AR AR-Vs在去勢抵抗性前列腺癌中的研究進展

陳可安 應 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Pca新發(fā)病例達近220800例，同時當年的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展加以綜述。

1 CRPC

1.1 CRPC診斷標準 據(jù)2012年的歐洲泌尿外科學會（EAU）指南規(guī)定：CRPC的診斷應同時具備以下四點：（1）血清睪酮達去勢水平（＜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)外尚無明確的指標能敏感預測Pca進展至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成以下關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 AR與CRPC

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)結構等同于其他核受體，包括由外顯子1編碼的N-末端結構域（NTD），由外顯子2和3編碼的DNA結合結構域（DBD），由外顯子編碼的鉸鏈結構域（HD）4和由外顯子4-8編碼的配體結合結構域（LBD）。

AR的主要配體是睪酮和二氫睪酮。在配體非結合狀態(tài)下，惰性AR定位于細胞質(zhì)，并在其中與其伴侶蛋白HSP90組合。在配體結合上，AR經(jīng)歷構象變化并暴露核定位信號，通過核孔復合物啟動配體結合的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)域中結合雄激素反應原件（androgen response element，ARE），導致細胞生長和增殖以及前列腺特異性抗原（prostate-specific antigen，PSA）表達。

全長AR（Androgen receptor full length，AR-FL）包含從DNA結合結構域的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導入調(diào)節(jié)核轉(zhuǎn)運所必需的。除了通過α和β導入的調(diào)節(jié)之外，全長AR還依賴于細胞骨架核轉(zhuǎn)運以移位至細胞核。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導入增強核轉(zhuǎn)運。DNA結合導致在其啟動子區(qū)含有AR元件的各種基因在隨后的反式激活。這些基因負責一系列功能，包括細胞生長和增殖。

2.2 AR在CRPC中的作用 AR普遍存在于正常的前列腺組織細胞和Pca細胞中，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］的研究認為，AR在Pca組織中的陽性表達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展而降低，故與腫瘤的惡性程度與臨床分期呈負相關。另有學者也認為，雄激素依賴性Pca細胞過表達AR，并且二氫睪酮能促進其表達AR；雄激素非依賴性Pca細胞AR表達較少，二氫睪酮對其AR表達無明顯作用，雄激素依賴性Pca向雄激素非依賴性Pca轉(zhuǎn)化可能與PcaAR表達水平下降有關［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表達增加，僅20%～30%CRPC的AR顯著性缺失。

過去認為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仍起著至關重要的作用，PCa細胞在繁殖傳代過程中發(fā)展出了多種分子機制以確保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。

最新的理論認為，PCa去勢后復發(fā)并非“激素非依賴”，而雄激素-AR信號通路的再激活被認為是 CRPC 發(fā)生、發(fā)展的一個重要機制［8］。以下分子機制被認為與AR的重新激活有關：（1）類固醇激素代謝的變化。（2）AR基因的擴增或過表達。（3）AR輔助調(diào)節(jié)因子。（4）AR剪接變異體。（5）AR生長因子和/或細胞因子。（6）AR突變等。而這些機制通常被認為是相互作用、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細胞的生長?？剐奂に厮幬锔鶕?jù)化學結構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應用中具有較好的臨床療效，其治療效果和Pca根治術和Pca放療的效果相似。經(jīng)研究表明，手術去勢聯(lián)合間歇性雄激素全阻斷療法治療局部進展期Pca安全、有效，能顯著提高患者無進展生存時間、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 AR-VS與CRPC

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博士進行詳細研究［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-末端結構域中截短的AR45之外，所有其它變體含有完整的N-末端結構域，包括NTD和DBD結構域，但是缺乏配體結合結構域（LBD）的部分。這一結構特點讓其在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，這取決于細胞環(huán)境，例如AR-V1和AR-V9［11］。

AR-Vs可以由多種機制產(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］。目前認為，控制AR-Vs生產(chǎn)的機制可能是細胞環(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)生機制目前了解甚少，有待于進一步的研究與闡明。

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鑒定的變體。有研究顯示，AR-V7在不同組織中表達程度具有差異：在良性前列腺組織中，AR-V7主要表達于基底細胞和間質(zhì)細胞中，在管腔上皮細胞中表達較少；而在惡性組織中，AR-V7主要表達于管腔上皮細胞的胞質(zhì)中，在CRPC組織中則主要于細胞核中表達［14］。提示可能有多種因素參與了AR-V7的亞細胞定位，其在Pca中的表達與Pca的進展具有密切聯(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-末端結構域，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)。這種結構的特殊性使其持續(xù)地活化并可以在無雄激素結合的狀態(tài)下形成二聚體并激活AR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產(chǎn)物，PSA的表達增強也促進了Pca細胞的生長。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AR-FL的核轉(zhuǎn)移而激活AR信號通路，引起Pca細胞的增殖。

有研究表明，AR-Vs表達似乎與更致死形式的疾病相關［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表達在CRPC中與患者的較短存活相關［15］。Zhang等［16］通過研究認為，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性質(zhì)。不同類型的AR-Vs通常同時表達并且還與AR-FL在患者腫瘤中共表達，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-末端肽序列的詳細功能表征、蛋白質(zhì)結構的不同、核細胞運輸?shù)牟町?、DNA結合能力和特異性、與分子伴侶和共調(diào)節(jié)劑的相互作用等。在Pca患者以及進展至CRPC的患者中同時關注不同AR-Vs的表達，或許有助于今后更好的開發(fā)出針對破壞AR-Vs表達信號的治療策略。

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。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。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)腫瘤細胞中的AR-V7 mRNA水平，結果顯示，無AR-V7陽性的循環(huán)腫瘤細胞患者顯示PSA對恩扎魯胺或阿比特龍有反應，并且AR-V7陽性與患者的較短無進展生存期相關。這些研究體現(xiàn)了使用AR-Vs作為反應恩扎魯胺和阿比特龍療效的預測標記物的潛力，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比使用阿比特龍和恩扎魯胺的治療反應更好，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［20］。提示阿比特龍和多西他賽的作用機制可能有重疊與沖突，抗性的出現(xiàn)與此有關。

目前，主要針對破壞AR-FL和AR-Vs信號傳導的靶向藥物研究成為了熱點。氯硝柳胺（Niclosamide）被認為是潛在的AR-V7抑制劑。與恩扎魯胺不同，氯硝柳胺可能通過結合AR-V7而作用于AR，降低其結合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)合應用對癌細胞具有顯著的組合效應［21］。此外，氯硝柳胺還被認為可以減少腫瘤細胞遷移和入侵。盡管如此，氯硝柳胺的生物利用度相當?shù)?。如何克服這一弊端，成為了提升氯硝柳胺臨床應用價值的關鍵。

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果也讓目前正在進行的III期臨床試驗備受關注。

4 小結與展望

Pca作為男性的高發(fā)腫瘤，其發(fā)生、進展是一個多基因、多步驟、多種信號通路之間相互作用的結果。若Pca經(jīng)過ADT治療后進展至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)生機制、各種AR-Vs之間的相互作用關系、針對下游基因的信號通路均有待進一步的研究闡述。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，并逐漸應用于臨床。相信通過對AR、AR-Vs分子機制及相關靶基因的研究，未來會有更多治療Pca和CRPC的方法為臨床服務。

［1］ Siegel RL,Miller KD,Jemal A．Cancer statistics,2015．CA Cancer J Clin,2015,65(1):5-29．

［2］ Han S,Zhang S,Chen W．Analysis of the status and trends of prostate cancer incidence in China．Chinese Clinical Oncology, 2013,18(4):330-334．

［3］ 赫捷,趙平,陳萬青．2011中國腫瘤登記年報．中國腫瘤登記年報,2012．

［4］ Harris WP,Mostaghel EA,Nelson PS,et al．Androgen deprivation therapy: progress in understanding mechanisms of resistance and optimizing androgen depletion．Nature Clinical Practice Urology,2009,6(2):76-85．

［5］ 胡力仁,吳長利,胡海龍,等．E2F3和AR在前列腺癌組織中的表達及意義．天津醫(yī)藥,2012,40(1):1-3．

［6］ 丁紅霞．內(nèi)分泌治療前列腺癌臨床效果觀察．當代醫(yī)學,2015,21(9):58-59．

［7］ Kinoshita H,Shi Y,Sandefur C,et al．Methylation of the androgen receptor minimal promoter silences transcription in human prostate cancer． Cancer Research,2000,60(13):3623-3630．

［8］ 王彬,吳開杰,賀大林．去勢抵抗型前列腺癌雄激素代謝及新生的研究進展．中華男科學雜志,2013,19(8):736-741．

［9］ 馬文波,武俊平,馬琳,等．手術去勢聯(lián)合間歇雄激素全阻斷療法治療晚期前列腺癌的作用觀察．河北醫(yī)學,2014,20(9):1457-1459．

［10］ Dehm SM,Schmidt LJ,Heemers HV,et al．Splicing of a novel AR exon generates a constitutively active androgen receptor that mediates prostate cancer therapy resistance．Urologic Oncology Seminars & Original Investigations,2009,27(2):231-232．

［11］ Hu R,Isaacs WB,Luo J．A snapshot of the expression signature of androgen receptor splicing variants and their distinctive transcriptional activities．Prostate,2011,71(5):1656-1667．

［12］ Li Y,Alsagabi M,Fan D,et al．Intragenic 552 rearrangement and altered RNA splicing of the androgen receptor in a cell-based model of prostate cancer progression．Cancer Res,2011,71(6):2108-2117．

［13］ Zhang Z,Zhou N,Huang J,et al．Regulation of androgen receptor splice variant AR3 by PCGEM1．Oncotarget,2016, 7(13):15481-15491．

［14］ Guo Z,Yang X,Sun F,et al．A Novel Androgen Receptor Splice Variant Is Up-regulated during Prostate Cancer Progression and Promotes Androgen Depletion-Resistant Growth．Cancer Research, 2009,69(6):2305-2313．

［15］ Qu Y,Dai B,Ye D,et al．Constitutively Active AR-V7 Plays an Essential Role in the Development and Progression of Castration-Resistant Prostate Cancer．Scientific Reports,2015,5:7654．

［16］ Zhan Y,Zhang G,Wang X,et al．Interplay Between Cytoplasmic and Nuclear Androgen Receptor Splice Variants Mediate Castration Resistance．Molecular Cancer Research Mcr,2016,15(1):59-68．

［17］ Eleni E,Mark T,Sijin W,et al．Molecular characterization of enzalutamide-treated bone metastatic castration-resistant prostate cancer． Eur Urol,2015,67(1):53-60．

［18］ Antonarakis ES,Lu C,Wang H,et al．AR-V7 and resistance to enzalutamide and abiraterone in prostate cancer．New England Journal of Medicine,2014,371(11):1028-1038．

［19］ Maughan BL,Antonarakis ES．Clinical Relevance of Androgen Receptor Splice Variants in Castration-Resistant Prostate Cancer．Current Treatment Options in Oncology,2015,16(12):57．

［20］ Mezynski J,Pezaro C,Bianchini D,et al．Antitumour activity of docetaxel following treatment with the CYP17A1 inhibitor abiraterone: clinical evidence for cross-resistance?．Annals of Oncology, 2012,23(11):2943-2947．

［21］ Liu C,Lou W,Zhu Y,et al．Niclosamide inhibits androgen receptor variants expression and overcomes enzalutamide resistance in castration-resistant prostate cancer．Clinical Cancer Research An Official Journal of the American Association for Cancer Research,2014,20(12):3198-210．

［22］ Njar VCO, Brodie AMH． Discovery and Development of Galeterone(TOK-001 or VN/124-1)for the Treatment of All Stages of Prostate Cancer．Journal of Medicinal Chemistry,2015,58(5): 2077-2087．