去势抵抗性前列腺癌非AR相关信号转导通路及其靶向药物的研究进展

姚 刚，张立东，王玉杰，邓小虎，安恒庆,3

(1.新疆医科大学第一附属医院泌尿中心，乌鲁木齐 830054；2.克拉玛依市人民医院泌尿外科，克拉玛依 834000；3.新疆医科大学公共卫生与预防医学博士后流动站，乌鲁木齐 830054)

前列腺癌是世界范围内男性最常见的恶性肿瘤之一，发病率位居第2[1]。在美国男性恶性肿瘤中前列腺癌发病率居第1位(19%)，病死率居第2(9%)，仅次于肺癌[2]。在过去的10年中，我国男性癌症中前列腺癌的发病率显著增高，居于第6位，并已成为发病率增长最快的恶性肿瘤之一[3]。

对前列腺癌患者而言，目前临床实践中所使用的大多数治疗方法都是对雄激素受体(androgen receptor，AR)信号通路进行调节，雄激素剥夺治疗(androgen deprive therapy，ADT)是其主要治疗手段之一。然而在ADT治疗18～36个月后，大多数患者不可避免地发展为去势抵抗性前列腺癌(castration-resistant prostate cancer，CRPC)[4]。CRPC发生及进展机制尚不明确，而除AR相关信号通路可能导致CRPC进展外，某些情况下非AR相关信号通路在CRPC的进展中亦发挥着重要作用。对这些信号通路及其靶向药物的研究将为CRPC的治疗提供新的方向。现就7种非AR相关信号通路(图1)及其靶向药物在CRPC中的最新研究进展进行综述。

图1 7种非AR相关信号通路简明示意图

1 PI3K-Akt-mTOR信号通路

PI3K-Akt-mTOR信号通路参与细胞的生存、增殖、分化和血管生成，该信号通路是推动CRPC发展的重要途径之一[5]。磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidylinositol 3-kinase，PI3K)由一个调节亚基(p85)和一个催化亚基(p110)组成；蛋白激酶B(protein kinase B，PKB，又称为Akt)是PI3K重要的下游分子；哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin，mTOR)是一种丝氨酸-苏氨酸蛋白激酶，属于PI3K/Akt下游的重要成分。当细胞受到如生长因子等外来信号刺激时，处于胞质中的PI3K被活化并聚集至胞膜，将其底物3,4-磷脂酰肌醇二磷酸磷酸化为3,4,5-磷脂酰肌醇三磷酸(phosphatidylinosital triphosphate，PIP3)，PIP3磷酸化并激活Akt，Akt进而激活mTOR，从而促进细胞增殖和蛋白质合成；人第10 号染色体缺失的磷酸酶及张力蛋白同源物(phosphatase and tensin homolog deleted on chromosometen，PTEN)是一种肿瘤抑制蛋白，当PTEN下调时，可引起PI3K-Akt-mTOR途径的激活[6]。相关研究数据表明，PI3K和AR信号通路在前列腺癌向CRPC进展期间存在相互调节作用，并指出PTEN缺失和PI3K/Akt激活可抑制AR表达和激活[7]。而MULHOLLAND等[8]的分析发现，PTEN缺失所导致的前列腺癌细胞增殖，有时并不需要AR参与。这间接表明PI3K-Akt-mTOR信号通路可不依赖于AR来影响前列腺癌的发生和进展。

Buparlisib(BKM120)是一种口服泛PI3K抑制剂，在转移性去势抵抗性前列腺癌(metastatic castration-resistant prostate cancer，mCRPC)进展的患者中，无论是单独使用该药还是联合AR抑制剂恩杂鲁胺，均未体现无进展生存期获益[9]。Sonolisib (PX-866)是泛Ⅰ类PI3K抑制剂，在未经化疗的CRPC患者中表现出适度活性[10]。Dactolisib(NVP-BEZ235) 是一种 PI3K 和 mTOR 双重信号转导抑制剂，YASUMIZU等[11]研究发现，NVP-BEZ235联合多西他赛治疗组虽具有较高的细胞毒性，但与单药治疗组相比，更能抑制CRPC细胞系C4-2AT6肿瘤细胞的生长；一项关于该药联合阿比特龙应用于未经化疗mCRPC患者中的Ⅰ/Ⅱ期试验，因多种毒副作用在第一阶段就已停止[12]。Ipatasertib(GDC-0068) 是一种Akt抑制剂，在Ⅱ期研究中[13]，对比评估了ipatasertib联合阿比特龙与单独使用阿比特龙在已经过多西他赛化疗后的mCRPC患者中的疗效，结果显示两组在影像学无进展生存期(radiologic Progress Free Survival，rPFS)获益方面并无统计学差异；但亚组分析显示，与没有PTEN缺失的患者相比，PTEN缺失的患者在不同剂量的ipatasertib联合阿比特龙治疗组中均具有rPFS获益(ipatasertib 400 mg，rPFS：11.5vs.7.5个月；ipatasertib 200 mg，rPFS：11.1vs.4.6个月)。AZD5363属于小分子高选择性的口服Akt抑制剂，一项Ⅰ期研究结果表明，AZD5363可能能够克服mCRPC对恩杂鲁胺的耐药性[14]。依维莫司(RAD001)是一种mTOR抑制剂，Ⅰ期临床试验结果显示[15]，在CRPC患者中采用10 mg/d依维莫司联合60 mg/d多西他赛治疗方案，可取得显著疗效，且安全性较好。而在两项关于CRPC患者应用依维莫司联合比卡鲁胺的Ⅱ期临床试验中：一项36例未经化疗及已经过化疗的CRPC患者入组的试验结果[16]，并未显示出该联合治疗方案的益处。原因可能在于这些患者在入组前已使用过比卡鲁胺从而产生的获得性耐药有关。另一项试验结果显示，依维莫司和比卡鲁胺治疗组中近半数患者出现3或4级不良反应，但75%的患者PSA降低≥30%[17]。越来越多的研究表明，AR信号通路与PI3K-Akt-mTOR信号通路之间并非各自独立，而是存在相互联系，对于CRPC患者单药治疗可能并不尽如人意，而如何制定这些药物最佳组合策略，仍是当前所面临的挑战。

2 Wnt信号通路

Wnt信号通路影响细胞的增殖和极性，促进上皮间质转化样改变，调控着金属蛋白酶和细胞外基质所属调控因子等与肿瘤转移和进展相关因子的表达[18]。ROBINSON等[19]发现，18%的mCRPC患者Wnt通路存在异常，其通路中腺瘤息肉病基因(adenomatous polyposis coli，APC)、β-连环蛋白(β-catenin)、R-spondins存在周期性变化，表明该通路的改变或许在CRPC的进展中发挥着重要作用。当Wnt配体缺失时，APC和轴蛋白组成的复合物通过酪蛋白激酶1和糖原合成酶激酶3磷酸化β-catenin并使其降解；当Wnt经典信号通路激活时，β-catenin避免了被蛋白酶体降解，从而在细胞质中累积，并随后转移到细胞核内激活Wnt靶基因的转录[20]。在此过程中Wnt家族分泌蛋白R-spondins，既可作为增强Wnt配体活性的辅激活剂，又能作为阻止Wnt信号受体降解的抑制剂[21]。非经典Wnt信号通路在单一前列腺循环肿瘤细胞转录组测序中显示，能强烈抑制肿瘤细胞的抗雄药物耐药性[22]。经典和非经典的Wnt信号通路的异常参与构成了CRPC复杂发生机制的一部分，而研发出针对该通路的非选择性的靶向药物或许能为CRPC的治疗提供新方向。目前发现熊果酸是一种Wnt抑制剂，具有体外抗肿瘤活性，也被认为是前列腺癌患者的化疗药物[23]。另有研究表明，一些多酚类物质(如槲皮素、姜黄素和白藜芦醇等)可通过抑制Wnt信号传导通路来限制前列腺癌细胞的增殖[24]。但遗憾的是并未发现这些药物在CRPC患者中的显著获益，其潜在临床意义仍存在争议。针对Wnt通路的小分子治疗及生物制剂的研究仍处于初步阶段，尚需进一步研究来了解Wnt通路受抑制后的潜在抗肿瘤机制，从而推动这些药物的研发。

3 Hippo信号通路

Hippo信号通路调控组织生长，并调节细胞增殖、分化和凋亡。转录调控因子YAP和TAZ是Hippo信号通路的主要效应器，可以将肿瘤细胞重新编程为肿瘤干细胞，并刺激肿瘤的发生、进展和转移[25]。YAP蛋白功能体分YAP1和YAP2，现已有相关证据表明YAP蛋白水平在前列腺癌组织中明显升高，在CRPC中YAP1升高尤为显著[26]。针对YAP和TAZ靶点进行阻断治疗，也许能够抑制前列腺癌肿瘤的发生和进展。端锚聚合酶抑制剂、他汀类药物、二磷酸盐、香叶酰香叶酰转化酶-1和G-蛋白抑制剂被认为是YAP/TAZ通路的调节剂，然而这些药物抑制该信号通路的药理作用机制尚不完全清楚[27]。可能是因为难以确定这些药物是否参与了调控YAP/TAZ活性的特异性交互作用，从而阻碍了这些药物在前列腺癌中的应用研究。总而言之，仍需对Hippo 信号通路在前列腺癌发生发展中的作用机制进行深层次了解，进而为前列腺癌的靶向治疗提供新的方向。

4 Hh信号通路

Hedgehog(Hh)信号转导通路在前列腺癌的发生和进展中具有重要作用。研究发现，在前列腺癌中，Hh蛋白与其受体PTCH结合，导致原本受抑制的G蛋白偶联样受体Smo被激活，从而产生级联信号参与调节上皮-间质相互作用、细胞存活、细胞转移和血管生成[28]。伊曲康唑是一种Hh信号通路抑制剂，一项Ⅱ期临床试验发现，高剂量的伊曲康唑能够延长未经化疗的mCRPC患者的 PFS时间，且毒性反应较轻[29]。TAK-441是高效的Smo抑制剂，通过干扰Hh信号通路，延缓体内试验中前列腺癌模型的进展[30]。维莫德吉是具有选择性的Hh信号通路抑制剂，MIMEAULT等[31]的研究表明，维莫德吉可以协同促进多西他赛所诱导的前列腺肿瘤细胞凋亡作用。目前对于维莫德吉在mCRPC患者中的疗效评估试验仍在进行中。上述研究结果提示，Hh信号通路的异常活化可能与CRPC的发生和进展有关，Hh通路诱导前列腺癌发生的机制及其作为前列腺癌治疗靶点的临床意义，仍需进一步的研究来明确。

5 Notch信号通路

Notch信号通路由4个Notch受体、5个配体及下游靶基因构成，该信号通路参与调控细胞生存、增殖、分化、凋亡及组织器官形成等多个过程[32]。Notch信号通路功能多样，在前列腺癌中同时具有致癌和抑癌作用，且其作用机制较为复杂[33]。研究发现，在前列腺癌组织中Notch信号通路相关蛋白Notch 1、Notch 3及其下游靶基因Hes 1表达上调，在CRPC细胞系中Notch和Hh信号明显增强，提示Notch信号通路的激活可能与前列腺癌的发生和进展有关[34-35]。然而另有研究发现，前列腺癌细胞中Notch1过表达时可促使细胞发生G0/G1期阻滞，抑制细胞增殖能力，从而发挥其抑癌作用[36]。因Notch信号通路在前列腺癌中扮演的角色不明，将其作为治疗靶点尚存在争议，还需要更多研究来了解这一信号通路的治疗潜力。

6 HOXB13信号通路

HOXB13是一种特异性表达于前列腺的同源框蛋白[37]，除通过调节AR靶基因的转录，介导雄激素发挥促进前列腺癌细胞的增殖、分化和转移等作用外，还可不依赖于雄激素而导致CRPC的发生，其机制可能在于：HOXB13通过抑制p21蛋白的表达，促进细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)2活化，促使其下游底物RB蛋白磷酸化，之后导致E2F1转录因子被释放，进而导致E2Fs、p107和c-myc等癌基因表达，致使CRPC发生[38]。NERLAKANTI等[39]近期发现，BET溴结构域激酶抑制剂能够抑制 HOXB13蛋白的表达，诱导细胞凋亡，抑制CRPC肿瘤细胞的增殖，但其具体药理机制目前仍需进一步研究来明确。

7 Jak2-Stat5a/b信号通路

Jak2-Stat5a/b信号通路在CRPC中发挥着重要作用。Stat5a/b是一种潜在的细胞质蛋白，它既是信号分子又是核转录因子，对于前列腺癌细胞在体外试验的生存及其在体内试验异种移植肿瘤的生长至关重要[40]。Jak2-Stat5a/b途径的信号传导通过催乳素与催乳素受体结合，并随后通过自身磷酸化，激活与该受体相关的Jak2激酶而启动，进而参与调控包括调节细胞增殖、凋亡和转移过程的靶基因[41]。相关研究表明，Stat5a/b与AR之间存在功能相互作用，Stat5a/b的激活增加了前列腺癌细胞中AR的核定位和转录活性[42]。另一项研究发现，阻断Stat5a/b可诱导AR阴性的前列腺癌细胞凋亡[43]。这些发现表明Stat5a/b除了具有直接影响AR功能的机制外，还可通过不依赖于AR的机制发挥促进前列腺癌生长的作用。

不同程度抑制Stat5a/b级联信号，可能会阻断包括对细胞因子受体激活、Jak2激酶介导的磷酸化以及Stat5a/b二聚化、DNA结合和转录活性等在内的Stat5a/b靶基因的表达，从而发挥抑制肿瘤细胞增殖和诱导肿瘤细胞凋亡的作用；AZD1480是强效的Jak2激酶抑制剂，通过抑制Jak2激酶活化，阻断Stat5a/b信号传导，从而抑制CRPC异种移植小鼠模型肿瘤的生长[44]。研究这一信号通路将为CRPC的治疗策略提供新方向，而了解Stat5a/b能够不依赖于AR维持和促进前列腺癌细胞生存的特定机制，以及确定抑制Stat5是否能够诱导CRPC中AR阴性的细胞凋亡，正是我们目前所面临的挑战。

8 总结与展望

前列腺癌的危害程度与其疾病进程呈正相关，一旦进入到CRPC阶段，患者的病情往往短时间内急剧恶化。CRPC的发生和进展机制较为复杂，多条信号转导通路改变、多种基因突变及长链非编码RNA异常表达等可能均参与其中。已有大量研究证实，AR在CRPC中的表达水平明显升高，提示AR在CRPC的发生发展至关重要；AR信号通路在CRPC演变过程中的作用机制可能在于：AR参与上调肿瘤内雄激素的产生、AR过表达和AR基因突变等所导致的信号通路活化；目前靶向该信号通路的诸如阿比特龙、恩杂鲁胺等疗效确切的药物已被美国食品与药品管理局(Food and Drug Administration,FDA)批准，且已在CRPC的临床治疗中广泛应用。

此外，非AR相关的信号转导通路在CRPC发生发展中亦扮演着重要角色。对于非AR信号转导通路介导的增殖和生存治疗靶点的识别，是一个改善晚期前列腺癌患者治疗效果的机会。上述非AR相关信号通路的诸多靶向药物的临床试验已取得初步成果，为CRPC的治疗带来了新的曙光，但较为遗憾的是目前尚未有既安全又有效、能够实际应用于临床的非AR信号通路靶向药物。故我们亟需对这些分子生物学机制进行深入了解，进而推动癌症研究的发展，促使CRPC的治疗前景得到实质性进展，以便研发出越来越多的用于治疗CRPC的特效药。此外将这些新的及正在开发的治疗方法与现有的标准治疗方案的合理组合应用，对于CRPC患者的预后改善具有重大意义。