申正超 顧鵬 柯坤彬

膀胱癌(bladder cancer, BC)、前列腺癌(prostate cancer, PCa)和腎癌(renal cell carcinoma, RCC)是泌尿系統(tǒng)中最常見的惡性腫瘤，其發(fā)病率與死亡率逐年上升[1]。近年來，靶向治療為癌癥患者提供了新的治療選擇。細胞周期是大多數(shù)致癌信號通路的下游，因此靶向細胞周期蛋白頗具治療前景。第1代細胞周期蛋白依賴性激酶(cyclin-dependent kinases, CDK)抑制劑是非選擇性的，可以抑制多個CDK，這導致療效有限以及毒副作用大。第2代周期蛋白依賴性激酶4和6(cyclin-dependent kinases4/6, CDK4/6)抑制劑帕博西尼、瑞博西尼和阿貝西尼，對CDK4/6具有較高的親和性，可導致G1期阻滯和腫瘤生長抑制[2](圖1)。在對第2代CDK4/6抑制劑的臨床前研究中，發(fā)現(xiàn)其與雌激素拮抗劑具有協(xié)同抑制乳腺癌細胞系的作用[3]。這項工作促進了對CDK4/6抑制劑在乳腺癌中的廣泛臨床研究。迄今為止3種CDK4/6抑制劑皆獲批準用于雌激素受體陽性、人表皮生長因子受體-2陰性進展期乳腺癌的一線、二線治療，并逐漸取代傳統(tǒng)化療方案[4-7]。此外，CDK4/6抑制劑已經(jīng)在肝癌、肺癌、PCa以及BC等多個實體腫瘤中進行臨床試驗。本文就細胞周期在各泌尿系腫瘤發(fā)病過程中的作用以及CDK4/6抑制劑治療進展做一綜述。

一、CDK4/6概述

CDK4/6是脯氨酸導向的絲氨酸/蘇氨酸激酶的一個保守家族，兩者在結(jié)構(gòu)上有71%的同源性，并且大部分功能重疊。在細胞周期中，G1期是關(guān)鍵的調(diào)控檢查點，決定細胞是否進入S期并繼續(xù)進行有絲分裂，其進程受CDK4/6調(diào)控。CDK4/6通過與CyclinD結(jié)合，形成CyclinD-CDK4/6復合體，該復合體選擇性地磷酸化視網(wǎng)膜母細胞瘤蛋白(retinoblastoma, RB)，使其失去活性，導致轉(zhuǎn)錄因子E2F激活，以促進DNA復制和有絲分裂進程，從而介導靜止細胞從G1期轉(zhuǎn)變向S期[8](圖1)。研究發(fā)現(xiàn)，在細胞周期中CDK4/6-CyclinD復合體活性升高與癌癥的發(fā)病密切相關(guān)，其中包括多種機制，如p53失活與RB突變、CyclinD過表達、CDK4/6突變或擴增以及CDK4/6抑制基因(如p16INK4A)丟失[9-10]。最近的研究還表明，CDK4/6具有細胞周期以外的生物學作用，如CDK4和CDK6通過分別影響VEGF-B和VEGF-A，從而參與血管生成的調(diào)控[11]。還有學者證明CDK4/6通過激活NF-κB通路來調(diào)節(jié)炎癥細胞因子的表達[12]。CDK4/6還與DNA修復[13]、衰老[14]和代謝[15]有關(guān)。

圖1 細胞周期通路示意圖

二、BC

1.細胞周期在BC發(fā)病中的作用及其機制：BC是最常見的泌尿系統(tǒng)惡性腫瘤之一，在全世界癌癥發(fā)病率中排第9位，有75%的病例發(fā)生于男性，發(fā)病高峰50～70歲[16]。研究發(fā)現(xiàn)細胞周期失調(diào)在肌層浸潤性膀胱癌患者中的發(fā)生率約為93%，在腫瘤的發(fā)生中起重要作用[9]。CDK4位于染色體12q13-q15區(qū)，通過熒光原位雜交篩選發(fā)現(xiàn)6.4%的BC單獨擴增了CDK4[17]。并且在BC基因組篩查中發(fā)現(xiàn)，RB基因失活或其他基因的突變將導致RB蛋白功能缺失[9]。細胞周期蛋白的改變也與BC發(fā)病相關(guān)，CyclinD1在大約67%的BC中過表達，并且與疾病進展相關(guān)。而編碼CyclinD1的CCND1基因擴增發(fā)生在大約10%的BC標本中，而其抑制基因p16INK4A在47%的標本中丟失，在41%的標本中基因擴增，并且與BC患者不良預后、總生存期縮短相關(guān)[18-19]。CyclinD1的亞型CyclinD1b在正常組織中幾乎沒有表達，但在BC、PCa和乳腺癌等腫瘤中高表達[20]。下調(diào)CyclinD1b能促進BC細胞凋亡，并且抑制裸鼠體內(nèi)腫瘤生長[21]。Gennaro等[22]發(fā)現(xiàn)去泛素化酶USP22可直接去除CCND1基因(編碼CyclinD1)賴氨酸殘基端的泛素鏈，使其免受蛋白酶體介導的降解，因此USP22在BC中高表達而使CyclinD1積累，導致癌癥發(fā)生。以上說明CDK4/6-RB通路是治療BC的合理靶點。

2.CDK4/6抑制劑在BC中的研究：理論上CDK4/6抑制劑僅在RB陽性細胞中展現(xiàn)抗腫瘤活性，但最近研究顯示，在多株BC細胞系中，無論其RB1表達狀態(tài)如何，CDK4/6抑制劑在體內(nèi)和體外都具有抗腫瘤活性[23]，類似的現(xiàn)象也發(fā)現(xiàn)在卵巢癌中[24]。Zhang等[25]在T24膀胱癌細胞中發(fā)現(xiàn)帕博西尼阻斷pRB后并沒有導致細胞周期阻滯，而是通過激活CDK2，誘導線粒體靶向性的磷酸化Rad9積累，最終導致細胞凋亡。由此說明CDK4/6抑制劑在BC中的具體機制仍不清楚，仍需進行更深一步的研究。最近一項臨床前研究發(fā)現(xiàn)帕博西尼聯(lián)合免疫檢查點抑制劑可有效抑制小鼠腫瘤生長，延長總體生存期，并且在腫瘤組織中誘導T細胞浸潤[26]。在臨床試驗中，一項評估帕博西尼單獨治療轉(zhuǎn)移性鉑類耐藥尿路上皮癌患者的Ⅱ期臨床試驗(NCT02334527)中，篩選了12例RB陽性、p16缺失的患者，其中只有2例(17%)無進展生存期(progression-free survival, PFS)達到4個月，中位PFS為1.9個月，中位總生存期為6.3個月。其主要副作用包括貧血、白細胞以及淋巴細胞減少。該試驗因未能達到主要終點而終止研究[27]。另一項臨床試驗表明，新型抗葉酸藥物普拉曲沙聯(lián)合帕博西尼治療BC可以減少患者惡心、嘔吐等不良反應，其機制可能與抑制新血管形成有關(guān)[28]。以上結(jié)果表明，CDK4/6抑制劑作為單一藥物可能在BC中不會誘導長期緩解，因此需要進一步研究CDK4/6抑制劑與其他藥物聯(lián)合的治療模式。

三、PCa

1.細胞周期在PCa發(fā)病中的作用及其機制：PCa是老年男性最常見的腫瘤，2018年全世界約有130萬確診病例，導致近36萬人死亡[29]。雖然約80%新確診的前列腺腫瘤生長局限而緩慢，患者總生存率高，但晚期或轉(zhuǎn)移性PCa生存率顯著下降，5年生存率僅為26%～30%[30]。轉(zhuǎn)移性PCa的主要治療手段是雄激素剝奪療法(androgen deprivation therapy, ADT)，在使用該治療方法后的2～3年內(nèi)療效很好，但隨后由于雄激素受體信號通路變化，大多數(shù)患者將轉(zhuǎn)變?yōu)槿莸挚剐郧傲邢侔?castration-resistant prostate cancer, CRPC)[31]。針對此類患者，現(xiàn)有的治療方法療效有限。因此，了解PCa的發(fā)生以及耐藥機制有助于提高對PCa治療的研究。

雄激素與其受體可以通過直接影響關(guān)鍵細胞周期調(diào)控蛋白的基因表達水平，誘導細胞周期的進展，從而導致PCa發(fā)生。研究證實在PCa中，細胞周期突變與患者不良預后相關(guān)[32]。研究表明44%的PCa患者過表達CDK6[33]。Remo等[34]發(fā)現(xiàn)PCa組織中的p16基因表達高于正常組織，并且在前列腺穿刺活檢中具有極高的診斷價值，預測陽性率近74%。CyclinD1在近20%的患者中表達升高，Pal等[35]研究CRPC患者血液中循環(huán)腫瘤細胞，發(fā)現(xiàn)CyclinD參與了CRPC患者對恩雜魯胺治療的耐藥形成，靶向CDK4/6-RB通路將為雄激素耐藥患者提供新的治療選擇。

2.CDK4/6抑制劑在PCa中的研究：考慮到CDK4/6抑制劑聯(lián)合雌激素拮抗劑在乳腺癌中的成功應用，因此研究CDK4/6抑制劑與雄激素受體拮抗劑或化療等藥物的聯(lián)合療法在治療PCa中極具前景。臨床前研究發(fā)現(xiàn)CDK4/6抑制劑在激素敏感和去勢抵抗的情況下可抑制PCa細胞株的增殖，并且與單獨使用放療相比，帕博西尼聯(lián)合放射治療將產(chǎn)生協(xié)同抗腫瘤效應[36]。加拿大正在進行一項帕博西尼治療轉(zhuǎn)移性CRPC的Ⅱ期單臂臨床試驗(NCT02905318)，該臨床試驗將評估CyclinD擴增和RB1的狀態(tài)，并研究兩者與治療反應之間的關(guān)系。一項Ⅱ期臨床試驗評估局部高風險PCa患者使用瑞博西尼的藥效學，研究者預計在根治術(shù)前服用瑞博西尼將使30%以上的患者活檢組織中Ki-67指數(shù)降低50%[37]。在RB陽性的PCa患者的臨床試驗中，正在評估瑞博西尼聯(lián)合雄激素拮抗劑(NCT02059213)或化療(NCT02555189)的療效。此外，兩種新型CDK4/6抑制劑G1T28和G1T38在CRPC相關(guān)動物模型中證明了其抗腫瘤作用，并且不會導致明顯的骨髓抑制，該型新藥物有待于臨床試驗中進一步評估其治療晚期PCa患者的療效[38]。

四、RCC

1.細胞周期在RCC發(fā)病中的作用及其機制：RCC在泌尿系腫瘤中發(fā)病率僅次于PCa和BC，在美國男性和女性新增癌癥病例中分別排名第6和第8位[28]。隨著影像學技術(shù)的提高及人們健康意識的提高，人群中早期的RCC患者更容易被發(fā)現(xiàn)，但仍有高達30%的患者在診斷時已經(jīng)發(fā)生遠處轉(zhuǎn)移[39]。并且在早期局部腫瘤患者中，接受部分或全腎切除術(shù)后仍有20%～30%的患者最終會發(fā)展為轉(zhuǎn)移性腎細胞癌[40]，此類患者預后較差。因此迫切需要新的治療手段。

CDK4/6是RCC的一個重要靶點。研究發(fā)現(xiàn)50%～75%的RCC組織中CyclinD1表達水平高于正常腎組織[41-42]。Wang等[43]發(fā)現(xiàn)在透明腎細胞癌中CyclinD1的mRNA和蛋白水平升高，并且與腫瘤不良預后及復發(fā)相關(guān)。并且p16INK4A抑癌基因在RCC中經(jīng)常失活。p16INK4A基因失活最常見的機制是CpG島區(qū)域的啟動子高甲基化，導致基因發(fā)生顯著的轉(zhuǎn)錄抑制。一項研究顯示，p16INK4A基因高甲基化發(fā)生于20%的RCC中，并且是RCC預后的獨立預測因子[44]。Hedberg等[45]使用免疫組化研究發(fā)現(xiàn)216例RCC患者中有95%的患者pRb表達呈陽性，并證實RB基因很少在腎細胞癌中發(fā)生突變。這表明在RCC中細胞周期進展仍依賴于RB，因此CDK4/6抑制劑是治療RCC的可行候選藥物。

2.CDK4/6抑制劑在RCC中的研究：Logan等[46]首次評估CDK4/6抑制劑帕博西尼在25種RCC細胞株中的抗增殖作用，研究發(fā)現(xiàn)帕博西尼在納摩爾濃度范圍內(nèi)即可抑制細胞生長，在G0/G1期阻斷細胞周期并誘導晚期細胞凋亡。另一項研究發(fā)現(xiàn)阿貝西尼可通過抑制CDK4/6與PIM1激酶導致RCC細胞發(fā)生自噬和凋亡，在動物模型實驗中聯(lián)合VEGF抑制劑舒尼替尼可抑制腫瘤生長[47]。Chen等[48]發(fā)現(xiàn)瑞博西尼可以顯著抑制大部分RCC細胞系中RB的磷酸化，并發(fā)現(xiàn)瑞博西尼與化療和免疫治療藥物在體內(nèi)體外具有協(xié)同作用。一項Ⅰ期臨床試驗(NCT03905889)正在研究阿貝西尼聯(lián)合舒尼替尼在轉(zhuǎn)移性RCC患者中的療效。以上研究證實第二代CDK4/6抑制劑在RCC中頗具前景，但與其他藥物協(xié)同效應的具體機制及其運用于臨床RCC患者中的實際療效有待行進一步研究。

五、總結(jié)及展望

隨著人們對細胞周期信號通路機制的不斷探索，研究發(fā)現(xiàn)CDK4/6通路參與泌尿系腫瘤的發(fā)生和發(fā)展，其機制主要是通過上游分子突變或調(diào)控因子失活導致CDK4/6-CyclinD復合體過度活躍，使細胞不受調(diào)控的增殖，最終導致腫瘤形成[49]。因為CDK4/6-CyclinD位于大多數(shù)信號通路的下游，靶向該通路可能將防止腫瘤在治療過程中產(chǎn)生耐藥性。多項臨床前研究表明CDK4/6抑制劑阻斷CyclinD-CDK4/6-RB通路后，BC、PCa和RCC細胞的增殖受到抑制。盡管CDK4/6抑制劑在體外實驗中取得不錯的進展，但在臨床試驗中的結(jié)果表明單一使用并不能取得良好的療效。鑒于CDK4/6抑制劑聯(lián)合治療模式成功應用于乳腺癌，在泌尿系腫瘤中聯(lián)合使用CDK4/6抑制劑與現(xiàn)有藥物最有可能產(chǎn)生滿意的臨床療效。因此，需要更多的臨床前研究深入探索CDK4/6抑制劑聯(lián)合其他藥物的效果及功能，并在臨床試驗中發(fā)現(xiàn)可靠的生物預測指標，從而篩選治療敏感人群，制訂個性化的治療方案，為晚期泌尿系統(tǒng)腫瘤患者帶來新希望。