid Carcinoma, ATC) 4种主要病理类型。其中甲状腺乳头状癌以其良好的预后和高发病率(占所有甲状腺癌症状的50%)为特征[3]，而甲状腺滤泡状癌则较为罕见但同样属于分化型甲状腺癌，通常预后较好[4]。与这些相比，髓样甲状腺癌和未分化甲状腺癌则具有更高的侵袭性和致死率[5]。MTC的发病率虽然相对较低，但由于其潜在的侵袭性和对治疗的抵抗性，它对患者的健康构成了严重威胁[6]。但是ATC，尽管发病率低(1%~2%)，却因其极高的恶性度和短暂的中位生存期(通常不超过六个月)而引起关注。

最新研究表明，网络药理学的方法能够在多个层面揭示甲状腺癌的分子机制和潜在的治疗靶点，将高通量蛋白质组学技术与前沿人工智能技术深度融合，并应用于多中心回顾性与前瞻性临床队列研究中，极大地促进了疾病诊断的精确度提升[7]。例如，通过分析甲状腺癌细胞的信号转导网络，筛选出多个关键的生物标志物和治疗靶点，为开发新的治疗策略提供了科学基础[8]。此外，预测药物的治疗效果以及检测多药联合治疗中的潜在相互作用，从而优化治疗方案，减少药物副作用，提高治疗有效性。为更深入地理解甲状腺癌的复杂生物学，发展靶向药物提供坚实的理论支持。

1.2. 分子靶向药物的作用机制

分子靶向药物主要通过以下几种方式发挥作用[9]：首先，它们抑制血管生成，通过阻断关键受体如血管内皮生长因子受体(VEGFR)和血小板源性生长因子受体(PDGFR)来减少肿瘤的血液供应，从而限制其生长和转移；其次，分子靶向药物可以阻断肿瘤细胞内的关键信号传导通路，如抑制RET和c-Kit等受体的激活，这些受体在肿瘤细胞的增殖和存活中至关重要；最后，靶向药物还能诱导细胞凋亡，即通过影响Bcl-2家族蛋白等凋亡调控因子促使肿瘤细胞自我毁灭。这种精准的靶向作用不仅提高了治疗效果，还在一定程度上减少了对正常细胞的损害，从而改善了患者的生活质量。随着对肿瘤分子生物学的逐步深入研究和新药物的不断研发，分子靶向治疗已成为多种癌症治疗的主要策略，为那些面临难以治愈或癌症晚期挑战的患者带来了新的治疗可能[10]。

2. 分子靶向药对甲状腺分化癌的治疗综述

2.1. 分子靶向药对甲状腺分化癌的治疗

近年来，大量针对不同靶标的靶向治疗药物被发现，从而为治疗甲状腺癌靶向药物的研制奠定了坚实的基础，甲状腺癌的发病机制和新的治疗靶标的研究由此开始。目前，最具潜力的靶向药物包括多靶点酪氨酸激酶抑制剂[11]、选择性BRAF抑制剂[12]以及mTOR抑制剂[13]。

2.1.1. 多靶点酪氨酸激酶抑制剂

索拉非尼是美国食品药品监督管理局(Food and Drug Administration, FDA)批准的靶向药物之一，用于治疗放射性碘难治性分化型癌症(DTC)、不可切除或晚期肝细胞癌(HCC)、晚期肾细胞癌(RCC)和晚期子宫内膜癌，属于多激酶抑制剂，在治疗胰腺癌、黑色素瘤等疾病中也取得显著效果。索拉非尼是一种口服多靶点酪氨酸激酶抑制剂，同时作用于VEGFR-2/FIk-1、PDGFR-β和B-Raf，IC50值分别为15、57和22 nmol/L。索拉菲尼的临床试验中最常见的不良事件包括手足综合征、脱发、皮疹或脱皮、腹泻等。在Vandana Gupta-Abramson带领的一项II期临床研究中，对30名晚期甲状腺癌患者进行了索拉非尼治疗(剂量为每天两次，每次400毫克)，治疗周期设定为4周。根据实体瘤疗效评价标准(RECIST)，在这些患者中，有7人(占23%)达到了部分缓解，并且这种缓解状态持续了从18周到84周不等的时间。此外，有16名患者(占53%)的病情稳定，持续时间超过了89周。在治疗过程中，28名患者(占95%)观察到了甲状腺球蛋白水平的下降[14]。在MarciaSBrose实施的一项III期临床试验中，共有417名患者参与。该研究的结果显示，接受索拉非尼治疗的患者组在部分缓解率方面显著优于接受安慰剂治疗的患者组，具体比例为12.2%对比0.5%。此外，索拉非尼治疗组的中位无进展生存期(PFS)也有所延长，分别为10.8个月和5.8个月[15]。索拉菲尼的不良反应与患者体内药物量相关，大多数不良反应可通过减少药物用量或停药而得到缓解。在Zhi Jingtai [16]等人的实验中，多组学数据和体外验证数据表明，Aurora-A诱导PFKFB3介导的糖酵解增加了ATP供应，从而显著上调ERK和AKT的磷酸化，同时，Alisertib和索拉非尼的组合具有协同作用，这在异种移植物模型和体外得到了进一步证实，此研究为Aurora-A表达的预后价值提供了有具有说服力的证据，并表明Aurora-A上调了PFKFB3介导的糖酵解来增强ATP供应并促进甲状腺癌进展。Alisertib和索拉非尼的联合在治疗晚期甲状腺癌方面具有广阔的应用前景。

乐伐替尼(lenvatinib, E7080)在多种肿瘤治疗中已证实具有良好的效果，能够显著提高甲状腺癌患者的生存率。卫才研制的乐伐替尼是一种对VEGFR-2(KDR)/VEGFR-3(Flt-4)作用最强的多靶点酪氨酸激酶抑制剂，IC50数值分别为4和5.2 nmol/L [17]。S. Takahashi等人的研究对43名日本甲状腺癌患者(包括11例ATC患者)进行了乐伐替尼的疗效评估。结果发现，在11名接受乐伐替尼治疗的患者中，有3名达到了总体缓解，并且观察到总生存期(OS)增加了3.2个月。此外，另一项针对17名ATC患者的乐伐替尼II期单臂非盲研究中，患者的中位无进展生存期(PFS)为7.4个月，中位总生存期(OS)为10.6个月，总体缓解率达到了24% [18]。李明等研究人员进行的实验中，观察组患者的治疗效果显著优于对照组。经过治疗后，肿瘤标志物的水平，包括Tg (甲状腺球蛋白)、TgAb (抗甲状腺球蛋白抗体)和AFP (甲胎蛋白)，在观察组中均低于对照组。此外，与新生血管生成相关的标记物，如VEGFR1 (血管内皮生长因子受体1)、FGFR (成纤维细胞生长因子受体)和PDGFR-α (血小板源性生长因子受体α)，在观察组中也显示出低于对照组的水平[19]。这些结果表明乐伐替尼不仅能有效抑制甲状腺癌肿瘤细胞的增殖，还能显著降低甲状腺癌患者的肿瘤标志物水平，从而改善治疗效果[20]。乐伐替尼不仅能有效抑制甲状腺癌肿瘤细胞的增生，而且患者的肿瘤标志物水平也会明显降低，治疗效果也会随之提高。乐伐替尼是一种新型口服多靶点酪氨酸激酶抑制剂，对肿瘤血管生成、肿瘤细胞增殖等多个环节起到靶向抑制作用，通过抑制特定酶在肿瘤发展关键阶段的活性。该治疗策略能有效干预甲状腺癌的进展，为效果非常显著的甲状腺癌患者提供治疗选择，其治疗风险较低[21]。乐伐替尼的计划用药假期显示出比每日口服给药明显更长的PFS、TTF和OS，更少的不可容忍的毒性也导致进一步的未经筹划的治疗中断。这些益处显然与≥10 mg的乐伐替尼给药时间延长有关。乐伐替尼对具有良好表现状态的RR-DTC和非常依赖放射性碘的疾病具有最高的临床效益[22]。

辉瑞研制的舒尼替尼(Sunitinib)是一种包括血管内皮生长因子受体(VEGFR)、血板源性生长因子受体(PDGFR)、干细胞因子受体(C-KIT)、FMS样酪氨酸激酶(FLT3)等在内的多靶点受体酪氨酸激酶(RTK)抑制剂[23]。舒尼替尼具有降低凋亡抑制蛋白Survivin表达的能力，从而促进肿瘤细胞发生凋亡[24]。研究发现，舒尼替尼对携带BRAF基因突变的难治性分化型甲状腺癌(DTC)细胞株8301C和未分化型甲状腺癌细胞株FB3具有抑制作用[25]。该药物能够阻断Akt和ERK1/2的磷酸化过程，进而抑制这些肿瘤细胞的增殖[26]。在一项由刘彦东等人实施的临床试验中，共有33名对放射性碘治疗难治的晚期分化型甲状腺癌(DTC)或髓样癌(MTC)患者参与了研究。舒尼替尼的标准给药剂量是每天50毫克。然而，由于每个患者对药物的反应和耐受性不同，如果患者在治疗过程中出现了不良反应，或者对药物产生了不能耐受的副作用，医生会根据患者的具体情况调整给药剂量。这种个体化的治疗方案有助于平衡疗效和患者的生活质量[27]。总体来说，舒尼替尼作为一种多靶点RTK抑制剂，在治疗难治性甲状腺癌方面提供了一种新的治疗选择。尽管存在一些不良反应，但通过适当的剂量调整和不良反应管理，许多患者仍能从这种治疗中获益。随着对甲状腺癌分子机制的进一步了解和新药物的不断研发，未来可能会有更多、更有效的治疗方法出现，为甲状腺癌患者带来更大的希望。

阿西替尼(Axitinib)，是由辉瑞公司开发的一种多靶点抑制剂，其作用机制主要通过抑制血管内皮生长因子受体(VEGFR1-3)、血小板源性生长因子受体(PDGFRβ)以及干细胞因子受体(cKit)来发挥作用[28]。这些受体在多种肿瘤的生长和血管生成中扮演着关键角色，因此阿西替尼在治疗某些类型的癌症，尤其是那些与血管生成相关的肿瘤中显示出了潜力。在一项由Ezra E W Cohen带领的I期临床试验中，共有60名患者入组，旨在对晚期放射碘难治性甲状腺癌患者的安全性和有效性进行评估。这类患者之前在放射性碘治疗上还没有反应，需要摸索新的治疗方法。试验结果显示，客观治疗反应(即肿瘤缩小达到一定标准的比例)为30%，而疾病稳定(即肿瘤没有进一步恶化)的比例为38%。基于临床试验结果，FDA于2012年1月27日批准阿西替尼上市，用于治疗那些对其他药物没有应答的晚期肾细胞癌(renal cell carcinoma, RCC)患者[29]。阿西替尼的批准为晚期肾癌患者提供了一种新的治疗选择，尤其是对于那些已经尝试过其他治疗方法但未能获得满意效果的患者。随着对阿西替尼以及其他多靶点抑制剂的进一步研究，未来可能会有更多适应症和患者群体能够从这些创新药物中获益。

帕唑帕尼(Pazopanib)是由葛兰素史克公司(Glaxo Smith Kline)开发的一种有效的多靶点抑制剂，它对血管内皮生长因子受体(VEGFR1-2-3)的抑制作用较强，IC50值分别为10、30和47 nmol/L，同时对血小板源性生长因子受体(PDGFR-a/β)和干细胞因子受体(c-Kit)也具有抑制作用[29]。在Keith C Bible关于帕唑帕尼的II期临床试验中，39名放射性碘难治性甲状腺癌患者参与了研究，其中部分缓解率达到了49%，而47%的患者的无进展生存期(PFS)可以达到1年，这显示了帕唑帕尼在治疗这类患者中的潜力[30]。帕唑帕尼在针对甲状腺癌的II期和III期临床试验中已经得到应用，并展现出了一定的疗效[31] [32]。然而，与许多靶向治疗药物一样，帕唑帕尼也伴随着一些不良反应，包括脱发、腹泻、恶心、呕吐和厌食等。这些不良反应导致43%的患者需要减少用药剂量[33]。更严重的不良反应事件，如下消化道出血(3级)和颅内出血(4级)，也有所报告。尽管存在这些挑战，帕唑帕尼已经获得FDA的批准，用于治疗肾细胞癌和软组织肉瘤。

Jaume Capdevila等人的研究表明卡博替尼对患有放射性难治性分化型甲状腺癌的患者有益，无论之前是否接受过乐伐替尼或索拉非尼的治疗或组织学检查[34]。

2.1.2. 选择性BRAF抑制剂

在甲状腺癌的治疗领域，特别是面对BRAF突变型的甲状腺癌，传统的治疗方法如手术和放射性碘治疗常常受到限制，因为这些癌症表现出对标准放射性碘治疗的低响应性[35]。这种情况在分化差的未分化甲状腺癌(ATC)中尤为明显，因为这类癌症细胞通常不能有效摄取碘，使得放射性碘治疗效果不佳[12]。

面对这一挑战，BRAF抑制剂如维莫非尼(Vemurafenib)、索拉非尼和达拉非尼等药物的开发，为治疗提供了新的方向。这些抑制剂通过靶向BRAFV600E激酶及其下游的RAS-RAF-MEK-ERK信号传导路径，能有效打断癌细胞的生长信号[36]。从机制上讲，BRAF抑制剂阻断ERK依赖性反馈可以激活受体酪氨酸激酶(RTK)信号传导，导致对此抑制剂的抵抗。NG2敲除减弱了PLX4720介导的几种RTK的反馈激活，提高了BRAF突变型甲状腺癌症细胞对此抑制剂的敏感性。基于这一发现，Fang Sui等人提出并证明了一种替代策略，通过将多种激酶抑制剂(MKI)索拉非尼或乐伐替尼与PLX4720联合来靶向NG2从而有效治疗BRAF突变型甲状腺癌。研究揭示了一种新的机制，NG2有助于BRAF突变型甲状腺癌症细胞对BRAF抑制剂的抵抗，并为BRAF突变的甲状腺癌提供了一种有前景的治疗选择[37]。此外，索拉非尼作为一种多激酶抑制剂，还能够抑制VEGFR和PDGFRβ等其他生长因子受体，从而抑制肿瘤的血管生成和细胞抗凋亡机制[38]。

这些靶向治疗策略不仅提供了针对特定遗传背景的癌症治疗选项，还展示了在复杂分子网络中进行干预的潜力。通过综合利用网络药理学的方法，可以更全面地理解药物如何在多个层面影响肿瘤生物学，从而推动个性化医疗的发展。

2.1.3. 哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)抑制剂

依维莫司(Everolimus)是哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)抑制剂，能够抑制肿瘤细胞的增殖，进而有助于延长肿瘤患者的生存期[39]。在Celine J Guigon等人的研究里，通过抑制mTORC1信号通路来抑制甲状腺癌细胞的生长[40]。研究使用了依维莫司(Everolimus)对甲状腺滤泡状癌的小鼠模型进行治疗，实验结果表明，尽管依维莫司未能阻止肿瘤对血管和黏膜的侵袭以及肺部的转移，但该药物显著延缓了甲状腺肿瘤的增长，有效地延长了小鼠的生存期[39]。这说明依维莫司在抑制肿瘤生长和延长生存时间方面具有潜在的治疗效果。

2.2. 分子靶向药对甲状腺髓样癌的治疗

甲状腺髓样癌(Medullary Thyroid Carcinoma, MTC)是一种发源于甲状腺C细胞的恶性肿瘤，归类于神经内分泌肿瘤。MTC的恶性程度位于分化型甲状腺癌与未分化癌之间。随着超声技术在临床上的广泛应用，甲状腺乳头状癌的诊断率持续上升，同时，MTC的发病率也随之增加[41]。MTC占所有甲状腺癌的大约4%，其临床表现和生物学行为与更为常见的分化型甲状腺癌(Differentiated Thyroid Carcinoma, DTC)有所不同。MTC的预后通常较差，且对传统的放射性碘治疗无反应，因此需要其他治疗方法。分子靶向治疗是近年来在MTC治疗领域取得显著进展的一种新型治疗手段。这些药物通过特异性地作用于肿瘤细胞上的分子靶点，如受体酪氨酸激酶(Receptor Tyrosine Kinases, RTKs)来抑制肿瘤的生长和血管生成。

分子靶向药物在MTC中的应用

卡博替尼是一种口服的多靶点酪氨酸激酶抑制剂，它能够抑制包括MET、VEGFR2和RET在内的多种受体酪氨酸激酶。FDA在2012年11月19日批准了一种药物上市，该药物用于治疗那些无法通过手术切除的局部晚期或已经发生转移的恶性甲状腺髓样癌(MTC) [42]。在MTC治疗中，卡博替尼通过阻断这些受体介导的信号传导通路，有效抑制肿瘤细胞的增殖和血管生成，从而展现出了治疗潜力。尽管卡博替尼目前主要用于治疗其他类型的癌症，但其在MTC治疗中的应用前景仍然值得关注。其它药物如仑伐替尼(Lenvatinib)，凡德他尼(Vandetanib)已在前文叙述过，故不在此处赘述。在MTC治疗领域，分子靶向药物的临床应用取得了显著进展，多项临床试验结果证实了这些药物的有效性。但在必要时，可能需要采取调整药物剂量、暂时停药、对症治疗或转诊等策略，以最小化不良反应的影响，同时保持治疗效果。

总之，分子靶向药物为MTC治疗提供了新的希望，随着未来更多临床试验的开展和新药的研发，预计将有更多的有效治疗选项出现。尽管管理不良反应是一个挑战，但通过密切监测、个体化治疗和多学科团队合作，可以优化分子靶向药物的使用，为MTC患者提供更为有效和安全的治疗方案。分子靶向治疗为MTC的治疗提供了一种有效的替代方案，尤其是对于那些晚期或难治性MTC患者。未来的研究需要进一步探索这些药物的最佳剂量、治疗方案以及如何克服潜在的耐药性问题。同时，结合新型生物标志物的发现，个体化治疗策略的开发将是提高MTC治疗效果的关键。

2.3. 分子靶向药对甲状腺未分化癌的治疗

目前，针对ATC的分子靶向治疗研究主要集中在包括组蛋白去乙酰化酶抑制药、TKIs、雷帕霉素靶向药物等在内的抑制肿瘤新生血管和抑制肿瘤细胞增殖方面。酪氨酸激酶抑制药，已在II期临床试验中试验或正在评价，被认为是靶向药物，有很大潜力[19]。

2.3.1. 靶向酪氨酸抑制剂(TKIs)

在甲状腺癌的发展过程中，酪氨酸激酶的异常激活是促进肿瘤增殖和侵袭的关键因素之一。为此，酪氨酸激酶抑制剂(TKIs)已成为针对这些信号途径干预的重要药物类别。TKIs主要通过两种机制发挥作用：一是直接竞争性地结合于激酶的ATP结合位点，二是结合于活性位点之外的区域，从而诱导激酶构象的变化，这导致其催化活性的下降。在分子层面上，多个关键突变和信号通路的异常激活(例如BRAFV600E突变、TP53突变、EGFR和VEGF的过度表达)为ATC的治疗提供了靶点。使用TKIs针对这些信号途径的干预可以有效抑制肿瘤的血管生成和增殖能力，从而控制病情发展。

Asumi Iesato等人的研究评估了ATC中周细胞的富集情况，并确定了乐伐替尼在与周细胞共培养的ATC细胞生长和与周细胞共同植入的人BRAFWT/V600E ATC衍生细胞的异种移植物小鼠模型的影响。结果显示，与载体相比，乐伐替尼随着时间的推移增加了CD47蛋白(血小板反应蛋白-1 [TSP-1]受体)水平。与早期相比，晚期乐伐替尼治疗后TSP-1水平下调。周细胞在ATC样品中富集。在周细胞存在的情况下，乐伐替尼对BRAFWT/V600E-ATC细胞表现出抑制作用[43]。而Hiroyuki Iwasaki等人的研究包含了56名患有不可切除的原发性未分化甲状腺癌的患者，其中36人接受乐伐替尼治疗，12人每周接受紫杉醇治疗，8人拒绝任何药物治疗并接受姑息治疗。乐伐替尼组的平均生存期为5.8个月，明显长于紫杉醇组的2.0个月(P = 0.005)。评估乐伐替尼对36位原发肿瘤无法切除的ATC患者的疗效，有效率为33%，中位总生存时间为5.0个月。由乐伐替尼治疗开始，并基于基因组分析确定治疗药物，并同时阻止疾病进展是ATC可接受的治疗策略[44]。

帕唑帕尼是一种靶向多种受体激酶的口服抑制剂，具备抑制VEGFR、PDGFR和KIT激酶的能力[45]。通过阻断这些关键酶的活性，帕唑帕尼不仅抑制了肿瘤的供血，还可能通过增强其它化疗药物如紫杉醇的作用，提升了治疗效果。

另一方面，维罗非尼(Vemurafenib)，主要针对BRAF激酶的抑制剂，已在黑色素瘤的治疗中显示出显著效果，并正在探索其在ATC治疗中的应用[46]。初步临床研究表明，尽管部分ATC患者在维罗非尼治疗后出现了显著的病情改善，但某些患者的病情如脑转移和食道入侵可能迅速恶化，这提示了对治疗方案进一步优化的必要性[47]。

曲美替尼(Trametinib)，一种MEK1/2的可逆抑制剂，通过对ERK信号途径中重要的调控因子MEK进行干预，有效防止肿瘤细胞的繁殖。联合使用BRAF抑制药物达拉菲尼，已在BRAFV600E突变的黑色素瘤和非小细胞肺癌的治疗中取得显著效果[48]。Subbiah V实施的最新一项I期临床试验结果显示，曲美替尼和达拉菲尼的总体缓解率在16名携带BRAFV600E突变的ATC患者中高达69%。在不良反应处于可控范围的同时，12个月的进度生存率和总体生存率分别为79%和80% [49]。两者联用对BRAF p.V600E突变的DTC患者恢复131I摄取有效，38%的患者在131I给药6个月后观察到PR [50]。这种联合治疗策略在ATC患者中也显示出高效的治疗潜力。

阿西替尼和BRAFV600E抑制剂的新组合在BRAFV600E突变型甲状腺未分化癌的体内外模型中增强了抗癌活性。这种组合可能在对目前的标准治疗，即联合BRAF和MEK抑制的方法难治的BRAFV600E突变型甲状腺未分化癌中具有临床实用性[51]。

2.3.2. 组蛋白去乙酰化酶抑制药

在甲状腺癌的治疗中，组蛋白去乙酰化酶(HDAC)及其调控的表观遗传机制显得尤为关键[52]。HDACs与组蛋白乙酰转移酶(HATs)共同维持着组蛋白乙酰化水平的平衡，这一平衡对染色体的结构和基因表达具有深远影响。HATs的作用是将乙酰基团添加到组蛋白的N端赖氨酸残基上，这不仅减少了组蛋白与DNA之间的相互作用，还促进了染色质结构的开放，从而便于转录因子的结合和基因表达的激活。相对地，HDACs通过去除这些乙酰基团，增强组蛋白与DNA的相互作用，导致染色质结构紧密封闭，进而抑制基因的表达[53]。

在甲状腺癌，尤其是未分化甲状腺癌(ATC)的背景下，DNA甲基化抑制剂的联合应用，以及其在针对特定表观遗传标志物的个性化治疗策略中的作用。这些研究强调了网络药理学在揭示复杂的分子互作网络及其在癌症治疗中应用的潜力，尤其是在精准医疗和个体化治疗方案的设计中。

3. 核心药物的网络药理研究

3.1. 研究方法

3.1.1. 数据库及软件

本研究利用的数据库和软件，如表1所示。

Table 1. Databases and softwares

表1. 数据库及软件

数据库/软件	在线网站/版本
Uniprot	https://www.uniprot.org/
Genecards	https://www.genecards.org/
DrugBank	https://go.drugbank.com/
OMIM	https://www.omim.org/
VENNY 2.1	https://bioinfogp.cnb.csic.es/tools/venny/
STRING	https://www.string-db.org/
Cytoscape	3.9.1
DAVID	https://david.ncifcrf.gov/
微生信	http://www.bioinformatics.com.cn/

3.1.2. 潜在靶点预测

借助DrugBank和Uniprot数据库，预测及规范索拉非尼、仑伐替尼、凡德他尼和卡博替尼四种分子靶向药物有效成分相关靶点。通过GeneCards (https://www.genecards.org/)和OMIM (https://www.omim.org/)数据库，以“Thyroid cancer”为检索词，限制基因物种为人类基因，利用VENNY 2.1网站将所得到的有效成分靶点与甲状腺癌靶点构建韦恩图。

3.1.3. 药物–成分–靶点网络构建

我们首先将筛选出的共享靶点与对应的有效药物成分整合，随后利用Cytoscape 3.9.1这一可视化工具，绘制出一幅详尽的药物–成分–靶点交互网络图。节点代表分子靶向药物、有效成分和靶点，边代表节点间的联系。

3.1.4. 靶点蛋白互作网络(PPI)构建

借助STRING (https://www.string-db.org/)数据库，导入共同靶点，选择物种为“Homo sapines”，置信度 ≥ 0.4，隐藏游离靶点，其余参数均为默认值，将得到的靶点互作信息导入Cytoscape 3.9.1构建蛋白与蛋白相互作用(PPI)网络。

3.1.5. 靶点富集分析潜在作用

为了深入剖析共同靶点的生物学功能与调控路径，我们借助了DAVID (网址：https://david.ncifcrf.gov/)这一综合资源数据库，对其进行了系统的基因本体论(Gene Ontology, GO)功能注释与分类，以及京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes, KEGG)途径的富集分析，筛选出了关键通路，随后借助微生信工具集，构建了GO功能网络图、KEGG通路图以及关键靶点与通路间的互作关系图，以直观展现分析结果。

3.2. 结果

3.2.1. 四种分子靶向药物的有效成分

利用DrugBank数据库，得到索拉非尼、仑伐替尼、凡德他尼和卡博替尼四种分子靶向药物有效成分相关靶点，构建索拉非尼、仑伐替尼、凡德他尼和卡博替尼成分数据库，初步筛选有效成分19种。

3.2.2. 四种分子靶点药物潜在靶点筛选

借助DrugBank与Uniprot数据库对有效成分靶点进行预测及规范，总共得到17个靶点。同时以“Thyroid cancer”为检索词，利用GeneCards和DrugBank数据库收集得到139个靶点。最后，使用VENNY 2.1将所得到的有效成分靶点与疾病靶点做韦恩图，发现有11个共同靶点，这可能与索拉非尼、仑伐替尼、凡德他尼和卡博替尼治疗Thyroid cancer有关(如图1~4所示)。

Figure 1. Common targets of lenvatinib and thyroid cancer

图1. 伦伐替尼与甲状腺癌的共同靶点

Figure 2. Common targets of cabozantinib and thyroid cancer

图2. 卡博替尼与甲状腺癌的共同靶点

Figure 3. Common targets of vandetanib and thyroid cancer

图3. 凡德他尼与甲状腺癌的共同靶点

Figure 4. Common targets of sorafenib and thyroid cancer

图4. 索拉非尼与甲状腺癌的共同靶点

3.2.3. “中药–成分–靶点”网络构建

Figure 5. Molecular targeted drug-component-target diagram. The rectangle represents the common target of disease and drug active ingredients, while the circle represents the four molecular targeted drug active ingredients

图5. 分子靶向药物–成分–靶点图。矩形代表疾病与药物有效成分的共同靶点，圆形代表四种分子靶向药物有效成分

利用Cytoscape 3.9.1软件构建4种分子靶点药物、8个有效成分和8个共同靶点的网络。橙色节点代表4种分子靶点药物有效成分，粉色代表疾病与药物有效成分的共同靶点。从图中可以看出，一种成分与多种靶点相互作用，而且同一靶点与不同的成分相互作用，这支持了四种分子靶点药物可能通过多成分和多靶点相互作用的机制来治疗Thyroid Cancer (见图5)。

3.2.4. 靶点蛋白互作网络(PPI)构建

将8个共同靶点输入STRING数据库，随后通过Cytoscape 3.9.1进行度值分析构建PPI网络和PPI重要蛋白互作图(见图6)。从PPI网络中发现KDR、RET、FGFR2、FGFR1、FLT4、FLT1、EGFR等靶点具有较高的度值，且这些靶点与胚胎发育、细胞增殖、胚胎发育的调控等有关，提示四种分子靶点药物可能通过多途径治疗Thyroid Cancer。

Figure 6. PPI network, the larger the degree analysis, the larger the node, the darker the color

图6. PPI网络，度值分析越大，节点越大，颜色越深

3.2.5. GO功能富集分析

Figure 7. GO enrichment analysis displays and analyzes the top ten names of biological processes (BP), cellular components (CC), and molecular functions (MF)

图7. GO富集分析，展示分析生物学过程(BP)，细胞成分(CC)，分子功能(MF)前十条名称

将筛选出的八个共同靶点输入至DAVID数据库内，执行生物信息富集分析。通过设定显著性阈值P < 0.05，GO富集分析揭示了这些药物靶点可能涉及的广泛生物学范畴，具体包括86个生物学过程(Biological Processes, BP)、12种细胞组分(Cellular Components, CC)以及16项分子功能(Molecular Functions, MF)，揭示了这些分子靶点潜在的干预机制与多效性。其中BP (生物学过程)的核心领域涵盖了多细胞生物体的发育调控、激酶活性的正向调制、MAPK级联的正向调节机制，以及细胞增殖的积极促进。CC的核心关联在于等离子体膜、膜筏结构的互作以及细胞结的调节，相比之下，MF则显著聚焦于一系列生物活性过程，包括成母细胞生长因子的受体活化作用、成纤维细胞生长因子的结合机制、血管内皮生长因子的受体激活效能，以及蛋白激酶活性的调控(见图7)。

3.2.6. KEGG功能富集分析

KEGG分析共富集了27条通路，主要有MAPK信号传导途径、Rap1介导的信号网络、磷脂酰肌醇-3-激酶与苏氨酸–蛋白激酶(PI3K/Akt)信号级联、Ras信号系统、钙离子信号转导通路，EGFR酪氨酸激酶抑制剂耐药机制以及肌动蛋白细胞骨架的动态调控机制(见图8) [54]。

Figure 8. The KEGG analysis chart shows the top 15 signal pathways enriched by KEGG analysis, with the vertical axis representing the P-value and the horizontal axis representing the number of enriched targets

图8. KEGG分析图展示KEGG分析富集得到的前15条信号通路，纵坐标代表P值，横坐标代表富集的靶点数目

4. 总结与展望

随着现代医学研究的不断深入，甲状腺疾病的临床治疗手段也在不断创新和发展。甲状腺靶向药物作为治疗甲状腺疾病的重要手段之一，其未来的发展前景十分广阔。

首先，甲状腺靶向药物的研发将更加精准化。通过深入研究甲状腺疾病的发病机制，可以开发出更加精准的靶向药物，从而提高治疗效果，减少副作用。例如，针对甲状腺癌的分子靶向治疗，通过抑制肿瘤细胞的生长和扩散，可以显著提高患者的生存率。其次，甲状腺靶向药物的剂型将更加多样化。随着纳米技术、缓释技术等新型药物制剂技术的发展，甲状腺靶向药物的剂型将更加丰富，包括口服、注射、贴片等多种剂型，可以更好地满足临床治疗的需要。此外，甲状腺靶向药物的个体化治疗也将得到进一步发展。通过基因检测等手段，可以对患者的基因型进行分析，从而为患者提供更加个性化的治疗方案。这不仅可以提高治疗效果，还可以减少不必要的药物浪费。同时，甲状腺靶向药物的临床应用也将更加广泛。随着甲状腺疾病发病率的逐年上升，甲状腺靶向药物的临床需求也在不断增加。未来，甲状腺靶向药物将在甲状腺癌、甲状腺功能亢进、甲状腺功能减退等多种甲状腺疾病的治疗中发挥更大的作用。最后，甲状腺靶向药物的安全性和耐受性也将得到进一步提高。通过优化药物的分子结构，可以降低药物的毒性和副作用，提高患者的用药安全性。同时，通过药物相互作用的研究，可以避免药物之间的不良相互作用，进一步提高用药的安全性。

总之，甲状腺靶向药物的未来发展前景广阔。通过精准化、多样化、个体化、广泛化和安全性的不断优化和提高，甲状腺靶向药物将为甲状腺疾病的治疗提供更加有效的手段，造福更多的患者。

基金项目

国家自然科学基金(82160896)；甘肃省中医药管理局科研项目(GZKP-2022-38)；甘肃中医药大学大学生创新创业训练计划项目(2024-35)；甘肃中医药大学中西医结合(基础)学科2023年度“双一流”科研重点项目暨甘肃省中医药防治慢性疾病重点实验室开放课题(2023-7)；2022年甘肃省教育科技创新项目(青年博士基金项目2022QB-097)。

NOTES

^*通讯作者。