介绍
吉莫斯特（Gimeracil，5-氯-2,4-二羟基吡啶）是二氢嘧啶脱氢酶（DPYD）的特异性竞争性抑制剂，作为口服氟尿嘧啶类复方制剂S-1的核心组分，其经典作用为抑制5-氟尿嘧啶（5-FU）降解、维持肿瘤组织药物浓度。近年研究证实，吉美嘧啶具有独立于代谢调控的放疗增敏活性，可通过干预DNA双链断裂（DSB）的同源重组（HR）修复通路增强肿瘤细胞辐射敏感性。
图一 吉莫斯特
作用机制
抑制对DNA双链断裂修复
不直接诱导 DNA 损伤，特异性阻断辐射后 DSB 修复。单独使用 1 mM 吉美嘧啶处理肿瘤细胞，未照射组与即时照射组的 DNA 尾矩无显著变化，证实吉美嘧啶本身无遗传毒性，不直接诱导 DSB 产生。而在 4 Gy X 射线照射后 2 h，吉美嘧啶预处理组细胞的 DNA 尾矩较单纯照射组显著升高（P=0.05），提示辐射诱导的 DSB 无法被有效修复，大量损伤在细胞内累积。该结果与 γ-H2AX 焦点实验结论一致，明确吉美嘧啶的核心作用为抑制辐射致DSB的修复进程，而非诱导DNA损伤。
图二 抑制辐射致DSB的修复
靶向干预HR修复
吉美嘧啶处理后，辐射诱导的 MRN 复合物（Mre11/Rad50/Nbs1）与 FancD2 焦点数量显著增加，提示 DSB 末端识别与招募步骤未被抑制，甚至因修复阻滞发生代偿性富集；单链 DNA 结合蛋白 RPA 与重组酶 Rad51 的焦点形成被显著抑制，这两种蛋白是 HR 末端切除与链入侵的核心分子，其功能缺失直接阻断修复进程；BRCA1、BRCA2 焦点数量及染色质泛素化水平无变化，排除吉美嘧啶通过染色质重塑调控修复的可能性。吉美嘧啶特异性抑制 HR 修复的早期末端切除步骤，阻滞 RPA 与 Rad51 向损伤位点募集，是其阻断 DSB 修复的核心分子机制。
放疗增敏
为验证DPYD是否为药物作用靶点，研究采用siRNA特异性沉默HeLa细胞中DPYD表达，蛋白印迹证实敲低效率达99%。克隆形成实验显示：DPYD缺失细胞的辐射敏感性显著升高（P<0.005），其放疗增敏比与1mM吉美嘧啶处理组完全一致；且在DPYD敲低细胞中，吉美嘧啶无法进一步增强放疗敏感性，完成靶点特异性验证。同时，DPYD缺失细胞中辐射诱导的RPA、Rad51焦点形成同样被抑制，与药物处理组的分子表型高度吻合，从功能层面证实DPYD是吉美嘧啶调控HR修复的核心靶点。
SCneo报告基因系统是定量检测细胞HR修复效率的金标准，可通过I-SceI内切酶诱导位点特异性DSB，以G418抗性克隆频率反映HR修复水平。实验结果表明，DPYD敲低使细胞HR修复频率下降43%（P<0.02），直接证明DPYD功能缺失是HR修复抑制、放疗增敏的直接原因，而非吉美嘧啶的脱靶效应。
临床肿瘤放疗普遍采用分次照射方案（每日2Gy，累计50~70Gy），亚致死损伤修复是分次放疗中肿瘤抵抗的关键机制。分次照射实验证实，吉美嘧啶在1~6次分次照射中均稳定发挥放疗增敏效应，且无明显细胞毒性；随着照射分次增加，药物组与对照组的细胞存活差异进一步扩大，提示吉美嘧啶可持续抑制分次放疗中的HR修复，累积增敏效应显著，完全适配临床常规放疗方案，具备极高的转化价值[1]。
参考文献
[1]Sakata K, Someya M, Matsumoto Y, et al. Gimeracil, an inhibitor of dihydropyrimidine dehydrogenase, inhibits the early step in homologous recombination[J]. Cancer Science, 2011, 102(9): 1712-1716. DOI:10.1111/j.1349-7006.2011.02004.x