腎細(xì)胞癌與VHL基因突變的研究進(jìn)展

王濤，陳明

(1. 東南大學(xué)醫(yī)學(xué)院，江蘇 南京 210009；2.東南大學(xué)附屬中大醫(yī)院，江蘇 南京 210009)

·綜 述·

腎細(xì)胞癌與VHL基因突變的研究進(jìn)展

王濤1，陳明2

(1. 東南大學(xué)醫(yī)學(xué)院，江蘇 南京 210009；2.東南大學(xué)附屬中大醫(yī)院，江蘇 南京 210009)

泌尿外科醫(yī)師面臨的重要腫瘤之一是腎細(xì)胞癌(RCC)。VHL基因是一個(gè)典型的抑癌基因，它在RCC中的突變引起了人們的關(guān)注。RCC中普遍存在著VHL基因突變、雜合性缺失(LOH)及甲基化。pVHL是VHL的基因產(chǎn)物。泛素連接酶的組成成分之一就是pVHL，它在細(xì)胞的增殖、凋亡和癌細(xì)胞的浸潤(rùn)、轉(zhuǎn)移中起到了巨大的作用。作者就RCC中VHL基因的突變及其分子機(jī)制，以及VHL靶向治療在臨床中的應(yīng)用作一綜述。

RCC；VHL基因；分子靶向治療；文獻(xiàn)綜述

腎細(xì)胞癌(RCC)的發(fā)病率很高，在泌尿系統(tǒng)中占第3位。按照組織學(xué)類型可分為透明細(xì)胞癌、嫌色細(xì)胞癌、乳頭細(xì)胞癌、集合管腎癌等,其中透明細(xì)胞癌最常見。手術(shù)治療輔以免疫治療是目前治療腎癌的主要方式。對(duì)于RCC的發(fā)病機(jī)制我們了解得不多，這給早期診斷和治療腎癌帶來了很大的麻煩。RCC的發(fā)生涉及到了很多基因。其中，VHL基因的研究是近年來學(xué)者們研究的一個(gè)熱點(diǎn)。RCC中普遍存在著VHL基因的突變。學(xué)者們對(duì)VHL基因突變的研究極大地推動(dòng)了RCC的診斷治療。作者對(duì)RCC中VHL基因的突變及其分子機(jī)制，以及VHL靶向治療在臨床中的應(yīng)用作一綜述。

1 VHL基因的結(jié)構(gòu)及作用

1.1 VHL基因的結(jié)構(gòu)

VHL基因是得名于VHL綜合征(Von Hippel-Lindau′s disease)。Latif等[1]首先將VHL基因定位于染色體3p25-26。VHL編碼序列中含有3個(gè)外顯子，其中第2外顯子能夠轉(zhuǎn)錄可變剪接的mRNA。 VHLm RNA編碼產(chǎn)生的蛋白產(chǎn)物分別為p19和p30，學(xué)者們?cè)?jīng)認(rèn)為p30降解產(chǎn)生p19，但事實(shí)證明p19是位于VHL基因54號(hào)密碼子上的轉(zhuǎn)錄異構(gòu)體[2]，它與細(xì)胞核的親和力比p30更高。

研究表明，VHL基因的二級(jí)結(jié)構(gòu)由兩個(gè)區(qū)域組成:分別為α區(qū)和β區(qū)。其中復(fù)合物B-C(Elongin B-C)與α區(qū)連接；而缺氧誘導(dǎo)因子1α(HIF-1α)等底物則與β區(qū)相連接。此關(guān)鍵結(jié)合位點(diǎn)的突變極有可能導(dǎo)致了RCC的發(fā)生[3]。

1.2 VHL基因?qū)τ赗CC的作用

1.2.1VHL基因與RCC起源之間的關(guān)系 大量研究表明：VHL基因的突變?cè)赗CC的發(fā)生中占據(jù)著主導(dǎo)地位，腫瘤的分裂、增殖、轉(zhuǎn)移和浸潤(rùn)也都源于VHL基因介導(dǎo)的一系列因子。Mallory等[4]的研究認(rèn)為，腎臟上皮細(xì)胞的極化、分化以及初級(jí)纖毛形成都是源于VHL基因的表達(dá)。他們提出了關(guān)于RCC起源的一個(gè)可能機(jī)制:VHL基因失活之后，腎小管上皮細(xì)胞極化、初級(jí)纖毛的形成也隨之發(fā)生了障礙，這些都導(dǎo)致了RCC的形成。

1.2.2RCC受VHL-HIF途徑的影響 (1) VHL-HIF途徑。研究表明，機(jī)體的乏氧反應(yīng)主要是由HIF乏氧誘導(dǎo)因子介導(dǎo)的。在常氧情況下， HIF-α中的氧依賴性降解結(jié)構(gòu)域ODDD與pVHL上的β端相結(jié)合，這就是所謂的VHL-HIF途徑[5]。泛素化之后，ODDD即被降解。然而，在缺氧的情況下pVHL上的β端無法與ODDD相結(jié)合，HIF就無法被降解。由此我們可以想到，在RCC中，由于VHL基因失活，缺乏有作用的pVHL，HIF也就無法被降解[6]。

在RCC中，缺氧無法避免，HIF異常表達(dá)于缺乏pVHL調(diào)解的RCC中。HIF產(chǎn)生的大量下游產(chǎn)物，例如:VEGF、TGF-α、cxcR4、cAlx等，能夠促進(jìn)RCC的發(fā)生發(fā)展[7]。HIF的高表達(dá)導(dǎo)致了VEGF高表達(dá)，最終導(dǎo)致RCC組織學(xué)上的高血供。VEGF的高表達(dá)可以由以下機(jī)制解釋:VHL基因失活、乏氧及Raf-MAPK和P13-AKT/mTOR的激活。HIF在這些途徑中都有極其重要的作用[8]。大量研究表明， VEGF的過多表達(dá)在RCC中占到63.0%的比例[9]。RCC受非VHL-HIF途徑的影響。此影響大致可分為3類:(1) 在RCC細(xì)胞中，VHL基因?qū)τ诩?xì)胞的連接有著至關(guān)重要的作用；如果VHL基因失活，那么腫瘤細(xì)胞的形態(tài)就會(huì)拉長(zhǎng)，正常細(xì)胞就會(huì)出現(xiàn)不規(guī)則排列，同時(shí)，單層上皮細(xì)胞的結(jié)構(gòu)也就遭到了破壞。此時(shí)，如果pVHL又能夠重新表達(dá)，那么上皮細(xì)胞的排列結(jié)構(gòu)又可以恢復(fù)正常。(2) VHL基因?qū)τ诶w連蛋白的影響。它能夠上調(diào)纖連蛋白，纖連蛋白的表達(dá)增加降低了腫瘤細(xì)胞的侵襲轉(zhuǎn)移能力，而乏氧對(duì)這個(gè)過程沒有影響。(3) pVHL對(duì)于基質(zhì)金屬蛋白(MMPs)和組織抑制金屬蛋白(TIMPS)也有調(diào)節(jié)作用。MMPS極大地影響了組織形態(tài)形成、血管新生以及組織重塑。MMP的表達(dá)受到TIMPs的抑制，pVHL表達(dá)減少之后，TIMPs的表達(dá)也下調(diào)，MMP的表達(dá)則上升，導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞的浸潤(rùn)和轉(zhuǎn)移[10]。

2 VHL失活與RCC

基因的失活機(jī)制可以分為基因的突變、LOH(雜合性缺失)和甲基化。學(xué)者們認(rèn)為，VHL基因是RCC的關(guān)鍵因子。大量的研究證實(shí)，散發(fā)性及遺傳性RCC的發(fā)生均與VHL等位基因的失活有一定聯(lián)系。

2.1 VHL基因突變

Gallon等[11]通過研究VHL家族中有腎癌病變的基因型與表現(xiàn)型的關(guān)系發(fā)現(xiàn):VHL病主要是由于VHL基因的突變發(fā)生的。這種基因突變?cè)谀I臟方面主要導(dǎo)致了RCC和腎臟囊腫的發(fā)生。Barnabas通過研究發(fā)現(xiàn)，VHL基因突變率在透明細(xì)胞癌高達(dá)50%。Kondo報(bào)道:不論是腎癌早期還是晚期，VHL基因突變均存在。而且這種突變發(fā)生率在早期和進(jìn)展期無顯著性差異,也說明了VHL基因突變?cè)谀I癌的早期就存在。

2.2 VHL基因的雜合性缺失

LOH發(fā)生率在RCC 3p(3號(hào)染色體短臂)中達(dá)到98%，Sukosd等[12]通過大量實(shí)驗(yàn)檢測(cè)到3pLOH幾乎存在于每個(gè)微小腎癌中(直徑約4～9 mm)，這說明3pLOH發(fā)生在腎癌的早期。但是LOH在腎癌的3p中呈現(xiàn)出一種不連續(xù)的分布。其中有幾個(gè)高發(fā)區(qū)，它們呈斑帶狀分布于3p12-13，3p14.2.3p21.3和3p25-26區(qū)域。

2.3 VHL基因的甲基化

另一個(gè)基因失活的原因也在近年被發(fā)現(xiàn)，即基因5′-CpG島的甲基化。這種甲基化只發(fā)生在RCC中。但是，腎癌中存在基因的甲基化只是部分學(xué)者的觀點(diǎn)，這一觀點(diǎn)仍然存在著很大的爭(zhēng)議，需要進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)證實(shí)。

3 VHL與靶向治療

生物學(xué)技術(shù)日益發(fā)展，學(xué)者們對(duì)VHL基因的認(rèn)識(shí)也進(jìn)一步加深，靶向藥物的治療在腎癌中也日益增多。大致可分為以下幾種藥物:Bevacizumab、Sorafenib、sunitinib和Axitinib，它們的主要作用于VEGF及其受體。

2007年，Akaza等[13]進(jìn)行了關(guān)于索拉菲尼治療RCC的臨床療效的多中心Ⅱ期研究。研究納入了131例RCC患者，他們均接受了索拉菲尼(0.4 mg,每天2次)的治療，然后按照RECIST的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量腫瘤的縮小程度，并且評(píng)價(jià)其療效。其中有93例的患者(71.0%)病情穩(wěn)定，19例病情得到了輕度緩解，103例(78.6%)腫瘤直徑出現(xiàn)不同程度減小，接受該治療的患者中位無進(jìn)展生存期為32周，但是，索拉菲尼會(huì)帶來一系列不良反應(yīng)，如手-足綜合征[HPS，72例(55.0%)]、脫屑[49例(37.4%)]、酯酶升高 [73例( 55.7%)]、淀粉酶升高[50例(38.2%)]、高血壓[36例(27.5%)]。

另一種靶向治療藥物Bevacizumab，它能夠選擇性地與VEGF蛋白結(jié)合，這種結(jié)合導(dǎo)致了VEGF的失活。Escudier 等[14]進(jìn)行了一項(xiàng)將BEV和INF-α2a聯(lián)合應(yīng)用的臨床研究，評(píng)價(jià)了Bevacizumab的有效性和安全性。這項(xiàng)研究納入了649例患者，將這些患者分成兩組，該項(xiàng)研究中患者均接受了IFN、9 MIU 1周3次的皮下注射治療。其中的327例患者在接受IFN治療基礎(chǔ)上加上BEV 10 mg·kg-1，兩周1次；而另外322例只是給予安慰劑治療。該研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，IFN加BEV明顯提高了VHL靶向治療的效果。Melichar等[15]研究發(fā)現(xiàn)，IFN減量后并不影響B(tài)EV的療效。

4 RCC的預(yù)后與VHL失活的關(guān)系

大量的研究顯示，RCC中普遍存在著VHL基因的突變或失活，其發(fā)生率為50%，這引起了學(xué)者們對(duì)VHL失活與RCC相關(guān)性研究的關(guān)注。Yao等[16]學(xué)者在此領(lǐng)域有突破性進(jìn)展。他們發(fā)現(xiàn)在Ⅰ～Ⅲ期RCC中，VHL基因的失活是修正了相關(guān)干擾因素之后的獨(dú)立預(yù)后因素，但是在姑息性治療的腫瘤中，這一相關(guān)性則不存在。而Kim等相關(guān)實(shí)驗(yàn)表明，腎癌的疾病無進(jìn)展期(PFS)或整個(gè)生存期與VHL基因的改變并沒有明確的相關(guān)性。進(jìn)一步的研究則顯示，如果pVHL能夠正常表達(dá)，則早期腎癌預(yù)后良好，而對(duì)于晚期RCC，pVHL表達(dá)并沒有意義[17]。

5 問題與展望

在RCC的發(fā)病機(jī)制中，VHL基因的缺陷扮演著極其重要的角色[18]。目前，我們對(duì)于VHL基因的研究仍處于一個(gè)有限的水平，在缺氧的條件下，pVHL是否能阻止HIF產(chǎn)生的破壞？RCC的自然過程是否會(huì)受到VEGF或TGF-α蛋白抑制物的影響？這些都是尚未解決的問題。對(duì)于晚期RCC的治療，學(xué)者們?cè)诤荛L(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)并沒有取得很大的突破。但是，對(duì)于臨床醫(yī)師來說，VHL基因的早期診斷對(duì)于RCC的發(fā)現(xiàn)有很大的意義，而且細(xì)胞因子的治療已經(jīng)給臨床工作帶來了福音，例如α干擾素、白介素-2、靶向治療都給RCC患者帶來了希望。大量的研究顯示:VHL基因的失活導(dǎo)致了HIF途徑的活化，最終導(dǎo)致RCC的發(fā)生，因此，將VHL基因作為一個(gè)新的治療靶點(diǎn)必然會(huì)推動(dòng)RCC治療的進(jìn)展。

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2014-11-13

2015-1-27

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(81370849、81300472、81202034)

王濤(1989-)，男，江蘇蘇州人， 在讀碩士研究生。E-mail:wangtao623111@126.com

陳明 E-mail:mingchenseu@126.com

王濤，陳明.腎細(xì)胞癌與VHL基因突變的研究進(jìn)展[J].東南大學(xué)學(xué)報(bào)：醫(yī)學(xué)版，2015，34(3)：433-435.

R737.11

A

1671-6264(2015)03-0433-03

10.3969/j.issn.1671-6264.2015.03.025