涎腺導(dǎo)管癌PI3K/AKT/mTOR信號(hào)通路中高頻突變基因的研究進(jìn)展

柴國(guó)超 張素欣

河北醫(yī)科大學(xué)第四醫(yī)院口腔科 石家莊050011

唾液腺癌（salivary gland carcinoma，SGC）是1組異質(zhì)性高，在頭頸部癌中相對(duì)少見的惡性腫瘤[1]。涎腺導(dǎo)管癌（salivary duct carcinoma，SDC）約占所有唾液腺癌的2%，是1種罕見的侵襲性涎腺惡性腫瘤[2]，其主要發(fā)生部位為腮腺，其次為頜下腺。診斷SDC時(shí)常發(fā)現(xiàn)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和面神經(jīng)麻痹，標(biāo)準(zhǔn)治療為手術(shù)切除+淋巴結(jié)清掃+輔助放療，但預(yù)后較差[3-4]。近年來(lái)，隨著第2代基因測(cè)序（next generation sequencing，NGS）和免疫組織化學(xué)（immunohistochemistry，IHC）技術(shù)的高速發(fā)展，對(duì)SDC病理標(biāo)本進(jìn)行大規(guī)?；蚝Y選，深入認(rèn)識(shí)其發(fā)生、發(fā)展的分子機(jī)制，可為SDC的診斷和預(yù)后評(píng)估提供特異性指標(biāo)，也為今后SDC靶向治療研究提供潛在靶點(diǎn)。

1 SDC的概述

SDC是涎腺癌的亞型之一，是1種罕見的涎腺惡性腫瘤，在組織形態(tài)學(xué)上與高級(jí)別乳腺導(dǎo)管癌高度相似[5]，1968年由Kleinsasser等[6]報(bào)道并命名。SDC主要臨床表現(xiàn)為快速增長(zhǎng)的腫塊，可累及面神經(jīng)，出現(xiàn)面癱、疼痛等癥狀，常伴有局部復(fù)發(fā)、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移以及部分患者出現(xiàn)遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移[7-8]。在計(jì)算機(jī)斷層掃描和磁共振圖像上，SDC主要被視為界限不清和浸潤(rùn)性腫塊，伴有頻繁鈣化和壞死以及T2WI上明顯的低信號(hào)區(qū)可能是SDC診斷的有用影像學(xué)特征，盡管多相對(duì)比增強(qiáng)計(jì)算機(jī)斷層掃描成像有助于與其他涎腺惡性腫瘤相鑒別，但確診主要依靠病理檢查[9]。鏡下觀察SDC癌細(xì)胞呈立方形或多邊形，胞漿嗜酸，細(xì)胞異型性明顯，類似于乳腺導(dǎo)管癌形成乳頭狀、篩狀、實(shí)性和粉刺狀特征性結(jié)構(gòu)，并可見腫瘤細(xì)胞向周圍浸潤(rùn)[10]。雖然SDC在組織學(xué)上類似乳腺導(dǎo)管癌，但它通常比后者顯示更明顯的細(xì)胞異型性和更多的有絲分裂[11]。根據(jù)美國(guó)國(guó)家綜合癌癥網(wǎng)絡(luò)（National Comprehensive Cancer Network，NCCN）指南的更新內(nèi)容，SDC治療策略主要通過(guò)手術(shù)切除+淋巴結(jié)清掃+輔助放療[12]，但是患者預(yù)后較差，相比較其他唾液腺腫瘤亞型更容易復(fù)發(fā)和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移，5年生存率較低，輔助放療在治療中的作用需要進(jìn)一步探討，因?yàn)樗]有提高總體生存率[2-3]。通過(guò)NGS技術(shù)，有學(xué)者[13-15]在SDC中發(fā)現(xiàn)，HRAS、TP-53、PIK3CA、PTEN和HER-2等高頻突變基因，這些基因突變可作用PI3K/AKT/mTOR信號(hào)通路，導(dǎo)致SDC的發(fā)生、發(fā)展，有利于研究者發(fā)現(xiàn)有效的精準(zhǔn)治療靶點(diǎn)，通過(guò)靶向治療來(lái)改善患者的預(yù)后。

2 PI3K/AKT/mTOR信號(hào)通路與SDC發(fā)生的關(guān)系

PI3K是磷酸化肌醇磷脂3位羥基的激酶家族，同時(shí)具有磷脂激酶及蛋白激酶的活性，由1個(gè)催化亞基（p110）和1個(gè)調(diào)節(jié)亞基（p85）組成的異源二聚體[16]。PI3K可通過(guò)生長(zhǎng)因子、細(xì)胞因子等細(xì)胞外信號(hào)與酪氨酸受體激酶受體結(jié)合而激活，也可通過(guò)Ras蛋白與p110亞基結(jié)合直接激活?；罨腜I3K可催化磷脂酰肌醇使其磷酸化而生成：3-磷酸磷脂酰肌醇、3,4-二磷酸磷脂酰肌醇和3,4,5-三磷酸磷脂酰肌醇，其中3,4,5-三磷酸磷脂酰肌醇作為重要的第二信使，將信號(hào)傳遞給下游信號(hào)分子[17]。由抑癌基因PTEN編碼的磷脂酶和張力蛋白同源物PTEN是1種3,4,5-三磷酸肌醇磷脂酶，可誘導(dǎo)3磷酸肌醇去磷酸化從而可對(duì)抗PI3K活性。原癌基因c-Akt的表達(dá)產(chǎn)物Akt是1種絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶，是PI3K下游最直接的信號(hào)分子。3,4,5-三磷酸磷脂酰肌醇可與Akt的Pleckstrin Homolgy結(jié)構(gòu)域結(jié)合，導(dǎo)致Akt從胞漿轉(zhuǎn)位到質(zhì)膜，在磷酸肌醇依賴性蛋白激酶的協(xié)同作用下使Akt的Ser473和Thr308位點(diǎn)磷酸化，從而使AKT完全活化?；罨腁KT可直接激活其下游因子mTOR，從而使核糖體p70S6激酶蛋白（SK61）和真核起始因子4E結(jié)合蛋白1磷酸化，形成elF4F復(fù)合物，增強(qiáng)mRNA的轉(zhuǎn)錄和翻譯，參與細(xì)胞周期的調(diào)控、增殖和凋亡[18]。Ettl等[19]研究發(fā)現(xiàn)，PI3K/AKT/mTOR信號(hào)通路在SDC中是異?；钴S的，并可能作為個(gè)體化治療的目標(biāo)。Gargano等[14]通過(guò)IHC和NGS技術(shù)對(duì)28例SDC患者基因組進(jìn)行靶向測(cè)序，結(jié)果顯示突變頻率較高的基因包括PIK3CA、TP53、Her-2、RAS、PTEN，這些基因可使PI3K/AKT/mTOR信號(hào)通路異?；罨?，從而導(dǎo)致癌細(xì)胞惡性增殖并且凋亡抑制，最終導(dǎo)致SDC的發(fā)生與發(fā)展。

PI3K/AKT/mTOR信號(hào)通路可以通過(guò)轉(zhuǎn)錄調(diào)控細(xì)胞增殖、血管生成，以及抑制抑癌基因和促進(jìn)細(xì)胞運(yùn)動(dòng)來(lái)介導(dǎo)SDC的發(fā)生、發(fā)展，并且PI3K、AKT和mTOR還是小分子抑制劑的治療靶點(diǎn)[20]。因此，PI3K/AKT/mTOR信號(hào)通路在SDC相關(guān)研究中受到廣泛關(guān)注。

在上述過(guò)程中，相關(guān)基因突變?？捎绊慞I3K/AKT/mTOR信號(hào)通路的異常激活。例如，Her-2、PIK3A、RAS、PTEN及TP53等高頻基因突變致使PI3K/AKT/mTOR信號(hào)通路的異常持續(xù)激活，導(dǎo)致SDC的發(fā)生[21]。

3 PI3K/AKT/mTOR信號(hào)通路中與SDC發(fā)生相關(guān)的高頻突變基因

3.1 Her-2

Her-2編碼185 kD細(xì)胞膜受體HER2，即為表皮生長(zhǎng)因子受體（epidermal growth factor receptor，EGFR）家族成員之一。HER2的高表達(dá)會(huì)導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞PI3K/AKT/mTOR信號(hào)通路活性高，從而使得細(xì)胞增殖能力較強(qiáng)，分化成熟和凋亡機(jī)制受到抑制，細(xì)胞惡性程度高[21]。研究[22]顯示，Her-2基因擴(kuò)增在許多惡性腫瘤中均有不同程度的過(guò)表達(dá)，包括唾液腺癌、乳腺癌、肺癌、卵巢癌等。Santana等[23]研究的15例病例中，有7例通過(guò)熒光原位雜交證實(shí)了Her-2基因擴(kuò)增，NGS分析揭示了可持續(xù)發(fā)展的反復(fù)突變，并且證實(shí)了HER2是SDC預(yù)后不良的潛在生物標(biāo)志物。Suzuki等[21]研究了47例涎腺腫瘤后發(fā)現(xiàn)，不同的信號(hào)級(jí)聯(lián)被激活：1）EGFR/HER2（-AKT）-mTOR信號(hào)通路，HER 2和/或EGFR的基因增益，在SDC和多形性腺瘤癌中被激活；2）在黏液表皮樣癌或腺泡細(xì)胞癌中激活的EGFR（-AKT）-mTOR依賴途徑，沒有HER2或EGFR基因改變；3）在其他類型中沒有EGFR/HER2激活的AKT依賴途徑。這些發(fā)現(xiàn)表明，EGFR/HER2-AKT-mTOR途徑中的磷酸化蛋白定位可能是選擇合適靶向方案的有用指南。研究[4]顯示，SDC不僅在組織學(xué)和IHC，甚至在整體基因表達(dá)上與乳腺癌高度相似。SDC中EGFR基因和7號(hào)染色體多體的激活突變與酪氨酸激酶抑制劑在不同腺癌中的治療反應(yīng)相關(guān)，可能適用于SDC患者。此外，7號(hào)染色體多倍性預(yù)示著較差的臨床結(jié)果，表現(xiàn)為高EGFR表達(dá)。HER-2過(guò)表達(dá)和基因擴(kuò)增的發(fā)現(xiàn)確定了SDC患者可能受益于曲妥珠單抗靶向治療，這些變化強(qiáng)調(diào)了EGFR受體家族的變化譜是治療SDC的潛在靶點(diǎn)[24]。曲妥珠單抗是一種針對(duì)酪氨酸激酶受體HER2胞外區(qū)的人源化單克隆抗體，可通過(guò)將自己附著在HER2上來(lái)阻止人體表皮生長(zhǎng)因子在HER2上的附著，從而對(duì)PI3K通路負(fù)調(diào)節(jié)，促進(jìn)細(xì)胞凋亡和抑制增殖[25]。HER2陽(yáng)性唾液腺癌腫瘤患者的中位無(wú)病生存期和總生存期比未接受輔助曲妥珠單抗的患者長(zhǎng)[26]。Takahashi等[27]曲妥珠單抗和多西紫杉醇治療HER2陽(yáng)性SDC的二期臨床試驗(yàn)研究數(shù)據(jù)顯示曲妥珠單抗聯(lián)合多西他賽治療HER2陽(yáng)性SDC患者的療效顯著，且具有可控的毒性特征。HER2陽(yáng)性和曲妥珠單抗治療與SDC患者的長(zhǎng)期生存和反應(yīng)密切相關(guān)[28]。

3.2 PIK3CA

PIK3CA編碼Ⅰ類磷脂酰肌醇-3-激酶的p110催化亞單位，即PI3Kp110α已被證實(shí)，在體內(nèi)和體外的一些人類癌癥中起致癌作用[29]。PIK3CA基因的2位點(diǎn)突變，即E545K和H1047R，這2個(gè)位點(diǎn)突變先前已被證實(shí)可促進(jìn)脂質(zhì)激酶活性并增強(qiáng)其下游Akt信號(hào)通路，表明它們與人類腫瘤發(fā)生密切相關(guān)，其不僅可以減少細(xì)胞的凋亡還可以促進(jìn)腫瘤的浸潤(rùn)、PI3Ks的活性[30]。在正常條件下，與受體結(jié)合的生長(zhǎng)因子通過(guò)募集PI3K的p85亞單位導(dǎo)致PI3K活化。PIK3CA的突變和PTEN的缺失常常同時(shí)發(fā)生，PTEN通過(guò)3,4,5-三磷酸磷脂酰肌醇的去磷酸化作為PI3K途徑的抑制劑。PIK3CA突變或PTEN缺失導(dǎo)致PI3K途徑的異常激活，這為SDC患者靶向治療PI3K途徑提供了分子基礎(chǔ)[31]。研究[32]顯示，PIK3CA在人類SDC中表達(dá)上調(diào)和頻繁突變，增加了PIK3CA致癌途徑在SDC腫瘤發(fā)生中至關(guān)重要的證據(jù)，并且可能是這種罕見疾病的合理藥物靶點(diǎn)。LY294002作為較早的PI3K抑制劑，可作用于PI3K催化亞基，抑制PI3K活性及其下游信號(hào)分子磷酸化，但是由于其藥理活性低和明顯的細(xì)胞毒性，限制了LY294002在臨床上的應(yīng)用，LY294002不僅與Ⅰ類PI3K和其他PI3K相關(guān)激酶結(jié)合，而且似乎與PI3K家族無(wú)關(guān)的新靶標(biāo)結(jié)合，所以它并不能成為理想的PIK3CA靶向治療藥物[30]。Alpelisib是1種有效且高度特異性的p110a抑制劑。人體臨床研究[33]表明，其在PIK3CA突變的腫瘤患者中具有良好的安全性和療效。研究[34]證實(shí)，PI3K改變?cè)赟DC常見發(fā)生，并為SDC對(duì)PI3Kα和PI3Kβ聯(lián)合靶向治療或泛PI3K靶向治療的潛在反應(yīng)提供了證據(jù)?？傊?，PIK3CA是SDC最常見的高頻突變基因之一，與SDC的發(fā)病密切相關(guān)，PI3K抑制劑有望成為SDC的有效治療藥物。

3.3 RAS

RAS基因編碼低相對(duì)分子質(zhì)量鳥嘌呤核苷酸結(jié)合蛋白，在控制細(xì)胞分裂、細(xì)胞成熟以執(zhí)行特定功能（細(xì)胞分化）的過(guò)程以及細(xì)胞自我破壞中起著重要作用。RAS基因家族包括：HRAS、KRAS及NRAS。突變RAS除了驅(qū)動(dòng)的2種主要信號(hào)通路，即RAF/MEK/ERK和PI3K/AKT/mTOR通路，還包括RAC/PAK、RAGDS/Ral和PKC/PLC信號(hào)通路，以及微小核糖核酸調(diào)節(jié)的RAS相關(guān)信號(hào)通路，以強(qiáng)調(diào)RAS調(diào)節(jié)在癌癥中的重要性[35]。Dalin等[4]發(fā)現(xiàn)31名患者中有7名攜帶HRAS突變基因。3名HRASG13R突變患者中有3名也有共同出現(xiàn)的PIK3CA H1047R突變。在4名HRAS Q61R患者中未檢測(cè)到PIK3CA突變。這些數(shù)據(jù)表明，HRAS Q61R可能是1種更有效的激活突變，而HRAS G13R與PIK3CA H1047R合作促進(jìn)SDC的腫瘤發(fā)生。在其他癌癥類型中也觀察到了類似的發(fā)現(xiàn)，其中PIK3CA已被證明與特定的RAS突變協(xié)同作用，其方式可產(chǎn)生對(duì)PI3K信號(hào)的依賴性和對(duì)ERBB2抑制的抗性。KRAS及NRAS突變基因亦在SDC中較常見[36-37]。Wang等[15]對(duì)149例SDC、多形性腺瘤癌和腺癌分析可行的基因組改變，PI3K/AKT/mTOR途徑中的基因組改變?cè)赟DC比其他組織學(xué)更常見。每個(gè)RAS突變都伴隨著PI3K/mTOR通路的激活，26.8%的SDC中可觀察到RAS基因突變。說(shuō)明RAS是SDC的潛在靶標(biāo)。隨著結(jié)構(gòu)生物學(xué)和生物信息學(xué)的不斷發(fā)展，越來(lái)越多證據(jù)表明，Ras蛋白可以成為藥物分子作用的靶點(diǎn)蛋白。1種關(guān)于RAS-效應(yīng)蛋白結(jié)構(gòu)域的小分子抑制劑rigosertib可以與RAF激酶的RAS-效應(yīng)蛋白結(jié)構(gòu)域作用，從而抑制RAS-RAF-MEK途徑，也可與Ral-GDS和PI3Ks的RAS-效應(yīng)蛋白結(jié)構(gòu)域相結(jié)合，證明了rigosertib可以破壞RAS介導(dǎo)的信號(hào)通路，從而表明其對(duì)RAS突變引起的惡性腫瘤有重要意義[38]。通過(guò)擬抗體技術(shù)構(gòu)建的NS1是1種類似抗體的合成結(jié)合蛋白，與HRAS和KRAS的GTP和GDP由較高的親和力，可以作用于蛋白上α4-β6-α5構(gòu)成的變構(gòu)位點(diǎn)，從而阻斷下游的RAF-信號(hào)通路，為抑制RAS蛋白活性及下游信號(hào)通路提供新的靶點(diǎn)，進(jìn)一步推動(dòng)了RAS抑制劑的研究，為SDC患者的治療提供了助力[39]。

3.4 TP53

TP53基因是1種腫瘤抑制基因，在所有惡性腫瘤中，如卵巢癌、食道癌、乳腺癌、頭頸癌等，50%以上會(huì)出現(xiàn)該基因突變。由這種基因編碼的蛋白質(zhì)p53是1種轉(zhuǎn)錄因子，調(diào)控細(xì)胞周期。TP53基因突變后，失去了對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)、凋亡和DNA修復(fù)的調(diào)控作用[40]。PI3K/Akt途徑通過(guò)不同的機(jī)制與p53腫瘤抑制因子相互作用，Akt對(duì)MDM2的激活和野生型p53水平的降低與促進(jìn)攜帶PI3K/Akt上游信號(hào)蛋白突變的癌癥的腫瘤進(jìn)展有關(guān)，PI3K/Akt途徑對(duì)p53的調(diào)節(jié)也通過(guò)另一個(gè)下游靶點(diǎn)，即mTOR1發(fā)生，野生型p53通過(guò)激活PTEN腫瘤抑制因子對(duì)PI3K/Akt途徑具有直接活性[41]。SDC患者中TP53基因突變最普遍，在SDC的發(fā)生發(fā)展中起重要作用，并與SDC患者的預(yù)后息息相關(guān)[5]。針對(duì)TP53突變，美國(guó)食品藥物管理局沒有批準(zhǔn)任何針對(duì)性的靶向藥物，即便是臨床藥物，也是針對(duì)TP53不同位點(diǎn)，但效果和毒性反應(yīng)有待爭(zhēng)議。研究[42]發(fā)現(xiàn)，淋巴細(xì)胞活化基因3（lymphocyte activation gene 3，LAG3）表達(dá)與晚期淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、細(xì)胞毒性T細(xì)胞浸潤(rùn)和TP53突變顯著相關(guān)。LAG3作為靶標(biāo)可能適用于SDC。

3.5 PTEN

PTEN是人第10號(hào)染色體缺失的磷酸酶及張力蛋白同源的基因，它被定性為人類癌癥中最常見的突變和缺失的腫瘤抑制因子之一。該基因編碼的蛋白包含1個(gè)酪蛋白磷酸酶的功能區(qū)和175個(gè)氨基酸左右的與骨架蛋白tenasin、auxilin同源區(qū)域，可以通過(guò)對(duì)3,4,5-三磷酸磷脂酰肌醇的去磷酸化來(lái)表達(dá)其對(duì)PI3K信號(hào)通路負(fù)調(diào)節(jié)作用。除了PIK3CA的改變，PI3K途徑的激活也可能是由于PTEN的缺失引起[43]。Griffith等[31]在SDC PI3K信號(hào)通路中發(fā)現(xiàn)，16例SDC患者中有8例（50%）有PTEN缺失。Ettl等[44]在24例SDC患者中的16例中檢測(cè)到PTEN缺失。PTEN的缺失在SDC患者中較常發(fā)生，但是否會(huì)是影響其預(yù)后的獨(dú)立危險(xiǎn)因素仍有待于多中心、大樣本臨床試驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)。

隨著個(gè)體化治療，NGS和IHC技術(shù)的不斷發(fā)展，SDC的靶向藥物研究也取得了重大突破。最新的NCCN指南推薦對(duì)SDC的HER2狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，對(duì)HER2過(guò)度表達(dá)可選擇抗HER2治療[12]。HER2靶向藥物，如曲妥珠單抗等已在臨床試驗(yàn)取得顯著療效[28]。SDC中，PIK3CA、RAS等高頻突變基因靶向藥物仍有待進(jìn)一步研究。

4 展望

SDC是世界衛(wèi)生組織最新分類中21種原發(fā)性唾液腺癌亞型中最具侵襲性的腫瘤[1]，局部復(fù)發(fā)和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移率高。SDC的罕見性使其不能進(jìn)行大規(guī)模的確定性隨機(jī)試驗(yàn)來(lái)建立標(biāo)準(zhǔn)的治療方法。NCCN指南中，SDC治療策略主要是手術(shù)切除+選擇性淋巴結(jié)清掃+輔助放療，但是患者預(yù)后較差。通過(guò)NGS和IHC技術(shù)，篩選出SDC中高頻突變基因及高表達(dá)受體，并以此為突破點(diǎn)進(jìn)行深度研究，可為SDC的精準(zhǔn)治療提供靶點(diǎn)，提高治愈率。

利益沖突聲明：作者聲明本文無(wú)利益沖突。