去势抵抗性前列腺癌发生发展机制及治疗现状

周发友，张书贤

(皖南医学院第二附属医院泌尿外科，安徽 芜湖 241000)

美国癌症协会统计，2018年美国有164 690例新发前列腺癌，发病率居所有恶性肿瘤之首，因前列腺癌死亡的人数有29 430例，位居所有肿瘤的第二位，仅次于肺癌[1]。我国前列腺癌的发病率也在逐年升高，并呈低龄化趋势。由于早期前列腺癌无明显症状或受检测手段的限制等原因，大部分前列腺癌确诊时已处于晚期，其中半数以上已发生远处转移，远处转移者5年相对生存率仅为30%[2]。晚期前列腺癌多以内分泌治疗为主，但因遗传或药物诱导等原因，大部分患者开始治疗时对内分泌治疗敏感，但2年后几乎所有患者都将进展为去势抵抗性前列腺癌(castration resistant prostate cancer,CRPC)，形成耐药[3]。雄激素受体(androgen receptor,AR)在CRPC的发生发展中发挥着重要作用，包括AR依赖性和非依赖性机制，AR依赖性机制涉及基因扩增、突变、调节因子改变等，AR非依赖性机制涉及凋亡抵抗、人第10号染色体缺失的磷酸酶及张力蛋白同源基因失活等，激酶依赖性信号通路、肿瘤免疫、肿瘤干细胞、非编码RNAs(non-coding RNAs，ncRNAs)的改变等也参与了CRPC的发生发展。在CRPC的治疗上，紫杉醇类药物一直是CRPC的一线化疗方法。此外，针对雄激素轴通路的新型内分泌治疗、抑制磷脂酰肌醇-3-激酶(phosphatidylinositide 3-kinase，PI3K)/蛋白激酶B(protein kinase B,PKB/Akt)通路、新型化疗以及免疫治疗等对CRPC患者显示了额外的总体生存效益。了解关于CRPC发生发展的机制和治疗现状，有利于进一步探索CRPC的形成机制，为治疗提供有益策略。

1 CRPC的发生发展机制

1.1瘤体雄激素合成 尽管CRPC患者血清睾酮处于去势水平(1.7 nmol/L)，但部分CRPC患者瘤体内雄激素的水平却高于早期前列腺癌患者。既往研究表明，血清睾酮和二氢睾酮的水平主要依赖于瘤体内雄激素的合成[4]，其是雄激素剥夺治疗后，由前列腺癌组织中的脱氢表雄酮转化，这种瘤体内雄激素的合成主要依赖于一些类固醇合成酶，如17β-羟基类固醇脱氢酶(17β-ydroxysteroid dehydrogenase，HSD17β)、3β-羟基类固醇脱氢酶(3β-ydroxysteroid dehydrogenase，HSD3β)、类固醇-5a-还原酶，类固醇合成酶的活性也与一些细胞因子的表达有关，转化生长因子-β可通过上调HSD3β和下调HSD17β的表达，影响瘤体内雄激素的合成；胰岛素样生长因子(insulin-like growth factor，IGF)-β可增加CYP17、AKR1C3、HSD17β的表达，促进瘤内雄激素合成，从而促进CRPC进展[5]。花生四烯酸能够诱导类固醇快速调节蛋白合成，其与激素敏感的脂肪酶结合，在类固醇合成相关的细胞中将游离胆固醇转化为雄激素，维持去势后肿瘤细胞的激素需求和生长，靶向阻断胆固醇的合成及代谢有可能成为CRPC的特异性治疗靶点[6]。另外，肿瘤内雄激素的合成与肿瘤微环境有一定的关系，基质细胞中甾类化合物在CRPC细胞中高表达，同时前列腺特异性抗原(prostate-specific antigen，PSA)启动子的活性也可通过CRPC细胞中AR激活，通过脱氢表雄酮诱导的PSA启动子的活性，可通过前列腺基质细胞来增强。此外，血管内皮生长因子诱导的抗血管生成作用在CRPC的进展中起着重要作用，AR基因的扩增、转录、突变等在CRPC的发展过程中起着至关重要的作用。

1.2激酶依赖性信号通路 激酶依赖性信号通路通过调节AR轴在CRPC发展中起着重要作用，CRPC抑癌基因人第10号染色体缺失的磷酸酶及张力蛋白同源基因的失活可激活PI3K/Akt信号通路，进一步激活AR[7]。酪氨酸激酶受体和SRC家族激酶可通过诱导AR磷酸化、抑制AR共调控因子的表达调节AR信号，促进CRPC进展[8]。DNA修复基因乳腺癌易感基因1/2的突变也与CRPC的进展密切相关[9]。炎性因子在前列腺癌中发挥了重要作用，白细胞介素-6(interleukin-6，IL-6)是各种肿瘤中最常见的炎性因子，具有促进肿瘤细胞增殖、迁移、生成血管及产生耐药等作用，与CRPC的发生发展关系密切。研究发现，即使在低水平雄激素环境下IL-6也可促进CRPC细胞增殖，上调IL-6的水平也可促进前列腺癌LNCaP和PC-3细胞增殖[10]；下调IL-6的水平，前列腺癌PC-3细胞的活力受到限制[11]。另外，在CRPC低雄激素的微环境中，IL-6以配体非依赖方式通过激活经典的Janus激酶/信号传导及转录激活因子3通路激活AR，促进CRPC进展；IL-6还可通过激活IGF-1受体、衔接蛋白、JAK-1等基因，抑制CRPC细胞凋亡，诱导前列腺癌耐药[12]。IGF-1受体可通过调节下游基因的表达和活性发挥抗凋亡和促进细胞增殖的作用，IL-6作为配体与IGF-1R结合后通过级联反应激活RAS-RAF-促分裂原活化的蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)信号通路，通过启动有丝分裂发挥抗药作用[13]。CRPC细胞中雄激素受体剪接变异体7可在无雄激素结合的状态下完成核转移，并通过招募辅助因子完成下游基因的转录，激活AR信号通路，雄激素受体剪接变异体7还可激活核因子κB通路，增加IL-6基因的表达，促进CRPC进展与耐药的发生[14]。

1.3肿瘤干细胞 肿瘤干细胞的概念是由德国病理学家Rudolf Virchow提出的。肿瘤干细胞是肿瘤细胞的一个独特亚型，能够分化成不断增殖的肿瘤细胞。前列腺癌干细胞(prostate cancer stem cells，PCSC)与其他肿瘤干细胞有类似的特性，即具有自我更新和产生肿瘤细胞的作用，PCSC位于前列腺上皮，几乎不表达AR，所以雄激素剥夺治疗(androgen-depriva tiontherapy,ADT)不能杀死PCSC，在去势环境下依然能够生长[15]。另外，前列腺癌化疗后细胞释放的前列腺素E2能够刺激PCSC增殖，使肿瘤细胞重新生长，导致药物耐药，PCSC具有极强的侵袭性和转移特性，而且能够逃避免疫细胞的捕杀，发生远处转移和器官浸润[16]。目前肿瘤干细胞标志物Nanog、Sox2、Nkx3.1、PSA/LO、Bmi-1等已用于前列腺癌等实体肿瘤干细胞的识别[17], 部分肿瘤干细胞相关标志物在CRPC的进展中发挥了重要作用，如Nanog、Sox2过表达促进了前列腺癌细胞的自我更新，提高了肿瘤细胞的形成能力，增强了CRPC细胞在雄激素剥夺环境中的生长[18]。最近研究发现，用丙酮酸乙酯下调Nanog、Sox2的表达，可抑制前列腺癌耐药细胞株PC3的干细胞特性[19]。因此，抑制肿瘤干细胞可作为治疗CRPC的手段之一。

1.4ncRNAs ncRNAs是CRPC的转录调控因子，其中微RNA(microRNA，miRNAs)和长链非编码RNA在CRPC的进展中发挥了重要的调控作用，表现为癌基因或抑癌基因，促进或抑制CRPC的发生、发展。在miRNAs中，miR-1和miR-206可以调节葡萄糖-6磷酸脱氢酶、转酮醇酶、甘油-3-磷酸脱氢酶基因2等糖代谢相关基因的表达，影响CRPC的进展。miR-185、miR-342、miR-17/92和miR-101通过影响固醇调节元件结合蛋白、过氧物酶体增殖物激活受体、环氧合酶2等脂类代谢相关通路调控CRPC的进展，miR-32、miR-148a、miR-99a、miR-2以及miR-221通过调节AR在CRPC中发挥重要作用，前列腺癌非编码RNA1、前列腺癌基因表达标志物1等长链非编码RNA通过激活AR促进CRPC进展[20]。

2 CRPC的治疗进展

2.1内分泌治疗

2.1.1醋酸阿比特龙 晚期前列腺癌经ADT治疗后显著降低了体内雄激素的水平，控制了疾病进展，但前列腺癌细胞自身能够分泌雄激素，在局部微环境下仍能保持一定的雄激素水平，且AR也被活化，CRPC仍对雄激素存在依赖，且经ADT或化疗后，前列腺癌细胞对微量雄激素更敏感，从而促进疾病进展[21]。CYP17是前列腺癌细胞、睾丸以及肾上腺合成雄激素的关键酶，抑制CYP17可阻断体内雄激素的合成，降低雄激素水平，控制CRPC进展，延长患者生存期。醋酸阿比特龙是CYP17不可逆抑制剂，2016年1月在中国上市，国际多中心随机双盲对照试验COU-AA-302研究显示，阿比特龙可使未经化疗的转移CRPC患者的总生存期延长5.2个月，无进展生存期延长8.2个月，PSA缓解率为68%[22]。COU-AA-301研究显示，阿比特龙可明显改善患者的生命质量[23]。近年来研究显示，阿比特龙可用于治疗高危转移性激素敏感性前列腺癌，患者总体生存时间显著获益，阿比特龙也可使寡转移前列腺癌患者获益[24]。

2.1.2恩杂鲁胺 是一种非类固醇化合物，与AR具有高度亲和力，通过竞争性抑制雄激素与其受体结合，阻断雄激素信号通路的转导，发挥抗肿瘤作用。2012年美国食品药品管理局批准用于转移性CRPC的治疗。恩杂鲁胺对AR的亲和力是比卡鲁胺的5～8倍，安全性高，耐受性好，口服吸收率达84%，轻、中度肝肾功能受损者无需调整药物剂量[25]。恩杂鲁胺已作为前列腺癌治疗的一线靶向药物，可用于治疗各个阶段的前列腺癌，治疗无疼痛或轻微疼痛的转移性CRPC能够降低81%的影像学进展风险、29%的死亡风险、推迟化疗的应用及骨相关事件的出现、延缓体能状况恶化[26]。恩杂鲁胺治疗多西他赛化疗后进展的转移性CRPC，与对照组相比，总生存时间可延长4.8个月，中位PSA无进展生存时间延长8.3个月，影像学无进展生存时间延长8.3个月，骨相关事件发生延迟16.7个月[27]。

2.1.3apalutamide 是靶向抑制AR配体结合域的最新一代AR抑制剂，可直接与AR结合，阻碍AR核转位以及与雄激素的结合，抑制雄激素介导的PSA、TMPRSS2等内源性基因的转录[28]。在一项关于1 207例非转移性CRPC患者的临床试验中发现，治疗组患者保持癌细胞不扩散的生存时间为40.5个月，而对照组则仅为16.2个月，延长无转移生存期超过2年[29]。与阿比特龙、恩杂鲁胺等药物相比，apalutamide与AR的亲和力更高、药效更强，且无需联用类固醇激素类药物[30]，最常见的不良反应是乏力、高血压、皮疹、腹泻、恶心、消瘦等，在治疗过程中患者可以耐受。美国食品药品管理局于2018年2月批准apalutamide用于非转移性前列腺癌及CRPC的治疗。

2.2抑制热激蛋白(heat shock protein,HSP) HSP在细胞内具有分子伴侣的作用，是治疗CRPC的一个重要靶点，HSP90抑制剂被认为是治疗突变型AR患者的一种新的策略，敲除翻译控制肿瘤蛋白与HSP27的相互作用可抑制CRPC细胞的存活和增殖[31]。研究表明，沉默HSP27或HSP90可以增强前列腺癌细胞对化疗和放疗的敏感性，HSP蛋白抑制剂OGX-427可能会延迟CRPC的耐药或延长患者的生存期[32]。因此，联合HSP阻滞剂和其他化疗药物将成为治疗转移性CRPC的潜在策略。

2.3抑制PI3K-Akt通路 PI3K-Akt通路是细胞内信号系统，在CRPC发生发展中具有重要调控作用[33]。当PI3K受外来信号刺激时，由于级联效应，将序贯激活其下游的Akt，Akt下游的哺乳动物雷帕霉素靶蛋白也被活化，S6蛋白激酶1和真核翻译起始因子4E结合蛋白1是哺乳动物雷帕霉素靶蛋白的关键底物，S6蛋白激酶1的磷酸化使细胞周期加速向G1期进展，细胞凋亡减少，增殖和分化增加[34]。PI3K抑制剂GDC-0941、BKM120对雄激素非依赖型的前列腺癌细胞PC3、裸鼠实验性移植瘤PC-3M均具有显著的抑制作用。PI3K抑制剂SAR245408、GDC-0941、PX-866在晚期前列腺癌中已表现出抗肿瘤作用，Akt抑制剂GDC-0068对前列腺癌细胞移植瘤的生长具有显著的抑制作用[35]。

2.4化疗 紫杉醇是靶向微管的典型化疗药物，而多西他赛和卡巴他赛是CRPC化疗中经常使用的经典紫杉醇类药物，培美曲塞可用于治疗多西紫杉醇耐药条件下的CRPC[36]。作为CRPC化疗的新趋势，新一代紫杉醇类药物卡巴他赛治疗多西紫杉醇耐药细胞的有效药物。研究发现，紫杉烷类对恩杂鲁胺和阿比特龙具有交叉抗药性，因此多西紫杉醇化疗后，恩杂鲁胺的治疗效果不显著[37]。最近还出现了几种新的化疗药物，如柴胡皂苷通过改变上皮-间充质转化、抑制基质金属蛋白酶2/9以及Wnt/β联蛋白的表达治疗CRPC[38]。

2.5免疫疗法 尽管CRPC的免疫治疗仍处于初级阶段，但免疫治疗的前景广阔。疫苗在CRPC中的应用主要集中在以下几个方面。多肽疫苗: PROSTVAC-VF是一种以PSA为靶抗原的肽类疫苗。研究发现，PROSTVAC-VF可延长CRPC患者的生存时间，且耐受性较好[39]。核酸疫苗：其是一种能够表达相关靶抗原并诱导相关免疫反应的疫苗，核酸疫苗的靶抗原为前列腺酸性磷酸酶[40]。树突状细胞疫苗：树突状细胞是最有效的抗原呈递细胞，是制备自体细胞疫苗的首选细胞，Sipulencel-T是DC疫苗的代表，其能够诱导CD4和CD8对前列腺癌细胞的抑制，改善CRPC患者的预后，现已用于治疗无症状或有轻微症状的转移性CRPC，常见不良反应主要有发热、头痛、流感样症状，但均在可控的范围内[41]。

程序性细胞死亡受体1(programmed death-1,PD-1)是表达于CD4+、CD8+T细胞膜上的一种跨膜糖蛋白抑制性受体，PD-1与其配体程序性细胞死亡配体-1(programmed death ligand-1,PD-L1)结合具有抗凋亡及介导肿瘤免疫逃逸的作用，阻断PD-1与PD-L1的结合可恢复效应T细胞活性，逆转肿瘤免疫逃逸机制，从而发挥抑制和杀伤肿瘤细胞的作用[42]。研究发现，PD-1抑制剂帕博利珠单抗对错配修复缺陷及高度微卫星不稳定型转移性前列腺癌患者有效[43]。

2.6骨转移治疗 镭-223( radium-223) 是α粒子发射体镭的天然放射性同位素，能够聚集于癌细胞定植的新生骨区，使DNA双链断裂，细胞死亡，起到抗骨转移性肿瘤的作用[44]。组织蛋白酶K在破骨细胞和各种类型的癌细胞中表达，其在破骨细胞介导的骨吸收和促进肿瘤细胞侵袭中发挥关键作用，与肿瘤生长、迁移、侵袭以及转移密切相关[45]，组织蛋白酶抑制剂可通过抑制骨吸收，形成不利于肿瘤生长的微环境，从而达到对抗骨转移的目的。

3 小 结

CRPC发生发展机制涉及瘤体雄激素合成、激酶依赖性信号通路失调、肿瘤干细胞的增殖及耐药、ncRNAs的调控等，这些机制相互作用、相互配合，错综复杂，致使CRPC的治疗十分棘手。因此，临床上迫切需要寻找新的有效的CRPC治疗策略。随着对CRPC发生发展机制研究的深入，最新一代AR抑制剂apalutamide于2018年用于非转移性前列腺癌及CRPC的治疗，与阿比特龙、恩杂鲁胺等相比，与AR的亲和力更高、药效更强，在CRPC的内分泌治疗中具有广泛的前景。另外，CRPC突变基因的检测，如细胞周期检查点激酶2基因、乳腺癌1号基因、重组酶RAD51D以及乳腺癌易感基因相关蛋白2、肿瘤蛋白p53基因等，使CRPC的精准靶向治疗成为可能[46]，免疫治疗和肿瘤疫苗也是今后CRPC治疗研究的重要方向。