PIK3CA 在宫颈癌中的研究进展

陶雪娇 王 颖 朱雪琼

磷脂酰肌醇激酶-3 催化亚单位α(phosphatidylinositol 3 -kinase，catalytic subunit α，PIK3CA)已被证实是一种癌基因，定位于3 号染色体长臂(3q26.3)，包含20 个外显子，大小为34kb。它编码Ⅰ类磷脂酰肌醇-3 -激酶(phosphatidylinositol 3 -kinase，PI3K)的p110 催化亚单位，即PI3Kp110α。研究表明，PIK3CA 基因的改变与人类多种恶性肿瘤密切相关［1］。PIK3CA 基因突变或扩增时PIK3CA 蛋白表达增加，后者是PI3K -AKT 信号转导通路的关键分子，该通路通过多方面的机制使细胞生物学特性发生转变甚至癌变［2］。因此PIK3CA 基因在肿瘤中的研究日益引起关注。

宫颈癌是妇科常见的恶性肿瘤之一，严重影响妇女的生殖健康［3］。其发生发展与癌基因的激活和(或)抑癌基因的失活有关，深入认识各基因在宫颈癌发生发展中的作用将为宫颈癌的早期诊治提供帮助。近年来关于PIK3CA 在宫颈癌中的研究逐渐得到国内外学者的重视［4～14］。本文对PIK3CA 在宫颈癌癌变、筛查、早期诊断、治疗及预后中的研究进展进行综述。

一、PIK3CA 与高危型HPV 感染的关系

陈丽荣等［7］应用PCR 技术检测110 份宫颈病变组织标本中HPV 的感染状态，同时采用原位杂交法检测这些组织中PIK3CA mRNA 的表达，发现在62例HPV DNA 阳性表达的宫颈病变组织中，有43 例PIK3CA mRNA 阳性表达。经一致性检验显示，PIK3CA 基因的扩增与HPV 感染之间一致性极好(KI=0.82)。孙军等［8］的研究也发现，HPV16/18 阳性的47 例标本中有45 例PIK3CA 蛋白为阳性表达，经分析HPV16/18 阳性和PI3Kp110 的表达呈显著正相关。

然而，Cui 等［4］检测214 例宫颈浸润癌中高危型人乳头瘤病毒(human papillomavirus，HPV)HPV16感染和PIK3CA 基因突变，发现≥60 岁宫颈癌患者中PIK3CA 基因突变率明显增高，而HPV 感染率在＜60岁宫颈癌患者中明显高。进一步分析HPV 感染与PIK3CA 基因突变之间的相关性，发现两者无明显相关，认为两者可能是相对独立的宫颈癌的致癌因素。Goto 等［5］通过免疫细胞化学方法检测宫颈脱落细胞中PIK3CA 蛋白的表达，并分析其与多种高危型HPV阳性之间的关系，发现PIK3CA 蛋白的表达在高危型HPV 阳性和阴性的患者中没有统计学差异。虽然在检测的80 例宫颈癌中PIK3CA 基因的突变率达到了31.3%，但是Wright 等［6］也没有发现PIK3CA 基因突变与HPV16 或者HPV18 阳性存在相关。

二、PIK3CA 在宫颈癌发生中的作用

Cui 等［4］发现PIK3CA 基因在184 例浸润性宫颈癌中的错义突变率为8.15%，但在30 例宫颈癌前病变中未见突变。2/3 的浸润性宫颈癌中PIK3CA 基因的错义突变发生在3 个突变点(位于外显子9 的E542K 和E545K，位于外显子20 的H1047R)。这些热点突变区分布于PIK3CA 基因的不同区域，其中E542K 和E545K 定位于螺旋区，而H1047R 定位于激酶区［9］。不同区域的突变通过不同的分子机制调节肿瘤的生成，其中螺旋区的突变主要是通过p85 信号通路，而激酶区的突变主要是通过RAS-GTP 信号通路来发挥作用［9］。通过对504 例不同种类恶性肿瘤的研究，Janku 等［10］发现PIK3CA 基因的突变率平均为11%(54/504)，其中宫颈鳞癌PIK3CA 的突变率较高，14 例中有5 例发生突变(36%)，突变都发生在螺旋区，80%的突变位点为E545K。而且PIK3CA基因突变的宫颈鳞癌患者往往同时合并有RAS 基因和BRAF 基因的突变。McIntyre 等［11］研究表明，19/82(23%)宫颈癌组织中存在PIK3CA 基因外显子9或20 的突变，其中宫颈鳞癌占84%，约79%的突变在外显子9 上。

Ma 等［12］采用比较基因组杂交技术发现在宫颈癌组织中染色体3q26.3 的扩增为最常见的染色体异常，同时发现，在55 例宫颈癌组织和宫颈癌细胞系(SiHa、ME -180、C -33A)中染色体3q26.3 的扩增与PIK3CA(染色体3q26.3 片段的“位置候选基因”)复制数的增加呈正相关。进一步采用特异的PI3K 抑制剂作用宫颈癌细胞后发现，细胞的生物学行为包括细胞的增殖和凋亡都发生改变，表明PIK3CA 表达的增加会促进宫颈癌细胞的增殖，同时抑制宫颈癌细胞的凋亡。提示PIK3CA 为宫颈癌的原癌基因，PIK3CA 的扩增会导致宫颈肿瘤的发生。Bertelsen等［13］用免疫组化方法检测了46 例宫颈癌及癌前病变组织中磷酸化丝氨酸激酶(P -AKT)的表达情况，同时应用实时定量PCR 检测这些组织中PIK3CA 的扩增情况，发现磷酸化丝氨酸激酶的比例为39/46(85%)。在成功检测PIK3CA 扩增的40 例标本中，PIK3CA 复制数≥3 的28 例，占70%，PIK3CA 复制数≥4 的10 例，占25%。进一步分析得出，宫颈病变组织中磷酸化丝氨酸激酶的阳性表达与PIK3CA 复制数增加(≥3)关系密切，提示PIK3CA 的复制数增加可能通过AKT 磷酸化，激活PI3K -AKT 信号转导通路而促进宫颈癌的发生。Salvesen 等［14］认为PI3K -AKT 信号转导通路中活化的PI3K 可将磷脂酰肌醇2磷酸化为磷脂酰肌醇3，丝氨酸激酶(AKT)和磷酸肌醇依赖性蛋白激酶1 与磷脂酰肌醇3 结合后进一步磷酸化，介导胞内信号转导，破坏正常细胞的生长、增殖、分化、迁移及凋亡过程而参与包括宫颈癌在内的妇科恶性肿瘤的发生。

然而，Miyake 等［15］对22 例宫颈癌进行研究，发现仅有3 例(14%)有PIK3CA 基因突变，均位于外显子9 上，而29 例子宫内膜癌中3 例PIK3CA 基因突变均位于外显子20 上，同时研究还发现22 例宫颈癌中仅有2 例(9%)发生PIK3CA 基因的扩增，PIK3CA的突变与扩增之间并没有相关性。

三、PIK3CA 在宫颈癌变中的表达变化

大多数的研究认为PIK3CA 蛋白的表达与宫颈高度鳞状上皮内病变相关。Goto 等［5］采用液基细胞学方法诊断74 例宫颈上皮内瘤变(cervical intraepiihelial neoplasia，CIN)，包括20 例CINⅠ，21 例CINⅡ和33 例CINⅢ，并检测脱落细胞中3 种肿瘤标志物(p16INK4a、Ki -67 和PIK3CA)的蛋白表达，发现PIK3CA 在CINⅢ中的表达明显高于CINⅠ、CINⅡ。采用受试者工作特征曲线进一步分析3 种肿瘤标志物诊断CINⅢ的曲线下面积值，发现PIK3CA 诊断的曲线下面积值为0.90，较p16INK4a和Ki -67(分别为0.82 和0.83)有更好的鉴别诊断CINⅢ的价值。孙军等［8］在宫颈上皮内瘤变组织中也发现PIK3CA 蛋白的表达阳性率随着宫颈鳞状上皮的逐渐恶变而上升。CINⅡ～Ⅲ中PIK3CA 阳性率为76.47%，明显高于CIN Ⅰ中PIK3CA 蛋白的阳性率(42. 86%)，而PTEN 和p16 蛋白在不同级别的宫颈上皮内瘤变中并无统计学差异。

谢丽云等［16］研究发现，PIK3CA 蛋白在正常宫颈组织中不表达，在宫颈上皮内瘤变组织中随着分级的增加而表达增高，在宫颈癌中表达最多，阳性率达80.5%。其中，PIK3CA 蛋白在宫颈高度鳞状上皮内病变(CINⅡ～CINⅢ)中的阳性率(61.8%)明显高于轻度鳞状上皮内病变(CINⅠ)的19.4%，认为可将PI3Kp110 的表达作为辅助鉴别宫颈轻度和高度鳞状上皮内病变的指标。

然而，Costa 等［17］用荧光原位杂交试验检测了46例CIN 和7 例浸润性宫颈鳞癌组织中PIK3CA 基因变化时发现，PIK3CA 基因复制数在CINⅠ和CINⅡ中增加的比例明显高于CINⅢ，而在宫颈鳞癌中没有发现PIK3CA 基因复制数的改变，认为PIK3CA 基因改变主要与正常宫颈上皮组织向CINⅠ转化的过程相关。

四、PIK3CA 与宫颈癌临床病理系数以及预后的相关性

PIK3CA 蛋白阳性率随着临床分期的加重和组织分化程度的降低而呈上升趋势，并且其阳性率在有淋巴转移的宫颈癌患者中明显高于无淋巴转移患者［16］。研究表明，PIK3CA 突变患者的平均年龄为61.13 ±12.93 岁，无突变患者的平均年龄为49.03 ±13.9 岁。在≥60 岁宫颈癌中的突变率明显高于＜60岁患者［4］。提示PIK3CA 突变可能是老年宫颈癌患者的高风险因素。

McIntyre 等［11］通过回顾性分析82 例接受同步放化疗的宫颈癌患者宫颈组织中PIK3CA 的突变率与总生存期的关系，发现宫颈癌组织中PIK3CA 突变患者的5 年总生存期(40%)明显低于无突变患者的5年总生存期(70%)。在FIGO ⅠB/Ⅱ期宫颈癌患者中，PIK3CA 的突变与患者的总生存期密切相关，但FIGOⅢ/ⅣA 期宫颈癌患者中，未发现PIK3CA 的突变与患者总生存期的相关性。Wright 等［6］也发现PIK3CA 突变宫颈癌患者的平均生存期为67.1 个月，较无PIK3CA 突变的患者(90.3 个月)明显缩短。

然而，Cui 等［4］通过对184 例浸润性宫颈癌的石蜡标本进行PCR 扩增后的DNA 测序，检测到5.95%(5/84)的鳞癌和10%(10/100)的腺癌有PIK3CA 的错义突变。但是PIK3CA 的突变与宫颈癌患者的组织学分级、肿瘤分期、生存时间并无明显的相关性。Miyake 等［15］的研究也没有发现PIK3CA 突变或者扩增与宫颈癌的组织学类型或者分期存在相关。Wright 等［6］通过高通量基因分析平台方法发现PIK3CA 在宫颈鳞癌中突变率(37.5%)虽然略高于宫颈腺癌(25%)，但两者之间比较没有统计学差异。

五、PIK3CA 信号通路抑制剂在治疗宫颈癌中的应用

目前已知的PIK3CA 信号通路相关的抑制剂有:PI3K 抑制剂、PI3K-mTOR 抑制剂(同时抑制p110 亚基和mTOR 激酶)、mTOR 抑制剂和AKT 抑制剂等，部分已经被批准用于恶性肿瘤的治疗［1］。HPV 感染导致的PI3K -AKT -mTOR 信号通路失调节与浸润型宫颈癌的发生密切相关，因此，Tinker 等［18］采用mTOR 抑制剂衍生物CCC-779(又称替西罗莫司)对33 例局部晚期、复发型和(或)转移的宫颈癌(包括鳞癌、腺癌、腺鳞癌)进行Ⅱ期临床试验，并采用实体瘤疗效评价标准评价治疗疗效，其中1 例(3.0%)部分缓解、19 例(57.6%)病情稳定、13 例(39.4%)病情进展，提示CCC-779 对宫颈癌的治疗效果并不是很明显。同时，发现癌组织中PIK3CA 基因复制数及蛋白表达量与CCC-779 的治疗疗效无显著相关性。

Zhang 等［19］用50μmol/L 的PI3K 抑制剂LY290014分别作用于HeLa 细胞5、15、30、60、120min 后，发现LY290014 可有效抑制p -AKT 和p-mTOR 的表达，并且呈时间依赖性。同时发现 50μmol/L 的LY290014 作用于HeLa 细胞48h，可明显抑制宫颈癌细胞的增殖，抑制率达(61.174 ±9.792)%，并且呈剂量依赖性;50μmol/L 的LY290014 作用于HeLa 细胞6h 细胞的凋亡率明显增加，提示PI3K 抑制剂通过阻断PIK3CA 信号通路来抑制HeLa 细胞增殖，促进其凋亡。夏曙等［20］研究表明，联合LY290014 能增强塞来昔布、顺铂、多西紫杉醇等化疗药物对HeLa 细胞的杀伤作用。刘艺等［21］应用裸鼠宫颈癌模型证明，联合LY290014 对宫颈癌的放疗有显著的增敏作用。因为有PIK3CA 突变的妇科恶性肿瘤患者对PIK3CA信号通路相关抑制剂的反应优于无突变者，因此，应用PIK3CA 信号通路相关抑制剂治疗的患者，检测PIK3CA 的突变状况可作为预测PIK3CA 信号通路相关抑制剂治疗效果的指标［22］。

综上所述，在宫颈癌的发生、发展过程中，PIK3CA 基因的变化可能起了一定的作用。PIK3CA的表达与宫颈癌前病变的筛查和早期诊断、宫颈癌的治疗和预后相关，深入研究PI3K-AKT-mTOR 信号通路抑制剂，将为宫颈癌的治疗提供新思路。

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