mTOR相關(guān)信號(hào)通路在腎細(xì)胞癌中的研究進(jìn)展

劉曉琪 張慧娟 白紅松 邱 田 鄭 閃 畢新剛

哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin，mTOR)是一種非典型絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶。mTOR相關(guān)信號(hào)通路在細(xì)胞的生長(zhǎng)增殖過程中通過影響細(xì)胞分化和細(xì)胞周期，在細(xì)胞內(nèi)起著生長(zhǎng)和分化中心調(diào)控者的作用[1]。近年來研究表明，mTOR相關(guān)信號(hào)通路在腎細(xì)胞癌(renal cell carcinoma, RCC)發(fā)展中起到重要作用，且已成為進(jìn)展期RCC的靶向治療的可選方案。本文就mTOR相關(guān)信號(hào)通路在RCC中的研究及應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行系統(tǒng)梳理，并展望其在RCC中的應(yīng)用前景。

mTOR相關(guān)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路包括上游信號(hào)分子、mTOR復(fù)合體(mTOR complex, mTORC)和下游信號(hào)蛋白3個(gè)組成部分。通路中最為重要的是mTOR復(fù)合體1(mTORC1)，是目前研究關(guān)注的重點(diǎn)。上游的信號(hào)分子PI3K和Akt可以正向調(diào)節(jié)mTORC1的活性，而TSC1和TSC2則可以負(fù)向調(diào)節(jié)mTORC1的活性。mTORC1主要通過磷酸化核糖體蛋白S6激酶(ribosomal protein S6 kinase，S6K/p70S6K)和真核細(xì)胞起始因子4E-結(jié)合蛋白1(eukaryotic initiation factor 4E-binding protein 1，4E-BP1)等發(fā)揮促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)和增殖等作用，近年來也有關(guān)于mTORC1通過HIF影響血管生長(zhǎng)的報(bào)道。mTORC2可通過活化Akt來增強(qiáng)mTORC1的活性，此外還可以通過SGK調(diào)節(jié)細(xì)胞代謝[2,3]。

mTOR信號(hào)通路與RCC研究包括細(xì)胞系及腫瘤組織兩部分，旨在探討mTOR信號(hào)通路在RCC發(fā)生、發(fā)展中的作用機(jī)制及其臨床意義。mTOR以及其下游S6K/p706S6和4EBP1是最為常見的研究對(duì)象。

一、mTOR信號(hào)通路在RCC細(xì)胞系中的研究

CC細(xì)胞系為對(duì)象的研究發(fā)現(xiàn)，PI3K/Akt/mTOR通路的活化將引起RCC細(xì)胞系的增殖和侵襲遷移能力增強(qiáng)，并可以增強(qiáng)上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化過程；而這一通路的抑制則可出現(xiàn)細(xì)胞增殖能力的減弱等。上述過程的發(fā)生、發(fā)展最為關(guān)鍵的蛋白是mTOR，其次是下游的S6K/p70S6K和4E-BP1，再次是上游的PI3K和Akt，磷酸化是最主要的活化形式，也有蛋白表達(dá)水平的改變。而一些小分子、miR(miR-144、miR-182)以及蛋白主要通過影響這一通路中mTOR蛋白的活性來發(fā)揮作用，也有一些可作用于PI3K/Akt/mTOR通路中的兩個(gè)或以上相關(guān)蛋白，如Akt和mTOR，再如PI3K和mTOR等來發(fā)揮作用[4～8]。從上述研究結(jié)果來看，除了mTOR以外，Akt、S6K/p70S6K及4E-BP1均有可能成為RCC潛在的新的靶向治療靶點(diǎn)，同時(shí)雙靶向聯(lián)合治療也有其存在的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。另外PI3K/Akt/mTOR可能成為TFE3轉(zhuǎn)位性腎細(xì)胞癌的治療靶點(diǎn)。

二、mTOR信號(hào)通路在RCC腫瘤組織中的研究

mTOR信號(hào)通路與細(xì)胞生長(zhǎng)和分化相關(guān)，因此它是腫瘤發(fā)生、發(fā)展中最為常見的信號(hào)通路之一。從臨床應(yīng)用而言，mTOR信號(hào)通路的相關(guān)蛋白有可能成為腫瘤預(yù)測(cè)預(yù)后的標(biāo)志蛋白，部分蛋白還可能成為靶向治療的新靶點(diǎn)應(yīng)用于臨床。近年來，已有文獻(xiàn)表明，mTOR蛋白改變的RCC還可能存在著特定的病理學(xué)改變。

1.mTOR蛋白改變相關(guān)的組織病理學(xué)特征：最早在1954年，在TSC2基因胚系突變的Eker鼠體內(nèi)出現(xiàn)常染色體顯性遺傳RCC。而后，從1980年起，陸續(xù)出現(xiàn)關(guān)于結(jié)節(jié)性硬化相關(guān)性RCC臨床、病理特征及分子改變的報(bào)道。TSC基因是mTOR信號(hào)通路的上游蛋白，這一現(xiàn)象提示mTOR信號(hào)通路的核心蛋白也可能會(huì)有特征性的病理改變。近年來的研究也部分證實(shí)了這種推測(cè)。

2016年，Chen等[9]對(duì)62例呈高級(jí)別原發(fā)性未分類RCC進(jìn)行分子檢測(cè)。他們利用了二代測(cè)序、SNP芯片、RNA測(cè)序、免疫組織化學(xué)、熒光原位雜交及體外實(shí)驗(yàn)等多種檢測(cè)手段，分別從DNA、RNA、蛋白及細(xì)胞4個(gè)水平進(jìn)行多維度分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)mTOR基因突變率為8%(5/62)，16例未分類RCC的腫瘤組織出現(xiàn)單獨(dú)的mTOR(5例)、TSC1(4例)、TSC2(3例) 或 PTEN(4例)基因突變，其中13例出現(xiàn)mTORC1活性增高，表現(xiàn)為磷酸化的4E-BP1水平增高。此類腫瘤預(yù)后良好，對(duì)mTOR抑制劑治療有效。而后，同一研究組的Voss等對(duì)于上述7例表現(xiàn)為高mTORC1活性的未分類RCC進(jìn)行了臨床病理特征的總結(jié)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)該腫瘤大體與嫌色細(xì)胞癌有一定的相似性，呈邊界清楚，灰黃至灰褐色均質(zhì)實(shí)性腫物，有時(shí)可見腫瘤內(nèi)中-大管徑的鈣化血管；鏡下與嗜酸細(xì)胞瘤有一定相似，可見水腫間質(zhì)下的低細(xì)胞量的腫瘤組織，呈巢狀排列，突出的嗜酸性胞質(zhì)，可有胞質(zhì)空泡化，以至于細(xì)胞核偏位，但未見核周空暈，細(xì)胞核規(guī)則，可見明顯突出的核仁。腫瘤內(nèi)未見明顯壞死、核分裂像，未見腫瘤間質(zhì)中泡沫樣組織細(xì)胞或淋巴細(xì)胞浸潤(rùn)[10]。由此可以得出結(jié)論，在未分類RCC中存在著一些有特定組織形態(tài)學(xué)及分子改變的RCC，盡管形態(tài)與既往腎臟腫瘤有一定相似，但也存在明顯區(qū)別，不能歸入現(xiàn)行任何一種腫瘤，鑒于有自身獨(dú)有的特征，隨著對(duì)此類腫瘤認(rèn)識(shí)和研究的不斷深入，在新一版WHO分類中，它們有可能成為獨(dú)立的病理類型。

2.mTOR信號(hào)通路蛋白與RCC治療及預(yù)后的相關(guān)性：mTOR信號(hào)通路在腎臟腫瘤中的研究主要集中在轉(zhuǎn)移性RCC，研究報(bào)道最多的是mTOR蛋白，部分研究則以PI3K/Akt/mTOR通路中的基因?yàn)檠芯繉?duì)象，并關(guān)注蛋白的功能狀態(tài)(磷酸化/非磷酸化)[6,7,11～15]。研究結(jié)果分為以下3部分：(1)關(guān)于miR小分子的作用機(jī)制，如miR-144(r=-0.769;P<0.000)和miR-182可以造成mTOR表達(dá)下降從而發(fā)揮抗腫瘤的作用，說明上述小分子可能成為新的mTOR抑制劑用于臨床治療[6,7]。(2)mTOR與p-mTOR的蛋白表達(dá)及其意義，原發(fā)灶與正常腎組織間p-mTOR表達(dá)下降，而轉(zhuǎn)移灶較原發(fā)灶p-mTOR表達(dá)上升(P<0.05)，且腫瘤組織內(nèi)超過平均水平的p-mTOR/mTOR與臨床分期及肉瘤樣分化相關(guān)(P<0.05)。(3)p-mTOR高表達(dá)與總生存(P=0.0046)及腫瘤特異性生存(P=0.067)相關(guān)。

3.mTOR信號(hào)通路與靶向治療：mTOR抑制劑的靶向藥物主要包括依維莫司、替西羅莫司及西羅莫司等。依維莫司作用于mTORC1，而替西羅莫司和西羅莫司均作用于mTOR，最終抑制細(xì)胞生長(zhǎng)。此類臨床試驗(yàn)主要有如下特征：(1)多為國(guó)際多中心研究，研究對(duì)象為轉(zhuǎn)移性RCC，研究對(duì)象為一線TKI治療失敗后行二線治療的轉(zhuǎn)移性RCC，也有少數(shù)mTOR抑制劑治療轉(zhuǎn)移性RCC一線治療的研究。(2)以Ⅱ期和Ⅲ期臨床研究為主，雖然樣本數(shù)量不一，分組依據(jù)不同，但觀察的主要終點(diǎn)多為無進(jìn)展生存。(3)研究主要集中在依維莫司，單藥或聯(lián)合用藥。單藥劑量為5～10mg/d，口服。聯(lián)合用藥劑量為5mg/d，口服。與安慰劑比較，應(yīng)用依維莫司組中位無進(jìn)展生存期為5.5個(gè)月(95% CI：4.6～5.8)，明顯優(yōu)于安慰劑組的1.9個(gè)月(95% CI：1.8～2.2)(HR=0.32, 95% CI：0.25～0.41,P<0.001)。此外，樂伐替尼聯(lián)合依維莫司組無進(jìn)展生存期為14.6個(gè)月(95% CI：5.9～20.1)，明顯優(yōu)于依維莫司組的5.5個(gè)月(95% CI：3.5～7.1)(HR= 0.51，95% CI：0.30～0.88，P=0.024)[16～21]。

Guo等[20]開展的對(duì)64例VEGFR-TKI治療失敗的轉(zhuǎn)移性腎透明細(xì)胞癌病例應(yīng)用依維莫司進(jìn)行治療，結(jié)果發(fā)現(xiàn)該組病例中位無進(jìn)展生存期為6.9個(gè)月(95% CI：3.7～12.5)，部分緩解率為5%，為我國(guó)在依維莫司二線治療轉(zhuǎn)移性RCC提供了一些臨床實(shí)驗(yàn)依據(jù)。對(duì)于未經(jīng)治療的高危轉(zhuǎn)移性RCC，ARCC研究顯示，與干擾素α比較，替西莫羅司改善了高危轉(zhuǎn)移性RCC的總生存，其后的回顧性分層分析顯示，對(duì)于非透明細(xì)胞RCC，替西莫羅司治療的總生存率優(yōu)于干擾素α[22,23]。

目前，替西莫羅司用于高危轉(zhuǎn)移性或復(fù)發(fā)性腎細(xì)胞癌的一線和后線治療以及轉(zhuǎn)移性或復(fù)發(fā)性非透明細(xì)胞腎癌的系統(tǒng)治療。依維莫司單藥或樂伐替尼聯(lián)合依維莫司用于高危轉(zhuǎn)移性腎透明細(xì)胞癌的后線治療，以及轉(zhuǎn)移性或復(fù)發(fā)性非透明細(xì)胞腎癌的系統(tǒng)治療。

RCC兩大類主要的分子靶向藥物主要作用于VEGF以及mTOR通路；序貫及聯(lián)合靶向治療已成為轉(zhuǎn)移性RCC可供選擇的治療方案，聯(lián)合用藥時(shí)需充分重視藥物的不良反應(yīng)，以保證治療的持續(xù)性[24]。而對(duì)于mTOR通路多靶點(diǎn)抑制劑聯(lián)合靶向治療可能會(huì)因?yàn)樗幬锏亩拘圆涣挤磻?yīng)而限制其進(jìn)一步應(yīng)用[25]。隨著免疫治療的興起，在轉(zhuǎn)移性RCC的治療中，免疫治療已出現(xiàn)與靶向治療共同發(fā)展的趨勢(shì)，VEGF靶向治療與免疫治療的聯(lián)合應(yīng)用已顯示出生存優(yōu)勢(shì)，而聯(lián)合使用mTOR抑制劑可以緩解免疫檢查點(diǎn)抑制劑治療的不良反應(yīng)[26,27]。

三、展 望

綜上所述，mTOR通路與RCC發(fā)展相關(guān)，主要通過mTOR以及S6K/p70S6K和4E-BP1磷酸化活化而起作用。在現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)歸入未分類的RCC中，部分腫瘤存在mTOR 相關(guān)信號(hào)通路的基因突變，以及特定的組織形態(tài)學(xué)及臨床預(yù)后特征，對(duì)mTOR抑制劑治療反應(yīng)良好，有望成為新的RCC病理亞型。臨床應(yīng)用方面，mTOR和(或)p-mTOR最值得關(guān)注，兩者的表達(dá)水平及比例可能與臨床病理特征相關(guān)，并有可能用于預(yù)測(cè)預(yù)后及新的靶向治療藥物開發(fā)。盡管以VEGF結(jié)合mTOR通路的序貫及聯(lián)合靶向治療已成為轉(zhuǎn)移性RCC的治療方案，mTOR通路多靶點(diǎn)抑制劑聯(lián)合靶向治療以及mTOR抑制劑聯(lián)合免疫治療值得開展深入研究。