劉錚,王潔
國家癌癥中心/國家腫瘤臨床醫(yī)學(xué)研究中心/中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院腫瘤醫(yī)院腫瘤內(nèi)科,北京 1000210
間皮瘤是一種起源于間皮細(xì)胞的罕見腫瘤,最常見于胸膜,約占全部間皮瘤類型的81%,發(fā)病誘因主要是石棉、電離輻射、毛沸石等接觸史,此外,遺傳因素也是重要的影響因素,如乳腺癌易感基因1(breast cancer susceptibility gene l,BRCA1)相關(guān)蛋白1(BRCA1 associated protein 1,BAP1)家族遺傳突變或其他罕見突變等。盡管多數(shù)國家已經(jīng)禁用石棉,但是石棉對(duì)惡性間皮瘤(malignant mesothelioma,MM)發(fā)病的影響仍然存在,很多國家或地區(qū)近年才開始全面禁用石棉,這導(dǎo)致全球MM的發(fā)病例數(shù)仍穩(wěn)步增長[1]。多數(shù)MM 患者初診時(shí)已進(jìn)展為局部晚期或晚期,中位總生存期(overall survival,OS)為1年左右,5年生存率約為10%,治愈病例罕見,預(yù)后較差[2]。惡性胸膜間皮瘤(malignant pleural mesothelioma,MPM)是MM 的最常見類型,因此對(duì)MPM診斷及治療的研究數(shù)據(jù)也最多。
結(jié)合臨床癥狀、影像學(xué)特征,采用病理學(xué)檢查可對(duì)MM 進(jìn)行明確診斷。根據(jù)2015 年世界衛(wèi)生組織(WHO)分類標(biāo)準(zhǔn),MM 主要分為3 個(gè)組織學(xué)亞型,分別為上皮樣型、肉瘤樣型和雙相(混合)型,其中上皮樣型占比最高,為50%~70%,雙相型其次,約占30%,肉瘤樣型最少,占10%~20%[3]。其中肉瘤樣MM 患者的預(yù)后最差,中位OS 為4 個(gè)月,而上皮樣和雙相型MM 患者的中位OS 分別為13.1個(gè)月和8.4 個(gè)月[4]。
MM 的主要干預(yù)手段包括手術(shù)治療、放療和全身化療[5]。Ⅰ~ⅢA期MM 患者存在手術(shù)切除的可能性,可經(jīng)多學(xué)科團(tuán)隊(duì)討論后進(jìn)行手術(shù)治療[6],手術(shù)前后建議行輔助化療及半胸放療,輔助放療可能會(huì)降低局部復(fù)發(fā)率[7]。而對(duì)于ⅢB~Ⅳ期MM,不推薦手術(shù)治療。多數(shù)MM 患者初診時(shí)已進(jìn)展為局部晚期/晚期,因此全身治療在MM 中占有重要地位。目前針對(duì)晚期MM 的全身治療主要包括化療、免疫治療、抗血管生成治療等,目前靶向藥物、溶瘤病毒、嵌合抗原受體T 細(xì)胞(chimeric antigen receptor T-cell,CAR-T)等治療手段的研究也在進(jìn)行中。目前中國指南首選培美曲塞+鉑類±貝伐珠單抗作為晚期MM 的一線治療方案,OS 可達(dá)12.1個(gè)月[8];依據(jù)CheckMate-743研究結(jié)果也可首選納武利尤單抗+伊匹木單抗方案,OS 可達(dá)18.1 個(gè)月[9]。但MM 二線及以上治療可選擇的藥物較少,方法有限,且療效欠佳,容易耐藥,因此了解MM 的生物學(xué)特點(diǎn)并探索新的治療策略很重要。本文針對(duì)MM 的遺傳學(xué)改變、不受調(diào)控的增殖、血管異常增生、代謝異常和免疫微環(huán)境改變等進(jìn)行總結(jié),旨在為MM 的新型治療選擇提供參考。
與其他惡性腫瘤相比,MM 的腫瘤突變負(fù)荷為中等程度[10],主要表現(xiàn)為抑癌基因表達(dá)下調(diào),包括BAP1、神經(jīng)纖維蛋白2(neurofibromin 2,NF2)、細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶抑制劑2A(cyclin dependent kinase inhibitor 2A,CDKN2A)等[11]。
BAP1 是基因和環(huán)境之間相互作用的重要調(diào)節(jié)因子[12],BAP1 缺失增強(qiáng)了成纖維細(xì)胞和間皮細(xì)胞對(duì)電離或紫外線照射以及石棉的敏感性[13],可促進(jìn)石棉誘導(dǎo)的間皮瘤的發(fā)生發(fā)展[14-15]。BAP1基因可產(chǎn)生是一種脫輔基酶,在細(xì)胞核中具有調(diào)控細(xì)胞周期、細(xì)胞死亡和DNA 損傷的作用[15];而在細(xì)胞質(zhì)中,BAP1 通過與肌醇1,4,5-磷酸三酯受體(inositol 1,4,5-trisphosphate receptor,IP3R)相互作用,調(diào)節(jié)鈣離子從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)釋放,從而觸發(fā)細(xì)胞凋亡[13]。BAP1 還通過多梳蛋白抑制復(fù)合物2(polycomb repressive complex 2,PRC2)參與許多基因的表觀遺傳學(xué)調(diào)控,具有潛在的治療作用[16],因?yàn)锽AP1 的缺失會(huì)提高腫瘤細(xì)胞對(duì)PRC2 抑制劑的敏感性,而PRC2 抑制劑可抑制腫瘤細(xì)胞生長和侵襲[17]。他澤司他(Tazemetostat)是一種口服的zeste 2 多梳抑制復(fù)合物2 亞基增強(qiáng)子(enhancer of zeste 2 polycomb repressive complex 2 subunit,EZH2)選擇性抑制劑,在一些實(shí)體腫瘤中顯示出了抗腫瘤活性。他澤司他治療BAP1 失活的MPM 的Ⅱ期臨床試驗(yàn)(NCT02860286)結(jié)果顯示,治療第12 周的疾病控制率(disease control rate,DCR)為54%,沒有患者獲得完全緩解,2 例患者獲得部分緩解[18]。
NF2編碼的Merlin 蛋白可負(fù)向調(diào)節(jié)受體依賴性有絲分裂信號(hào)和下游磷脂酰肌醇-3-羥激酶(phosphoinositide 3-hydroxy kinase,PI3K)/蛋白激酶B(protein kinase B,PKB,又稱AKT)活性,并激活Hippo 通路[19]。通常認(rèn)為NF2 表達(dá)缺失是驅(qū)動(dòng)間皮瘤癌變的因素[20],但小鼠模型中發(fā)現(xiàn),通常需要同時(shí)合并其他突變,間皮瘤才能發(fā)生癌變,如NF2;CDK4a 抑制劑/替代性讀碼框(inhibitor of CDK4a/alternative reading frame,INK4a/ARF)或NF2;p53[21]。Merlin 通過抑制cullin 4A-RING E3 泛素連接酶(cullin 4A-RING E3 ubiquitin ligase,CRL4)-DDB1 和CUL4 相關(guān)因子1(DDB1 and CUL4 associated factor 1,DCAF1)來調(diào)控致癌基因的表達(dá),從而穩(wěn)定大腫瘤抑制激酶1/2(large tumor suppressor kinase 1/2,LATS1/2)的表達(dá),而LATS1/2又會(huì)抑制Hippo 通路的兩個(gè)下游效應(yīng)因子——轉(zhuǎn)錄輔助激活因子Yes 相關(guān)蛋白(Yes-associated protein,YAP)和PDZ 結(jié)合基序轉(zhuǎn)錄共激活因子(transcriptional co- activator with PDZ- binding motif,TAZ)的表達(dá)[22]。在許多YAP 異常激活的間皮瘤標(biāo)本中能夠觀察到Hippo 通路相關(guān)因子的突變,如LATS1/2[10,23]。此外,間皮瘤細(xì)胞系中LATS2和NF2基因共失活可導(dǎo)致細(xì)胞接觸抑制喪失、Hippo 和雷帕霉素靶蛋白(mechanistic target of rapamycin kinase,MTOR)信號(hào)通路異常,并與對(duì)PI3K/AKT/MTOR 通路抑制劑更高的敏感性有關(guān)[24]。在體外實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),激活間皮瘤中常見的YAP 或抑制YAP 下游靶點(diǎn)Rho 相關(guān)激酶(Rho-associated kinase,ROCK)的活性,或通過維替泊芬破壞YAP 與轉(zhuǎn)錄增強(qiáng)相關(guān)結(jié)構(gòu)域(transcriptional enhanced associate domain,TEAD)轉(zhuǎn)錄因子的相互作用,能夠抑制間皮瘤細(xì)胞的增殖和侵襲[25-26]。
CDKN2A可編碼2 個(gè)細(xì)胞周期調(diào)節(jié)因子p16INK4a和p14ARF[27-28]。p16INK4a可抑制細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶(cyclin dependent kinase,CDK)4/6 依賴性視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤蛋白(retinoblastoma protein,RB)的磷酸化,而p14ARF可阻止小鼠雙微體擴(kuò)增基因(mouse double minute 2,MDM2)降解p53[28]。研究顯示,不足10%的間皮瘤可發(fā)生腫瘤蛋白p53(tumor protein p53,TP53)突變[29],并與較差的預(yù)后相關(guān)[10]。由于約45%的間皮瘤患者存在CDKN2A基因表達(dá)缺失[29],有研究對(duì)CDK4/6 抑制劑——帕博西尼(Palbociclib)在間皮瘤中誘導(dǎo)細(xì)胞周期阻滯及細(xì)胞凋亡的功能進(jìn)行探討,結(jié)果顯示,帕博西尼可引起AKT磷酸化,與PI3K/AKT/MTOR抑制劑聯(lián)合使用時(shí)能協(xié)同抑制腫瘤細(xì)胞增殖[30]。
目前,多數(shù)研究集中在更為常見的上皮樣間皮瘤中,關(guān)于罕見但更具侵襲性的肉瘤樣亞型的研究則較少。一項(xiàng)研究顯示,磷酸酶張力蛋白同源物(phosphatase and tensin homolog,PTEN)或TP53表達(dá)缺失促進(jìn)了非上皮樣間皮瘤的進(jìn)展,并激活了PI3K 和絲裂原活化蛋白激酶的激酶(mitogenactivated protein kinase kinase,MEK)/細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶(extracellular signal- regulated kinase,ERK)/促分裂原活化的蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)信號(hào)通路[31]。因此,聯(lián)合使用MEK 抑制劑——司美替尼(Selumetinib)和PI3K 抑制劑——AZD8186 能抑制腫瘤細(xì)胞的生長并提高小鼠存活率[31],這為肉瘤樣間皮瘤的治療提供了一種新的潛在靶向治療策略。其他針對(duì)肉瘤樣間皮瘤的研究也發(fā)掘出了更多的潛在治療靶點(diǎn),例如賴氨酰氧化酶樣蛋白2(lysyl oxidase like 2,LOXL2)(一種上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化標(biāo)志物)和T 細(xì)胞活化的V 型結(jié)構(gòu)域免疫球蛋白抑制因子(V-set immunoregulatory receptor,VISTA)(一種免疫檢查點(diǎn))在肉瘤樣間皮瘤中過表達(dá)[32],而上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化相關(guān)基因的差異表達(dá)提示該亞型患者的預(yù)后不良[33]。另有研究顯示,肉瘤樣MPM 似乎對(duì)抑制Wee 1(G2/M 細(xì)胞周期檢查點(diǎn)的一個(gè)組分)和ROCK 的相關(guān)藥物更敏感[33]。
在多種腫瘤中,組蛋白的翻譯后修飾和DNA甲基化經(jīng)常發(fā)生改變。有研究顯示,在間皮瘤中存在腫瘤抑制基因CDKN2A、結(jié)腸腺瘤性息肉?。╝denomatous polyposis coli,APC)、細(xì)胞周期蛋白D2(cyclin D2)和Ras 相關(guān)區(qū)域家族成員1(Ras association domain family member 1,RASSF1)啟動(dòng)子的高度甲基化和DNA 甲基轉(zhuǎn)移酶(DNA methyltransferase,DNMT)表達(dá)上調(diào),還存在SET 結(jié)構(gòu)域分叉組蛋白賴氨酸甲基轉(zhuǎn)移酶1(SET domain bifurcated histone lysine methyltransferase 1,SETDB1)、含有SET 結(jié)構(gòu)域2 的組蛋白賴氨酸甲基轉(zhuǎn)移酶(SET domain containing 2, histone lysine methyltransferase,SETD2)突變[34]。這些結(jié)果為使用靶向組蛋白去乙酰化酶(histone deacetylase,HDAC)的特異性抑制劑(histone deacetylase inhibitor,HDACi)提供了理論依據(jù)。HDACi 具有多種抗腫瘤作用,包括拮抗細(xì)胞周期、抑制新生血管生成、促進(jìn)細(xì)胞凋亡和抗炎活性[35]。在一項(xiàng)納入13 例間皮瘤患者的Ⅰ期臨床試驗(yàn)中,一種HDACi——伏立諾他(Vorinostat)在2例患者中顯示出部分應(yīng)答[36-37],但隨后納入650 例間皮瘤患者的Ⅲ期臨床試驗(yàn)結(jié)果顯示,OS 并沒有改善[38]。一種新型HDACi——曲古抑菌素A(trichostatin A,TSA)及其類似物,在與DNMT 抑制劑地西他濱和免疫治療聯(lián)合使用時(shí)顯示出活性[39]。體外研究表明,BAP1 表達(dá)缺失可影響間皮瘤細(xì)胞對(duì)HDACi 的敏感性[40],提示患者分層可能有助于識(shí)別治療應(yīng)答的人群。此外,地西他濱還可能通過上調(diào)p21 的表達(dá)抑制間皮瘤細(xì)胞的增殖,而不依賴于其對(duì)DNMT 的影響[41]。
FAK 是一種調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞存活、增殖、遷移和侵襲的酪氨酸激酶。體外研究表明,F(xiàn)AK 在許多間皮瘤細(xì)胞中表達(dá)上調(diào),而抑制FAK 可抑制細(xì)胞增殖并抑制形成錨定非依賴性集落的能力[42],因此,F(xiàn)AK 抑制劑BI853520 可抑制體內(nèi)原位腫瘤的生長[43]。由于Merlin 可以通過減弱FAK 的磷酸化來抑制細(xì)胞遷移和侵襲[44],可以預(yù)測,Merlin 在間皮瘤中低表達(dá)會(huì)增加腫瘤細(xì)胞對(duì)FAK 抑制劑的敏感性[45]。一項(xiàng)Ⅰ期臨床試驗(yàn)結(jié)果顯示,F(xiàn)AK 抑制劑GSK2256098 延長了Merlin 陰性表達(dá)間皮瘤患者的中位無進(jìn)展生存期(progression-free survival,PFS)[46]。一項(xiàng)Ⅰb 期研究納入了34 例患者,均接受GSK2256098 聯(lián)合MEK 抑制劑曲美替尼治療,其中Merlin 陰性表達(dá)的間皮瘤患者的PFS 較Merlin陽性表達(dá)患者更長[47]?;诖?,F(xiàn)AK 抑制劑Defactinib 的Ⅰ期臨床試驗(yàn)納入了344 例Merlin 低表達(dá)的間皮瘤患者,但沒有觀察到生存改善[48]。
c-Met是一種對(duì)細(xì)胞增殖和遷移很重要的受體酪氨酸激酶,在間皮瘤中過表達(dá)[49]。體外和體內(nèi)研究表明,Tivantinib(ARQ 197)可靶向c-Met并抑制PI3K,從而抑制腫瘤細(xì)胞遷移,減緩腫瘤細(xì)胞生長[50]。Tivantinib 聯(lián)合培美曲塞和卡鉑/順鉑的Ⅰ/Ⅱ期臨床試驗(yàn)正在MPM 患者中進(jìn)行(NCT02049060)。
大多數(shù)實(shí)體腫瘤通過促進(jìn)新生血管生成的方式促進(jìn)腫瘤發(fā)生發(fā)展[51]。血管生成信號(hào)對(duì)間皮瘤細(xì)胞的生長很重要,間皮瘤組織和多種間皮瘤細(xì)胞系中高表達(dá)促進(jìn)血管生成的信號(hào)分子[52-53],如血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)、成纖維細(xì)胞生長因子1(fibroblast growth factor 1,F(xiàn)GF1)、轉(zhuǎn)化生長因子-β(transforming growth factorβ,TGF-β)、血小板衍生生長因子(platele derived growth factor,PDGF)和血小板衍生生長因子受體(platele derived growth factor receptor,PDGFR)β。研究顯示,腫瘤微血管密度高提示預(yù)后較差,目前,血管生成抑制劑已用于間皮瘤的治療[54-57]。沙利度胺是一種血管生成抑制劑,其在多種腫瘤的治療中療效顯著,但在MPM 的Ⅲ期臨床試驗(yàn)中沒有顯示生存獲益[58-60]。尼達(dá)尼布(Nintedanib)是一種針對(duì)血管內(nèi)皮生長因子受體13(vascular endothelial growth factor receptor 13,VEGFR13)、成纖維細(xì)胞生長因子受體13(fibroblast growth factor receptor 13,F(xiàn)GFR13)、PDGFRα/β和Src 家族成員的酪氨酸激酶抑制劑,在Ⅱ期臨床試驗(yàn)中與培美曲塞/順鉑聯(lián)合使用可延長MPM 患者的PFS 和OS[56],但未能在隨后的Ⅲ期臨床試驗(yàn)中得到驗(yàn)證[55]。貝伐珠單抗是一種人源化的抗VEGFA單克隆抗體,在一項(xiàng)納入448例晚期MPM 患者的Ⅲ期MAPS 試驗(yàn)中,其將晚期MPM患者的中位OS從16.1個(gè)月延長至18.8個(gè)月[61],這使得貝伐珠單抗被美國國立綜合癌癥網(wǎng)絡(luò)(National Comprehensive Cancer Network,NCCN)指南推薦用于不可切除的MPM的一線治療。
為了潤滑胸膜腔,間皮細(xì)胞需產(chǎn)生大量的細(xì)胞表面糖蛋白,這些蛋白質(zhì)在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中折疊,因此功能性內(nèi)質(zhì)網(wǎng)很重要。由于對(duì)蛋白質(zhì)分泌需求較高,增加了蛋白質(zhì)錯(cuò)誤折疊率,進(jìn)而引起了內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激,是促進(jìn)MPM 進(jìn)展和治療耐藥的關(guān)鍵機(jī)制[62]。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激反應(yīng)的生長停滯和DNA 損傷誘導(dǎo)基因34(growth arrest and DNA damage-inducible gene 34,GADD34)在肉瘤樣間皮瘤中的表達(dá)低于上皮樣間皮瘤,而高水平的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激依賴轉(zhuǎn)錄因子C/EBP 同源蛋白(C/EBP- homologous protein,CHOP)提示預(yù)后不良[63]。有研究顯示,在間皮瘤細(xì)胞系[64]和腫瘤組織[65]中內(nèi)質(zhì)網(wǎng)分子伴侶葡萄糖調(diào)節(jié)蛋白78(glucose- regulated protein 78 kD,GRP78)[亦被稱為免疫球蛋白重鏈結(jié)合蛋白(binding immunoglobulin protein,BiP)]的表達(dá)增加。因此,在臨床前模型中,有研究者對(duì)間皮瘤中內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激反應(yīng)的調(diào)節(jié)進(jìn)行了研究。例如,蛋白酶體抑制劑硼替佐米和表沒食子兒茶素沒食子酸酯(epigallocatechin-3-gallate,EGCG)(一種綠茶多酚)在間皮瘤細(xì)胞系中觸發(fā)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激依賴性細(xì)胞死亡[65-66]。此外,一種特異性針對(duì)BiP 的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激誘導(dǎo)劑HA15[67]可通過CHOP 依賴途徑,增加間皮瘤細(xì)胞中已存在的高內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激水平,從而誘導(dǎo)細(xì)胞死亡并破壞患者來源的異種移植物中間皮瘤細(xì)胞的生長[65]。
營養(yǎng)應(yīng)激也會(huì)影響間皮瘤的生長,如抑制糖酵解途徑的關(guān)鍵成分6-磷酸果糖-2-激酶/果糖-2,6-雙磷酸酶3(6-phosphofructo-2-kinase/fructose-2, 6-biphosphatase 3,PFKFB3)可以產(chǎn)生抗間皮瘤作用,部分通過誘導(dǎo)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激導(dǎo)致間皮瘤細(xì)胞死亡[68]。由于精氨酸琥珀酸合成酶1(argininosuccinate synthetase 1,ASS1)表達(dá)缺失,間皮瘤細(xì)胞通常是精氨酸營養(yǎng)缺陷型,基于這一現(xiàn)象開展了基于ADIPEG20 的Ⅱ期研究,ADI-PEG20 是一種精氨酸降解劑,可使間皮瘤患者循環(huán)精氨酸耗竭,從而改善PFS[69-70]。一項(xiàng)Ⅰ期TRAP 試驗(yàn)結(jié)果顯示,ADIPEG20 聯(lián)合培美曲塞/順鉑化療治療雙相型和肉瘤樣型MPM 的疾病控制率為94%[71]。一項(xiàng)納入386例非上皮樣間皮瘤患者的Ⅱ/Ⅲ期ATOMIC-Meso(NCT02709512)研究正在進(jìn)行中。
間皮瘤組織中可檢測到腫瘤浸潤淋巴細(xì)胞(tumor infiltrating lymphocyte,TIL)、巨噬細(xì)胞和自然殺傷細(xì)胞[72],調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞(regulatory T cell,Treg)[73]和M2型巨噬細(xì)胞[74]導(dǎo)致的免疫抑制微環(huán)境可導(dǎo)致間皮瘤。細(xì)胞毒性CD8+T 淋巴細(xì)胞浸潤與更好的預(yù)后相關(guān)[72],高水平的“促瘤”M2型巨噬細(xì)胞往往提示更短的生存期[75]。在MPM 中,免疫檢查點(diǎn)程序性死亡受體配體1(programmed cell death 1 ligand 1,PDCD1LG1,也稱PD-L1)表達(dá)上調(diào)和存在的肉瘤樣成分均與間質(zhì)TIL 的增加有關(guān)。如果TIL增加是以高CD8+和低CD4+為特征,則預(yù)示著預(yù)后不良[76],這些特點(diǎn)為免疫調(diào)節(jié)提供了線索。
與多種實(shí)體瘤不同,間皮瘤的特點(diǎn)是廣泛存在的抑癌基因缺失及突變、缺少明確的驅(qū)動(dòng)基因表達(dá),因此,缺少合適的治療靶點(diǎn)。既往未被認(rèn)識(shí)到的腫瘤基因組異常導(dǎo)致的腫瘤進(jìn)展和抗腫瘤藥物耐藥過程中出現(xiàn)的遺傳學(xué)改變、異常血管生成、代謝異常和免疫微環(huán)境改變,以及由此衍生出相應(yīng)的脆性和互相關(guān)聯(lián)環(huán)節(jié),為MM 發(fā)生發(fā)展的病理生理學(xué)提供了新的研究方向。探索以腫瘤抑制基因低表達(dá)為主要特點(diǎn)的MM 的新型治療方法有重要意義,未來基于RNA、蛋白質(zhì)組學(xué)分析以及功能基因組學(xué),可為MM 以生物標(biāo)志物為指導(dǎo)的精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)發(fā)展帶來新的希望。