曾繁浩，雷容，張克，李祥孟，夏成興，顏汝平

(昆明醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院泌尿外科，昆明 650101)

據(jù)2018年全球185個(gè)國家36種癌癥數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，膀胱癌新發(fā)病例約55萬人，將近20萬人死于膀胱癌，且全球男性發(fā)病率與死亡率均高于女性，約為全球女性的4倍[1]，嚴(yán)重威脅人類健康。因此，積極尋找更加高效的膀胱癌治療方法，提高膀胱癌患者的治療效果、減少復(fù)發(fā)、改善患者生活質(zhì)量顯得尤為重要。膀胱癌可分為肌層浸潤性和非肌層浸潤性膀胱癌兩種，其中非肌層浸潤性膀胱癌的標(biāo)準(zhǔn)治療為經(jīng)尿道膀胱腫瘤切除術(shù)后膀胱內(nèi)灌注治療(如卡介苗)，肌肉浸潤性膀胱癌的標(biāo)準(zhǔn)治療為根治性膀胱切除術(shù)[2-3]，根治性膀胱切除術(shù)嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量，而經(jīng)尿道膀胱腫瘤切除術(shù)又極易復(fù)發(fā)進(jìn)展為肌肉浸潤性膀胱癌，影響預(yù)后，因此膀胱癌具有高復(fù)發(fā)率和高死亡率的特點(diǎn)[4]。由于目前的標(biāo)準(zhǔn)治療方法具有一定的局限性，如何減少膀胱癌的復(fù)發(fā)及保留膀胱的治療受到高度重視[2]。哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin，mTOR)作為細(xì)胞生長的調(diào)控中樞，不僅能夠感知生命所需的各種外界信號，還能將感知的信息進(jìn)行加工整合進(jìn)而影響細(xì)胞生長和器官發(fā)育等生理效應(yīng)，其對應(yīng)的信號通路能調(diào)控許多生命過程，異常時(shí)甚至導(dǎo)致包括膀胱癌在內(nèi)的多種癌癥的發(fā)生[5-6]。因此，mTOR治療靶點(diǎn)及該靶點(diǎn)藥物的出現(xiàn)為膀胱癌患者的治療提供新方法，并進(jìn)一步推進(jìn)了膀胱癌治療的發(fā)展[7-9]?，F(xiàn)就各種mTOR信號通路與膀胱癌的聯(lián)系、參與致癌的機(jī)制及在臨床上利用該靶點(diǎn)治療膀胱癌的藥物等予以綜述，以期為膀胱癌的治療提供更加豐富的治療方法，改善膀胱癌患者預(yù)后，提高患者生活質(zhì)量。

1 mTOR概述

mTOR(也可稱雷帕霉素的機(jī)制靶點(diǎn))是磷脂酰肌醇-3-激酶(phosphatidylinositol-3-kinase，PI3K)相關(guān)激酶家族中的一種絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶，它主要由兩個(gè)不同蛋白質(zhì)復(fù)合物的催化亞基組成，分別為mTOR復(fù)合物(mammalian target of rapamycin complex，mTORC)1及mTORC2。其中，mTORC1由3個(gè)核心部分(mTOR、與mTOR相關(guān)的調(diào)節(jié)蛋白和哺乳動(dòng)物致死物Sec13蛋白8)和2個(gè)非核心部分(40 kDa大小富含脯氨酸蛋白激酶B底物蛋白和含mTOR相互作用蛋白的DEP結(jié)構(gòu)域)組成，功能為營養(yǎng)/氧化還原傳感器，受營養(yǎng)物、生長因子、胰島素、氧含量及DNA等調(diào)控，其本身則控制著蛋白質(zhì)、脂類、核酸的合成以及抑制細(xì)胞自噬活動(dòng)。而mTORC2由mTOR、哺乳動(dòng)物致死物Sec13蛋白8、mTOR相互作用蛋白的DEP結(jié)構(gòu)域、雷帕霉素不敏感的mTOR伴侶和應(yīng)激激活蛋白激酶相互作用蛋白1組成，其主要功能為在絲氨酸殘基473處磷酸化蛋白激酶B(protein kinase B，PKB/Akt)，因此能夠影響機(jī)體的代謝和存活[10-11]。一方面，mTOR在雷帕霉素與FK506結(jié)合蛋白12形成的復(fù)合物作用下，能夠抑制細(xì)胞生長和增殖所需的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑。此外，作為一種蛋白激酶，mTOR也參與構(gòu)成一個(gè)重要的真核生物信號網(wǎng)絡(luò)，協(xié)調(diào)細(xì)胞的生長和環(huán)境條件，在細(xì)胞和組織生理學(xué)中起著基礎(chǔ)性作用。另一方面，mTOR信號通路參與糖代謝穩(wěn)態(tài)、肌肉功能、脂代謝穩(wěn)態(tài)、免疫功能和大腦發(fā)育等生命活動(dòng)[12]。若mTOR信號通路活性異常則可導(dǎo)致細(xì)胞的增殖失控，誘發(fā)乳腺癌、前列腺癌、肺癌、黑色素瘤、膀胱癌、腎癌和腦腫瘤等多種癌癥[5]。

2 mTOR及其信號通路在膀胱癌治療中的作用機(jī)制及藥物應(yīng)用

2.1PI3K/Akt/mTOR信號通路 根據(jù)癌癥基因組圖譜的最新數(shù)據(jù)顯示，72%的膀胱癌中受體酪氨酸激酶/Ras/PI3K/Akt/mTOR信號途徑均發(fā)生了不同程度的改變，PI3K/Akt/mTOR作為一種重要的激酶，調(diào)控著細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄、凋亡、細(xì)胞周期的進(jìn)展和翻譯等生命活動(dòng)過程[13]。若該信號通路活性異常，則會(huì)誘導(dǎo)膀胱癌的發(fā)生與發(fā)展。后來的研究也發(fā)現(xiàn)，PI3K/Akt/mTOR信號通路介導(dǎo)了包括膀胱癌在內(nèi)的多種人類腫瘤的發(fā)病過程[14-15]。因此，針對該通路在膀胱癌治療中的應(yīng)用研究越來越多。在體外試驗(yàn)中敲除DUXAP10(長鏈非編碼RNAs成員之一)能夠抑制膀胱癌患者癌細(xì)胞的增殖，縮短細(xì)胞周期和促進(jìn)細(xì)胞凋亡，其抗腫瘤效應(yīng)是通過增加人第10號染色體缺失的磷酸酶及張力蛋白同源基因(可以逆轉(zhuǎn)PI3K的磷酸化作用[13])和其他促凋亡蛋白的表達(dá)來抑制PI3K/Akt/mTOR信號通路完成[16]。針對mTOR靶點(diǎn)的治療藥物很多，且大多數(shù)是從傳統(tǒng)的中醫(yī)中藥中提取的生物制劑。PI3K/Akt/mTOR信號通路是TAK228(一種口服生物mTORC1/2抑制劑，可抑制多種癌癥細(xì)胞系的生長)治療膀胱癌的直接靶點(diǎn)，TAK228單獨(dú)或與其他療法聯(lián)合應(yīng)用可能對晚期膀胱癌和該通路改變的患者有治療作用，可有效抑制膀胱癌細(xì)胞的生長及腫瘤血管生成[17]。此外，金橘素(一種存在于橘子中的黃酮類化合物)、姜黃素(一種屬于多酚類家族的黃色物質(zhì)，從植物姜黃的根莖中提取)、弛緩性氧化物-13-乙酸酯和短指軟珊瑚內(nèi)酯(從軟珊瑚中分離得到的活性化合物)、黃芩素[18]等也能夠靶向作用于該通路抑制膀胱癌腫瘤細(xì)胞的生長、增殖、轉(zhuǎn)移、侵襲、血管生成過程和誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡[19-22]。研究證明，AZD2014(mTOR抑制劑)和AZD5363(Akt抑制劑)聯(lián)合使用靶向于該通路治療帶有PI3KCA和mTOR兩個(gè)基因突變的膀胱癌具有協(xié)同作用[23]。因此，靶向PI3K/Akt/mTOR信號通路治療膀胱癌，其機(jī)制主要通過抑制癌細(xì)胞的血管生成、促進(jìn)細(xì)胞凋亡以及干擾細(xì)胞周期從而達(dá)到抑癌目的。相信隨著對PI3K/Akt/mTOR信號通路在膀胱癌治療中的深入研究以及臨床試驗(yàn)的完善，并結(jié)合快速發(fā)展的精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)，將大大提高膀胱癌患者的生存率及改善患者預(yù)后。

2.2Akt/mTOR信號通路 Akt/mTOR信號通路是調(diào)節(jié)細(xì)胞存活、增殖和代謝的重要途徑，當(dāng)其上游調(diào)控因子之一促分裂原活化的蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase，MAPK)4(非典型的MAPK)過度表達(dá)時(shí)，MAPK4與蘇氨酸308直接結(jié)合磷酸化Akt，同時(shí)激活mTORC2，活化后的mTORC2使Akt在絲氨酸473處完全磷酸化，進(jìn)而特異性激活致癌的Akt/mTOR信號通路，該通路的激活，可引起包括膀胱癌在內(nèi)的多種癌癥的致癌作用和降低患者的總生存率。研究顯示，靶向抑制MAPK4被證明可抑制包括膀胱癌在內(nèi)的多種人類癌細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移[24]。精子相關(guān)抗原5是一種有絲分裂梭形蛋白，該蛋白在許多人類癌癥中均檢測出有過度表達(dá)現(xiàn)象，其除了能對抗多種化療的細(xì)胞毒性作用外，還參與調(diào)節(jié)腫瘤發(fā)生和發(fā)展的各種細(xì)胞內(nèi)過程[25]。Liu等[26]證實(shí)，精子相關(guān)抗原5通過上調(diào)Akt/mTOR信號通路激活Wnt3干擾細(xì)胞周期促進(jìn)膀胱尿路上皮癌的生長、抑制細(xì)胞凋亡和導(dǎo)致不良的臨床預(yù)后，該發(fā)現(xiàn)為膀胱癌治療的新手段及預(yù)后監(jiān)測提供了一定理論依據(jù)，而其對抗多種化療的細(xì)胞毒性作用或許是膀胱癌患者化療耐藥的另一個(gè)突破點(diǎn)。使用M2型丙酮酸激酶抑制劑紫草素和脂肪酸合酶抑制劑TVB-3166靶向作用于Akt/mTOR/固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白1c途徑可抑制膀胱癌細(xì)胞的生長，其具體作用機(jī)制為通過抑制Akt/mTOR信號通路下調(diào)M2型丙酮酸激酶，進(jìn)而減少固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白1c的表達(dá)，而固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白1c的表達(dá)減少則直接抑制膀胱癌細(xì)胞中脂肪酸合酶的轉(zhuǎn)錄翻譯，通過阻斷膀胱癌細(xì)胞的脂肪酸供應(yīng)達(dá)到抑制膀胱癌細(xì)胞生長的目的[27]。王陽等[28]及邢雷等[29]的研究顯示，抑制Akt/mTOR信號通路能夠抑制膀胱癌在體內(nèi)外的發(fā)展與生長。可見，調(diào)節(jié)Akt/mTOR信號通路的活性能夠調(diào)節(jié)膀胱癌細(xì)胞的存活、增殖、遷移、侵襲和代謝等活動(dòng)，進(jìn)而影響膀胱癌的發(fā)生發(fā)展。

2.3AMPK/mTOR信號通路 AMPK是一種關(guān)鍵的能量感應(yīng)器，其調(diào)節(jié)因子包含兩個(gè)上游激酶[鈣/鈣調(diào)蛋白依賴性蛋白激酶激酶β和腫瘤抑制性肝激酶B1(liver kinase B1，LKB1)]，當(dāng)ATP水平下降或細(xì)胞遭遇饑餓或能量需求增加時(shí)，LKB1磷酸化并激活A(yù)MPK，下調(diào)mTOR信號通路，抑制蛋白質(zhì)合成和細(xì)胞生長從而誘導(dǎo)細(xì)胞自噬，維持體內(nèi)平衡[30-31]?；谠摾碚摶A(chǔ)，Wang等[32]在體內(nèi)外研究中發(fā)現(xiàn)，丁酸鈉可使線粒體功能失調(diào)，從而降低細(xì)胞內(nèi)的ATP水平，ATP水平下降激活A(yù)MPK/mTOR信號通路，進(jìn)而誘導(dǎo)膀胱癌細(xì)胞發(fā)生自噬和凋亡，起到抗癌作用。Kou等[33]實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，粉防己堿(從粉防己根中提取的一種雙芐基異喹啉生物堿)通過AMPK/mTOR信號通路促進(jìn)與細(xì)胞凋亡和自噬呈正相關(guān)的AMPK磷酸化以及抑制負(fù)反饋調(diào)節(jié)細(xì)胞自噬的mTOR的磷酸化，當(dāng)配合AMPK激活劑使用時(shí)，可增強(qiáng)粉防己堿對膀胱癌細(xì)胞的誘導(dǎo)凋亡和自噬作用，從而起到治療膀胱癌的效果。Wang等[34]用10-羥基喜樹堿(從喜樹中分離得到的一種天然植物提取物，是具有10-羥基的喜樹堿衍生物)靶向作用于AMPK/mTOR/unc-51樣激酶1通路，也得出相同結(jié)果?？梢?，AMPK/mTOR信號通路的抑癌作用主要通過降低細(xì)胞內(nèi)的ATP水平，增加活性氧類的產(chǎn)生，進(jìn)而促進(jìn)癌細(xì)胞的自噬和凋亡，達(dá)到抗癌目的。

2.4微RNA(microRNA，miRNA/miR)-99a-5p/mTOR信號通路 miR-139-5p在包括膀胱癌在內(nèi)的許多癌癥中表達(dá)被抑制，其低表達(dá)通常預(yù)示患者不良預(yù)后，而miR-139-5p的高表達(dá)可抑制膀胱癌等腫瘤的生長和侵襲[35-36]。在膀胱癌的眾多研究中，mTOR被發(fā)現(xiàn)是miR-99a-5p的直接作用靶點(diǎn)之一，因?yàn)閙iR-99a-5p能夠直接作用于mTOR抑制其信使RNA、蛋白表達(dá)和降低mTOR的磷酸化水平，且miR-99a-5p/mTOR軸通過修飾調(diào)節(jié)核糖體蛋白S6激酶1(mTOR的主要下游因子)的磷酸化來抑制膀胱癌細(xì)胞的增殖和細(xì)胞周期[37-38]。Tsai等[11]實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，miR-99a-5p是直接靶向作用于mTOR信使RNA 3′非翻譯區(qū)上的靶點(diǎn)，其通過降低mTOR的基因穩(wěn)定性來負(fù)調(diào)節(jié)目標(biāo)基因，抑制mTOR mRNA和蛋白的表達(dá)，進(jìn)而抑制膀胱癌細(xì)胞的生長遷移。但目前關(guān)于該信號通路的研究較少，其主要通過降低mTOR的磷酸化水平影響細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄翻譯，從而起到抑癌作用。

2.5其他mTOR相關(guān)信號通路 雷帕霉素作為mTOR的抑制劑，可以通過直接作用于腫瘤和(或)調(diào)節(jié)T細(xì)胞功能抑制腫瘤細(xì)胞血管生成和減少腫瘤細(xì)胞的營養(yǎng)供應(yīng)而起到治療膀胱癌的作用[39]。在進(jìn)一步的研究中發(fā)現(xiàn)，雷帕霉素減少腫瘤細(xì)胞營養(yǎng)供應(yīng)的機(jī)制之一為通過線粒體功能障礙誘導(dǎo)膀胱尿路上皮癌細(xì)胞自噬和凋亡，而LKB1功能喪失或缺陷可進(jìn)一步增強(qiáng)線粒體功能障礙，增加膀胱尿路上皮癌患者對雷帕霉素的敏感性，增強(qiáng)膀胱尿路上皮癌細(xì)胞的凋亡[31]。但如果單獨(dú)使用雷帕霉素治療，會(huì)發(fā)現(xiàn)由于雷帕霉素的水溶性差以及免疫抑制的不良反應(yīng)，使得其在臨床上的治療效果遠(yuǎn)達(dá)不到預(yù)期效果[5]。尿路上皮腫瘤的發(fā)生與發(fā)展，常伴隨腫瘤抑制蛋白TP53的突變和mTOR信號的失調(diào)，通常與腫瘤的侵襲性生長和浸潤性相關(guān)，因此腫瘤抑制蛋白TP53和mTOR也被認(rèn)為是治療膀胱癌的重要靶點(diǎn)。有研究聯(lián)合使用TP53穩(wěn)定劑和雷帕霉素發(fā)現(xiàn)，其可抑制尿路上皮肌肉侵襲性膀胱癌的侵襲和進(jìn)展[40]。在信號通路上，p70-S6激酶(p70-S6 kinase，p70S6K)是mTOR信號通路的下游靶點(diǎn)，與包括膀胱癌在內(nèi)的腫瘤形成密切相關(guān)[41]。目前已有研究將p70S6K應(yīng)用于膀胱癌的治療，并成功從中草藥中提取到一些靶向治療藥物。如葛根素(是從葛根中提取的主要異黃酮糖苷)能夠調(diào)節(jié)細(xì)胞周期、降低p70S6K的磷酸化水平，并誘導(dǎo)膀胱癌細(xì)胞的凋亡[42]；天然黃酮類化合物木樨草素[4]通過上調(diào)p21蛋白、調(diào)節(jié)細(xì)胞周期和抑制mTOR信號通路的下游靶點(diǎn)磷酸化蛋白S6來抑制膀胱癌細(xì)胞生長、誘導(dǎo)凋亡和細(xì)胞自噬；以及yangonin[43](一種原產(chǎn)于太平洋島嶼的多年生植物卡瓦胡椒中發(fā)現(xiàn)的6種主要卡瓦內(nèi)酯之一)能通過增加自噬相關(guān)蛋白5和LKB1的表達(dá)和降低磷酸化S6蛋白激酶和Akt等的磷酸化水平來降低不同分期膀胱癌的生存能力、誘導(dǎo)膀胱癌細(xì)胞自噬，它們均作用于一個(gè)共同的mTOR/p70S6K信號通路。

3 小 結(jié)

mTOR及其相關(guān)通路作為腫瘤治療的一個(gè)新突破點(diǎn)，其用于抗癌始于20世紀(jì)70年代，目前針對該靶點(diǎn)治療膀胱癌已在臨床取得了重大進(jìn)展，為提高膀胱癌患者的生存率以及改善患者生活質(zhì)量提供了理論依據(jù)。但該靶點(diǎn)若要在臨床廣泛應(yīng)用于膀胱癌的治療，仍存在以下問題：①靶向于單一mTOR信號通路的療效或許收效甚微，因?yàn)槟承┩房赡艽嬖诜答伃h(huán)或受到其他信號通路的干擾，如MAPK或Janus激酶-信號轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子通路對PI3K/Akt/mTOR信號通路作用的干擾，這些對細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的影響也對所使用的抑制劑有特異性，且可能損害該通路的抑制效果，或部分通路抑制的作用可能僅限于具有特定基因改變的腫瘤。②有些結(jié)果仍處于動(dòng)物實(shí)驗(yàn)或臨床前試驗(yàn)階段，如金橘素、葛根素和姜黃素等靶向作用于mTOR信號通路用于膀胱癌的治療，要轉(zhuǎn)化成臨床應(yīng)用，還需進(jìn)一步試驗(yàn)驗(yàn)證。對于某些通路存在的相互干擾作用，可以嘗試將兩個(gè)或以上的通路整合在一起來尋找對于膀胱癌的聯(lián)合療法，如雷帕霉素和p53穩(wěn)定劑的聯(lián)合使用，因?yàn)榘邢騼蓚€(gè)或多個(gè)途徑較單藥高劑量能獲得更好的治療效果。③化療是膀胱癌治療中一個(gè)至關(guān)重要的措施，而現(xiàn)有的化療藥物，如細(xì)裂霉素、卡介苗、順鉑等藥物，多存在耐藥、不敏感、不良反應(yīng)大等缺點(diǎn)，難以取得滿意的療效。而以mTOR或相關(guān)通路作為治療靶點(diǎn)，從我國傳統(tǒng)中醫(yī)藥等天然植物中提取的有效活性物質(zhì)用作化療藥或輔劑，具有療效確切、不良反應(yīng)少、易吸收以及不易耐藥等優(yōu)點(diǎn)。因此，未來mTOR應(yīng)用于膀胱癌的治療可著力于各個(gè)通路的交互作用，一方面在現(xiàn)有研究結(jié)果上擴(kuò)大樣本量完善臨床試驗(yàn)，另一方面可從傳統(tǒng)中醫(yī)藥中進(jìn)一步提取或研發(fā)出可靶向多通路的治療藥物。