综述：针对线粒体的药物治疗在口腔鳞状细胞癌中的应用：分子机制与临床意义

《Frontiers in Medicine》：Mitochondrial-targeted therapeutics in oral squamous cell carcinoma: molecular and therapeutic implications

　　**摘要**
口腔鳞状细胞癌（OSCC）是一种具有侵袭性的恶性肿瘤，其特点是经常对传统的化疗和放疗产生抗性，这种抗性与线粒体功能障碍密切相关。越来越多的证据表明，mtDNA突变负担/特征以及广泛的代谢重编程可能有助于形成这种抗性表型，但它们的预测价值和因果作用尚未完全明确。与以往主要关注下游表型结果（如细胞凋亡或普遍氧化应激）的综合研究不同，本文采用了一种基于机制的框架，重点讨论了细胞器特异性脆弱性和与翻译相关的递送策略。我们评估了针对电子传递链（ETC）功能、线粒体凋亡机制和氧化还原稳态的候选治疗方法，并区分了OSCC特异性证据与更广泛的头颈部或泛实体瘤数据。此外，我们还探讨了临床应用中的关键障碍，包括肿瘤内异质性、有限的肿瘤选择性线粒体递送机制以及缺乏经过验证的预测性和药效生物标志物。总体而言，本文为OSCC中针对线粒体的治疗策略提供了谨慎的转化路径，并强调了基于生物标志物和机制理解的临床开发的优先事项。

**1 引言**
OSCC是最常见的口腔黏膜恶性肿瘤之一，发生部位包括舌头、口腔底部和颊部黏膜。OSCC占头颈部癌症的40%以上，是全球癌症相关死亡率的主要原因之一（1）。其发病与多种风险因素有关，如吸烟、酗酒和不良口腔卫生习惯（2）。此外，慢性机械性刺激（如磨牙癖）也被认为可能是导致黏膜损伤和局部炎症微环境的潜在因素，尽管其在OSCC中的直接致病作用尚未完全明确（1.1）。

**1.1 癌基因驱动因素对线粒体功能障碍的病理生理学影响**
在分子水平上，OSCC的致癌过程是由遗传和表观遗传改变的复杂相互作用驱动的。然而，典型的癌基因驱动因素（如TP53突变、EGFR扩增和特定代谢改变）并非孤立作用，而是共同导致线粒体核心过程的紊乱，包括凋亡启动、代谢流分配和氧化还原缓冲能力（3–5）。
肿瘤抑制基因TP53在OSCC/HNSCC中经常发生改变。除了失去典型的转录活性外，p53还与线粒体凋亡和代谢调节功能相关。最近的机制研究表明，野生型p53可以转移到线粒体并与Bcl-2家族蛋白相互作用，从而促进线粒体凋亡信号通路；而野生型p53功能的丧失可能提高凋亡阈值（6）。同时，p53对SCO2的调控参与细胞色素c氧化酶的组装和氧化磷酸化，表明TP53的破坏可能导致头颈部鳞状细胞癌中的糖酵解转变（4, 7, 8）。因此，在OSCC中，TP53的改变更应被视为线粒体凋亡功能障碍和代谢重编程的促成因素，而不仅仅是一个单一的、完全确定的线粒体机制（4）。
类似地，常见的OSCC异常EGFR信号传导与下游PI3K/AKT激活和糖酵解重编程密切相关。在更广泛的癌症文献中，AKT信号传导已被证明可以促进Hexokinase 2（HK2）与线粒体的结合，而与线粒体结合的HK2可以与VDAC相互作用以稳定线粒体功能并抑制凋亡。在OSCC中，最新证据支持HK2在促进糖酵解依赖性和恶性进展中的作用，但EGFR→AKT→HK2→VDAC→Bax轴仍应被视为一个生物学上合理的机制模型，而不是一个完全确立的OSCC特异性途径（5, 9–14）。因此，这个信号网络最好描述为将生长因子信号传导与OSCC中的线粒体代谢耦合和凋亡抗性联系起来，但仍需要在该疾病背景下进行更直接的机制验证。
除宏基因组改变外，OSCC中的线粒体稳态还可能受到SIRT3（一种主要的NAD+-依赖性去乙酰化酶）失调的影响。在OSCC相关文献中，报道了催化区域附近突变导致的SIRT3去乙酰化酶效率降低，以及miR-31–SIRT3轴的破坏会损害线粒体活性并增加氧化应激；这些发现已在最近的口腔癌相关综述中得到重申（15–17）。总体而言，最新综述指出SOD2和IDH2是参与线粒体氧化还原稳态的关键SIRT3调控的抗氧化和代谢靶标（18, 19）。因此，在OSCC背景下，更准确的说法是SIRT3功能障碍可能削弱线粒体氧化还原缓冲能力并促进与氧化应激相关的肿瘤进展，而不是简单认为某种“SIRT3 SNP”普遍存在于所有OSCC中（1.2）。

**1.2 线粒体DNA（mtDNA）突变作为治疗脆弱性的决定因素**
除了核基因组损伤外，体细胞线粒体DNA（mtDNA）的改变在OSCC中也很常见，尽管其报告的流行率在不同队列中存在显著差异。早期研究在77.8%的嚼槟榔者口腔癌和49%的原发性头颈部鳞状细胞癌中发现了肿瘤相关mtDNA突变；而最近的深度测序研究表明，肿瘤组织中的异质性水平较高，并且与良性黏膜相比，肿瘤组织中潜在的功能性蛋白编码变异体富集（20–23）。
重要的是，这些mtDNA改变不应仅仅被视为被动事件。在牙龈颊部OSCC中，已发现有选择性富集的非同义突变，影响线粒体呼吸基因的突变与淋巴结转移风险增加、mtDNA拷贝数减少以及线粒体转录本表达降低有关，这些共同支持它们可能对ETC完整性、线粒体呼吸和氧化还原稳态产生影响（24）。前瞻性OSCC测序数据显示，肿瘤样本中的异质性水平显著高于匹配的良性组织，编码区mtDNA突变与较差的生存率相关，进一步表明至少部分mtDNA损伤可能塑造具有临床意义的肿瘤表型，而不仅仅是中性积累（22）。
基于此，可以合理假设具有较高功能性mtDNA改变负担的OSCC肿瘤可能表现出不同的氧化还原状态和代谢依赖性。这一解释也与实验结果一致，即mtDNA改变可能影响OSCC模型中对顺铂的反应性，以及更广泛的癌症文献提出的异质性转变为肿瘤进展和治疗反应的决定因素（25, 26）。因此，综合分析mtDNA突变模式、异质性和氧化还原相关表型可能有助于识别未来针对线粒体的治疗策略、风险评估和肿瘤监测的生物标志物定义亚群（23, 27）。
除了生物能量学之外，线粒体还通过调节凋亡信号级联来调控细胞命运。线粒体外膜的通透性增加会释放促凋亡因子（如细胞色素c），从而激活Caspase依赖性的程序性细胞死亡。线粒体凋亡缺陷使细胞能够逃避死亡，从而促进癌细胞存活（28）。此外，功能失调的线粒体是ROS的主要来源，当抗氧化机制被克服时，ROS可损伤DNA并驱动突变和肿瘤发生（29）。
针对线粒体的疗法代表了精准癌症治疗的新范式，旨在利用线粒体在肿瘤细胞代谢、存活和死亡中的重要作用（30）。当前策略集中在开发能够选择性积累在线粒体中的小分子、肽和纳米载体，以调节关键信号通路（31）。最新研究表明，线粒体生物学与OSCC中的治疗效果和耐药机制之间存在多方面的联系。例如，天然化合物NRC-03可通过激活线粒体凋亡途径（包括细胞色素c释放和Caspase激活）诱导OSCC细胞凋亡。线粒体ROS的产生也可以触发mPTP开放和细胞色素c释放，从而驱动OSCC细胞死亡（32, 33）。此外，增加线粒体分裂可以提高ROS和细胞色素c水平，增强凋亡（34）。然而，其他线粒体特性可能使OSCC细胞逃避治疗。线粒体自噬可以降解产生ROS的受损线粒体，减轻氧化应激引起的细胞毒性（35）。此外，mtDNA突变可改变代谢途径，以支持OSCC细胞在化疗和放疗治疗期间的ATP生产（32）。肿瘤微环境中的成分（如癌相关成纤维细胞）也可以维持OSCC的线粒体功能和抗氧化能力，从而促进抗性（22, 36）。
总之，针对线粒体的疗法具有潜力，但需要更严格的评估才能完全确立其在肿瘤学治疗中的未来应用价值。继续开发这类精准治疗手段可能为某些依赖线粒体的癌症患者带来临床益处（1.3）。

**2 OSCC中线粒体功能障碍的分子机制**
线粒体不仅仅是被动能量工厂；它们是动态的信号中心，主动决定细胞命运。在OSCC中，关键代谢酶和肿瘤微环境（TME）的相互作用紊乱从根本上改变了线粒体稳态，推动了疾病进展和治疗抵抗。要超越描述性关联，关键是通过分析这些现象的生理作用、它们在OSCC中的具体紊乱、由此产生的恶性表型以及设计用于利用这些机制的临床验证的治疗策略来进行深入研究（2.1 PKM2轴：劫持线粒体丙酮酸流**
(a) **生理作用**：丙酮酸激酶肌肉异构体M2（PKM2）催化糖酵解的最后一步，是糖酵解流的重要调节因子。其活性状态决定了葡萄糖衍生的碳是否有效转化为线粒体氧化的丙酮酸，还是留在有氧糖酵解和生物合成过程中（b) **OSCC中的紊乱**：在OSCC中，PKM2/PKM1的比例明显高于相邻正常黏膜和口腔上皮异型增生，且PKM2的表达与肿瘤进展显著相关（37）。此外，PKM2在OSCC细胞中会发生异常核转运，特别是在促进EMT的条件下（38, 39）。
(c) **恶性表型**：这种功能重分配降低了有效的丙酮酸激酶活性，促进了有氧糖酵解而非线粒体丙酮酸氧化，从而强化了Warburg表型。同时，核PKM2通过非代谢性转录程序促进恶性进展：在OSCC中，它已被证明通过抑制TGIF2的翻译后表达诱导EMT，并通过ETS-1依赖性上调MMP-9来增强侵袭性（38, 39）。
(d) **治疗策略**：这种双重代谢-转录紊乱使PKM2成为潜在的线粒体相关治疗脆弱性。然而，在口腔鳞状细胞癌（OSCC）中，这种策略更适合作为临床前的理论依据，而不是一个完全验证的针对特定疾病的干预措施，因为现有证据更清楚地支持通过抑制或耗尽PKM2来发挥抗肿瘤作用，包括减少增殖/侵袭以及诱导细胞凋亡/自噬（37, 40）。

2.2 肿瘤相关纤维细胞（CAF）产生的乳酸通过细胞内NADH生成支持线粒体氧化磷酸化（OXPHOS）
(a) 生理作用：烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NADH）是线粒体复合物I的主要电子供体，在氧化磷酸化过程中其氧化作用有助于电子转移和质子泵送（41, 42）。
(b) 在OSCC中的失调：虽然OSCC细胞通常表现出增强的糖酵解能力，但它们仍然保留了相当的代谢塑性，并且可以利用肿瘤微环境的基质支持。在ITGB2高表达的CAF亚群中，PI3K/AKT/mTOR轴的激活促进了糖酵解重编程和乳酸产量的增加。这些基质代谢产物随后可以被相邻的OSCC细胞重新利用，以支持线粒体能量代谢（43, 44）。
(c) 恶性表型：重要的是，现有证据并未表明OSCC细胞直接从CAF中摄取细胞外NADH。相反，CAF产生的乳酸通过MCT1依赖的机制被OSCC细胞吸收，并代谢生成细胞内的还原型物质，包括NADH，从而支持线粒体氧化磷酸化和ATP的产生（43）。因此，这种基质-肿瘤代谢耦合更准确地描述为一种反向Warburg样相互作用，它可以增强生物能量灵活性，维持在营养压力下的增殖，并可能减少对糖酵解的依赖（45, 46）。
(d) 治疗策略：从治疗角度来看，这一途径应更适当地针对CAF的代谢重编程、乳酸转运/利用或肿瘤细胞的OXPHOS依赖性进行干预，而不是简单地阻断“直接NADH摄取”。在最初的OSCC研究中，使用二甲双胍抑制线粒体OXPHOS可以减弱ITGB2高表达条件下CAF培养基的增殖效果，这支持了基质乳酸驱动的线粒体代谢是一个可靶向的脆弱性的观点（47）。因此，潜在的干预点包括抑制CAF中的ITGB2/PI3K/AKT/mTOR轴，干扰乳酸转运/代谢，以及选择性地破坏代谢支持的OSCC细胞中的线粒体呼吸（45, 48）。

2.3 Warburg效应作为逃避线粒体凋亡的机制
(a) 生理作用：健康的口腔上皮细胞主要依靠线粒体丙酮酸氧化来维持高效的ATP产生和氧化还原平衡，其中丙酮酸通过线粒体丙酮酸载体（MPC）的转运和丙酮酸脱氢酶复合体的氧化是这一过程的核心控制点（49, 50）。
(b) 在OSCC中的失调：经典的Warburg效应——其特征是在常氧条件下增强糖酵解并优先将丙酮酸转化为乳酸——是OSCC的一个公认的代谢特征，与肿瘤进展、转移和治疗失败相关（10, 51）。然而，在OSCC背景下，这种转变更准确地描述为丙酮酸从线粒体氧化中的相对重定向，有证据表明PDH表达降低而与糖酵解相关的调节因子上调（12, 52）。
(c) 恶性表型：通过将碳流从线粒体氧化中分流，OSCC细胞可以支持快速增殖所需的生物合成中间体的积累，同时将线粒体活性维持在生存所需的水平。从功能上讲，这种代谢状态与治疗抵抗相关，可能有助于限制过多的线粒体ROS积累和内在的凋亡信号传导，而不是反映线粒体的完全失活（10, 53, 54）。
(d) 治疗策略：逆转糖酵解依赖性和重新激活线粒体代谢仍是OSCC临床前研究的一个活跃领域。然而，BX795应该更准确地描述为一种磷酸肌醇依赖性激酶-1（PDPK1）抑制剂，而不是直接抑制丙酮酸脱氢酶激酶/PDH轴。在OSCC模型中，BX795增强了顺铂和放疗的敏感性，这种效应与抑制PDPK1/CD47/Akt介导的糖酵解信号传导有关，同时减少了糖酵解相关蛋白（如LDHA、PFKP和PDK3）的表达，增加了凋亡，并促进了代谢重编程（12）。因此，说BX795部分抵消了糖酵解重编程并促进了治疗敏感性更为准确，而不是声称它直接缓解了PDH抑制或强制恢复了线粒体丙酮酸氧化。二甲双胍相关的OSCC数据同样支持这样的观点：在缺氧条件下，增加PDH表达可以伴随增殖减少、迁移降低和凋亡增强（52）。

典型的致癌信号网络和基因组改变可能在OSCC中与线粒体相互作用，以促进恶性表型（图1）。在线粒体外膜（OMM），过度活跃的EGFR/AKT信号传导与己糖激酶2（HK2）与电压依赖性阴离子通道（VDAC）的结合增强有关，有利于糖酵解流量的增加和凋亡启动的减少。p53信号传导的改变也可能影响线粒体呼吸，包括通过SCO2依赖的细胞色素c氧化酶组装的调节，尽管直接的OSCC特异性的验证仍然有限。在线粒体基质内，SIRT3功能障碍或SIRT3活性降低可能会通过损伤SOD2等酶的脱乙酰化作用减弱抗氧化缓冲，从而有利于ROS的积累。持续的氧化应激会损害线粒体DNA（mtDNA），OSCC中反复出现的mtDNA改变被认为是ETC功能障碍和治疗脆弱性的候选因素。

3 针对OSCC的线粒体靶向治疗策略
线粒体是OSCC中生物能量、氧化还原平衡、凋亡启动和细胞器质量控制的中心调节器（55–57）。由于这些过程在恶性肿瘤进展过程中经常发生重组，它们提供了超出传统细胞毒性治疗的多个治疗切入点（30, 31）。在本节中，线粒体靶向策略根据其主要功能轴进行组织，包括直接激活线粒体凋亡机制、破坏氧化代谢和电子传输、调节线粒体动态和自噬，以及线粒体定向的药物递送。
以下讨论不仅提供了化合物的描述性列表，还重点关注三个转化科学问题：目标线粒体过程是什么，这种干扰如何在OSCC模型中产生抗肿瘤效果，以及哪些主要障碍可能限制临床应用。这些障碍主要包括代谢塑性、代偿性抗氧化反应、自噬介导的逃逸以及体内实现足够线粒体选择性的难度（30, 31）。总体而言，这些问题支持对线粒体靶向作为OSCC治疗策略进行更批判性和基于机制的评估。

线粒体是OSCC中生物能量、氧化还原平衡、凋亡和质量控制的中心调节器。如图2所示，当前的策略包括：
(1) 靶向凋亡机制，其中BH3模拟物抑制Bcl-2家族蛋白以诱导Bax/Bak依赖的MOMP、细胞色素c释放和caspase激活；
(2) 针向生物能量和代谢，使用破坏电子传递链（ETC）和OXPHOS的药物，导致ATP耗尽和ROS积累；
(3) 定向递送系统，使用TPP修饰的纳米载体来增强线粒体内的药物积累和ROS生成；
(4) 基因治疗，利用线粒体基因组编辑工具（如DdCBE、mitoTALENs）恢复线粒体功能；
(5) 细胞治疗，通过增强线粒体健康（如通过PGC-1α）来提高抗肿瘤免疫力。

3.1 靶向线粒体膜和凋亡机制
一种主要的治疗策略是直接作用于控制线粒体外膜通透性（MOMP）的分子复合体。Bcl-2家族蛋白是这一过程的主要守门人，在OSCC中提供了一个高度可药物化的靶点轴。临床前OSCC模型中的线粒体靶向药物在表1中进行比较。

表1 机制类别 代表性药物 主要线粒体靶点 关键临床前证据 转化科学挑战和限制
BH3模拟物 Sabutoclax, Venetoclax 抗凋亡Bcl-2家族蛋白（Bcl-2, Mcl-1） 直接诱导MOMP和细胞色素c释放；降低凋亡阈值（58）
靶向毒性（例如，血小板减少）；通过补偿性上调未靶向的抗凋亡成员（例如，Mcl-1）迅速出现耐药性
ETC复合体抑制剂 二甲双胍, Phenformin, Pirvinium pamoate 复合物I（二甲双胍）和复合物II（Pirvinium） 限制氧化能量代谢；在临床前模型中减少肿瘤球形成（67） 需要在体内使用超过生理浓度的剂量；有全身乳酸酸中毒的风险；肿瘤常通过过度激活替代糖酵解途径来适应
促氧化剂 NRC-03, Oxaliplatin CypD-mPTP轴；ETC组分 触发致命的mtROS爆发、大量氧气消耗和PARP1介导的parthanatos（32, 72） 由于对正常组织的 collateral氧化损伤，治疗窗口狭窄；由Nrf2介导的抗氧化补偿驱动的强大耐药性
代谢重编程调节剂 BX795（PDK1抑制剂） PDPK1/CD47/Akt相关的糖酵解信号传导 抑制糖酵解相关信号传导，增强顺铂/放疗敏感性，并促进凋亡（12） 间接代谢效应；途径冗余；无OSCC体内PD数据；无响应生物标志物；无获得性耐药性模型
线粒体激酶抑制剂 Machilin D, Ursolic Acid PI3K/AKT/mTOR信号轴到线粒体 在线粒体膜上破坏抗凋亡激酶信号传导，激活Bak/Bax（62, 64） 广谱激酶抑制常导致脱靶毒性和激活补偿性促生存激酶级联（例如，ERK上调）

比较分析表明，直接激活促凋亡Bcl-2家族蛋白或抑制其抗凋亡对应物可以强制降低恶性细胞的凋亡阈值。例如，小分子BH3模拟物如Sabutoclax已显示出直接触发MOMP和随后的细胞色素c释放的能力（58）。同样，使用像venetoclax这样的药物靶向抗凋亡Bcl-2蛋白可以选择性地置换促凋亡效应物，使癌细胞走向程序性死亡。此外，通过使用如姜黄素类似物GO-Y078这样的抑制剂靶向凋亡蛋白（IAPs）来上调凋亡调节因子SMAC/DIABLO，进一步增加线粒体膜的通透性（59）。
除了直接靶向Bcl-2之外，一些天然化合物通过操纵与线粒体膜成分物理相互作用的上游激酶网络来改变膜完整性。PI3K/AKT/mTOR和ERK轴直接磷酸化Bcl-2家族成员如Bim和Bad（60, 61）。化合物如Machilin D（62）、Xanol（63）和Ursolic acid（64）通过抑制这些致癌激酶间接导致OSCC中的线粒体膜崩溃，从而激活Bak/Bax，丧失线粒体膜电位，并激活caspase-3/9（64）。

3.2 靶向线粒体代谢和生物能量
癌细胞，包括OSCC，经常表现出代谢塑性。虽然Warburg效应突显了对有氧糖酵解的依赖性增加，但功能性的线粒体氧化磷酸化（OXPHOS）对肿瘤生存、大分子合成和管理氧化还原平衡仍然至关重要（65）。因此，靶向电子传递链（ETC）和特定代谢酶是一种有效的治疗手段。
线粒体呼吸链的抑制剂可以直接抑制OSCC细胞的生物能量能力。二甲双胍和Phenformin被广泛认为是ETC复合体I（NADH脱氢酶）的抑制剂，在限制OSCC能量代谢方面显示出显著潜力（66）。此外，pirvinium pamoate作为复合物II抑制剂，在多种癌细胞系中显著减少了肿瘤球形成（67）。其他生物能量干扰剂包括白藜芦醇，它损害复合物IV（68, 69），以及寡霉素，这是一种强效的ATP合成酶（复合物V）抑制剂（70）。解偶联剂如salinomycin进一步破坏质子驱动力，将电子传输与ATP合成解偶联，导致OSCC中的严重能量危机（71）。
与线粒体生物能量紧密相关的是活性氧（ROS）的生成和调节。虽然适度的ROS水平促进致癌作用，但过量且未经缓冲的线粒体ROS（mtROS）会引发灾难性的大分子损伤。因此，通过破坏ETC电子流选择性地放大mtROS到有毒水平是一种经过验证的策略。例如，天然化合物NRC-03导致大量氧气消耗和致命的ROS释放，破坏线粒体结构完整性并抑制OSCC异种移植的生长（32）。奥沙利铂同样通过显著增加ROS产生并主动消耗抗氧化储备（如SOD和GSH）在OSCC中诱导PARP1介导的parthanatos（72）。

3.3 面向线粒体动态、生物发生和质量控制
线粒体是高度动态的细胞器，它们经历持续的分裂、融合和选择性降解，以在代谢和氧化应激下维持功能。在OSCC中，这些过程的失调有助于肿瘤生存和进展，但也暴露出可操作的目标。现有证据表明，改变的线粒体动态直接参与恶性表型：线粒体ROS1促进线粒体分裂、氧化磷酸化、ATP产生和侵袭，而DRP1抑制则诱导线粒体延长，抑制干细胞特性，并增加铁死亡敏感性（33, 53, 73）。
这一领域的一个主要概念性挑战是，自噬不应被描述为在OSCC中统一促进或抑制肿瘤。相反，现有证据支持一个依赖上下文的模型。在概念层面上，线粒体质量控制可以通过清除受损线粒体和限制过度氧化应激来保护细胞，但在其他条件下，同一过程可能支持肿瘤适应和治疗逃逸（53）。
在OSCC中，直接证据是双向的。一方面，过度的PINK1/Parkin介导的自噬已被证明伴随着锌氧化物纳米颗粒暴露的CAL-27细胞中的线粒体损伤、ROS积累和凋亡，表明过度的自噬可能变得细胞毒性（74）。另一方面，最近的一项复发/耐药OSCC研究表明，PSMA2通过调节线粒体功能障碍和自噬来促进化疗和放疗抵抗，并且一种自噬诱导剂在PSMA2过表达的异种移植模型中表现出抗肿瘤效果（75）。这些发现表明，在口腔鳞状细胞癌（OSCC）中，线粒体自噬（mitophagy）应当被理解为治疗反应的双向调节器，而不仅仅是一种单一的抵抗机制。因此，针对OSCC中的线粒体质量控制的治疗策略应当高度依赖于具体情境。在某些情况下，抑制细胞保护性的自噬/质量控制反应可能会增强抗肿瘤效果；例如，二甲双胍可以诱导OSCC细胞中的自噬，而羟氯喹可以增强二甲双胍诱导的细胞凋亡和肿瘤抑制作用（76）。在其他情况下，强制清除过多的线粒体可能本身具有治疗效益，这一点通过ZnO纳米颗粒诱导的PINK1/Parkin介导的线粒体自噬以及在PSMA2相关耐药OSCC模型中观察到的线粒体自噬反应得到了证实（74, 75）。因此，与其将线粒体自噬视为单向靶点，不如根据肿瘤状态、治疗环境以及主要的线粒体应激适应形式来调节线粒体质量控制（53）。

3.4 靶向线粒体的递送策略
实现上述靶点临床潜力的一个主要障碍是难以在受到双层膜结构保护和强负内膜电位保护的线粒体内达到足够的药物浓度（44）。为克服这些障碍，研究人员正在积极开发精准递送策略。将治疗性物质与亲脂性阳离子（如三苯基膦（TPP）结合，可以利用线粒体膜电位促进生物活性分子在癌细胞内的选择性积累（77）。此外，经过TPP功能化处理的靶向线粒体的脂质体已显示出线粒体定位、pH响应性药物释放、增加的活性氧（ROS）生成以及在癌症模型中增强的细胞毒性，从而支持精准亚细胞递送的可行性（78）。
在OSCC中，如Ru(II)改性的TiO2@siRNA纳米颗粒等先进纳米平台进一步展示了细胞内靶向递送的治疗价值。然而，这种系统更准确地应被描述为一种适应缺氧的光免疫治疗纳米系统，而不仅仅是一个明确的靶向线粒体的载体，因为现有证据强调了其对溶酶体的损伤、HIF-1α的抑制作用以及对免疫微环境的重塑（79）。因此，这些递送方法最好被视为能够提高细胞内精准度、增强肿瘤选择性线粒体应激，并可能减少非靶向线粒体破坏剂的毒性的策略，尽管对于真正的靶向线粒体的递送平台仍需进一步在OSCC中进行验证（46, 53）。

3.5 细胞凋亡与氧化应激的相互作用：机制整合与关键评估
尽管上述靶向线粒体的制剂作用于不同的分子亚区室，但它们在OSCC中的最终细胞毒性效应很大程度上依赖于活性氧（ROS）生成与内在细胞凋亡级联之间的动态相互作用。这两条通路并非各自独立运作，而是形成一个紧密耦合、自我放大的网络。电子传递链（ETC）的主要中断会提高线粒体内的ROS（mtROS），这种局部氧化应激可以促进心脂质氧化、线粒体去极化以及通透性转变。反过来，这些事件又会促进细胞色素c的释放和caspase的激活，特别是当与BAX/BAK依赖性的外膜通透化协调时（80–83）。相反，细胞凋亡机制的主要激活，包括BH3模拟物驱动的线粒体凋亡，会在外线粒体膜上激活BAX/BAK，从而进一步加剧线粒体功能障碍和ROS积累，从而强化细胞死亡信号传导，而不仅仅是一个完全独立的通路（82, 83）。
尽管靶向线粒体的策略在临床前研究中展现出巨大潜力，但仍存在主要的转化障碍。首先，正常组织中对线粒体完整性的普遍需求增加了靶点内和肿瘤外的毒性风险。这一点对于心肌和神经系统等高氧化组织尤为重要，因为在这些组织中，线粒体功能障碍和氧化应激与组织损伤密切相关（46, 84）。其次，OSCC细胞表现出显著的代谢可塑性和适应性耐药性。在线粒体应激下，癌细胞可以通过转向糖酵解来补偿，OSCC现在被认为是一种代谢重编程的肿瘤，其中有氧糖酵解有助于肿瘤进展、转移和治疗失败（10, 85）。同样，基于ROS的疗法可能会因为Nrf2/Keap1抗氧化通路的激活而效果减弱。在OSCC中，Nrf2的上调已被证明可以通过增强糖酵解和谷胱甘肽合成来促进放疗耐药性，这支持了抗氧化适应性可以缓冲ROS诱导的治疗损伤的观点（86）。因此，比较代表性靶向线粒体制剂的机制优势和适应性限制对于OSCC的合理临床转化至关重要（53, 85）。特别是对于代谢重编程调节剂而言，最重要的未解决临床前问题包括缺乏OSCC体内药效学证据，证明PDPK1/CD47/Akt信号通路在肿瘤组织中被持续抑制，缺乏基于通量的证据表明线粒体丙酮酸利用是否确实得到了恢复，以及缺乏明确的生物标志物定义的反应者标准或特征明确的获得性耐药性模型。

4. 靶向线粒体的联合疗法的合理设计
尽管靶向线粒体的制剂在临床前OSCC模型中显示出强大的单药疗效，但其临床转化经常受到适应性耐药性和剂量限制性系统毒性的阻碍。因此，研究领域正转向合理设计的联合疗法。超越简单的叠加效应，严格的联合策略必须基于精确的机制协同作用，旨在预先阻断耐药通路并瓦解肿瘤的代谢灵活性。

4.1 与传统化疗的机制协同作用
将靶向线粒体的制剂与顺铂等标准治疗药物联合使用的最有说服力的理由在于它们互补的细胞毒性机制。顺铂主要通过产生DNA加合物来发挥抗肿瘤作用，从而导致DNA损伤、细胞周期停滞和细胞凋亡。然而，在OSCC中，耐药性通常通过增强的DNA损伤修复和细胞凋亡抑制（包括抗凋亡Bcl-2家族信号的上调）而出现（87, 88）。同时给予线粒体代谢调节剂（如二甲双胍）可能会提高OSCC对顺铂的敏感性，但这种效果更多归因于代谢应激信号和细胞凋亡敏化，而不是直接阻断ATP依赖的DNA修复。在OSCC模型中，二甲双胍通过抑制NF-κB/HIF-1α轴增强了顺铂的细胞毒性，最近的一项研究进一步显示了协同的增殖抑制以及ROS、细胞凋亡和AMPK激活（89, 90）。同样，将顺铂与细胞凋亡敏化剂联合使用在机制上是有吸引力的，因为它降低了线粒体细胞死亡的阈值。在OSCC中，泛BH3模拟物obatoclax被证明可以协同增强顺铂诱导的细胞凋亡，这一效果与促生存蛋白Mcl-1的降解和Bak构象激活的增加有关（91）。同时，ROS的增加也被证明可以通过促进细胞凋亡和自噬来增强顺铂在舌鳞状细胞癌细胞中的细胞毒性，而ROS清除则会减弱这些效应，这支持了氧化还原放大的观点，有助于将顺铂诱导的应激转化为致命的线粒体信号（92）。因此，最准确的表述是，靶向线粒体的联合疗法可能有助于将顺铂治疗的OSCC细胞从损伤耐受状态推向不可逆的线粒体凋亡，而不仅仅是通过单纯迫使DNA修复的代谢崩溃（91, 92）。

4.2 预先阻断适应性耐药机制
当OSCC细胞经历线粒体应激时，它们可能会启动补偿性生存程序，最显著的是自噬/线粒体质量控制和代谢重编程。在OSCC中，二甲双胍已被证明可以诱导保护性自噬，而羟氯喹可以增强二甲双胍诱导的细胞凋亡和肿瘤抑制，表明自噬流可以缓冲治疗相关的代谢应激（76）。然而，OSCC中的线粒体自噬不应被描述为始终具有细胞保护作用；相反，最近的证据表明它是情境依赖的，因为复发性/耐药的OSCC与PSMA2相关的线粒体自噬和功能障碍有关（75）。同样，OSCC表现出显著的代谢异质性和可塑性，口腔鳞状细胞癌在协调的氧化磷酸化和糖酵解程序上显示出临床相关的变异（93）。在更广泛的临床前癌症模型中，单独抑制OXPHOS可以引发补偿性糖酵解，而同时阻断OXPHOS和糖酵解则可以产生能量耗竭并增强抗肿瘤效果（94, 95）。在OSCC中，这一原理得到了4NQO衍生模型的部分支持，该模型表明联合使用氯喹和二氯乙酸靶向自噬和糖酵解代谢可以改善肿瘤控制和生存结果（96）。因此，在OSCC中，双重抑制策略在机制上是有吸引力的，但像2-脱氧葡萄糖这样的例子更适合作为转化依据，而不是完全成熟的OSCC特异性疗法。

4.3 OSCC中临床转化的现状
尽管针对线粒体的疗法在临床前研究中显示出强大的前景，但其临床转化仍处于早期阶段。在口腔领域，人类研究主要依赖于短暂的治疗窗口和化学预防研究，而非随机临床试验。例如，在非糖尿病患者的口腔鳞状细胞癌中，一项前瞻性术前二甲双胍研究发现，10–14天的治疗并未显著支持改善肿瘤缺氧相关基因表达的假设（97），而在口腔癌前病变中，一项IIa期二甲双胍试验报告了有希望的组织学反应和mTOR通路的调节，尽管临床缩小效果较为有限（98）。因此，专门针对OSCC的II/III期试验仍然非常缺乏。在更广泛的头颈部鳞状细胞癌（HNSCC）中，最清楚的临床经验涉及重新利用的代谢调节剂，如二甲双胍。一项前瞻性I/II期试验将二甲双胍与铂类化疗联合使用，发现该方案具有耐受性，但其 radiosensitizing（提高放疗敏感性）的效果仍不确定，需要随机验证（99）。
针对细胞凋亡的转化也比有时所暗示的更为有限。2022年对HNSCC中BH3模拟物的回顾发现，文献仍主要由临床前研究主导，仅有一项II期人体试验（100）。相比之下，HNSCC中最具有临床进展的细胞凋亡敏化方法是使用IAP拮抗剂xevinapant，这不是经典的BH3模拟物；值得注意的是，III期TrilynX研究表明，在铂类化疗中添加xevinapant并未改善未切除的局部晚期HNSCC的无事件生存率（101）。
弥合这一转化差距需要专门针对OSCC的、由生物标志物驱动的试验，这些试验将口腔疾病与HNSCC患者群体分开，并将相关的线粒体脆弱性与最合适的药物相匹配。

5. 线粒体靶向与基因/细胞疗法之间的新兴接口
最近的线粒体生物学进展创建了与基因和细胞疗法多个领域的若干概念性接口。然而，在OSCC中，这些方法目前应被视为新兴的转化概念，而不是已确立的治疗策略，因为现有的证据基础主要来自线粒体基因组编辑平台研究、线粒体疾病模型和更广泛的线粒体导向免疫疗法研究，而非直接的OSCC特异性治疗验证（102–104）。因此，本节重点介绍了线粒体靶向与基因/细胞疗法交叉领域的可行未来方向，同时强调了当前对直接针对OSCC的机制和转化研究的迫切需求（22, 23）。为了避免过度解读，以下小节主要基于非OSCC平台数据提出的未来导向的转化接口，而非已在OSCC中得到验证的治疗方法。

5.1 精准线粒体基因组（mtDNA）编辑
如上所述，体细胞mtDNA的改变和异质性在OSCC/HNSCC中很常见，可能导致生物学意义上的肿瘤异质性（22, 23）。历史上，直接编辑线粒体基因组被认为在技术上具有挑战性，因为传统的CRISPR/Cas系统不适用于线粒体，部分原因是引导RNA的线粒体导入效率低下；然而，针对线粒体的核酸酶和碱基编辑器的发展，特别是mitoTALENs和DddA衍生的胞嘧啶碱基编辑器（DdCBEs），证明了在哺乳动物系统中选择性地操纵突变mtDNA和异质性是可行的（102, 103, 105, 106）。在OSCC的背景下，这些工具目前应主要被视为新兴研究和早期转化平台，而非已确立的治疗模式。一个可行的应用是功能性研究患者来源的OSCC模型中的反复出现的mtDNA变异，从而明确特定病变是否改变了氧化磷酸化、ROS处理或对铂类疗法的敏感性（22, 102）。第二个更具有前瞻性的可能性是在癌前或早期肿瘤病变中选择性地消除致病性mtDNA亚克隆或异质性，借鉴在线粒体疾病模型中建立的更广泛的的概念验证（103, 105, 107）。目前，还没有研究使用mitoTALENs、DdCBEs或相关的线粒体编辑器在OSCC体内证明对特定mtDNA病变的治疗性纠正；因此，这些工具在OSCC中的直接价值目前仅限于机制研究、异质性建模和基于生物标志物的临床前分层。
尽管如此，在这些方法被视为OSCC的治疗成熟方法之前，仍存在许多挑战，包括肿瘤限制性递送效率低、编辑范围有限、关于异质性动态的不确定性以及脱靶编辑的风险。对于基于DdCBE的系统而言，这些限制尤为显著，因为当前线粒体基因组编辑文献中明确指出了脱靶事件和进一步优化的必要性（102, 103, 108）。

5.2 通过线粒体工程增强细胞免疫疗法
OSCC的代谢恶劣肿瘤微环境（由缺氧、基质相互作用和免疫功能障碍塑造）可能限制了如CAR-T细胞和肿瘤浸润淋巴细胞（TIL）转移等过继性细胞免疫疗法的效果（46）。更广泛地说，实体瘤的微环境特征包括营养匮乏、持续的抗原刺激、缺氧和免疫抑制信号传导，所有这些因素都可能导致线粒体功能不全和T细胞功能障碍（104, 109）。越来越多的证据表明，改善线粒体健康状况可以提高过继转移T细胞的性能。在临床前模型中，强制表达PGC-1α可以促进CD8+ T细胞的线粒体生物发生、代谢健康、记忆形成和抗肿瘤免疫（110）。此外，一种经过工程改造的、对Akt具有抗性的PGC-1α形式改善了线粒体生物发生、代谢编程以及人类抗EGFR CAR-T细胞在实体瘤模型中的体内疗效（111）。然而，这些数据来自一般的实体瘤或非OSCC过继细胞治疗模型，因此它们建立的是生物学上的合理性，而非OSCC特异性的治疗效果。最近的研究还表明，细胞间的线粒体转移可以增强线粒体呼吸作用，节省呼吸能力，促进CD8+ T细胞在实体瘤模型中的浸润和抗肿瘤疗效，从而支持了过继转移前进行细胞器水平代谢增强的概念（112）。这一平台后来被解读为下一代基于细胞器的癌症免疫治疗的前体，但目前仍处于临床前阶段（113）。同样，线粒体转移平台尚未在OSCC定向的过继细胞治疗环境中得到验证。因此，线粒体工程可能成为未来OSCC定向细胞治疗的一种可行辅助策略。然而，在OSCC中的直接治疗验证仍然非常有限，目前的理论主要基于更广泛的实体瘤免疫治疗、T细胞代谢和线粒体工程研究，而不是基于OSCC特异性的过继细胞治疗试验（46, 104, 109）。因此，重要的转化问题，包括生产兼容性、代谢重编程的持久性、肿瘤特异性和安全性，仍然没有得到解决。因此，在OSCC中，这一概念目前应被视为一种推论性和假设生成性的观点，直到获得针对该疾病的疗效、迁移、持久性、生产兼容性和安全性数据。

严格的临床前毒理学评估和安全性分析
在动物模型中进行稳健而全面的毒理学评估是开发线粒体靶向疗法的关键步骤。这种评估对于彻底描述这些新治疗方法的安全性特征并在将其转化为涉及人类的临床试验之前识别潜在的全身毒性至关重要。线粒体靶向疗法不仅会影响癌细胞，还会影响正常的非癌细胞，这引发了对于潜在脱靶效应的担忧，特别是在线粒体活性高的组织（如肌肉和神经细胞）中。尽管在OSCC背景下的初步临床前研究显示了有希望的选择性和癌细胞特异性毒性，但必须认识到线粒体在所有细胞类型中都起着关键作用（114）。因此，需要进行严格的毒理学研究来全面评估并排除对正常组织功能的任何潜在风险。除了短期实验外，还需要进行长期（数周到数月）的慢性毒理学测试（115）。这种长期评估对于识别可能在较短研究中不明显的累积或延迟毒性至关重要。这些慢性评估有助于更全面地了解线粒体靶向疗法在延长治疗期间的安全性能。除了动物研究外，对相关的人类细胞系、三维类器官培养物和诱导多能干细胞衍生的组织进行毒理学筛选也很有价值（116, 117）。这些体外系统可以提供关于潜在线粒体问题和毒性的额外见解，进一步有助于早期识别安全问题。然而，必须承认这些体外模型在模拟完整生物体的复杂性方面存在局限性。

Venetoclax是一种Bcl-2抑制剂，用于治疗慢性淋巴细胞性白血病（CLL）和某些类型的淋巴瘤，它显示出了疗效，但也可能导致各种毒性和副作用。常见的venetoclax相关毒性及其缓解方法包括肿瘤溶解综合征（TLS）、血液学细胞减少、胃肠道不适和其他副作用。通过治疗前评估和积极管理电解质失衡可以降低TLS的风险。血液学细胞减少需要定期监测血细胞计数并按需进行干预。胃肠道症状可以通过饮食调整和药物治疗来管理，而疲劳管理则需要保证充足的休息和合理安排活动。患者应立即向医疗团队报告任何不适。根据每个患者的需要和病史定制venetoclax的治疗计划至关重要（118）。

总之，在动物模型中进行广泛的毒理学评估是开发OSCC及其他类型癌症线粒体疗法不可或缺的下一步。这些临床前安全性研究不仅将为将有前景的线粒体靶向疗法转化为临床试验提供信心，还将指导这些试验的设计，以最小化风险并密切监测潜在的线粒体介导的不良反应。最终，这种严格的临床前评估对于提高线粒体靶向疗法的疗效和安全性，从而造福OSCC患者及其他患者至关重要。

结论与未来方向
尽管线粒体靶向策略在口腔鳞状细胞癌（OSCC）中在机制上具有吸引力，但其临床转化仍处于早期阶段。如表2所总结的，只有少数作用于线粒体的药物进入了头颈部鳞状细胞癌（HNSCC）/OSCC的临床评估阶段，目前的数据更多支持其可行性而非决定性的疗效。例如，一项I/II期HNSCC研究报告称，二甲双胍在化疗放疗期间耐受性良好，但其治疗效果仍不确定，需要通过随机试验来确认（99）。同样，一项针对口腔鳞状细胞癌的前瞻性机会窗口研究并未显示短期二甲双胍暴露后缺氧相关基因表达的显著改善，这突显了将线粒体调节转化为可测量临床益处的复杂性（97）。

表2
| 药物 | 作用机制 | 试验（NCT） | 人群 | 阶段 | 备注 |
| --- | --- | --- | --- | --- |
| 二甲双胍 | 复合I抑制剂 | NCT0232540 | 1 | 局部晚期 | I/II期早期研究显示在化疗放疗期间具有可行性和代谢调节作用；疗效尚未得到证实。 |
| AMPK激活 | NCT0294970 | HNSCC（包括口腔） | I | 完成的早期研究，显示出适度活性；主要用于支持未来的联合策略。 |
| AT-101 | Pan-Bcl-2抑制剂 | NCT004013 | 4 | HNSCC | II期 | 主要用于支持未来的联合策略。 |
| （Gossypol） | LDHA抑制剂 | | | |
| Dichloroacetate | PDK抑制剂 | NCT01163487 | 复发性头颈部癌症 | I期 | 针对头颈部的代谢研究；显示了可行性，但疗效尚未得到证实。 |
| Navitoclax | Bcl-2/Bcl-xL | NCT03366103 | 复发性SCLC/II期 | 非HNSCC联合试验；仅作为间接的BH3模拟物参考。 |
| ABT-263 | 其他实体瘤 | | | II期 | 非HNSCC实体瘤试验；仅作为间接的代谢参考。 |
| Devimistat | PDH/KGDH抑制剂 | NCT01832857 | 晚期/转移性 | II期 | 非HNSCC实体瘤试验；仅作为间接的代谢参考。 |
| CPI-613 | 其他 | | | | 针对HNSCC/OSCC的临床阶段线粒体靶向疗法。 |

该领域的未来进展将 meno 依赖于添加更多的经验性药物，而更多地依赖于将正确的线粒体脆弱性与合适的患者亚群相匹配。在这方面，应优先考虑候选的预测生物标志物，包括与顺铂适应性相关的mtDNA突变负担或异质性模式，以及反映HNSCC/OSCC中糖酵解、三羧酸循环、谷氨酰胺利用和氧化还原稳态重塑的代谢特征（119, 120）。因此，下一代试验应设计为与OSCC相关的、富含生物标志物的研究，整合药代动力学监测和针对凋亡、代谢和氧化应激的合理联合策略（121）。同时，仍存在多个转化障碍尚未解决，包括肿瘤选择性传递、适应性代谢重塑、氧化还原补偿以及在线粒体需求高的正常组织中的潜在靶点毒性（122, 123）。解决这些问题需要将机制生物学、转化药理学和临床注释的生物样本研究更紧密地结合起来（124, 125）。在这样的框架下，线粒体疗法可能会从一种有趣的概念策略发展为一种更精确且可测试的OSCC治疗途径（126–130）。