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肾细胞癌精准靶向治疗的研究进展

陈旭　张洪秀　聂明秀　李伟▲
云南省第一人民医院（昆明理工大学附属医院）泌尿外科，昆明650032

［摘要］肾细胞癌（RCC）起源于肾实质泌尿小管上皮组织，常发生于肾脏一侧，是泌尿系统最常见的恶性肿瘤之一。血管生成、VHL基因的缺失或突变、Raf/MEK/ERK和PI3K/AKT/mTOR这两条主要信号通路的过度激活是引起RCC发生、发展的主要原因。RCC对常规放化疗，激素治疗和生物治疗不敏感，且副作用大，因此现在常采用精准靶向治疗的手段，对经相关基因和标志物检测后的RCC患者利用联合用药的方式，进行有针对性的精准靶向治疗，可以大幅度提高治疗效率，并减少副作用。然而患者经过一段时间的治疗后，往往出现耐药。耐药又分为获得性耐药和原发性耐药，严重影响患者的治疗效果和预后。本文就RCC的发病机制、精准靶向治疗和耐药性进行综述。

［关键词］肾细胞癌；信号通路；基因突变；VHL基因；耐药；生物标志物；精准靶向治疗

肾细胞癌（renal cell carcinoma，RCC）是泌尿系统最常见的恶性肿瘤之一，起源于肾实质泌尿小管上皮组织［1］。RCC有几种组织亚型，其中最常见的是肾透明细胞癌（clear cell renal cell carcinoma，ccRCC）。RCC经常发生于肾脏单侧，发病率在常见肿瘤中位于第8位［2］，而在恶性泌尿系肿瘤中位居第2位。RCC的全球发病率和死亡率呈逐年上升趋势［3］，我国RCC的发病率以每年2%的速度递增，全国每年要新增2.0～4.7万名RCC患者［4］。20%～30%的患者在就诊时已出现不同程度转移，30%～40%的患者手术切除后数月或数年仍会复发并发展为转移性RCC（metastatic renal cell carcinoma，mRCC）［5-6］。

男性RCC发病率较女性要高一倍之多［7］。生活方式，环境危险因子，种族、地区基因特异性，以及一些易感基因的差异等一系列原因都会影响RCC的发生、发展，进而导致男性与女性的发病率不同［8］。病因学显示RCC的发病主要与吸烟、遗传因素、工业致癌物及放射性物质等有关。

近年来，随着对RCC发生、发展过程中分子调控机制研究的不断深入及临床转化应用的推进，RCC的治疗方法从疗效低并且易产生副作用的放化疗和生物治疗转向以分子信号通路中关键蛋白酶/蛋白作为治疗靶点的精准靶向治疗，极大地改善了晚期RCC患者的治疗现状，且药物疗效及安全性明显提高，不良反应发生率低［7］，对延长患者生存时间，提高其生活质量具有非常重要的意义。2005年12月、2006年1月，索拉非尼及舒尼替尼等分子靶向药物先后在美国上市，开启了RCC分子靶向精准治疗的新时代。然而一些晚期RCC患者对舒尼替尼等产生耐药，因此需要对RCC相关的关键分子机制继续进行深入研究，方能解决RCC患者耐药等问题，开发出更加有效的治疗药物，提高患者的生存率。

1　RCC的发病机制

新生血管的形成是RCC发生发展的主要原因［9］。血管内皮细胞受到刺激后导致血管生成过程的激活，进而为肿瘤细胞提供生长和转移所需的足够营养和O2［10］。与RCC发生相关的主要von Hippel-Lindau（VHL）基因是一种抑癌基因。在缺氧条件下，VHL蛋白表达增加并转位至细胞核内，通过自身E3泛素连接酶负调节低氧诱导因子（hypoxia inducible factor-α，HIF-α）的表达，抑制HIF-α诱导的血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）的表达，VEGF是促进新生血管形成的重要生长因子，因此VHL基因具有抑制肿瘤发生发展的功能［11-12］。然而该基因在＞75%的情况下于3号染色体的短臂处发生缺失、突变或甲基化而处于失活状态［13］，因此无法正常调节HIF-α的表达，从而使得HIF-α增多，导致RCC中信号传导途径下游的VEGF、血小板源性生长因子（platelet derived growth factor，PDGF）、表皮生长因子（epidermal growth factor，EGF）、转化生长因子-α（transform growth factor-α，TGF-α）、促红细胞生成素（hemopoietin，EPO）等过表达，最终促使癌细胞的过度增殖和血管的过度生成［14］，进而导致RCC发生发展。免疫组化研究结果也证实在RCC亚型ccRCC组织中往往高表达VEGF，且血管含量极其丰富［15］。

近年来，随着对于RCC发病分子机制理解的加深，发现了两条对于RCC发生发展十分关键的信号通路。第1条是广泛存在于细胞内的Raf/MEK/ERK信号传导通路；第2条是PI3K/AKT/mTOR信号传导通路［16-17］。Raf/MEK/ERK通路是胞外信号通过一系列磷酸化级联反应传导到细胞核内，调控细胞增殖，分化和凋亡［18］。该信号通路在RCC中被过度激活，促进细胞周期运转，且抑制细胞凋亡［19］，从而介导了RCC的发生发展。

由于RCC细胞中VHL基因突变或表达失活导致HIF-α过量表达，促进VEGF表达，VEGF再通过旁分泌的途径与血管内皮细胞上的特异性受体：血管内皮细胞生长因子受体（vascular endothelial growth factor receptor，VEGFR）结合，激活血管内皮细胞中的VEGFR/Raf/MEK/ERK通路，导致血管和淋巴管的形成，促进RCC发生发展及转移［20］。RCC细胞通过HIF-α的诱导，分泌PDGF-β，PDGF-β与周皮细胞、平滑肌细胞上的PDGFR-β结合，同VEGFR信号通路一样也参与了Raf/ERK的激活［20］，稳定新生肿瘤血管。

EGF受体（EGFR）在60%～90%的各型RCC中均过表达，与RCC的高分期和预后差及肺转移相关。在VHL基因发生突变或功能性丧失的RCC细胞中，RCC细胞依赖TGF-α/EGFR自分泌途径使肿瘤发生；EGFR被高表达，且TGF-α经HIF-α诱导也被高表达，TGF-α与RCC细胞表面的EGFR结合，激活下游Raf/MEK/ERK信号通路，促进RCC细胞的存活和增殖，使得RCC发生［20］。因此抑制VHL基因发生突变或功能性丧失的RCC细胞中EGFR的表达可以阻止RCC的发生。然而在这类细胞中由于HIF-α的诱导，VEGF和PDGF-β的表达上调，促进血管和淋巴管的生成，因而治疗RCC必须同时关注多重靶向TGF-α/ EGFR，VEGFR和PDGFR-β等［20］，如Raf激酶抑制剂可能就是通过抑制RCC细胞内的自分泌途径TGF-α/EGFR和血管内皮细胞以及周皮细胞中的VEGFR和PDGFR-β信号通路来抑制RCC的发生发展。

PI3K/AKT/mTOR信号通路在RCC中，是对肿瘤细胞存活较为重要的信号通路之一，调控细胞增殖、分化、代谢及细胞骨架的重组。这些都与RCC细胞的凋亡和存活存在内在联系［21］。mTOR的体细胞突变与RCC密切相关，多重跨膜酪氨酸激酶受体（如VEGFR）与G蛋白偶联受体（G protein-coupled receptors，GPCRs）通过PI3K途径启动细胞的级联反应，激活下游的mTOR。mTOR在细胞内形成两种蛋白复合体TORC1、TORC2，并发挥作用。HIF-α的mRNA 5'端具有一段寡聚嘧啶序列TOP，核糖体亚单位P70 S6激酶1（ribosomal subunit P70 S6 kinase 1）即S6K可以识别该段序列，使得HIF-α被翻译，TORC1通过磷酸化S6K，调控包含有TOP的mRNA翻译［22］。胰岛素反应底物1（insulin responsive substrate1，IRS1）对于PI3K活性的发挥具有重要作用［23］，而S6K可以抑制IRS1，对PI3K起到负反馈调节作用。在大多数ccRCC中mTOR被过度激活，尤其是预后差的高分级ccRCC［24］。mTOR抑制剂西罗莫司脂化物CCI-770可以在常氧和低氧情况下减弱HIF-α的表达，提高ccRCC的治疗效果。

除了上述两条关键的信号通路外，GPCRs信号通路在肿瘤的发生发展、侵润和转移中也扮演着重要的角色。且GPCRs通过对肿瘤周围血管、信号分子以及胞外基质的影响，对肿瘤形成和生长所需的微环境的建立和维持起着重要的作用。因此GPCRs、Raf/MEK/ ERK及PI3K/AKT/mTOR2信号通路均可以作为靶点对RCC进行精准靶向治疗［25］。

2　RCC的精准靶向治疗

RCC对常规放化疗以及激素治疗不敏感［26］，过去常利用干扰素-α（IFN-α），白介素-2等细胞因子的免疫疗法作为RCC的一线治疗，但其作用非常有限，仅不到20%的有效率，且还有很大的细胞毒性［27］，使得mRCC患者的预后差，中位生存期大约仅为1年［28］。现今采用精准靶向治疗RCC，一些靶向抗血管生成药物作用特别显著［29］。在现有治疗的基础上，可通过联合用药的方式来提高靶向药物的治疗效率，并减少患者耐药的产生。首先可同时抑制同一条信号通路中的不同中间体，来提高RCC患者的治疗效率，如Raf/MEK/ ERK中的各个部分，起到“垂直封锁”，达到提高治疗效率的目的；也可以选择具有不同功能的两条信号通路中的不同关键因子进行抑制，如Raf/MEK/ERK和PI3K/AKT/mTOR信号通路，达到“水平封锁”，提高治疗效率。除了这两种方法之外，还有一种方法是选择两种药物，其中一种调节另一种药物靶标的表达。然而这种治疗有一定局限性，因为联合用药会增加药物的毒性，导致手-足综合征，高血压和蛋白尿等已知副作用发生率的提高［29］。相关研究［30-31］表明mTOR抑制剂可大大激活Raf/MEK/ERK信号通路和与此相关的肿瘤细胞增殖、生存信号，导致肿瘤耐药性的产生。因此在临床前和临床研究中采取mTOR抑制剂与MEK抑制剂联合应用的方法治疗部分肿瘤，包括RCC，大幅度地提高了治疗的效率，并且降低了耐药性。

目前相关研究［32］开发的“合成性致死”法可以利用肿瘤细胞和正常细胞间的遗传差异，靶向肿瘤细胞的一系列缺陷，包括DNA修复、细胞周期调控及代谢的改变，而对患者正常细胞几乎没有影响，从而发挥对癌细胞的最大杀灭作用，同时使药物对正常细胞的影响降到最低，提高了治疗的有效率并大大减少了副作用。相关研究［33］还开发了鉴定某一种肿瘤缺陷突变的肿瘤生物标志物的检测方法，应用这种方法可对携带突变的肿瘤患者进行快速诊断以实现RCC的高效选择性精准靶向治疗。

RCC的某些亚型的发生与家族遗传有关，如乳头状RCC，患者常伴随着家族性c-Met基因突变［34］，c-Met与肝细胞生长因子（hepatocyte growth factor，HGF）结合，促进RCC发生发展，故在治疗时就应该选择针对c-Met的抑制剂进行精准靶向治疗，提高治疗效率。此外，K-Ras基因突变时，抑制其上游EGFR，使靶向药物治疗效率大大下降，而且还会增加患者不良反应和细胞毒性的风险，以及一些身心上的痛苦和不必要的花费。由于K-Ras基因处于EGFR信号通路的下游［35］，故此时不能应用抑制EGFR的靶向药物，而应选择针对K-Ras的靶向药物进行精准治疗。

3　RCC的耐药性

在RCC的靶向抗血管治疗中，患者经常会产生获得性耐药，影响其治疗和生存。相关研究［36］报道，lncRNA lncARSR与临床不良的舒尼替尼获得性反应有关联。lncARSR通过竞争性结合内源RNA miR-34/ miR-449，促进RCC细胞中的AXL和c-Met表达，推动了舒尼替尼耐药性的产生。并且具有生物活性的lncARSR可以被纳入到外泌体中，传送给敏感细胞，由此传播舒尼替尼耐药。采用靶向lncARSR的锁核酸或AXL/c-Met抑制剂治疗舒尼替尼耐药RCC，可恢复舒尼替尼治疗效果，表明lncARSR可能充当舒尼替尼耐药的一个预测分子和一个潜在的治疗靶点［36］。

相关研究［37］显示，RCC细胞系ACHN对舒尼替尼产生获得性耐药，并对索拉非尼有交叉耐药，然而并没有对mTOR抑制剂交叉耐药。在舒尼替尼治疗后，耐药系与对照组比较可知AKT和MAPK的磷酸化水平并没有得到抑制，故附加AKT抑制剂进行治疗可大幅度提高ACHN耐药系对于舒尼替尼的敏感性，克服耐药，显著抑制RCC细胞增殖。因此可以采用联合用药的方式或利用多靶点抑制剂对RCC患者进行治疗，既可以大幅度提高治疗效率，也可以克服耐药。

除获得性耐药外，还有一种耐药机制是原发性耐药，其可能由患者内在可利用的冗余信号转导途径诱导受体酪氨酸激酶（receptor tyrosine kinase，RTK）抑制剂的无反应性。尽管其与获得性耐药相比并不常见，然而原发性耐药可能与临床靶向RTK治疗mRCC后，耐药性的产生有关［38］。

产生RCC的耐药主要有三种机制，RCC细胞对药物的靶蛋白基因进行修饰导致靶蛋白结构发生改变，致使靶向药物不能再与其结合；RCC细胞可能利用其他未经靶向药物抑制的信号通路，逃避凋亡，进而无限制增殖；RCC细胞可能使药物的靶蛋白含量上调，从而急剧降低药物的抑制作用。耐药的本质是通过细胞内一个改变了的模式而对药物不产生效应，最终导致药物治疗作用的丧失［34］。

4　小结

随着人类基因组学、药物基因组学及肿瘤分子生物学研究的不断深入和发展，肿瘤治疗性药物的开发从传统的广谱药向特异性更强的靶向药发展，与此同时，传统的标准治疗、同病同治也正逐渐向个体化精准靶向治疗转变，个体化精准靶向治疗已经成为肿瘤临床治疗的发展方向和最有效的手段。大量的临床研究和试验结果［39］表明：特异的肿瘤分子标志物以及患者肿瘤相关基因突变是识别患者个体差异的重要依据，实现对这些肿瘤靶标和相关基因突变的检测是个体化精准靶向治疗的前提和基础，是对RCC患者行具有针对性精准靶向治疗的必要前提。

RCC的精准靶向治疗是现在相对有效的治疗手段，晚期RCC患者在经过治疗后，总生存期显著提高。然而RCC的发生发展机制十分复杂，且在患者用靶向药物治疗一段时间后，常会产生耐药以及一些副作用，严重影响患者的治疗和预后；肿瘤标志物特异性和灵敏度在识别个体差异等方面也存在不足，因此这些都有待于进一步研究探索，以期对RCC患者实现更有针对性且行之有效的精准靶向治疗，提高患者治疗效率、生存率，减少副作用，降低复发率。

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The accurate targeted therapeutic research progressof renal cell carcinoma

CHEN Xu ZHANGHong-xiu NIEMing-xiu LIWei▲
Departmentof Urology，the First People′s Hospital of Yunnan Province，Affiliated Hospital of Kunming University of Science and Technology，Kunming 650032，China

［Abstract］Renal cell carcinoma（RCC）originates from urinary tubules′epithelial system of ren al parenchyma.It often occurs in one side of kidney.It is one of themost common malignant tumors in urinary system.Angiogenesis，the lack of VHL gene or mutation，two major signal pathways excessively activated of Raf/MEK/ERK and PI3K/AKT/mTOR lead the happenning and development of RCC.However RCC isn′t sensitive to conventional radiotherapy and chemotherapy，hormone therapy and biological treatment along with huge side effects.Therefore，accurate targeted therapy is often used for RCC now.Patients after relative genes and markers detection，are taken drug combination to target precisely for differences.It largely improves the efficiency of the treatment，and reduces the side effects.After a period of treatment of RCC，drug resistance always appears.Drug resistance is divided into acquired drug resistance and primary drug resistance，seriously affecting the therapeutic effect and prognosis of patients.Reviewing the pathogenesis of accurating targeted therapy and drug resistance of RCC is the aimsof this article.

［Key words］Renal cell carcinoma；Signal pathways；Genemutation；VHL gene；Drug resistance；Biomarker；Accurate targeted therapy

［中图分类号］R737.11

［文献标识码］A

［文章编号］1674-4721（2016）07（c）-0014-05

［基金项目］云南省工程技术研究中心建设项目（2016DH001）
［作者简介］陈旭（1991-），男，2015级在读研究生，主要从事泌尿系肿瘤的研究

▲通讯作者：李伟（1966-），男，博士，毕业于华中科技大学同济医学院，副院长，主任医师，硕导，主要从事泌尿系肿瘤的研究

（收稿日期：2016-05-06　本文编辑：郭婧）