[摘要] 胰腺癌惡性程度高,死亡率和發(fā)病率幾乎相近,預(yù)后極差。近年來(lái)手術(shù)、化療、靶向及免疫等綜合治療在胰腺癌的治療中取得部分效果,但胰腺癌患者的整體生存率未見(jiàn)明顯改善。尋找胰腺癌特定的生物標(biāo)志物或腫瘤信號(hào)通路對(duì)探究新的治療靶點(diǎn)、改善胰腺癌患者的預(yù)后和延長(zhǎng)生存期至關(guān)重要。磷脂酰肌醇–3–激酶–蛋白激酶B–哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白信號(hào)通路激活后與胰腺癌的發(fā)生發(fā)展緊密相關(guān)。胰腺癌治愈困難,靶向治療是未來(lái)的研究方向,相關(guān)信號(hào)通路抑制劑具有良好的靶向抗腫瘤效果,因此,未來(lái)抑制劑的進(jìn)一步研發(fā)讓靶向治療胰腺癌成為可能。
[關(guān)鍵詞] 磷脂酰肌醇–3–激酶–蛋白激酶B–哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白;胰腺癌;抑制劑;進(jìn)展
[中圖分類(lèi)號(hào)] R735.9" """"[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A """""[DOI] 10.3969/j.issn.1673-9701.2025.18.026
胰腺癌是全球范圍內(nèi)癌癥相關(guān)死亡的主要原因之一,惡性程度高,被稱為“癌中之王”;患者的5年生存率僅為9%~10%,在所有消化道惡性腫瘤中處于最低[1]。據(jù)統(tǒng)計(jì),目前胰腺癌在國(guó)內(nèi)惡性腫瘤發(fā)病率居第10位,相關(guān)死亡率居第6位,且發(fā)病率呈逐漸上升趨勢(shì),死亡率和發(fā)病率幾乎相近[2]。在胰腺癌病理學(xué)類(lèi)型中,90%為導(dǎo)管腺癌,具有侵襲性高、預(yù)后差等特點(diǎn)。現(xiàn)行胰腺癌的治療方式包括手術(shù)治療、化療、放療、靶向及免疫治療等,根治性手術(shù)切除迄今仍是胰腺癌獲得治愈機(jī)會(huì)的首選方法。然而臨床上約80%的患者在接受診療時(shí)往往處于中晚期,已失去手術(shù)機(jī)會(huì)。雖然近年來(lái)綜合治療在胰腺癌的治療中取得部分良好效果,但胰腺癌的整體生存率未見(jiàn)明顯改善。因此,尋找胰腺癌特定的生物標(biāo)志物或腫瘤信號(hào)通路對(duì)了解其生物學(xué)特性、探究新的治療靶點(diǎn)、改善胰腺癌患者預(yù)后和延長(zhǎng)生存期至關(guān)重要。研究發(fā)現(xiàn)磷脂酰肌醇–3–激酶(phosphatidylinositol–3–kinase,PI3K)–蛋白激酶B(protein kinase B,Akt)–哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)信號(hào)通路在調(diào)控細(xì)胞增殖、凋亡、運(yùn)動(dòng)、代謝和自噬等過(guò)程中發(fā)揮關(guān)鍵作用,同時(shí)在惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展及治療中也發(fā)揮重要作用[3]。本文對(duì)PI3K–Akt–mTOR通路的組成、激活途徑及在胰腺癌進(jìn)展中的作用進(jìn)行綜述,并進(jìn)一步探討未來(lái)免疫抑制劑靶向治療胰腺癌的可能性。
1 "PI3K-Akt-mTOR通路
1.1 "PI3K-Akt-mTOR通路的組成及激活
PI3K–Akt–mTOR信號(hào)通路是細(xì)胞內(nèi)重要的信號(hào)傳導(dǎo)途徑,對(duì)調(diào)節(jié)細(xì)胞的生長(zhǎng)、增殖、分化、自噬和凋亡有重要的作用。PI3K是一種脂質(zhì)激酶家族成員,主要參與調(diào)節(jié)細(xì)胞的生長(zhǎng)、存活、增殖和代謝等基本生物學(xué)過(guò)程,其功能涉及在信號(hào)通路中磷脂酰肌醇–3,4,5–三磷酸(phosphatidylinositol–3,4,5–trisphosphate,PIP3)的合成,進(jìn)而激活下游信號(hào)分子的級(jí)聯(lián),影響細(xì)胞的一系列生理和病理進(jìn)程。PI3K共3類(lèi),目前發(fā)現(xiàn)只有Ⅰ類(lèi)PI3K與惡性腫瘤形成有密切關(guān)系。Ⅰ類(lèi)PI3K包括PI3Kα、PI3Kβ、PI3Kγ和PI3Kδ,其催化亞基分別由PIK3CA、PIK3CB、PIK3CG及PIK3CD基因編碼。Ⅰ類(lèi)PI3K根據(jù)其結(jié)構(gòu)、底物特異性和調(diào)控性進(jìn)一步分為ⅠA和ⅠB兩種亞型。研究發(fā)現(xiàn)正常生理下PI3K處于失活狀態(tài),當(dāng)PIK3CA基因發(fā)生致病性突變時(shí),可編碼出異常的PI3Kα(p110α),使PI3K處于激活狀態(tài),導(dǎo)致通路紊亂。Akt是一種絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶,是PI3K下游的主要分子,對(duì)調(diào)控細(xì)胞生長(zhǎng)、增殖及代謝發(fā)揮重要作用。Akt具有3個(gè)不同的功能域[4]。在接收到來(lái)自上游分子信號(hào)后,PI3K激活生成PIP3與Akt的PH結(jié)構(gòu)域相互識(shí)別,在磷酸肌醇依賴蛋白激酶1和磷酸肌醇依賴蛋白激酶2的作用下蛋白發(fā)生磷酸化,導(dǎo)致Akt激活。激活后的Akt再轉(zhuǎn)移到細(xì)胞內(nèi),繼續(xù)靶向調(diào)控mTOR、促凋亡蛋白Bad和核轉(zhuǎn)錄因子(NF-kappa B,NF-κB)等下游信號(hào)分子[5]。mTOR是一種哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白,是PI3K信號(hào)通路中的第3個(gè)效應(yīng)者,是Akt下游通路的主要靶點(diǎn),也是多條信號(hào)通路匯合的樞紐,共包括5個(gè)結(jié)構(gòu)域。mTOR參與細(xì)胞生長(zhǎng)代謝的多種信號(hào)通路,可整合來(lái)自三大營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和細(xì)胞外信號(hào)的輸入。mTOR激活后可引起多個(gè)下游靶點(diǎn)的磷酸化。mTOR的作用是通過(guò)兩種不同的復(fù)合體調(diào)節(jié)細(xì)胞的生長(zhǎng)和凋亡,即1型(mTORC1)和2型(mTORC2)。兩種復(fù)合體的區(qū)別在于組分不同,分別為Raptor和Rictor。一般認(rèn)為mTORC1是Akt的主要下游效應(yīng)因子之一,對(duì)雷帕霉素較敏感?;罨蟮膍TORC1通過(guò)磷酸化下游的真核翻譯延長(zhǎng)因子4E結(jié)合蛋白1和p70核糖體蛋白S6激酶(p70 ribosomal protein S6 kinase,p70S6K),對(duì)細(xì)胞增殖、分化、凋亡、自噬及代謝等多種生物學(xué)功能發(fā)揮調(diào)節(jié)作用[6]。
1.2 "PI3K-Akt-mTOR信號(hào)通路與胰腺癌
胰腺癌早期癥狀不典型,易與其他疾病混淆。多數(shù)患者由于重視度不夠,住院治療時(shí)往往喪失治療時(shí)機(jī)。據(jù)統(tǒng)計(jì),從癌前病變發(fā)展為浸潤(rùn)性腺癌至少需要10余年時(shí)間。研究發(fā)現(xiàn)胰腺癌患者早期大多數(shù)存在K-RAS基因突變,即主要的致癌驅(qū)動(dòng)突變。K-RAS突變后可調(diào)節(jié)下游的PI3K–Akt–mTOR等多條信號(hào)通路。K-RAS突變導(dǎo)致PIK3CA過(guò)表達(dá),進(jìn)而通過(guò)PDK1觸發(fā)腺泡–導(dǎo)管化生(acinar-to-ductal metaplasia,ADM)重編程,導(dǎo)致胰腺癌發(fā)生,K-RAS–PI3K軸在介導(dǎo)ADM和胰腺癌的發(fā)生發(fā)展中起關(guān)鍵作用[7]。此外,研究表明PI3K、Akt和mTOR失調(diào)是促使胰腺癌進(jìn)展的3個(gè)關(guān)鍵因素[8]。
2 "PI3K-Akt-mTOR信號(hào)通路在胰腺癌中的作用
PI3K–Akt–mTOR通路是腫瘤免疫中的重要通路,激活后與胰腺癌的發(fā)生發(fā)展緊密相關(guān),可誘導(dǎo)胰腺癌形成,抑制凋亡,促進(jìn)遷移和化療耐藥,從多條途徑促進(jìn)胰腺癌的進(jìn)展。PI3K–Akt–mTOR信號(hào)通路在胰腺癌中的作用如下。
2.1 "抑制胰腺癌細(xì)胞凋亡、誘導(dǎo)腫瘤形成
在PI3K–Akt–mTOR信號(hào)通路中,Akt是促進(jìn)腫瘤惡性進(jìn)展的主要抗凋亡調(diào)節(jié)因子,發(fā)揮腫瘤細(xì)胞抑凋亡、促生存的關(guān)鍵作用?;罨腁kt可磷酸化Bad蛋白的Ser136位點(diǎn),致使Bcl-xL蛋白從二聚體中釋放發(fā)揮抗凋亡作用[9]。Akt可磷酸化激活X連鎖凋亡抑制蛋白(X-linked inhibitor of apoptosis protein,XIAP),抑制促凋亡蛋白半胱天冬酶(caspase3、caspase8、caspase9)發(fā)揮抗凋亡作用?;罨腁kt可上調(diào)泛素連接酶的活性和促進(jìn)P53基因失活,進(jìn)而阻斷P53介導(dǎo)的促凋亡反應(yīng)。Akt可磷酸化NF-κB抑制酶,進(jìn)而上調(diào)抗凋亡基因發(fā)揮作用[10]。此外,Akt活化后可導(dǎo)致糖原合酶激酶 3(glycogen synthase kinase 3,GSK3)失活,加速糖酵解和促進(jìn)腺苷三磷酸(adenosine triphosphate,ATP)生成,從而抑制細(xì)胞凋亡?;罨腁kt可磷酸化叉頭轉(zhuǎn)錄因子(forkhead box O,F(xiàn)oxO)家族,防止細(xì)胞周期停滯,進(jìn)而增加腫瘤細(xì)胞增殖,誘導(dǎo)腫瘤形成[11]。
2.2 "促進(jìn)胰腺癌新生血管形成
新生血管的形成可為腫瘤細(xì)胞提供養(yǎng)分,對(duì)惡性腫瘤浸潤(rùn)性生長(zhǎng)和遠(yuǎn)處遷移起重要作用。PI3K可介導(dǎo)血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)信號(hào)的傳遞,引起內(nèi)皮細(xì)胞遠(yuǎn)處遷移。Akt激活后可激活一氧化氮合酶,刺激血管內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生一氧化氮,促進(jìn)新生血管生成[12]。mTOR的p70S6K位點(diǎn)被激活后,可誘導(dǎo)缺氧誘導(dǎo)因子(hypoxia inducible factor-1α,HIF-1α)的表達(dá),刺激新生血管生成[13]。磷酸酶和張力蛋白同源物(phosphatase and tensin homolog,PTEN)是VEGF介導(dǎo)的信號(hào)傳導(dǎo)的負(fù)性調(diào)節(jié)劑,PI3K–Akt–mTOR通路中通常有PTEN基因缺失。PTEN失活或缺失可提高VEGF表達(dá),促進(jìn)新生血管生成[14]。
2.3 "促進(jìn)胰腺癌侵襲和轉(zhuǎn)移
侵襲和轉(zhuǎn)移是惡性腫瘤的重要特征,也是胰腺癌患者治療失敗和早期死亡的主要原因之一。PI3K–Akt–mTOR信號(hào)通路激活后可促進(jìn)胰腺癌細(xì)胞的侵襲和遷移。激活后的Akt可磷酸化mTORC1及其下游靶點(diǎn),導(dǎo)致上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化標(biāo)志物波形蛋白和N–鈣黏蛋白上調(diào)及E–鈣黏蛋白、緊密連接蛋白–1和密封蛋白減少,促使腫瘤細(xì)胞侵襲和轉(zhuǎn)移[15]。p70S6K激活后可促進(jìn)基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinases,MMP)表達(dá)升高,使腫瘤細(xì)胞更易發(fā)生侵襲和轉(zhuǎn)移[16]。此外,研究還發(fā)現(xiàn)部分微RNA可作為PI3K通路的調(diào)節(jié)劑,通過(guò)阻滯翻譯降低PTEN水平,增加腫瘤細(xì)胞的遠(yuǎn)處遷移[17]。
2.4 "促進(jìn)胰腺癌化療耐藥
目前新輔助化療或輔助化療仍是中晚期胰腺癌的主流治療方法。氟尿嘧啶類(lèi)、吉西他濱、鉑類(lèi)、伊立替康類(lèi)、白蛋白紫杉醇是胰腺癌常用且效果良好的化療藥物,但化療藥物耐藥往往是惡性腫瘤治療失敗的重要原因。因此,增強(qiáng)化療藥物療效或逆轉(zhuǎn)化療藥物耐藥是腫瘤治療中亟待解決的難題。研究表明自噬是腫瘤細(xì)胞化療耐藥的一個(gè)重要因素。mTOR在受到抑制后,可影響下游通路中其誘導(dǎo)的自噬,有效降低化療藥物耐藥。因此,理論上應(yīng)用mTOR抑制劑或PI3K/mTOR雙重抑制劑對(duì)治療胰腺癌自噬性化療耐藥具有積極作用。
3 "PI3K-Akt-mTOR信號(hào)通路免疫抑制劑在胰腺癌中的研究
胰腺癌治愈困難,靶向治療是未來(lái)的研究方向。PI3K–Akt–mTOR信號(hào)通路的激活可促進(jìn)胰腺癌的發(fā)生發(fā)展,因此理論上可應(yīng)用該通路的抑制劑成分對(duì)胰腺癌進(jìn)行靶向治療。通過(guò)抑制這一途徑,可重新編程胰腺癌細(xì)胞的代謝過(guò)程,誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡或功能喪失,從而阻止癌細(xì)胞的進(jìn)一步增殖和擴(kuò)散,對(duì)胰腺癌治療有重要作用。目前,PI3K–Akt–mTOR信號(hào)通路抑制劑分為PI3K抑制劑、Akt抑制劑、mTOR抑制劑和雙重或多重抑制劑4類(lèi)。
3.1 "PI3K抑制劑
PI3K抑制劑的作用機(jī)制是促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡并增強(qiáng)化療藥物的敏感度。LY294002是首個(gè)被發(fā)現(xiàn)的廣譜PI3K抑制劑,可抑制腫瘤血管生成及生長(zhǎng),與多種抗腫瘤藥物聯(lián)合可有效提高藥物療效,并減緩耐藥產(chǎn)生[18]。Buparlisib(BKM120,NVP-BKM120)也是一種廣譜的PI3K抑制劑,可抑制PI3K的多個(gè)亞型。研究表明其在K-RAS基因突變的卵巢癌和胰腺癌患者中均表現(xiàn)出良好的抗腫瘤活性。Copanlisib(BAY80-6946)主要作用于PI3Kα和δ亞型。一項(xiàng)Ⅰ期臨床試驗(yàn)結(jié)果證實(shí)其對(duì)晚期惡性腫瘤顯示出良好的抗腫瘤特性[19]。Alpelisib(BYL719)是一種選擇性PI3Kα抑制劑,已被美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局批準(zhǔn)用于有PIK3CA基因突變的乳腺癌患者中。研究結(jié)果顯示Alpelisib"可用于胰腺癌的治療。在一項(xiàng) Ⅰb期臨床試驗(yàn)中,Idelalisib(CAL-101,GS-1101)被用于治療轉(zhuǎn)移性胰腺癌,結(jié)果顯示其總體安全性與血液惡性腫瘤保持相當(dāng)[20-21]。此外,另一種PI3Kα選擇性抑制劑GDC-0326已被發(fā)現(xiàn)在胰腺神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤小鼠模型中顯示出良好的療效,其在減少腫瘤血管生成和減少淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移方面表現(xiàn)出明顯優(yōu)勢(shì)[22]。
3.2 "Akt抑制劑
Akt是PI3K–Akt–mTOR信號(hào)通路的關(guān)鍵傳遞者。目前,靶向抑制Akt是研究的熱點(diǎn),也是腫瘤治療的重要靶點(diǎn)。Akt抑制劑發(fā)揮作用主要通過(guò)非Akt依賴的PI3K信號(hào)旁路的激活,使其失去對(duì)下游分子的抑制。Perifosine(KRX041,NSC639966)是研究最為透徹的Akt變構(gòu)抑制劑,可抑制腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng),促進(jìn)凋亡。研究表明Perifosine可抑制胰腺癌細(xì)胞中核糖體蛋白S6激酶1/鋅指蛋白1信號(hào)通路的傳導(dǎo),并抑制吉西他濱化療耐藥,促進(jìn)胰腺癌細(xì)胞死亡[23]。MK2206是Akt的口服變構(gòu)抑制劑,有研究發(fā)現(xiàn)其可有效抑制人胰腺癌細(xì)胞系MiaPaCa-2和Panc-1的增殖,并顯著增強(qiáng)吉西他濱的抗腫瘤效果[24]。在另外一項(xiàng)針對(duì)MiaPaCa-2細(xì)胞系的研究中發(fā)現(xiàn),磷酸三甲濱也可增強(qiáng)吉西他濱的細(xì)胞毒性作用,與化療藥物發(fā)揮協(xié)同作用,增強(qiáng)療效[25]。
3.3 "mTOR抑制劑
mTOR抑制劑主要通過(guò)阻斷mTORC1發(fā)揮作用。研究表明既往接受過(guò)FOLFIRINOX方案化療的胰腺癌患者,在給予二甲雙胍聯(lián)合雷帕霉素藥物治療時(shí),整體療效較好[26]。替西羅莫司相比于雷帕霉素穩(wěn)定性更好,在一項(xiàng)Ⅰb期治療晚期消化道腫瘤患者的臨床試驗(yàn)中,替西羅莫司可顯著增強(qiáng)卡培他濱的化療效果[27]。依維莫司是一種口服抑制劑,一項(xiàng)Ⅱ期臨床試驗(yàn)顯示依維莫司和卡培他濱聯(lián)合用藥,在晚期胰腺癌患者治療中安全性較高,且患者總生存期提高到9個(gè)月,顯示出良好的抗腫瘤活性[28]。地磷莫司是雷帕霉素的非前藥類(lèi)似物,對(duì)mTOR具有特異性抑制,一項(xiàng)Ⅰ期臨床試驗(yàn)結(jié)果顯示其與貝伐珠單抗聯(lián)合用于治療晚期胰腺癌患者時(shí),患者的生存期顯著延長(zhǎng),效果較好[29]。
3.4 "雙重或多重抑制劑
既往研究表明mTORC1抑制劑在靶向治療胰腺癌時(shí),常觸發(fā)負(fù)反饋機(jī)制,致使單一抑制劑的治療效果不如理論上明顯。雙重或多重抑制劑的探索和研發(fā)將是今后的研究方向。NVP-BEZ235對(duì)PI3K和mTOR信號(hào)分子均具有抑制作用,效果比單一抑制劑更佳,且呈現(xiàn)出明顯的劑量依賴性。在一項(xiàng)對(duì)小鼠異種移植物進(jìn)行的研究中,無(wú)論體內(nèi)或體外試驗(yàn),NVP-BEZ235均顯示出良好的抗胰腺腫瘤活性[30]。Omipalisib(GSK2126458,GSK458)是一種ATP競(jìng)爭(zhēng)性PI3K/mTOR抑制劑,目前用于治療肺纖維化和淋巴瘤患者。研究顯示其在與曲美替尼聯(lián)合使用時(shí),顯示出良好的抗腫瘤活性,且不良反應(yīng)較小[31]。
4 "小結(jié)與展望
胰腺癌早期診斷困難,惡性程度高,預(yù)后差,臨床診治難度大。因此,尋找胰腺癌特定的生物標(biāo)志物或腫瘤相關(guān)信號(hào)通路對(duì)了解生物學(xué)特性并探究新的治療靶點(diǎn)至關(guān)重要。PI3K–Akt–mTOR信號(hào)通路是胰腺癌發(fā)生、發(fā)展過(guò)程中重要的驅(qū)動(dòng)者,與胰腺癌的增殖、凋亡、血管生成、侵襲轉(zhuǎn)移和化療耐藥等多種生物學(xué)行為密切相關(guān),但其具體機(jī)制尚未明確。此外,PI3K–Akt–mTOR信號(hào)通路相關(guān)抑制劑的研究取得可喜成果,但目前抑制劑的治療效果處存在實(shí)驗(yàn)室階段或臨床試驗(yàn)中,最終進(jìn)入臨床使用的藥物數(shù)量有限,且有許多副作用和耐藥性問(wèn)題需解決。靶向治療是未來(lái)胰腺癌患者的主流治療方向?;诖?,還需進(jìn)一步明確PI3K–Akt–mTOR等信號(hào)通路導(dǎo)致胰腺癌進(jìn)展的具體轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制,同時(shí)繼續(xù)探索低毒、可耐受的Akt抑制劑、雙重或多重抑制劑等新藥在胰腺癌中發(fā)揮的作用。這些基礎(chǔ)和臨床的深入研究對(duì)胰腺癌的治療具有重要意義,讓靶向治療胰腺癌成為可能。
利益沖突:所有作者均聲明不存在利益沖突。
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(收稿日期:2025–03–18)
(修回日期:2025–06–09)