去勢(shì)抵抗性前列腺癌形成機(jī)制的研究進(jìn)展

馮小蘭，黃喜健

(廣西壯族自治區(qū)民族醫(yī)院a.病理科,b.泌尿外科，南寧 530001)

前列腺癌是男性最常見的惡性實(shí)體腫瘤之一。多數(shù)患者診斷時(shí)已為中晚期。雄激素剝奪治療(androgen deprivation therapy,ADT)是中晚期前列腺癌最主要的治療方法，多數(shù)患者對(duì)ADT治療初期有效，但經(jīng)過18～36個(gè)月的治療后，將逐漸發(fā)展為去勢(shì)抵抗性前列腺癌(castration-resistant prostate cancer，CRPC)，“去勢(shì)”指利用手術(shù)去勢(shì)或藥物去勢(shì)方式將95%來源于下丘腦-垂體-性腺軸的雄激素去除；“去勢(shì)抵抗”指手術(shù)去勢(shì)或藥物去勢(shì)后，其他途徑如雄激素合成增加、腫瘤雄激素受體(androgen receptor,AR)改變及非雄激素信號(hào)活化等諸多因素導(dǎo)致疾病進(jìn)展[1]。CRPC發(fā)病機(jī)制至今不明，是當(dāng)前研究的難點(diǎn)和熱點(diǎn)。有學(xué)者在已有前列腺癌基礎(chǔ)和臨床研究的基礎(chǔ)上，提出了CRPC的3種形成機(jī)制：①AR相關(guān)機(jī)制。AR信號(hào)通路的激活發(fā)揮重要作用。②干細(xì)胞形成機(jī)制。干細(xì)胞生長(zhǎng)不依賴AR，能夠在ADT治療后向CRPC進(jìn)展。③神經(jīng)內(nèi)分泌轉(zhuǎn)化機(jī)制[2]。去勢(shì)治療可誘導(dǎo)前列腺癌細(xì)胞發(fā)生神經(jīng)內(nèi)分泌分化(neuroendocrine differentiation,NED),前列腺癌NED細(xì)胞不再依賴于AR信號(hào)通路而通過旁分泌和自分泌的作用促進(jìn)前列腺癌細(xì)胞的生長(zhǎng)?，F(xiàn)對(duì)CRPC形成機(jī)制的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 AR相關(guān)機(jī)制

前列腺是性腺器官。雄激素可以調(diào)節(jié)前列腺細(xì)胞的生長(zhǎng)，并通過與前列腺細(xì)胞內(nèi)的AR結(jié)合介導(dǎo)多種生物學(xué)功能。CRPC的形成依賴于雄激素-AR信號(hào)通路。這條信號(hào)通路調(diào)控前列腺上皮細(xì)胞增殖與凋亡的平衡，影響細(xì)胞生長(zhǎng)。導(dǎo)致前列腺癌組織中AR敏感性增高的機(jī)制是CRPC中的AR主要相關(guān)機(jī)制。機(jī)體通過多種途徑再激活A(yù)R，以確保在持續(xù)低水平雄激素的環(huán)境下，AR仍能在前列腺癌進(jìn)展為CRPC中發(fā)揮重要作用。

AR再激活的分子機(jī)制主要有：①AR基因擴(kuò)增及過度表達(dá)。AR基因擴(kuò)增在CRPC中很常見，但在治療之前很少出現(xiàn)[3]，而有研究報(bào)道，在接受過ADT治療的患者中大部分顯示出AR擴(kuò)增[4]。由于去勢(shì)治療后導(dǎo)致機(jī)體雄激素缺乏，激素的缺乏導(dǎo)致AR基因的轉(zhuǎn)錄壓力持續(xù)增加，促使AR基因擴(kuò)增，AR表達(dá)上調(diào)，引起AR對(duì)外界刺激的敏感性增強(qiáng)，使得AR在低水平雄激素情況下，盡可能增加與配體結(jié)合率，有利于腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)[5]。②AR的突變。與未經(jīng)治療的前列腺癌患者相比，經(jīng)過系統(tǒng)性激素治療后AR突變逐漸升高。研究表明，在AR中已有100多個(gè)點(diǎn)突變，AR基因的配體結(jié)合區(qū)是與前列腺癌相關(guān)點(diǎn)突變的主要發(fā)生區(qū)域[6]，而AR基因最常見的點(diǎn)突變是F876L。突變使得受體特異性降低，不僅使原本體內(nèi)為AR拮抗劑轉(zhuǎn)變成潛在的激動(dòng)劑，而且使類固醇激素(如孕酮和雌激素等)原本幾乎對(duì)前列腺癌細(xì)胞無刺激作用的物質(zhì)激活A(yù)R轉(zhuǎn)錄[7]，從而促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖，降低前列腺癌細(xì)胞對(duì)雄激素的依賴性[8]。另一方面，突變?cè)鰪?qiáng)了AR的轉(zhuǎn)錄激活功能，使治療后極低濃度雄激素環(huán)境下AR基因轉(zhuǎn)錄增加，前列腺癌細(xì)胞在系統(tǒng)性激素治療后仍能夠無限制生長(zhǎng)[9]。③AR輔助調(diào)節(jié)因子表達(dá)異常。AR在共抑制因子的阻遏效應(yīng)喪失及共激活因子的持續(xù)刺激下，間接增強(qiáng)AR的轉(zhuǎn)錄活性，使得在體內(nèi)雄激素低濃度環(huán)境下，AR信號(hào)通路仍能激活，去勢(shì)治療后癌細(xì)胞仍快速增殖，如抑制因子Rb基因的失活及激活因子BAP18的擴(kuò)增等。BAP18(分子量為18 000的BPTF相關(guān)蛋白)是2016年由Sun等[10]研究發(fā)現(xiàn)的一種AR的輔助激活因子，通過活化AR信號(hào)通路，調(diào)控前列腺癌細(xì)胞中AR誘導(dǎo)的反式激活，促進(jìn)CRPC的生長(zhǎng)和進(jìn)展。此外，F(xiàn)ujimoto等[11]的研究表明，AR還可以從細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)移至細(xì)胞核中，并在輔助激活因子作用下激活，增加前列腺癌細(xì)胞對(duì)雄激素的敏感性。④生長(zhǎng)因子與細(xì)胞因子的作用。在體內(nèi)雄激素低濃度環(huán)境下，機(jī)體加強(qiáng)許多生長(zhǎng)因子、細(xì)胞因子等介導(dǎo)的信號(hào)通路，使AR在CRPC中對(duì)殘留的雄激素敏感性增加，從而形成去勢(shì)抵抗。如白細(xì)胞介素-6在體外實(shí)驗(yàn)中，無雄激素的環(huán)境下，可以通過激活蛋白激酶A途徑激活A(yù)R信號(hào)通路；表皮生長(zhǎng)因子受體可以通過激活前列腺癌中的促分裂原活化的蛋白激酶信號(hào)通路，調(diào)節(jié)AR的功能。⑤AR剪接變異體處于持續(xù)激活狀態(tài)可能是導(dǎo)致CRPC的重要機(jī)制。AR剪切變異體(AR splicevariants,AR-Vs)是截短了的AR亞型，在ARC端選擇性剪切后配體結(jié)合區(qū)結(jié)構(gòu)丟失，AR-Vs在N端具有N端結(jié)構(gòu)域和DNA結(jié)合域，而C端缺少配體結(jié)合域，這種結(jié)構(gòu)使AR-Vs無法與雄激素結(jié)合[12]。但在低雄激素水平的條件下，AR-Vs 可形成二聚體并激活A(yù)R信號(hào)通路，引起前列腺癌細(xì)胞的增殖，成為去勢(shì)抵抗的潛在因素。ARV7是AR-Vs的研究熱點(diǎn),是具有臨床意義的剪接變異體。AR-V7是前列腺癌組織中表達(dá)量最高的AR變異體，并且是唯一一種在臨床樣品中可重復(fù)鑒定的變體。有研究表明，與不表達(dá)AR-V7的患者相比，前列腺癌組織中表達(dá)AR-V7的患者進(jìn)展至CRPC的時(shí)間顯著縮短[13]。ARV7在無雄激素環(huán)境下仍能夠激活A(yù)R信號(hào)通路，招募輔助因子完成下游基因的轉(zhuǎn)錄激活。而作為主要的下游基因表達(dá)產(chǎn)物前列腺特異性抗原的表達(dá)增強(qiáng)也促進(jìn)了前列腺癌細(xì)胞的生長(zhǎng)，為前列腺癌向難治性CRPC的發(fā)展提供了合理的解釋[14]；ARV7可以調(diào)節(jié)腫瘤內(nèi)分泌及腫瘤基因的表達(dá)，如轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子2、上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化相關(guān)基因如鈣黏素2等的表達(dá)，在促進(jìn)前列腺癌轉(zhuǎn)移中起作用；ARV7在正常前列腺組織中位于基底細(xì)胞及間質(zhì)細(xì)胞內(nèi)，而在CRPC階段則主要表達(dá)于管腔上皮細(xì)胞核中[15]，說明其合成后直接進(jìn)入細(xì)胞核，不在細(xì)胞質(zhì)中停留，從而逃避了多烯紫杉醇類抗腫瘤藥物阻斷AR的核轉(zhuǎn)運(yùn)作用，產(chǎn)生抗藥性[16]?？梢姡珹RV7與CRPC密切相關(guān)和新型 AR靶點(diǎn)藥物的治療敏感性密切相關(guān)，可作為可靠的預(yù)后標(biāo)志物。因而關(guān)注AR-Vs的表達(dá)，有助于今后制訂更好的破壞AR-Vs表達(dá)信號(hào)的治療策略，并研制出相關(guān)的靶向藥物。

以上機(jī)制通常相互作用、相互配合，在共同作用下，雄激素-AR信號(hào)通路再次激活，最終形成CRPC。

2 干細(xì)胞形成機(jī)制

腫瘤干細(xì)胞不僅是腫瘤發(fā)生的主要原因，也是腫瘤耐藥、轉(zhuǎn)移及治療后復(fù)發(fā)的潛在因素。前列腺由腺泡、導(dǎo)管上皮及間質(zhì)組成，上皮包括分泌細(xì)胞、基底細(xì)胞、少量神經(jīng)內(nèi)分泌細(xì)胞及干細(xì)胞等。前列腺干細(xì)胞存在于前列腺基膜的微環(huán)境中，可以分化為腺泡及導(dǎo)管上皮。正常的前列腺干細(xì)胞數(shù)量非常少，僅占上皮細(xì)胞總量的0.1%～0.3%。前列腺腫瘤干細(xì)胞表達(dá)CD44，也可以表達(dá)CK5、CK14，但不表達(dá)前列腺上皮標(biāo)志物，如AR、前列腺特異性抗原等[17]。

前列腺癌干細(xì)胞不表達(dá)AR，其生長(zhǎng)不依賴于AR，ADT治療可使激素依賴的腫瘤細(xì)胞凋亡，但不表達(dá)AR的前列腺干細(xì)胞仍能存活并向CRPC進(jìn)展[18]。有研究表明，治療后前列腺干細(xì)胞所占腫瘤細(xì)胞的比例較治療前有所升高[19]。腫瘤干細(xì)胞雖然僅占腫瘤細(xì)胞總數(shù)的極小部分，但具有自我更新、多向分化和強(qiáng)大的形成腫瘤能力，導(dǎo)致前列腺癌復(fù)發(fā)，使機(jī)體在雄激素剝奪的情況下獲得抵抗性。

前列腺癌中存在促進(jìn)腫瘤形成，并促進(jìn)腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移的CD44+腫瘤干細(xì)胞，雄激素雖在前列腺癌腫瘤干細(xì)胞分化成熟過程中發(fā)揮重要作用，但對(duì)于前列腺癌腫瘤干細(xì)胞的生長(zhǎng)并非必需。 Yes相關(guān)蛋白-轉(zhuǎn)錄增強(qiáng)因子2為維持干細(xì)胞特性的另一個(gè)標(biāo)志物，Yes相關(guān)蛋白1在CRPC中被活化，說明前列腺腫瘤干細(xì)胞可能是導(dǎo)致ADT治療失敗的根本原因[20]?，F(xiàn)研究的前列腺腫瘤干細(xì)胞經(jīng)典相關(guān)信號(hào)通路包括Notch、Hedgehog、Wnt/β聯(lián)蛋白、磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B等[21]。

OV6為上皮來源腫瘤干細(xì)胞的理想標(biāo)志物，正常前列腺組織中，OV6主要表達(dá)于基底細(xì)胞，OV6陽性前列腺癌細(xì)胞具有干細(xì)胞特性，在多種上皮腫瘤中發(fā)揮藥物抵抗和促進(jìn)腫瘤進(jìn)展作用。OV6陽性前列腺癌細(xì)胞可以通過招募單核細(xì)胞并誘導(dǎo)其分化為腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞，從而重塑前列腺癌的微環(huán)境,促進(jìn)腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)、轉(zhuǎn)移和化療藥耐藥，進(jìn)展為CRPC。

有學(xué)者認(rèn)為，前列腺癌進(jìn)展為CRPC后出現(xiàn)放射性耐受可能與前列腺癌干細(xì)胞相關(guān)[22]，其機(jī)制可能為對(duì)于處于靜止?fàn)顟B(tài)、AR陰性的前列腺癌干細(xì)胞放療不起作用[23]。目前對(duì)前列腺癌干細(xì)胞在CRPC中的特性及作用有待進(jìn)一步研究。

3 NED機(jī)制

近年來，前列腺癌在去勢(shì)治療后癌細(xì)胞發(fā)生NED的現(xiàn)象受到關(guān)注，前列腺癌NED的細(xì)胞可以通過旁分泌和自分泌的作用促進(jìn)前列腺癌細(xì)胞的生長(zhǎng)，認(rèn)為是CRPC形成的重要機(jī)制之一。對(duì)于NED的細(xì)胞起源目前有兩種說法：①正常神經(jīng)內(nèi)分泌細(xì)胞均散在分布于前列腺上皮內(nèi)，與NED的細(xì)胞共同起源于非腫瘤來源的多能干細(xì)胞[24]；②由于前列腺癌患者經(jīng)過去勢(shì)治療等相關(guān)治療手段后，癌細(xì)胞誘導(dǎo)分化發(fā)生NED，可能是腫瘤細(xì)胞對(duì)藥物抵抗的一種自身反應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)體外培養(yǎng)的雄激素依賴性前列腺癌細(xì)胞株(LNCaP)在無雄激素培養(yǎng)液(模擬ADT)的環(huán)境中NED指標(biāo)升高,同時(shí)細(xì)胞形態(tài)接近于神經(jīng)內(nèi)分泌細(xì)胞，表現(xiàn)為更明顯的胞質(zhì)減少及樹突顯著[25]。因而目前多數(shù)支持第二種說法。

在雄激素缺乏環(huán)境誘導(dǎo)下，前列腺癌細(xì)胞轉(zhuǎn)化為具有神經(jīng)內(nèi)分泌細(xì)胞樣功能的腫瘤細(xì)胞，這些細(xì)胞具有上皮細(xì)胞特征，組織形態(tài)學(xué)主要表現(xiàn)為單個(gè)散在或小巢樣，與癌細(xì)胞共同構(gòu)成腺腔樣結(jié)構(gòu)，免疫組織化學(xué)表現(xiàn)出NSE特征，如CgA、Syn或CD56陽性，但缺乏典型的神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤形態(tài)學(xué)特征。這些細(xì)胞不表達(dá)AR和前列腺特異性抗原，不依賴于AR信號(hào)通路，也不受雄激素調(diào)節(jié)，具有刺激周圍腫瘤細(xì)胞發(fā)生激素抵抗的增殖作用，能影響腫瘤的抗凋亡功能[2]。前列腺癌經(jīng)ADT治療后細(xì)胞發(fā)生NED率顯著升高，且與治療時(shí)間呈正相關(guān)，具有更強(qiáng)的侵襲性和轉(zhuǎn)移性。NED與臨床不良預(yù)后有很大相關(guān)性。

研究表明，一些細(xì)胞因子在前列腺癌NED過程中發(fā)揮重要作用。如白細(xì)胞介素-6在LNCaP中，通過激活多種信號(hào)通路激活NED[26]；白細(xì)胞介素-8不僅能促進(jìn)前列腺癌轉(zhuǎn)移和新生血管生長(zhǎng)，而且在雄激素缺乏時(shí)能誘導(dǎo)LNCaP細(xì)胞增殖，通過Src激酶-焦點(diǎn)黏鏈激酶通路促進(jìn)前列腺癌細(xì)胞的激素非依賴性的生長(zhǎng)和前列腺癌的NED[27]；白細(xì)胞介素-1能夠促進(jìn)前列腺癌骨轉(zhuǎn)移并使癌細(xì)胞獲得神經(jīng)內(nèi)分泌表型[28]。

一些炎癥免疫細(xì)胞也在前列腺癌NED過程中發(fā)揮重要作用，如肥大細(xì)胞廣泛分布于皮膚及內(nèi)臟黏膜下的微血管周圍，可以通過分泌多種細(xì)胞因子促進(jìn)血管生成及組織重塑，并在腫瘤的進(jìn)展中發(fā)揮重要作用。歐藝虹等[29]研究認(rèn)為，ADT導(dǎo)致的肥大細(xì)胞浸潤(rùn)可以通過抑制AR信號(hào)通路并上調(diào)miR-32表達(dá)來促進(jìn)前列腺癌NED。而后將人前列腺癌細(xì)胞系(LNCaP和CA-2)與人肥大細(xì)胞系(HMC-1)進(jìn)行共培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)，HMC-1可以增加LNCaP和C4-2細(xì)胞的神經(jīng)內(nèi)分泌表型表達(dá)，并上調(diào)p21的表達(dá),p21通過不依賴AR的信號(hào)通路正向調(diào)控前列腺癌細(xì)胞NED。他們提出了在不依賴AR的信號(hào)通路情況下，肥大細(xì)胞通過p21促進(jìn)前列腺癌的神經(jīng)內(nèi)分泌表型，并觀察到共培養(yǎng)中被肥大細(xì)胞誘導(dǎo)出的前列腺癌NED細(xì)胞表現(xiàn)出對(duì)包括多西他賽在內(nèi)的細(xì)胞毒性化療藥物有較強(qiáng)的抵抗性，原因是這些藥物主要?dú)芷谶M(jìn)程中的細(xì)胞，而NED細(xì)胞為低增殖活性并有較強(qiáng)的抗凋亡能力。這也為前列腺癌的治療抵抗性提供了新的思路，為NED的發(fā)生機(jī)制做出了進(jìn)一步的闡釋。

腫瘤抑制基因RB1和TP53基因失活會(huì)導(dǎo)致前列腺上皮內(nèi)瘤變，基因同時(shí)失活使瘤變加速，并促進(jìn)前列腺癌NED，使其具有更高的轉(zhuǎn)移性以及在早期階段對(duì)雄激素耐藥性[30]。同時(shí)有研究發(fā)現(xiàn)激素治療形成的微環(huán)境壓力使p53突變，信號(hào)通路失活，引起前列腺神經(jīng)內(nèi)分泌細(xì)胞的過度增殖和侵襲性行為，發(fā)展為神經(jīng)內(nèi)分泌前列腺癌(neuroendocrine prostate cancer，NEPC)[31]。

NEPC是一類高度惡性前列腺癌，臨床上多由ADT后發(fā)生抵抗引起，多數(shù)患者疾病進(jìn)展速度遠(yuǎn)快于單純CRPC，較易出現(xiàn)實(shí)質(zhì)性臟器轉(zhuǎn)移，在診斷后1～2年內(nèi)即死亡，約占因CRPC患者死亡的25%。Akamatsu等[32]成功建立的前列腺癌小鼠模型驗(yàn)證了ADT誘導(dǎo)前列腺腺癌向另一類高度惡性亞型NEPC轉(zhuǎn)化。另有研究表明,小鼠雄激素依賴性前列腺癌模型(LNCaP、PC-295、PC-310)經(jīng)過ADT后可誘導(dǎo)發(fā)生NED，而NED細(xì)胞的過度增殖導(dǎo)致NEPC[33]。有研究發(fā)現(xiàn),超過半數(shù)的NEPC和前列腺腺癌可檢測(cè)到TM PRSS2-ERG基因重排,而身體其他部位的小細(xì)胞癌并未發(fā)現(xiàn),也說明NED可能來源于前列腺癌[34]。

樊連城等[35]研究發(fā)現(xiàn)，NED標(biāo)志物水平開高及經(jīng)過阿比特龍治療6個(gè)月后NED標(biāo)志物水平升高提示患者預(yù)后較差，說明前列腺癌NED與預(yù)后不良有關(guān)，CRPC的NED狀態(tài)可以通過檢測(cè)血清中NED標(biāo)志物水平得以實(shí)現(xiàn)。

目前多認(rèn)為前列腺癌NED的分子機(jī)制與一些細(xì)胞因子功能及腫瘤基因的改變有關(guān)，但相關(guān)研究仍比較有限，確切的發(fā)病機(jī)制有待進(jìn)一步研究。

4 小 結(jié)

早期的雄激素依賴型前列腺癌轉(zhuǎn)化為CRPC的發(fā)生率呈上升趨勢(shì)，其機(jī)制涉及多個(gè)基因、多種信號(hào)分子通路的改變及之間相互作用的結(jié)果，但確切機(jī)制尚未完全清楚。隨著對(duì)驅(qū)動(dòng)前列腺癌在低睪酮條件下生長(zhǎng)及抵抗凋亡的能力的生物學(xué)機(jī)制了解的深入，未來還應(yīng)探索可以預(yù)防或逆轉(zhuǎn)去勢(shì)抵抗的信號(hào)通路，開辟前列腺癌藥物治療新途徑，以尋找潛在的藥物靶點(diǎn)，為精準(zhǔn)治療提供理論基礎(chǔ)。AR-V7變異體有望作為新的生物學(xué)標(biāo)志物用于指導(dǎo)CRPC的治療。相信隨著CRPC的機(jī)制研究領(lǐng)域的深入，將研制出更多的特效藥物。