陳可安 應(yīng) 翔 鄧 剛*
前列腺癌(Pca)是目前世界范圍內(nèi)最常見的男性惡性腫瘤之一。據(jù)統(tǒng)計,在美國,2015年P(guān)ca新發(fā)病例達(dá)近220800例,同時當(dāng)年的Pca死亡例數(shù)將近27540例[1]。而在我國,2008年中國男性Pca發(fā)病率為11.00 /10萬,0~74歲中國男性Pca發(fā)病累積率為0.70%[2],占中國男性惡性腫瘤發(fā)病構(gòu)成的3.33%[3]。近年來,Pca在我國的發(fā)病率逐年上升,已列為我國泌尿系腫瘤的第三位[1]。晚期Pca(APC)治療在臨床上是一難題,目前主要的治療方法為雄激素剝奪治療(ADT)。但ADT并非治愈性治療方法:治療初期,患者療效顯著,但常在2~3年內(nèi)產(chǎn)生抗性并最終發(fā)展為難治性的去勢抵抗性前列腺癌(CRPC)。而CRPC,被認(rèn)為是一種高度晚期形式的Pca,通常會在2年內(nèi)致死[4]。雄激素受體(AR)及AR剪接變異體(AR-Vs)在CRPC的發(fā)生與發(fā)展過程中起重要作用。本文就CRPC及其中AR和AR剪接變異體的研究進(jìn)展加以綜述。
1.1 CRPC診斷標(biāo)準(zhǔn) 據(jù)2012年的歐洲泌尿外科學(xué)會(EAU)指南規(guī)定:CRPC的診斷應(yīng)同時具備以下四點:(1)血清睪酮達(dá)去勢水平(<50ng/dl、1.7nmol/L)。(2)間隔兩周連續(xù)3次前列腺特異抗原(PSA)升高,較基礎(chǔ)值升高>50%。(3)抗雄激素治療撤退>4周;二線內(nèi)分泌治療期間前列腺特異性抗原(PSA)進(jìn)展。而根據(jù)《2014 版中國泌尿外科疾病診斷治療指南》的意見,CRPC應(yīng)符合以下兩個調(diào)節(jié):(1)血清睪酮量<50ng/dl或1.7nmol/L。(2)連續(xù)3次,間隔1周,PSA上升,較最低值升高>50%。
1.2 CRPC的治療 CRPC是Pca治療中的困難點,迄今為止,國內(nèi)外尚無明確的指標(biāo)能敏感預(yù)測Pca進(jìn)展至CRPC。CRPC目前的治療包括二線內(nèi)分泌治療、化療、生物治療、免疫治療、冷凍治療和核素等多學(xué)科綜合療法,但其花費高、適用范圍窄、耐受差、毒副作用強,使受益患者數(shù)量有限,效果并不理想。2015年St Gallen(圣加侖)晚期Pca國際專家共識會議(APCCC)就CRPC的治療決策及治療次序達(dá)成以下關(guān)于一線治療方案的共識:對于身體狀況良好、無癥狀/癥狀輕微的患者,多數(shù)患者可首選阿比特龍/恩雜魯胺;對于有癥狀的患者,可首選多西他賽;對于有癥狀、骨轉(zhuǎn)移但無內(nèi)臟轉(zhuǎn)移的CRPC患者,可以首選鐳-223放射治療。
2.1 AR的定義 AR是核受體超家族中的一員,是直接被雄激素激活的核受體轉(zhuǎn)錄因子。編碼AR的基因位于X染色體上Xq11-12位。 AR蛋白的八個外顯子編碼長度為919個氨基酸,分子量約為110kDa。AR的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)等同于其他核受體,包括由外顯子1編碼的N-末端結(jié)構(gòu)域(NTD),由外顯子2和3編碼的DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域(DBD),由外顯子編碼的鉸鏈結(jié)構(gòu)域(HD)4和由外顯子4-8編碼的配體結(jié)合結(jié)構(gòu)域(LBD)。
AR的主要配體是睪酮和二氫睪酮。在配體非結(jié)合狀態(tài)下,惰性AR定位于細(xì)胞質(zhì),并在其中與其伴侶蛋白HSP90組合。在配體結(jié)合上,AR經(jīng)歷構(gòu)象變化并暴露核定位信號,通過核孔復(fù)合物啟動配體結(jié)合的AR的核易位。其中,AR形成二聚體,并且在靶基因的啟動子和增強子區(qū)域中結(jié)合雄激素反應(yīng)原件(androgen response element,ARE),導(dǎo)致細(xì)胞生長和增殖以及前列腺特異性抗原(prostate-specific antigen,PSA)表達(dá)。
全長AR(Androgen receptor full length,AR-FL)包含從DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域的C末端延伸至鉸鏈的N末端的二分核定位序列區(qū)域,其是通過α和β導(dǎo)入調(diào)節(jié)核轉(zhuǎn)運所必需的。除了通過α和β導(dǎo)入的調(diào)節(jié)之外,全長AR還依賴于細(xì)胞骨架核轉(zhuǎn)運以移位至細(xì)胞核。在核轉(zhuǎn)運的修改版本中,部分核定位信號綁定到動力蛋白,其沿微管朝核移動并通過α和β導(dǎo)入增強核轉(zhuǎn)運。DNA結(jié)合導(dǎo)致在其啟動子區(qū)含有AR元件的各種基因在隨后的反式激活。這些基因負(fù)責(zé)一系列功能,包括細(xì)胞生長和增殖。
2.2 AR在CRPC中的作用 AR普遍存在于正常的前列腺組織細(xì)胞和Pca細(xì)胞中,在Pca的發(fā)生、發(fā)展及轉(zhuǎn)移中起重要作用。近年的研究均表明,AR對于CRPC的形成也具有重要作用。Hu等[5]的研究認(rèn)為,AR在Pca組織中的陽性表達(dá)率隨著腫瘤病理分化程度的降低而降低,且隨著臨床分期的進(jìn)展而降低,故與腫瘤的惡性程度與臨床分期呈負(fù)相關(guān)。另有學(xué)者也認(rèn)為,雄激素依賴性Pca細(xì)胞過表達(dá)AR,并且二氫睪酮能促進(jìn)其表達(dá)AR;雄激素非依賴性Pca細(xì)胞AR表達(dá)較少,二氫睪酮對其AR表達(dá)無明顯作用,雄激素依賴性Pca向雄激素非依賴性Pca轉(zhuǎn)化可能與PcaAR表達(dá)水平下降有關(guān)[6]。但新近的研究成果對此有不同意見:Kinoshita等[7]發(fā)現(xiàn)80%的CRPC的AR表達(dá)增加,僅20%~30%CRPC的AR顯著性缺失。
過去認(rèn)為ADT失效是由于AR在CRPC中不再起作用。但最近越來越多的研究表明這一觀點并不正確。在CPRC中AR仍起著至關(guān)重要的作用,PCa細(xì)胞在繁殖傳代過程中發(fā)展出了多種分子機(jī)制以確保AR在持續(xù)低水平雄激素的環(huán)境下仍能發(fā)揮重要的功能。
最新的理論認(rèn)為,PCa去勢后復(fù)發(fā)并非“激素非依賴”,而雄激素-AR信號通路的再激活被認(rèn)為是 CRPC 發(fā)生、發(fā)展的一個重要機(jī)制[8]。以下分子機(jī)制被認(rèn)為與AR的重新激活有關(guān):(1)類固醇激素代謝的變化。(2)AR基因的擴(kuò)增或過表達(dá)。(3)AR輔助調(diào)節(jié)因子。(4)AR剪接變異體。(5)AR生長因子和/或細(xì)胞因子。(6)AR突變等。而這些機(jī)制通常被認(rèn)為是相互作用、相互配合的,在CRPC的形成過程中共同發(fā)揮作用,最終導(dǎo)致了CRPC的形成。
2.3 CRPC中針對AR的治療 ADT是目前針對晚期Pca的主要治療方法。去勢的方法也可以分為單純藥物去勢和手術(shù)去勢聯(lián)合間歇雄激素全阻斷療法等。
抗雄激素藥物通過與雄性激素競爭結(jié)合AR,或抑制雄性激素的合成而抑制雄性激素受體激活途徑,最終抑制Pca細(xì)胞的生長??剐奂に厮幬锔鶕?jù)化學(xué)結(jié)構(gòu)分為甾醇類和非甾醇類。目前臨床治療Pca主要為非甾醇類藥物,其代表藥物包括比卡魯胺(bicalutamide)、恩雜魯胺(enzalutamide)和阿比特龍(abiraterone)。手術(shù)去勢聯(lián)合間歇雄激素全阻斷療法在現(xiàn)階段臨床上低危期的Pca應(yīng)用中具有較好的臨床療效,其治療效果和Pca根治術(shù)和Pca放療的效果相似。經(jīng)研究表明,手術(shù)去勢聯(lián)合間歇性雄激素全阻斷療法治療局部進(jìn)展期Pca安全、有效,能顯著提高患者無進(jìn)展生存時間、總生存時間及生活質(zhì)量,是老年患者及貧困地區(qū)Pca患者較好治療選擇[9]。
3.1 AR-VS的定義 AR-Vs作為Pca研究中的一個新近熱點,直至2008年才由Donald Tindall博士實驗室的Scott Dehm博士進(jìn)行詳細(xì)研究[10]。AR-Vs是Pca中常見的突變,作為一種低分子蛋白,是一種截短的AR-FL。除了在N-末端結(jié)構(gòu)域中截短的AR45之外,所有其它變體含有完整的N-末端結(jié)構(gòu)域,包括NTD和DBD結(jié)構(gòu)域,但是缺乏配體結(jié)合結(jié)構(gòu)域(LBD)的部分。這一結(jié)構(gòu)特點讓其在CRPC的發(fā)生發(fā)展過程中發(fā)揮了較大影響。這些變體中的一些是組成型活性的,例如AR-V7和ARv567es(也稱為AR-V12),而一些其他是條件型活性的,這取決于細(xì)胞環(huán)境,例如AR-V1和AR-V9[11]。
AR-Vs可以由多種機(jī)制產(chǎn)生,如AR基因的基因組重排[12]。另外也有研究發(fā)現(xiàn),非編碼RNA PCGEM1和拼接因素之間的相互作用有助于AR剪接[13]。目前認(rèn)為,控制AR-Vs生產(chǎn)的機(jī)制可能是細(xì)胞環(huán)境特異性的,并且可能涉及超過剪接因子的更多層次的調(diào)節(jié)。具體的產(chǎn)生機(jī)制目前了解甚少,有待于進(jìn)一步的研究與闡明。
在眾多AR-Vs中,AR-V7是最被廣泛研究的熱門。其相對于其他剪接變異體更加豐富,并且也是唯一一種在臨床樣品中可重復(fù)鑒定的變體。有研究顯示,AR-V7在不同組織中表達(dá)程度具有差異:在良性前列腺組織中,AR-V7主要表達(dá)于基底細(xì)胞和間質(zhì)細(xì)胞中,在管腔上皮細(xì)胞中表達(dá)較少;而在惡性組織中,AR-V7主要表達(dá)于管腔上皮細(xì)胞的胞質(zhì)中,在CRPC組織中則主要于細(xì)胞核中表達(dá)[14]。提示可能有多種因素參與了AR-V7的亞細(xì)胞定位,其在Pca中的表達(dá)與Pca的進(jìn)展具有密切聯(lián)系。
3.2 AR剪接變異體在CRPC中的作用 AR-Vs通常具有完整的N-末端結(jié)構(gòu)域,包括完整的NTD和DBD區(qū),以及一個特殊的C端,但是其缺失了LBD區(qū)。這種結(jié)構(gòu)的特殊性使其持續(xù)地活化并可以在無雄激素結(jié)合的狀態(tài)下形成二聚體并激活A(yù)R信號通路,招募輔助因子完成下游基因的轉(zhuǎn)錄激活。而PSA作為其主要的下游基因表達(dá)產(chǎn)物,PSA的表達(dá)增強也促進(jìn)了Pca細(xì)胞的生長。臨床上目前針對晚期Pca的ADT治療,使體內(nèi)雄激素水平顯著降低,AR-Vs可以代替AR的作用,促進(jìn)AR-FL的核轉(zhuǎn)移而激活A(yù)R信號通路,引起Pca細(xì)胞的增殖。
有研究表明,AR-Vs表達(dá)似乎與更致死形式的疾病相關(guān)[14]。其他研究也表明,高水平的AR-V7 mRNA或核AR-V7蛋白或可檢測的ARv567es mRNA表達(dá)在CRPC中與患者的較短存活相關(guān)[15]。Zhang等[16]通過研究認(rèn)為,雖然僅在C-末端肽序列不同,但是這些截短的AR-Vs可以具有不同的生物學(xué)性質(zhì)。不同類型的AR-Vs通常同時表達(dá)并且還與AR-FL在患者腫瘤中共表達(dá),它們的相互作用對于臨床去勢抗性的產(chǎn)生具有重要影響。同時,Zhang等[16]也指出了可以解釋這一原因的幾個點:獨特的C-末端肽序列的詳細(xì)功能表征、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的不同、核細(xì)胞運輸?shù)牟町?、DNA結(jié)合能力和特異性、與分子伴侶和共調(diào)節(jié)劑的相互作用等。在Pca患者以及進(jìn)展至CRPC的患者中同時關(guān)注不同AR-Vs的表達(dá),或許有助于今后更好的開發(fā)出針對破壞AR-Vs表達(dá)信號的治療策略。
3.3 AR剪接變異體對CRPC治療的影響 目前ADT治療的代表藥物包括阿比特龍和恩扎魯胺等,但常在治療后的2~3年內(nèi)產(chǎn)生抗性,并最終進(jìn)展為CRPC。而有研究已顯示,AR-Vs與這些藥物的原發(fā)性和獲得性抗性有關(guān)。Eleni等[17]在前瞻性2期研究中對60例骨轉(zhuǎn)移性CRPC患者在恩扎魯胺治療前后的骨髓活檢中的AR-V7蛋白水平進(jìn)行了評估,發(fā)現(xiàn)AR-V7的存在與恩扎魯胺的原發(fā)性抗性有關(guān)。Antonarakis等[18]評估了在恩扎魯胺或阿比特龍治療開始前來自轉(zhuǎn)移性CRPC患者的循環(huán)腫瘤細(xì)胞中的AR-V7 mRNA水平,結(jié)果顯示,無AR-V7陽性的循環(huán)腫瘤細(xì)胞患者顯示PSA對恩扎魯胺或阿比特龍有反應(yīng),并且AR-V7陽性與患者的較短無進(jìn)展生存期相關(guān)。這些研究體現(xiàn)了使用AR-Vs作為反應(yīng)恩扎魯胺和阿比特龍療效的預(yù)測標(biāo)記物的潛力,暗示了AR-Vs在用阿比特龍或恩扎魯胺治療的CRPC患者中具有預(yù)后價值。
多西他賽作為紫杉醇類的代表藥物,在對37例已用多西他賽或卡巴他賽治療的轉(zhuǎn)移性CRPC(mCRPC)患者的研究中,AR-V7陽性和AR-V7陰性患者的PSA應(yīng)答率無顯著差異[19]。然而,AR-V7陰性的患者確實具有比AR-V7陽性患者略高的PSA無進(jìn)展生存期(分別為6.2個月和4.5個月,P=0.06)。AR-V7陽性的患者對紫杉醇治療的反應(yīng)比使用阿比特龍和恩扎魯胺的治療反應(yīng)更好,表明AR-V7可以作為決定使用哪種治療方法的有價值的診斷工具。另外也有研究表明,在用阿比特龍治療后接受多西他賽治療的個體具有比預(yù)期更低的多西紫杉醇活性,而具有阿比特龍抗性的患者對多西紫杉醇的治療也完全無反應(yīng)[20]。提示阿比特龍和多西他賽的作用機(jī)制可能有重疊與沖突,抗性的出現(xiàn)與此有關(guān)。
目前,主要針對破壞AR-FL和AR-Vs信號傳導(dǎo)的靶向藥物研究成為了熱點。氯硝柳胺(Niclosamide)被認(rèn)為是潛在的AR-V7抑制劑。與恩扎魯胺不同,氯硝柳胺可能通過結(jié)合AR-V7而作用于AR,降低其結(jié)合DNA的能力,并且通過蛋白酶體將其靶向降解。實驗證明,對恩扎魯胺有抗性的細(xì)胞對氯硝柳胺的治療仍具有敏感性,并且恩扎魯胺與氯硝柳胺的聯(lián)合應(yīng)用對癌細(xì)胞具有顯著的組合效應(yīng)[21]。此外,氯硝柳胺還被認(rèn)為可以減少腫瘤細(xì)胞遷移和入侵。盡管如此,氯硝柳胺的生物利用度相當(dāng)?shù)?。如何克服這一弊端,成為了提升氯硝柳胺臨床應(yīng)用價值的關(guān)鍵。
Galeterone是另一種具有廣闊前景的藥物,除了降解AR突變體外,galeterone也在體外降解AR-V7。在II期臨床實驗中,51例患者服用不同量的galeterone 12周[22]。所有劑量水平中,82%的患者PSA降低≥30%,75%的患者PSA降低≥50%。這一頗具吸引力的結(jié)果也讓目前正在進(jìn)行的III期臨床試驗備受關(guān)注。
Pca作為男性的高發(fā)腫瘤,其發(fā)生、進(jìn)展是一個多基因、多步驟、多種信號通路之間相互作用的結(jié)果。若Pca經(jīng)過ADT治療后進(jìn)展至CRPC,則治療方法不多,療效也不滿意。AR和AR-VS在CRPC的發(fā)生發(fā)展中起重要作用,針對AR和AR-Vs的靶向治療為CRPC未來的治療提供了更廣闊的前景。但目前,針對AR的靶向藥物抗性產(chǎn)生的機(jī)制尚不完全清楚,靶向藥物是否有協(xié)同或拮抗作用尚待研究。AR-Vs具體的產(chǎn)生機(jī)制、各種AR-Vs之間的相互作用關(guān)系、針對下游基因的信號通路均有待進(jìn)一步的研究闡述。通過對各種位點的研究,多種新型靶向藥物和其他針對AR、AR-Vs的治療方法正在陸續(xù)面世,并逐漸應(yīng)用于臨床。相信通過對AR、AR-Vs分子機(jī)制及相關(guān)靶基因的研究,未來會有更多治療Pca和CRPC的方法為臨床服務(wù)。
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