晚期腎癌靶向治療的作用機制 耐藥機制與對策

柯鑫文 胡志全

·專家論壇·

晚期腎癌靶向治療的作用機制 耐藥機制與對策

柯鑫文 胡志全

隨著對腎癌發生、發展過程中分子調控機制研究的不斷深入，以分子信號通路中的關鍵蛋白酶/蛋白作為靶點開發靶向藥物，較好地改善了晚期腎癌患者的治療現狀。但是靶向藥物在治療過程中常出現耐藥，從而導致治療效果降低。本文將對腎癌靶向治療的作用機制、耐藥機制與對策作簡要綜述。

晚期腎癌 靶向治療 作用機制 耐藥機制 對策

胡志全 醫學博士，教授，主任醫師，博士生導師。現任華中科技大學同濟醫學院附屬同濟醫院泌尿外科副主任。從事腫瘤外科20余年，熟練掌握泌尿系統常見病、多發病的診治，特別是在泌尿系統腫瘤及腔道泌尿外科手術方面具有豐富的臨床經驗。在湖北省及中南地區率先開展了腎腫瘤和前列腺癌的射頻冷凍消融治療、前列腺癌近距離放射治療和機器人輔助腹腔鏡等新技術。兼任中國抗癌協會泌尿男生殖系腫瘤專業委員會委員、中華醫學會泌尿外科分會腫瘤學組委員、湖北省抗癌協會泌尿生殖系統腫瘤專業委員會副主任委員、湖北省醫學會泌尿外科分會腫瘤學組副組長、湖北省泌尿外科研究所腫瘤研究室主任、武漢市中西醫結合學會泌尿外科分會副主任委員、湖北省中德醫學協會會員。主持和參加國家自然科學基金3項，先后發表科研論文200余篇，其中SCI論文30余篇，主編及參編《2007～2013版腎細胞癌診斷治療指南》、《2014版前列腺癌診斷治療指南》、《前列腺癌診斷治療學》、衛生部《前列腺癌診療標準》、《膀胱切除與尿流改道手術學》等泌尿外科專著30余部。任《腫瘤防治研究》、《現代泌尿生殖腫瘤》、《臨床泌尿外科雜志》、《泌尿外科雜志》（電子版）編委。

腎細胞癌（renal cell carcinoma，RCC）是腎臟最常見的惡性腫瘤，約占所有成人惡性腫瘤的3%，發病率在泌尿生殖系統惡性腫瘤中居第三位，2015年美國預計新發病例數為61 560例，預計死亡病例數為14 080例［1］。目前還沒有針對該腫瘤的特異性篩查試驗，25%～30%的患者在診斷時已經發生轉移，即轉移性腎癌（metastatic renalcell carcinoma，mRCC）或晚期腎癌（advanced renal cell carcinoma，aRCC）［2］。另外，20%～30%的患者在接受根治術后出現復發或轉移［3］。由于RCC對放、化療天然不敏感，所以從20世紀90年代起，以白細胞介素-2（IL-2）、干擾素-α為基礎的細胞因子治療曾經一度成為標準治療，但是細胞因子的客觀反應率僅為5%～27%，中位無進展生存期（progression-free survival，PFS）僅為3～5個月，且有明顯的不良反應［4］。2006年分子靶向藥物的問世極大地提高了aRCC的治療效果，患者PFS是接受細胞因子治療者的2倍，總生存期（overall survival，OS）從8個月延長到28～29個月［5］。目前美國FDA批準用于治療aRCC的分子靶向藥物有7種：舒尼替尼、索拉非尼、帕唑帕尼、阿西替尼、貝伐單抗、依維莫司、替西羅莫司。前四種為酪氨酸激酶抑制劑（tyrosine ki?nase inhibitor，TKI），貝伐單抗屬于人源性單克隆抗體，后兩種為哺乳動物雷帕霉素靶蛋白（mamalian tar?getof rapamycin，mTOR）抑制劑。盡管分子靶向藥物比細胞因子具有更好的耐受性，但由于存在毒副作用，難以發揮最大療效。根據現有的研究，目前治療aRCC的分子靶向藥物主要通過VHL/HIF/VEGF和PI3K/AKT/mTOR兩種信號通路發揮作用，以下將對上述分子靶向藥物的作用機制、耐藥機制及對策進行探討。

1 TKI的作用機制與耐藥機制

1.1 作用機制

分子靶向藥物時代的出現始于對遺傳性RCC的研究，當時發現VHL基因是RCC形成過程中非常關鍵的抑癌基因［6］。該基因位于3號染色體短臂的第25帶（3p25），編碼一種具有213個氨基酸的蛋白，它能調節組織對低氧的反應［1］。隨著腫瘤的不斷生長，局部所能提供的血液和氧氣遠不能滿足體積增長需要，使缺氧誘導因子-α（hypoxic inducible factorα，HIF-α）大量聚集。正常情況下，VHL蛋白可以向HIF-α上添加泛素分子，形成蛋白體而降解，阻止信號向下游傳導［6］。當VHL基因的兩個等位基因發生突變，編碼的VHL蛋白功能失調，使HIF-α異常聚集，從而激活多個促血管生成基因，使生長因子過度表達，促進腫瘤的生長和增殖。這些生長因子主要有血管內皮生長因子（vascular endolithelial growth factor，VEGF）、血小板源性生長因子（platelet-derived growth factor，PDGF）和轉化生長因子α/β（transform?ing growth factorα/β，TGFα/β）。TKI為活化 VEGFR的蛋白激酶抑制劑，用于治療aRCC，其中舒尼替尼的作用靶點有：VEGFR1～3、PDGFR、FLT-3及c-Kit通路；索拉非尼主要作用于：VEGFR2、PDGFR、FLT-3、成纖維生長因子受體、c-Kit及ras/raf/MEK通路；帕唑帕尼的作用靶點有：VEGFR1～3、PDGFR及c-Kit；阿西替尼的作用靶點有：VEGFR1～3；類似地，貝伐單抗作用于VEGF本身，阻止VEGF與VEGFR結合，從而發揮抗血管生成作用［7］。

1.2 耐藥機制

RCC抗血管生成治療耐藥機制包括原發性耐藥（內源性耐藥）和繼發性耐藥（獲得性耐藥），其中以繼發性耐藥更多見。繼發性耐藥是指RCC患者在接受一線TKI治療6～12個月后從敏感發展為耐藥，但是對二線TKI仍然敏感［8］。其可能的耐藥機制包括：1）促血管生成因子表達上調。在制作對舒尼替尼耐藥的動物模型中，發現腫瘤血管增生的同時腫瘤中IL-8也升高，給予IL-8中和抗體后腫瘤重新對舒尼替尼敏感，這說明IL-8可能在腫瘤對舒尼替尼的耐藥中發揮作用［9］；2）微環境的改變。在RCC異種移植動物模型中，首先對索拉非尼形成耐藥，然后將耐藥腫瘤細胞移植到未經治療的同種動物中，發現腫瘤再次對索拉非尼敏感，這表明繼發性耐藥并不是由于腫瘤細胞的遺傳所致，可能與腫瘤的微環境發生改變有關［10］；3）上皮細胞向間葉細胞的可逆性轉變。將原發性皮膚癌與異種移植的動物RCC耐藥模型進行組織病理學對比后發現，耐藥腫瘤組織中可見大量表皮細胞，暗示上皮細胞向間葉細胞的可逆性轉變可能在RCC的耐藥中發揮作用［11］；4）抗血管信號通路的交替上調。有研究發現，在使用抗血管生成靶向藥物后，腫瘤對血管生成的依賴性降低，通過其他通路的上調而獲得生存、浸潤和轉移［12］；5）VEGFR配體的交替作用。研究發現TKI比貝伐單抗對抑制血管生成效果更好，表明在VEGF阻斷時，其他配體可以驅動VEGFR信號通路，同時也暗示非選擇性靶向藥物可能效果會更好［13］。原發性耐藥是指腫瘤患者對所有的TKI均耐藥，據報道其發生率約為26%［14］，其可能的機制包括：1）對 VEGF 的依賴性低。據報道，晚期乳腺癌可以表達成纖維生長因子2，它可以代償因VEGF信號通路的阻滯而促進血管生成［15］；2）骨髓來源細胞的蓄積。有相關研究發現骨髓細胞可以表達多種促血管生長因子［16］；3）存在血管生長因子作用的旁路。有研究發現部分RCC患者對TKI和mTOR抑制劑均耐藥，說明可能存在其他的信號通路［10］。

2 mTOR抑制劑的作用機制與耐藥機制

2.1 作用機制

mTOR是細胞內的一種絲氨酸蘇氨酸激酶，是細胞生長和代謝的中樞調節器，它可以提高細胞生長、存活及血管生成相關蛋白的表達，誘導aRCC的腫瘤細胞增殖、生長及代謝，是促進aRCC疾病進展的一種重要因子［17］。mTOR位于許多生長因子受體的下游，如VEGFR、PDGFR等，當生長因子受體被激活后，其下游第一個被激活的是PI3K，然后PI3K活化AKT，而AKT則是mTOR的一種活化劑。活化的mTOR可以促進多種mRNA的表達，如HIF-α，進而誘導多種生長因子的表達，如VEGF、PDGF等，最終增強癌細胞的存活和血管生成［18］。PI3K/AKT/mTOR通路在RCC中經常高表達，因此，mTOR抑制劑通過減弱VEGF信號和癌細胞生存信號發揮治療作用，抑制腫瘤細胞的增殖和促進細胞凋亡［19］。依維莫司和替西羅莫司均是mTOR的特異性抑制劑，可與胞質蛋白FKBP12結合形成復合物，直接抑制mTOR靶蛋白，從而抑制多條細胞信號通路［20］。

2.2 耐藥機制

根據現有的研究，mTOR抑制劑的耐藥機制仍未完全闡明，可能與以下幾種因素有關：1）FKBP12或mTOR的變異。有研究發現，FKBP12或mTOR結構的改變使之與mTOR抑制劑結合的親和力降低，從而出現耐藥［21］；2）PI3K/AKT通路的激活。據相關研究結果顯示，PI3K/AKT通路的激活是mTOR抑制劑抗腫瘤活性降低的主要因素［21］；3）ERK/MAPK旁路信號的傳導增強。有研究發現mTOR抑制劑可以同時激活PI3K/AKT和ERK/MAPK通路［22］；4）PIM激酶的激活：PIM激酶是接受mTOR抑制劑治療后被激活的另一類激酶，它可以促進腫瘤的生長和進展［23］。

3 對策

根據MSKCC評分［24］可以將晚期腎透明細胞癌分為低危、中危及高危組。對于RCC的靶向治療耐藥問題，目前相關研究均顯示，序貫治療可以使患者重新得到臨床獲益，但是還沒有最佳的序貫治療方案，對于低、中危患者，以VEGF信號通路為基礎的靶向治療應作為一線治療［25-27］。根據最新的2015版EAU和NCCN指南推薦［28-29］，對于低、中危患者，可以給予的一線治療藥物有舒尼替尼、帕唑帕尼、貝伐單抗+干擾素α；對于接受TKI治療失敗的患者，可以給予二線靶向藥物依維莫司、索拉非尼或阿昔替尼，其中依維莫司為首選，對于接受貝伐單抗+干擾素α治療失敗的患者，可以給予二線靶向藥物，索拉非尼、帕唑帕尼或阿昔替尼；對于二線TKI治療失敗的患者，可以給予三線靶向藥物依維莫司；對于二線mTOR抑制劑治療失敗的患者，可以給予三線靶向藥物索拉非尼；三線靶向藥物治療失敗后可以給予其他任何靶向藥物治療；對于晚期腎透明細胞癌高危患者，一線靶向藥物為替西羅莫司，治療失敗后可以選用其他任何靶向藥物；而對于腎非透明細胞癌患者，可以選用的一線靶向藥物有舒尼替尼、替西羅莫司或依維莫司，治療失敗后可以選用其他任何靶向藥物。至于靶向藥物之間的聯合應用，目前已經開展了一系列的針對TKI和mTOR抑制劑的聯合治療研究，所有的結果均顯示聯合治療并不優于單藥治療，其中最主要的因素是靶向藥物的毒副作用，因此目前不推薦行靶向藥物的聯合治療［30-33］。

4 展望

分子靶向藥物的出現改變了aRCC的治療方式，改善了患者的生存獲益。但是相關研究結果顯示，隨著TKI和mTOR抑制劑的廣泛應用，目前在PFS和OS獲益上已經處于停滯狀態。盡管已經開展了一些靶向藥物聯合治療相關的研究，但是目前尚無充分的證據證實聯合治療比單藥治療更有優勢，主要歸因于聯合治療所帶來的藥物不良反應和昂貴的治療費用。所以需要對分子靶向藥物的作用機制、耐藥機制進一步研究，從分子水平加深對RCC發生和發展的理解，研發新的靶向治療藥物，設計更科學的完全隨機對照臨床試驗，以期讓患者得到最大的生存獲益。

[1]SiegelRL,M iller KD,Jemal A.Cancer statistics,2015[J].CA Can?cer JC lin,2015,65(1):5-29.

[2] Motzer RJ,Agarwal N,Beard C,et al.Kidney cancer[J].JNatl Compr Canc Netw,2012,10(4):502-535.

[3]Lee-Ying R,Lester R,Heng D.Currentmanagement and future perspectives ofmetastatic renal cell carcinoma[J].Int JU rol,2014,21(9):847-855.

[4]Na YQ,Zq Y,Sun YH,et al.CAU guidelines of diagnosis and threapy on urological diseases[M].Beijing:People'smedical pub?lishing house,2014:16.[那彥群,葉章群,孫穎浩,等,主編.中國泌尿外科疾病診斷治療指南手冊[M].2014版.北京:人民衛生出版社,2014:16.]

[5] De Velasco G,Ham ieh L,M ickey S,et al.Optim izing system ic therapy formetastatic renal cell carcinoma beyond the first-line setting[J].U rolOncol,2015,33(12):538-545.

[6]RiniBI,Small EJ.Biology and clinicaldevelopmentofvascular en?dothelialgrow th factor-targeted therapy in renalcellcarcinoma[J].JClin Oncol,2005,23(5):1028-1043.

[7] Singer EA,Gupta GN,M archalik D,et al.Evolving therapeutic targets in renal cell carcinoma[J].Curr Opin Oncol,2013,25(3):273-280.

[8] M otzer RJ,Escudier B,Tom czak P,et al.Axitinib versus sorafenib as second-line treatment for advanced renal cell carci?noma:overall survival analysis and updated results from a ran?dom ised phase 3 trial[J].LancetOncol,2013,14(6):552-562.

[9] Huang D,Ding Y,Zhou M,et al.Interleukin-8 mediates resis?tance to antiangiogenic agent sunitinib in renal cell carcinoma[J].Cancer Res,2010,70(3):1063-1071.

[10]Ravaud A,Gross-Goupil M.Overcom ing resistance to tyrosine kinase inhibitors in renal cell carcinoma[J].Cancer T reat Rev,2012,38(8):996-1003.

[11]Hammers HJ,VerheulHM,Salumbides B,etal.Reversible epithe?lial tomesenchymal transition and acquired resistance to sunitinib in patients w ith renal cell carcinoma:evidence from a xenograft study[J].M olCancer Ther,2010,9(6):1525-1535.

[12]Hanahan D,W einberg RA.Hallm arksof cancer:the nextGenera?tion[J].Cell,2011,144(5):646-674.

[13]Van Der M ijn JC,M ier JW,Broxterman HJ,et al.Predictive bio?markers in renal cell cancer:insights in drug resistance mecha?nisms[J].Drug Resist Updat,2014,17(4/6):77-88.

[14]Heng DY,M ackenzie M J,Vaishampayan UN,et al.Primary antivascular endothelial grow th factor(VEGF)-refractory metastatic renal cell carcinoma:clinical characteristics,risk factors,and sub?sequent therapy[J].Ann Oncol,2012,23(6):1549-1555.

[15]Relf M,Lejeune S,Scott PA,et al.Expression of the angiogenic factors vascular endothelial cell grow th factor,acidic and basic fi?broblast grow th factor,tumor grow th factor beta-1,platelet-de?rived endothelial cell grow th factor,placenta grow th factor,and pleiotrophin in human primary breast cancer and its relation to angiogenesis[J].Cancer Res,1997,57(5):963-969.

[16]Shojaei F,W u X,M alik AK,et al.Tumor refractoriness to anti-VEGF treatment ismediated by CD 11b+Gr1+myeloid cells[J].NatBiotechnol,2007,25(8):911-920.

[17]Advani SH.Targetingm TOR pathway:A new concept in cancer therapy[J].Indian JM ed Paediatr Oncol,2010,31(4):132-136.

[18]SabatiniDM.m TOR and cancer:insights into a complex relation?ship[J].NatRev Cancer,2006,6(9):729-734.

[19]PrachtM,Berthold D.Successes and lim itations of targeted thera?pies in renal cell carcinoma[J].Prog Tumor Res,2014,41:98-112.[20]Atkins MB,H idalgo M,Stadler WM,et al.Random ized phase II study ofmultiple dose levelsof CCI-779,a novelmammalian tar?get of rapamycin kinase inhibitor,in patients w ith advanced re?fractory renal cell carcinoma[J].JClin Oncol,2004,22(5):909-918.

[21]Carew JS,Kelly KR,Naw rocki ST.M echanisms ofm TOR inhibi?tor resistance in cancer therapy[J].Target Oncol,2011,6(1):17-27.

[22]Carracedo A,Ma L,Teruya-Feldstein J,et al.Inhibition of m TORC1 leads to MAPK pathway activation through a PI3K-dependent feedback loop in human cancer[J].JC lin Invest,2008,118(9):3065-3074.

[23]Beharry Z,M ahajan S,Zemskova M,et al.The Pim protein kinas?es regulate energy metabolism and cell grow th[J].Proc Natl Acad SciU SA,2011,108(2):528-533.

[24]M otzer RJ,Bacik J,M urphy BA,etal.Interferon-alfa asa compar?ative treatment for clinical trials of new therapies against ad?vanced renal cell carcinoma[J].JC lin Oncol,2002,20(1):289-296.

[25]Calvo E,Escudier B,M otzer RJ,etal.Everolimus inmetastatic re?nal cell carcinoma:Subgroup analysisof patientsw ith 1 or 2 previ?ous vascular endothelial grow th factor receptor-tyrosine kinase inhibitor therapies enrolled in the phaseⅢRECORD-1 study[J].Eur JCancer,2012,48(3):333-339.

[26]Motzer RJ,BarriosCH,Kim TM,etal.PhaseⅡrandom ized trial comparing sequential first-line everolimus and second-line suni?tinib versus first-line sunitinib and second-line everolimus in pa?tients w ith metastatic renal cell carcinoma[J].JC lin Oncol,2014,32(25):2765-2772.

[27]Hutson TE,Escudier B,Esteban E,etal.Random ized phase Ⅲ tri?al of temsirolimus versus sorafenib as second-line therapy after sunitinib in patientsw ith metastatic renal cell carcinoma[J].JC lin Oncol,2014,32(8):760-767.

[28]Ljungberg B,Bensalah K,Canfield S,etal.EAU guidelines on re?nal cell carcinoma:2014 update[J].Eur U rol,2015,67(5):913-924.

[29]M otzer RJ,Jonasch E,Agarwal N,et al.Kidney cancer,version 3.2015[J].JNatlCom pr Canc Netw,2015,13(2):151-159.

[30]Flaherty KT,M anola JB,Pins M,et al.BEST:A random ized phase IIstudy of vascular endothelial grow th factor,RAF kinase,and mammalian target of rapamycin combination targeted thera?py w ith bevacizumab,sorafenib,and temsirolimus in advanced re?nal cell Carcinoma-A trial of the ECOG-ACRIN cancer re?search group(E2804)[J].JClin Oncol,2015,33(21):2384-2391.

[31]Rini BI,Bellmunt J,Clancy J,et al.Random ized phaseⅢtrial of temsirolimus and bevacizum ab versus interferon alfa and bevaci?zumab in metastatic renal cell carcinoma:INTORACT trial[J].J C lin Oncol,2014,32(8):752-759.

[32]Ravaud A,Barrios CH,Alekseev B,et al.RECORD-2:phase II random ized study of everolimus and bevacizumab versus interfer?onα-2a and bevacizumab as first-line therapy in patients w ith metastatic renal cell carcinoma[J].Ann Oncol,2015,26(7):1378-1384.

[33]Négrier S,Gravis G,Pérol D,et al.Temsirolimus and bevacizum?ab,or sunitinib,or interferon alfa and bevacizumab for patients w ith advanced renal cell carcinoma(TORAVA):a random ised phase 2 trial[J].LancetOncol,2011,12(7):673-680.

（2015-11-02收稿）

（2015-12-06修回）

（編輯：鄭莉）

M echanism s of action,resistance,and countermeasures of targeted therapy in advanced renalcell carcinoma

Xinwen KE,Zhiquan HU
Correspondence to:Zhiquan HU;E-mail:huzhiquan2000@163.com
Department of Urology,Tongji Hospital,Tongji Medical College,Huazhong University of Science and Technology,Wuhan 430030,China

With the increasingly deepening research on themolecular regulatorymechanisms during the developmentand progression of advanced renal cell carcinoma,the targeted therapy directed on the key proteinase/protein in themolecular signaling pathways significantly improves themanagement outcomes.However,the occurring resistance during therapy w ith targeted agents leads to decreasing effects.Themechanisms of action,resistance,and countermeasures of targeted therapy in advanced renal cell carcinoma are simply reviewed.

advanced renal cell carcinoma,targeted therapy,actionmechanism,resistance mechanism,countermeasures

10.3969/j.issn.1000-8179.2015.24.210

華中科技大學同濟醫學院附屬同濟醫院泌尿外科（武漢市430030）

胡志全 huzhiquan2000@163.com

柯鑫文 專業方向為泌尿系腫瘤的基礎與臨床研究。

E-mail：kxwweneal@126.com