AR-v7作為去勢抵抗性前列腺癌治療體液標志物的研究進展

孔祥輝 綜述 黃曉軍 呂伯東 審校

浙江中醫(yī)藥大學附屬第二醫(yī)院泌尿外科（浙江杭州 310000）

前列腺癌（PCa）是泌尿系統(tǒng)最常見的惡性腫瘤之一，美國2017年PCa新發(fā)患者數(shù)達到161 360人，占男性中所有惡性腫瘤的19%，成為男性發(fā)病率第一的癌癥[1]。在歐洲，2008年的新發(fā)病例大約有382 000人[2]，亞洲PCa的發(fā)病率遠遠低于歐美國家，但近年來呈現(xiàn)上升趨勢，且增長比歐美發(fā)達國家更為迅速[3-5]。

目前PCa的主要治療方法：PCa放療，PCa化療，PCa根治術(shù)，單一抗雄激素治療，雄激素剝奪療法（ADT）。我國PCa患者因PCa篩查未普及，許多患者確診時已進展為晚期PCa，ADT已成為晚期患者的主要治療方法。在治療初期，ADT可使絕大多數(shù)患者PSA血清濃度明顯降低，但是大多數(shù)病人最終將發(fā)展成去勢抵抗性前列腺癌（CRPC）。盡管血清PSA作為生物標志物在ADT治療反應和疾病進展評估中起著重要的作用，但在CRPC中，預后和預測效果非常有限，不是ADT抗藥性的標志物。而許多研究表明在CRPC中AR信號通路激活以及腫瘤細胞中AR蛋白表達持續(xù)上調(diào)[6]，AR剪接變異體7（AR-v7）在CRPC的發(fā)展及耐藥性產(chǎn)生的過程中起著重要作用，其可能成為一種新的PCa的生物標志物。

一、AR與AR-v7的結(jié)構(gòu)

圖1 全長AR和主要剪接變體AR-V7的轉(zhuǎn)錄物結(jié)構(gòu)

人類雄激素受體 (androgen receptor, AR)基因具有8個典型外顯子（圖1），與編碼的AR蛋白結(jié)構(gòu)域相關，包括N末端（NTD），它是轉(zhuǎn)錄共調(diào)節(jié)因子的結(jié)合點，具有自發(fā)的轉(zhuǎn)錄活化功能（AF），AF-1具有配體非依賴性活性，在缺失配體結(jié)合結(jié)構(gòu)域（LBD）的突變體中可不依賴雄激素的結(jié)合而激活靶基因的轉(zhuǎn)錄。DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域（DBD），DBD 也是由3個 α-螺旋形成兩個富含半胱氨酸的鋅指結(jié)構(gòu)和一個 C-端延伸結(jié)構(gòu)域，第一個鋅指結(jié)構(gòu)域包含保守的P-box基序，它作為特異堿基的接觸位點可與DNA 溝槽相互作用，第二個鋅指結(jié)構(gòu)域包含保守的D-box基序，參與AR單體二聚作用。鉸鏈區(qū)（hinge region）和LBD，LBD為雄激素結(jié)合的結(jié)構(gòu)域，AR與雄激素結(jié)合后其構(gòu)象發(fā)生變化，暴露出疏水腔，形成一個高度保守的蛋白-蛋白相互作用界面，稱為AF-2。AR-v7 mRNA因基因重組僅保留前3個外顯子，導致第16位變體特異性氨基酸的翻譯過早終止，從而缺乏LBD。全長雄激素受體（full-length androgen receptor, AR-FL）與AR-v7之間的結(jié)構(gòu)差異為AR-v7的檢測提供了可能[7-9]。

二、AR及AR-v7在PCa中的作用機制

在沒有雄激素的情況下，AR結(jié)合到伴侶蛋白（例如HSP90）的細胞質(zhì)中，此時AR是無活性的。但當雄激素結(jié)合至AR的LBD區(qū)域，AR從分子伴侶復合物分離，然后進入細胞核，在那里它與另一個AR形成同源二聚化，并與雄激素反應元件（AREs）結(jié)合，從而調(diào)節(jié)雄激素依賴性的轉(zhuǎn)錄靶基因（如KLK3，其編碼前列腺特異性抗原[PSA]）的表達，參與這些靶基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控。經(jīng)過持續(xù)不斷的AR信號，有助于PCa的增殖和存活[10-13]。而AR-v7具有完整的NTD和DBD區(qū)域和一個特殊的C 端，但是其缺失了LBD區(qū)，即缺失了LBD區(qū)對核定位序列（NLS）的抑制，AR-v7 可以在沒有雄激素結(jié)合的狀態(tài)下完成核轉(zhuǎn)移，并招募輔助因子完成下游基因的轉(zhuǎn)錄激活。結(jié)果 AR 信號通路被AR-v7 異常激活，這也是CRPC發(fā)生的一個潛在的機制[14,15]。

三、mCRPC中的AR-v7的檢測

目前已經(jīng)有多種方法可以檢測CRPC標本中的AR-v7，如表1所示。

表1 mCRPC中AR-V7的檢測方法

當前最熱門的方法為Luo和Antonarakis等采取的Adna Test平臺[7,16,17]。其基礎是使用PT-PCR來定量檢測AR-FL和AR-v7的mRNA。但是有研究表明全血中mRNA檢測因需要的預處理少，穩(wěn)定性強，可能比CTC中的mRNA檢測更具研究潛力[21]。

四、AR-v7對AR靶向治療（恩雜魯胺和阿比特龍）的影響

有研究對以前接受化療治療的CRPC患者（n =1195）進行了阿比特龍的療效實驗，觀察的終點為總生存期（overall survival, OS）和影像學無進展生存期（progression-free-survival, PFS），結(jié)果表明與安慰劑相比，在阿比特龍治療的患者中，死亡風險降低了25%，并且有47%患者進展風險降級，影像學PFS增長（16.5 vs 8.2個月）。OS也有一個明顯的提升（34.7 vs 30.3個月）[26-28]。另還有研究對以前接受化療治療的CRPC患者（n = 1717）進行了恩雜魯胺的療效實驗，觀察的終點同樣為OS和影像學 PFS，結(jié)果表明與安慰劑組相比，在恩雜魯胺治療的患者中，死亡風險降低了29%，有81%患者進展風險降級，OS提升2.2個月（32.4 vs 30.2個月），影像學無進展生存期達1年者比例提高（65% vs 14%）[28,29]。因此，美國FDA近年來批準恩雜魯胺和阿比特龍作為mCRPC患者的一線治療方案，然而在Antonarakis等[16]的一項研究中，研究者納入了對去勢治療抵抗的PCa患者，這些患者的初始治療為恩雜魯胺或阿比特龍，之后他們采用定量反轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應測定序列來評估AR-v7 在循環(huán)腫瘤細胞中的存在情況。研究的主要終點事件為PSA應答率，同時研究者探究了AR-v7狀態(tài)（陽性及陰性）和主要終點事件之間是否存在聯(lián)系，并且還探究了AR-v7狀態(tài)和 PSA 無進展生存期、臨床或影像學無進展生存期和總體生存期之間是否存在聯(lián)系。研究者共納入31例接受恩雜魯胺治療的患者和31例接受阿比特龍治療的患者，其中在循環(huán)腫瘤細胞中檢測出AR-v7 的患者所占的比例分別為39% 和19%。在接受恩雜魯胺治療的男性中，與 AR-v7 陰性受試者的53%相比，AR-v7 陽性的受試者PSA應答率只有0%，兩者間的差異具有統(tǒng)計學顯著意義，并且 AR-v7 陽性受試者的PSA無進展生存期更短（陰性/陽性：6.0月/1.4 月）、臨床或影像學無進展生存期更短（陰性/陽性：6.1 月/2.1月），同時總體生存期也更短（陰性/陽性：未觀察到/5.5 月）；相似的結(jié)果也出現(xiàn)在接受阿比特龍的受試者中，與 AR-v7 陰性的受試者相比，AR-v7 陽性的受試者 PSA 應答率更低，前者為68%，后者為0%，并且 AR-v7 陽性受試者的PSA無進展生存期更短（陰性/陽性：未觀察到/1.3 月）、臨床或影像學無進展生存期更短（陰性/陽性：未觀察到/2.3 月），同時總體生存期也更短（陰性/陽性：未觀察到 /10.6 月）。這些數(shù)據(jù)表明，對于用恩雜魯胺和阿比特龍治療的患者，AR-v7可能可以預測兩種藥物的耐藥性，為AR-v7作為PCa療效預測的生物標志物提供了有力證據(jù)。并且有研究表明PCa患者對恩雜魯胺抗性提升的同時伴隨著AR和AR-v7 mRNA和蛋白表達的增加以及AR基因擴增[30]。

五、AR-v7對于紫杉烷化療的PCa的影響

PCa的紫杉烷化療主要包括兩種藥物：多西他賽[31]和卡巴他賽[32]。Antonarakis等的一項研究[17]中發(fā)現(xiàn)AR-v7陽性和AR-v7陰性患者中，PSA都有應答（41% vs 65%；P=0.19）。同樣，PSA PFS（危險比[HR]，1.7，95%Cl，0.6-5.0；P=0.32）和PFS（HR，2.7，95%Cl，0.8-8.8；P=0.11），在多次調(diào)整變量后，發(fā)現(xiàn)上述數(shù)據(jù)無明顯統(tǒng)計學意義。但是17名AR-v7陽性患者使用紫杉烷化療的PSA應答率較AR靶向治療者高（41% vs 0%；P＜0.001），并且PSA PFS 與影像學 PFS都有顯著的延長。而在對剩余的20名AR-v7陰性患者的觀察中，并未發(fā)現(xiàn)紫杉烷化療與AR靶向治療在PSA應答率、PSA PFS、影像學PFS方面有顯著差異。而有趣的是在這項研究過程中有7例患者在使用紫杉烷化療后出現(xiàn)了AR-v7陽性到陰性的轉(zhuǎn)變，這是在AR靶向治療中未觀察到的。并且此項研究表明CRPC患者的CTCs中檢測到AR-v7與紫杉烷類化療原發(fā)性耐藥無關。但是Thadani-Mulero及其同事們率先發(fā)現(xiàn)了支持AR-v7抗紫杉烷化療療效的證據(jù)[33]，Martin等的研究 顯示在攜帶AR-Vs的細胞中，用小分子抑制劑靶向AR N末端結(jié)構(gòu)域增強了多西紫杉醇的治療效果[34]，Gan等表明AR-v7的表達在紫杉烷抗性PCa細胞中增多[9]。結(jié)合上述研究可以大膽猜測：AR-v7與紫杉烷治療的繼發(fā)性耐藥有關。

六、結(jié)論

盡管目前CRPC有多種治療方法，但是尚無分子生物標志物來幫助指導不同患者的選擇最佳治療。最近研究集中在檢測AR-v7及其與治療結(jié)果的關聯(lián)，已經(jīng)產(chǎn)生了一些有意義的數(shù)據(jù)，支持AR-v7進一步發(fā)展作為CRPC患者的治療方案選擇生物標志物。并且上述研究中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了CRPC患者的AR-v7水平可在CTC中得到精準的測量，以及AR-v7陽性患者使用紫杉烷化療的療效可能優(yōu)于AR靶向藥物。目前的研究提示AR-v7作為生物標志物具有以下優(yōu)點：（1）在活體組織或體液標本中即可檢測；（2）AR-v7陽性可基本確診前列腺癌；（3）AR-v7與PSA等多種PCa標志物有關聯(lián)，可以進行相互對照。但也應承認，目前的數(shù)據(jù)統(tǒng)計只是初步的，目前的標本量是不足的，并且其潛力可能受到可用于檢測的CTC的限制，而目前有許多的研究現(xiàn)在也在努力探索使用更多的標本（如全血RNA）來進行AR-v7的檢測。一旦檢測技術(shù)得到解決，并且有大規(guī)模臨床試驗來證實AR-v7陽性患者使用紫杉烷化療的療效優(yōu)于AR靶向藥物，屆時AR-v7可能會成為CRPC首選的治療選擇生物標志物。