pi3k-蛋白激酶b信號(hào)通路與腫瘤治療的相關(guān)性

pi3k-蛋白激酶b信號(hào)通路與腫瘤治療的相關(guān)性

3-fsh-key-iiiknase（pi3k）-蛋白激酶b（peb，又名akt）-雷帕霉靶蛋白（m-tor）的信號(hào)通道是抗壽和促進(jìn)生存的信號(hào)轉(zhuǎn)移路徑。該通道可用于調(diào)節(jié)細(xì)胞中的許多常見(jiàn)細(xì)胞活動(dòng)，如細(xì)胞的克隆、生存和轉(zhuǎn)移。PI3K是生長(zhǎng)因子受體酪氨酸激酶下游主要的信號(hào)元件之一,PI3K通過(guò)催化位于細(xì)胞膜的脂性第二信使3,4,5三磷酸磷脂酰肌醇(phosphatidylinositol3,4,5-triphosphate,PIP3),激活其下游一系列信號(hào)分子,包括絲氨酸蘇氨酸激酶AKT(也稱為PKB),而活化的AKT又可以激活其下游的mTOR。PI3K通路的異常激活在腫瘤形成過(guò)程中具有著重要的作用,常見(jiàn)的異常包括磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸肌醇3-激酶,催化亞基α(phosphatidylinositol-4,5-bisphosphate3-kinase,catalyticsubunitalpha,PIK3CA)基因的突變、第10號(hào)染色體同源丟失性磷酸酶基因和張力蛋白(geneofphosphateandtensionhomologydeletedonchromsometen,PTEN)基因的突變、AKT以及磷酸肌醇依賴激酶1(phosphoinositide-dependentkinase-1,PDK1)的擴(kuò)增等。PI3K是一個(gè)由催化亞基p110α亞單位和調(diào)節(jié)性p85α亞單位構(gòu)成的異源二聚體蛋白復(fù)合物,以上2個(gè)亞單位分別由PIK3CA和PIK3R1基因編碼。PI3K介導(dǎo)的信號(hào)通路在人類腫瘤中常常是異常激活的,其激活可導(dǎo)致AKT依賴或者AKT不依賴的一系列信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),最后導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞的增殖、生長(zhǎng)、存活和遷移。PTEN位于人類10號(hào)染色體上,是一個(gè)腫瘤抑制基因,在對(duì)乳腺癌及前列腺癌的研究中發(fā)現(xiàn),磷酸化的PTEN可以抑制PI3K通路的活性。在對(duì)小鼠中的研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)PIK3CA基因突變和PTEN丟失同時(shí)存在時(shí),可以早期、強(qiáng)烈地磷酸化AKT,這種作用足以導(dǎo)致卵巢癌的發(fā)生。上述結(jié)果提示,以上2種基因?qū)I3K/AKT/mTOR通路具有重要的調(diào)節(jié)作用以及該通路的異常激活在腫瘤形成過(guò)程中的重要的作用。此外還有研究發(fā)現(xiàn),在PI3K/AKT/mTOR通路內(nèi)部存在負(fù)反饋回路,當(dāng)該通路激活時(shí),由于mTOR下游核糖體蛋白S6激酶(ribosomalproteinS6kinase,S6K)表達(dá)量增多,通過(guò)影響胰島素受體底物-1(insulinreceptorsubstrate1,IRS-1)負(fù)反饋地抑制了上游PI3K的進(jìn)一步激活,并且對(duì)絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activateproteinkinase,MAPK)信號(hào)通路也有抑制作用,而一旦PI3K/AKT/mTOR通路被阻斷后,對(duì)于PI3K和MAPK通路的抑制隨之解除,從而減弱原本對(duì)PI3K/AKT/mTOR通路抑制的效果。由于PI3K/AKT/mTOR通路與人類腫瘤的關(guān)系密切,因此,有關(guān)該通路的研究較多。本文則旨在對(duì)PI3K/AKT/mTOR通路相關(guān)蛋白在胃癌中的表達(dá)情況以及靶向該通路的代表藥物在胃癌中的研究進(jìn)展作一綜述。1肺癌患者中pten表達(dá)情況的表達(dá)及其與腫瘤臨床特征的關(guān)系與其他腫瘤相似,胃癌細(xì)胞中也存在PI3K/AKT/mTOR通路的異常。Tian等采用免疫組織化學(xué)法檢測(cè)了128例胃癌患者腫瘤組織和癌旁組織中AKT和PI3K的表達(dá)情況,結(jié)果發(fā)現(xiàn)腫瘤組織中AKT與PI3K的表達(dá)水平明顯高于癌旁組織,并且與腫瘤的T分期相關(guān)。Sukawa等在231例胃癌患者的組織標(biāo)本上檢測(cè)了磷酸化AKT(phospho-AKT,p-AKT)的表達(dá)情況,發(fā)現(xiàn)p-AKT在119例(53%)標(biāo)本上有表達(dá),統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果顯示p-AKT表達(dá)的患者預(yù)后差[風(fēng)險(xiǎn)比(hazardratio,HR)=1.75,95%可信區(qū)間(confidenceinterval,CI):1.12~2.80,P=0.02]。另一項(xiàng)在45例胃癌標(biāo)本中檢測(cè)p-AKT表達(dá)的研究發(fā)現(xiàn),p-AKT的表達(dá)率高達(dá)82.2%,并且與腫瘤的生長(zhǎng)和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移相關(guān)。在對(duì)胃癌組織中PTEN的表達(dá)情況及其表達(dá)與腫瘤臨床特征的研究中發(fā)現(xiàn),PTEN在腫瘤組織中缺失較癌旁組織常見(jiàn),并且與腫瘤的大小、浸潤(rùn)深度和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移等呈負(fù)相關(guān)。Li等采用免疫組織化學(xué)法分別檢測(cè)了33例胃癌患者和30例健康對(duì)照中mTOR和PTEN的表達(dá)情況,結(jié)果發(fā)現(xiàn)在胃癌患者中mTOR的表達(dá)率為51.5%,PTEN的表達(dá)率為54.5%;而在健康對(duì)照人群中,幾乎沒(méi)有mTOR的表達(dá),但PTEN的表達(dá)卻呈強(qiáng)陽(yáng)性,提示在胃癌的發(fā)生和發(fā)展過(guò)程中發(fā)生了PTEN的丟失和mTOR的激活。此外,該研究還發(fā)現(xiàn)mTOR的表達(dá)與腫瘤分期晚、分化差和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移具有相關(guān)性;而PTEN的表達(dá)與腫瘤的分期早、分化好和無(wú)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移相關(guān);研究同時(shí)發(fā)現(xiàn),mTOR的表達(dá)與PTEN的表達(dá)呈負(fù)相關(guān)。Yu等收集了1072例中國(guó)胃癌患者的胃癌組織和與其配對(duì)的正常胃黏膜組織構(gòu)建了組織芯片,并用免疫組織化學(xué)和蛋白質(zhì)印跡法檢測(cè)了組織標(biāo)本中mTOR和磷酸化mTOR(phospho-mTOR,p-mTOR)的表達(dá)情況,發(fā)現(xiàn)胃癌患者中mTOR的過(guò)表達(dá)率為50.8%,p-mTOR的表達(dá)率為46.5%,并且兩者呈正相關(guān);進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn),胃癌組織中p-mTOR過(guò)表達(dá)與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及預(yù)后差相關(guān),是獨(dú)立的預(yù)后因子。對(duì)胃癌中PIK3CA基因的檢測(cè)結(jié)果顯示,其突變率在4.3%~8.7%左右,而PIK3CA基因的擴(kuò)增率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)突變率高達(dá)67.0%,且PIK3CA擴(kuò)增的胃癌患者較無(wú)擴(kuò)增的患者生存期明顯縮短。綜上所述,PI3K/AKT/mTOR通路在胃癌組織中的過(guò)度激活,為以這條通路中的相關(guān)蛋白為靶點(diǎn)的抗腫瘤治療提供了理論基礎(chǔ)。2常見(jiàn)的期臨床研究2.1靶向PI3K的藥物L(fēng)Y294002是PI3K的抑制劑,Xing等采用在裸鼠皮下注射人胃腺癌SGC7901細(xì)胞的方法構(gòu)建獲得小鼠移植瘤模型,然后將負(fù)瘤小鼠分成2組分別用LY294002和安慰劑進(jìn)行處理,結(jié)果發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)組小鼠的腫瘤體積較對(duì)照組縮小,血管新生相關(guān)因子如血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascularendothelialgrowthfactor,VEGF)、基質(zhì)金屬蛋白酶(matrixmetalloproteinase,MMP)2、MMP9的表達(dá)水平和腫瘤微血管密度等均較對(duì)照組降低,這一結(jié)果提示LY294002可能通過(guò)抑制血管新生從而抑制胃癌移植瘤的生長(zhǎng)。Shin等研究發(fā)現(xiàn),在EB病毒(EpsteinBarrvirus,EBV)陽(yáng)性的胃癌SUN-719細(xì)胞中,應(yīng)用LY294002可以下調(diào)p-AKT的表達(dá),從而逆轉(zhuǎn)該細(xì)胞對(duì)5-氟尿嘧啶(5-fluorouracil,5-FU)的耐藥性。但該藥物目前僅停留于基礎(chǔ)研究階段,尚未進(jìn)入臨床研究。MLN1117是選擇性的PI3K催化亞基p110α的抑制劑,臨床前期研究發(fā)現(xiàn),MLN1117對(duì)淋巴細(xì)胞的影響小,因此其免疫抑制的不良反應(yīng)較輕。目前該藥物在多種晚期實(shí)體腫瘤(包括胃癌)中的Ⅰ期臨床研究已于2011年開(kāi)始進(jìn)行(CIdentifier:NCT01449370),考慮到其對(duì)免疫系統(tǒng)抑制較弱,該藥物可能會(huì)有比較好的臨床應(yīng)用前景。2.2靶向Akt的藥物MK2206是一個(gè)變構(gòu)的AKT抑制劑,在胃癌S7901細(xì)胞株上可以上調(diào)p53的表達(dá)并且逆轉(zhuǎn)S7901細(xì)胞對(duì)5-FU的耐藥性。在晚期實(shí)體腫瘤的Ⅰ期臨床研究中,該藥物已經(jīng)顯示出了良好的安全性,最常見(jiàn)的不良反應(yīng)為皮疹,其次為消化系統(tǒng)的反應(yīng)。目前該藥物在胃癌中已經(jīng)進(jìn)入Ⅱ期臨床研究(CIdentifier:NCT01260701),具有較好的應(yīng)用前景。2.3靶向mTOR的藥物依維莫司(everolimus,RAD001)是mTORC1的抑制劑,目前已經(jīng)被美國(guó)食品與藥品管理局(FoodandDrugAdministration,FDA)批準(zhǔn)用于晚期腎癌的二線治療及激素受體陽(yáng)性、HER2陰性的晚期乳腺癌的治療。一項(xiàng)在中國(guó)晚期腫瘤患者中觀察依維莫司耐受性和藥代動(dòng)力學(xué)的研究顯示,無(wú)論以5mg/d給藥或者10mg/d給藥,該藥物口服8d后在血液中均可達(dá)到穩(wěn)態(tài)濃度,最常見(jiàn)的不良反應(yīng)是高血糖和疲勞,疾病控制率在10mg/d組中為83%,5mg/d組中為50%。依維莫司二線治療晚期胃癌的疾病控制率高達(dá)56%,45%的患者用藥后腫瘤縮小(未達(dá)到部分緩解),中位無(wú)進(jìn)展生存期(medianprogressionfreesurvival,mPFS)為2.7個(gè)月,中位總生存期(medianoverallsurvival,mOS)達(dá)到10.1個(gè)月,且不良反應(yīng)可以耐受。在一項(xiàng)名為GRANITE-1的Ⅲ期臨床研究中,納入了656例經(jīng)一線或二線治療后失敗的晚期胃癌患者,按照性別、人群(亞洲人和非亞洲人)、經(jīng)過(guò)一線或二線治療、是否曾行胃切除術(shù)等隨機(jī)分組后,439例接受依維莫司的治療,其余217例患者接受安慰劑治療。研究顯示,治療組的mOS是5.39個(gè)月,安慰劑組為4.34個(gè)月(HR=0.90,95%CI:0.75~1.08,P=0.1244)。接受依維莫司患者的mPFS為1.68個(gè)月,安慰劑組為1.41個(gè)月(HR=0.66,95%CI:0.56~0.78,P<0.0001)。常見(jiàn)的不良反應(yīng)和之前的Ⅰ/Ⅱ期臨床研究中發(fā)現(xiàn)的類似,在亞洲人和非亞洲人群之間也沒(méi)有明顯的差異。因此這個(gè)研究中,應(yīng)用依維莫司治療PFS僅延長(zhǎng)了0.27個(gè)月,而OS沒(méi)有顯著延長(zhǎng)。鑒于該項(xiàng)臨床研究的結(jié)果,美國(guó)FDA尚未批準(zhǔn)伊維莫司在晚期胃癌方面的適應(yīng)癥,但是很多與伊維莫司進(jìn)行聯(lián)合治療胃癌或者在胃癌患者中探索該藥物敏感人群的研究正在進(jìn)行中。一項(xiàng)有關(guān)于依維莫司治療二線以上晚期胃癌的臨床研究顯示,該藥物僅對(duì)少數(shù)患者有效,pS6蛋白高表達(dá)的患者較低表達(dá)者疾病控制率高,PFS延長(zhǎng)且差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,這提示pS6蛋白高表達(dá)可能成為判定胃癌患者應(yīng)用依維莫司治療效果的預(yù)測(cè)因子,但是該結(jié)論還有待于在大樣本的臨床研究中證實(shí)。近期一項(xiàng)胃癌細(xì)胞學(xué)研究的結(jié)果提示,磷酸化真核轉(zhuǎn)錄起始因子4E結(jié)合蛋白1(eukaryotictranslationinitiationfactor4E-bindingprotein1,4E-BP1)高表達(dá)可能和腫瘤細(xì)胞對(duì)依維莫司的敏感性相關(guān)。盡管目前在胃癌方面還沒(méi)有有關(guān)PTEN基因突變或者PIK3CA基因突變和mTOR抑制劑療效之間相關(guān)性的報(bào)道,在其他腫瘤上已經(jīng)發(fā)現(xiàn)PI3K/AKT/mTOR通路上游的調(diào)控因子如PTEN或者PIK3CA基因的突變可以導(dǎo)致下游信號(hào)通路的激活,從而對(duì)mTOR抑制劑更加敏感,因此在胃癌中PTEN或PIK3CA基因的突變也可能有望成為預(yù)測(cè)療效的一個(gè)因子。3化療藥物聯(lián)合由于腫瘤的發(fā)生和發(fā)展是一個(gè)多步驟的過(guò)程,涉及多個(gè)基因及多條信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路,單一靶點(diǎn)的療效顯然不能令人滿意。加上mTOR抑制劑可以負(fù)反饋激活PI3K/AKT通路和MAPK通路,從而影響其抗腫瘤的效果,因此近期越來(lái)越多的研究已經(jīng)把重點(diǎn)放在對(duì)PI3K/AKT/mTOR通路的雙靶點(diǎn)阻滯、多靶點(diǎn)阻滯以及聯(lián)合藥物治療上。3.2PI3K/AKT/mTOR通路與其他信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的雙靶點(diǎn)阻滯Sun等在負(fù)胃癌移植瘤裸小鼠模型中,用LY294002聯(lián)合核因子-κB(nuclearfactor-kappaB,NF-κB)抑制劑SN50處理小鼠,與單藥相比,聯(lián)合給藥可以使胃癌移植瘤明顯縮小。NVP-BKM120是一種泛PI3K抑制劑,在K-ras基因突變的胃癌細(xì)胞中,該藥物與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)子及轉(zhuǎn)錄增強(qiáng)子3(signaltransducerandactivatoroftranscription3,STAT3)通路的抑制劑聯(lián)合可以協(xié)同誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡。在胃癌細(xì)胞株NCI-N87上,AKT抑制劑MK2206與多種靶向藥物聯(lián)合均具有協(xié)同抗腫瘤的作用。在臨床研究方面,PI3K抑制劑BYL719和熱休克蛋白抑制劑AUY922治療PIK3CA基因突變或者HER2過(guò)表達(dá)的轉(zhuǎn)移性胃癌的Ⅰ期臨床研究正在進(jìn)行中(CIdentifier:NCT01613950)。BKM120是一種口服的泛PI3K抑制劑,該藥物在Ⅰ期臨床研究中顯示出了良好的安全性和較好的抗腫瘤作用,為其進(jìn)一步開(kāi)發(fā)提供了很好的前景,目前該藥在晚期乳腺癌中已經(jīng)進(jìn)入Ⅲ期臨床研究。BKM120與Hedgehog通路抑制劑LDE225治療包括胃癌的晚期實(shí)體腫瘤的Ⅰb期臨床研究目前正在進(jìn)行中(CIdentifier:NCT0157666)。AKT抑制劑MK2206在晚期胃癌中已經(jīng)進(jìn)入Ⅱ期臨床研究,該藥物與拉帕替尼及曲妥珠單抗聯(lián)合治療HER2過(guò)表達(dá)的胃癌的Ⅰ期臨床研究也正在進(jìn)行中(CIdentifier:NCT01705340)。3.3PI3K/AKT/mTOR通路的藥物與化療藥物的聯(lián)合在胃癌細(xì)胞中的研究發(fā)現(xiàn),化療藥物可以引起PI3K/AKT通路信號(hào)的上調(diào),導(dǎo)致腫瘤對(duì)化療藥物的耐藥。因此化療藥物聯(lián)合PI3K/AKT/mTOR通路藥物治療胃癌也日益成為研究的熱點(diǎn)。在臨床前研究方面,Liu等研究顯示,LY294002可以通過(guò)死亡受體通路促進(jìn)凋亡,增強(qiáng)奧沙利鉑的抗腫瘤作用,在體外實(shí)驗(yàn)中,LY294002與奧沙利鉑聯(lián)合可增加胃癌細(xì)胞的凋亡,抑制胃癌細(xì)胞生長(zhǎng);在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中,LY294002與奧沙利鉑聯(lián)合治療組腫瘤體積較單藥組明顯縮小,腫瘤內(nèi)部凋亡腫瘤細(xì)胞的比例高。在過(guò)表達(dá)HER2的胃癌細(xì)胞中,依維莫司可以增強(qiáng)5-FU誘導(dǎo)的凋亡作用。在PIK3CA基因突變的胃癌細(xì)胞株中,PI3K與mTOR雙通道阻滯劑PI103與5-FU聯(lián)合可以產(chǎn)生協(xié)同抗腫瘤作用,在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中也發(fā)現(xiàn)PI103與5-FU具有協(xié)同作用。另一項(xiàng)研究顯示,采用MTT法在胃癌細(xì)胞株上檢測(cè)了5種分子靶向藥物(雷帕霉素、雷帕霉素類似物CCI-779、GSK3β抑制劑AR-A014418、p38αβMAPK抑制劑SB239063和CDK抑制劑SU9516)與5種化療藥物(5-FU,紫杉醇、奧沙利鉑、伊立替康活性代謝物SN38和吉西他濱)之間的相互作用,最終發(fā)現(xiàn),僅mTOR抑制劑(雷帕霉素和CCI-779)與5-FU之間可以產(chǎn)生協(xié)同作用,而其他藥物的聯(lián)合沒(méi)有發(fā)現(xiàn)協(xié)同作用。在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中,也證實(shí)了mTOR抑制劑與5-FU衍生物S1聯(lián)合可以明顯增強(qiáng)后者的抗腫瘤作用。在臨床研究方面,目前有多項(xiàng)mTOR抑制劑與化療藥物聯(lián)合的臨床研究正在進(jìn)行,例如依維莫司與卡培他濱聯(lián)合三線或三線以上治療晚期胃癌的Ⅰ期和Ⅱ期臨床研究(CIdentifier:NCT01099527);依維莫司與XELOX方案聯(lián)合一線治療晚期胃癌的Ⅰ期臨床研究(CIdentifier:NCT01049620);紫杉醇聯(lián)合依維莫司對(duì)比紫杉醇聯(lián)合安慰劑二線或三線治療5-FU失敗的晚期胃癌的Ⅲ期臨床研究(CIdentifier:NCT01248403)。4pi3k/akt/mtort聯(lián)合治療晚期肺癌的臨床研究展望抑制PI3K/AKT/mTOR通路在治療胃癌中的應(yīng)用,今后的研究方向可能有以下幾個(gè)方面:(1)尋找合適的分子標(biāo)志物,確定敏感人群。基礎(chǔ)研究中已發(fā)現(xiàn),PIK3CA基因突變、PTEN丟失和p-AKT過(guò)度激活的腫瘤對(duì)該通路抑制劑更為敏感。小規(guī)模的臨床研究中發(fā)現(xiàn)pS6蛋白高表達(dá)與依維莫司治療胃癌的療效相關(guān)。因此,今后還需要在大規(guī)模的臨床研究中來(lái)驗(yàn)證以上的發(fā)現(xiàn)并積極探索新的可用于預(yù)測(cè)療效的分子標(biāo)志物。(2)最佳聯(lián)合方案的探索?；A(chǔ)研究已發(fā)現(xiàn)與其他藥物(包括靶向治療藥物和化療藥物)聯(lián)合治療的療效優(yōu)于單一PI3K/AKT/mTOR通道阻滯劑,目前的研究主要集中在探索最佳的藥物組合以及聯(lián)合作用的機(jī)制方面。近期也有多項(xiàng)探索聯(lián)合PI3K/AKT/mTOR通路阻滯劑和其他藥物治療晚期胃癌的臨床研究正在進(jìn)行。將基礎(chǔ)研究中的結(jié)果應(yīng)用于臨床,不僅需要考慮增效的目的,還需要考慮治療的安全性和患者的耐受性,要同時(shí)考慮到延長(zhǎng)生存期和提高生活質(zhì)量?jī)煞矫娴囊蟆?3)隨著對(duì)PI3K/AKT/mTOR通路阻滯劑研究的深入,未來(lái)這些藥物進(jìn)入臨床的可能性較大,