任靜祎,王祥旭,潘 偉,劉文超,張紅梅
哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)是由mTOR基因編碼,普遍存在于哺乳動(dòng)物中的一種絲/蘇氨酸蛋白激酶,其屬于磷脂酰肌醇3-激酶相關(guān)激酶(phosphatidylinositol 3-kinase-related kinase,PIKK)家族,可接受并整合生長(zhǎng)因子、環(huán)境壓力、能量狀態(tài)以及氨基酸等多種信號(hào),并在參與調(diào)控細(xì)胞生長(zhǎng)、增殖以及凋亡的信號(hào)通路中起樞紐作用。因此,mTOR信號(hào)通路的異常在腫瘤、肥胖、2型糖尿病和退行性神經(jīng)病變等多種疾病的發(fā)生和發(fā)展中具有重要作用[1]。在腫瘤中,mTOR主要通過(guò)磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidylinositol 3-kinase,PI3K)/蛋白激酶B(protein kinase B,PBK,又稱(chēng)AKT)/mTOR信號(hào)通路發(fā)揮作用,PI3K能被與細(xì)胞膜受體結(jié)合的多種生長(zhǎng)因子和氨基酸等受體酪氨酸激酶(receptor tyrosine kinase,RTK)信號(hào)激活,活化的PI3K通過(guò)磷酸化二磷酸磷脂酰肌醇(phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate,PIP2)生成三磷酸磷脂酰肌醇(phosphatidylinositol 3,4,5-triphosphate,PIP3),PIP3作為第2信使促進(jìn)磷酸肌醇依賴(lài)性激酶1(phosphoinositide-dependent kinase 1,PDK1)與AKT的相互作用,引起AKT的Thr308位點(diǎn)磷酸化[2]?;罨腁KT通過(guò)結(jié)節(jié)性硬化復(fù)合物1(tuberous sclerosis complex 1,TSC1)和TSC2形成的異二聚體激活下游效應(yīng)因子mTOR,并上調(diào)各種轉(zhuǎn)錄因子,從而促進(jìn)蛋白質(zhì)合成,以使細(xì)胞存活與增殖[3]。在腦膠質(zhì)瘤中發(fā)現(xiàn)了PI3K、AKT以及mTOR下游分子核糖體蛋白S6激酶1(S6 kinase 1,S6K1)的磷酸化水平升高,并且提示不良預(yù)后[4]。編碼PI3K催化亞基p110α的PIK3CA基因突變是乳腺癌中最常見(jiàn)的遺傳變異,在基因工程小鼠中發(fā)現(xiàn)p110α的結(jié)構(gòu)變異可通過(guò)激活PI3K/AKT/mTOR信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路促進(jìn)細(xì)胞轉(zhuǎn)化和腫瘤的發(fā)生[5]。
隨著對(duì)mTOR相關(guān)通路的深入了解以及多項(xiàng)臨床研究結(jié)果的公布,2019年NCCN指南將3種mTOR抑制劑(西羅莫司、依維莫司和坦羅莫司)推薦用于骨肉瘤、淋巴管平滑肌瘤病、復(fù)發(fā)性血管平滑肌脂肪瘤和血管周上皮樣細(xì)胞瘤的治療。此外,在骨肉瘤中推薦使用合并抗血管生成藥物。其中,雷帕霉素(西羅莫司)因其廣泛的抗增殖特性被應(yīng)用于免疫抑制和抗腫瘤領(lǐng)域[6]。目前我國(guó)批準(zhǔn)將雷帕霉素用于抗移植排斥反應(yīng),美國(guó)食品藥品管理局(Food and Drug Administration,F(xiàn)DA)以Ⅱb級(jí)推薦其用于肺淋巴管平滑肌瘤病。坦羅莫司(Temsirolimus)作為首個(gè)被批準(zhǔn)用于惡性腫瘤治療的mTOR抑制劑,在2007年經(jīng)FDA批準(zhǔn)用于難治性晚期腎細(xì)胞癌的一線(xiàn)治療。依維莫司于2009年經(jīng)FDA批準(zhǔn)用于腎血管平滑肌脂肪瘤、胃腸道及肺部晚期神經(jīng)內(nèi)分泌瘤的治療,在國(guó)內(nèi)其被批準(zhǔn)用于人表皮生長(zhǎng)因子受體2(human epidermal growth factor receptor 2,HER2)陽(yáng)性晚期乳腺癌。本文將就mTOR通路相關(guān)復(fù)合體、信號(hào)通路途徑、mTOR通路在不同腫瘤的作用機(jī)制以及當(dāng)前的用藥進(jìn)展進(jìn)行綜述。
mTOR相關(guān)通路主要通過(guò)由6種蛋白組成的mTORC1和由7種蛋白組成的mTORC2這2種復(fù)合物發(fā)揮作用,二者共用mTOR催化亞基、mTOR負(fù)性調(diào)控亞基含DEP結(jié)構(gòu)域的mTOR相互作用蛋白(DEP domain containing mTOR interacting protein,DEPTOR)、mLST8(mammalian lethal with SEC13 protein 8,又 名GβL)和Tti1/Tel2復(fù)合體這4種結(jié)構(gòu)蛋白[7](圖1)。Tti1因與裂殖酵母(Schizosaccharomyces pombe Tti1)具有序列同源性而得此名。Ttil與調(diào)節(jié)PIKK穩(wěn)定性的哺乳動(dòng)物同源蛋白Tel2(官方基因符號(hào)為T(mén)ELO2,又稱(chēng)hCLK2)結(jié)合,可維持mTOR復(fù)合物的穩(wěn)定與活化[8]。mTORC1其他部分包括mTOR調(diào)控相關(guān)蛋白(regulatory-associated protein of mammalian target of rapamycin,Raptor)和40 kDa富含脯氨 酸的AKT磷酸化底物(proline-rich AKT substrate of 40 kDa,PRAS40);mTORC2包括對(duì)雷帕霉素不敏感的mTOR伴侶(rapamycin insensitive companion of mTOR,Rictor)、哺乳動(dòng)物應(yīng)激活化蛋白激酶作用蛋白1(mammalian stressactivated MAPK interacting protein 1,mSin1,又稱(chēng)MAPKAP1)以及與Rictor同時(shí)觀察到的蛋白(protein observed with Rictor,Protor)[1]。

Fig.1 The diagram of mammalian target of rapamycin (mTOR) complex composition.mLST8:Mammalian lethal with SEC13 protein 8;Tti1/Tel2:A complex that maintains the stability and activation of the mTOR complex;DEPTOR:DEP domain containing mTOR interacting protein;PRAS40:Proline-rich AKT substrate 40;Raptor:Regulatory-associated protein of mammalian target of rapamycin;Rictor:Rapamycin insensitive companion of mTOR;mSin1:Mammalian stressactivated MAPK interacting protein 1;Protor:Protein observed with Rictor.圖1 mTOR復(fù)合體構(gòu)成圖
mTORC1作為mTOR主要作用單位,可以通過(guò)整合生長(zhǎng)因子、壓力與能量狀態(tài)、氧氣和氨基酸等多種細(xì)胞內(nèi)外信號(hào)以調(diào)控蛋白質(zhì)、脂質(zhì)合成以及自噬等多種細(xì)胞行為[1]。結(jié)節(jié)性硬化癥相關(guān)突變基因TSC1和TSC2分別編碼的錯(cuò)構(gòu)瘤蛋白Hamartin(TSC1)和馬鈴薯蛋白Tuberin-2(TSC2)所形成的異源二聚體TSC1/2是mTORC1上游的主要負(fù)調(diào)節(jié)劑,小G蛋白R(shí)heb是mTOR活化所必需的刺激蛋白,Tuberin-2通過(guò)使Rheb的GTP酶水解失活轉(zhuǎn)化為Rheb-GDP從而抑制mTOR活化[9]。真核細(xì)胞翻譯起始因子4E結(jié)合蛋白1(eukaryotic translation initiation factor 4E-binding protein 1,4E-BP1)是mTORC1下游調(diào)控細(xì)胞增殖的關(guān)鍵因子[10],活化的mTORC1通過(guò)介導(dǎo)S6K1和4E-BP1磷酸化,引起真核細(xì)胞翻譯起始因子4E(eukaryotic translation initiation factor 4E,eIF4E)釋放,直接加快蛋白質(zhì)翻譯合成和細(xì)胞周期進(jìn)程[11]。mTORC1還可間接上調(diào)脂肪酸合成酶(fatty acid synthase,F(xiàn)ASN),進(jìn)而促進(jìn)惡性細(xì)胞快速增殖[12]。在大鼠肝細(xì)胞中發(fā)現(xiàn),雷帕霉素可降低氨基酸對(duì)自噬的抑制作用[13],在酵母中可刺激自噬發(fā)生[14],從而間接抑制腫瘤生長(zhǎng)。在乏氧微環(huán)境中,mTORC1可上調(diào)乏氧誘導(dǎo)因子1α(hypoxia inducible factor-1α,HIF-1α)的表達(dá),促進(jìn)腫瘤血管的生成,從而誘導(dǎo)腫瘤進(jìn)展[15]。mTORC2較mTORC1對(duì)雷帕霉素敏感性低,所接受并整合的細(xì)胞信號(hào)也少于mTORC1,僅由生長(zhǎng)因子激活。mTORC2主要通過(guò)激活A(yù)KT在腫瘤中發(fā)生作用,活化的AKT可通過(guò)增加葡萄糖攝取,促進(jìn)糖酵解過(guò)程驅(qū)動(dòng)細(xì)胞增殖,同時(shí)抑制細(xì)胞凋亡[16](圖2)。

Fig.2 The diagram of PI3K/AKT/mTOR signalling pathway.RTK:Receptor tyrosine kinase;IRS1:Insulin receptor substrate 1;PI3K:Phosphatidylinositol 3-kinase;PIP2:Phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate;PIP3:Phosphatidylinositol 3,4,5-triphosphate;PDK1:Phosphoinositide-dependent kinase 1;AKT:Protein kinase B (PBK,also known as AKT).AMPK:Adenosine 5’-monophosphate(AMP)-activated protein kinase;4E-BP1:Eukaryotic translation initiation factor 4E-binding protein 1;eIF4E:Eukaryotic translation initiation factor 4E;S6K:S6 kinase.圖2 PI3K/AKT/mTOR信號(hào)通路
骨肉瘤是最常見(jiàn)的骨原發(fā)惡性腫瘤,近年來(lái)發(fā)現(xiàn)mTOR信號(hào)通路對(duì)骨肉瘤的發(fā)生和發(fā)展具有重要作用。通過(guò)對(duì)骨肉瘤細(xì)胞進(jìn)行基因富集與突變分析,篩選出了32條受突變影響的信號(hào)通路,10條與細(xì)胞增殖、存活以及凋亡相關(guān)的重點(diǎn)通路中有4條與PI3K/mTOR途徑有關(guān),分別為PTEN、IGF1/mTOR、RAS和AKT,具體包括7種關(guān)于第10號(hào)染色體同源丟失性磷酸酶基因和張力蛋白(phosphate and tension homology deleted on chromsome ten,PTEN)基因的突變類(lèi)型,2種TSC2中Tuberin結(jié)構(gòu)域突變,1個(gè)神經(jīng)纖維瘤?、裥偷鞍祝╪eurofibromin 1,NF1)基因的移碼突變以及1個(gè)位于PIK3CA第545位氨基酸殘基突變,此外在PI3K/mTOR通路中,磷酸肌醇依賴(lài)性蛋白激酶(phosphoinositide dependent protein kinase 1,PDK1)、AKT1和eIF4B存在突變。對(duì)4種人類(lèi)和3種鼠骨肉瘤細(xì)胞系,以及此前已被證明對(duì)PI3K/mTOR雙重抑制劑具有治療反應(yīng)的乳腺癌MCF-7細(xì)胞和PIK3CA基因突變的乳腺癌細(xì)胞應(yīng)用PI3K/mTOR雙重抑制劑GSK2126458、BEZ235以及PIK3CA選擇性抑制劑PIK75后均表現(xiàn)出細(xì)胞凋亡,并且骨肉瘤細(xì)胞系的半數(shù)抑制濃度(halfmaximal inhibitory concentration,IC50)值與MCF-7細(xì)胞相似,這表明骨肉瘤細(xì)胞對(duì)PI3K/mTOR或PIK3CA抑制劑具有治療敏感性[17]。
其次,多數(shù)骨肉瘤細(xì)胞存在表皮生長(zhǎng)因子受體(epidermal growth factor receptor,EGFR)全基因組表達(dá)增加,同時(shí)伴有PI3K信號(hào)通路的負(fù)性調(diào)節(jié)基因PTEN的缺失突變,二者共同促進(jìn)了腫瘤的增殖、血管生成和轉(zhuǎn)移[18]。對(duì)65例原發(fā)性骨肉瘤石蠟包埋標(biāo)本中mTOR和S6K1進(jìn)行免疫組織化學(xué)法染色后發(fā)現(xiàn),mTOR和S6K1分別在80%(52/65)和70.8%(46/65)的骨肉瘤細(xì)胞胞質(zhì)中陽(yáng)性表達(dá),并且mTOR/S6K1陽(yáng)性表達(dá)在單因素和多因素生存分析中均為預(yù)后不良因素[19]。Ezrin是細(xì)胞質(zhì)膜與細(xì)胞骨架之間的重要連接蛋白ERM(ezrin/radixin/moesin)蛋白家族的重要成員,可作為細(xì)胞骨架肌動(dòng)蛋白與細(xì)胞膜間的交聯(lián)劑直接參與細(xì)胞與微環(huán)境的相互作用[20]。研究顯示,Ezrin的表達(dá)增加了mTOR下游分子S6K1和4EBP-1的磷酸化水平以及S6K1的活性,與骨肉瘤的轉(zhuǎn)移行為關(guān)系密切[21]。此外有研究指出,細(xì)胞外基質(zhì)糖蛋白腱糖蛋白-C(tenascin-C,TN-C)可在機(jī)械應(yīng)力的作用下,由mTOR、4EBP-1和S6K1輔助過(guò)表達(dá),并與其剪接的FNIIIA1結(jié)構(gòu)域共同促進(jìn)骨肉瘤MG-63細(xì)胞的遷移和轉(zhuǎn)移[22]。mTOR通過(guò)多種細(xì)胞內(nèi)外信號(hào)與骨肉瘤的轉(zhuǎn)移行為有著密切聯(lián)系,除了上游已知的PI3K/AKT通路以外,mTORC1和mTORC2下游以及二者在mTOR中的作用關(guān)系仍需進(jìn)一步闡明。
血管周上皮樣細(xì)胞瘤(perivascular epithelioid cell tumor,PEComa)是間葉組織血管周上皮樣細(xì)胞來(lái)源的一組罕見(jiàn)且復(fù)雜的軟組織肉瘤腫瘤[23],免疫組織化學(xué)檢測(cè)結(jié)果通常同時(shí)表達(dá)肌源性細(xì)胞標(biāo)志物[平滑肌肌動(dòng)蛋白(SMA)、泛肌動(dòng)蛋白(pan-muscle actin)和波形蛋白(Vimentin)]和黑素細(xì)胞標(biāo)志物(HMB45和黑色素細(xì)胞分化標(biāo)志物Melan-A等)。PEComa包括血管平滑肌脂肪瘤(angiomyolipoma,AML)、淋巴管平滑肌瘤(lymphangioleiomyomatosis,LAM)、肺及肺外組織透明細(xì)胞“糖”瘤(clear cell“sugar”tumor of the lung,CCST)和鐮狀韌帶/圓韌帶的透明細(xì)胞肌黑素瘤(clear cell myomelanocytic tumor of the falciform ligament/ligamentum teres,CCMMT)等。PEComa多發(fā)生于肺,女性生殖系統(tǒng)及胃腸道系統(tǒng)等部位的惡性PEComa較罕見(jiàn)[24]。血管周上皮樣細(xì)胞(perivascular epithelioid cells,PEC)具有獨(dú)特的組織病理學(xué)和免疫組織化學(xué)特征,2002年以來(lái),世界衛(wèi)生組織將PEComa定義為一種由PEC組成的特殊間充質(zhì)腫瘤,其在子宮、胰腺、腸道、乳房、顱底和軟組織等部位的病例均有報(bào)道。
LAM是一種罕見(jiàn)的、低級(jí)別的、具有轉(zhuǎn)移潛能、選擇性靶向肺部且與肺囊性破壞有關(guān)的腫瘤,能高表達(dá)血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子C(vascular endothelial growth factor-C,VEGF-C)和VEGF-D這2種生長(zhǎng)因子,并且可以通過(guò)淋巴管擴(kuò)散[25]。LAM幾乎只見(jiàn)于育齡期女性,主要表現(xiàn)為進(jìn)展性囊性肺病,患者1 s用力呼氣容積(forced expiratory volume in one second,F(xiàn)EV1)以每年75~118 mL的速度下降[26],后期多發(fā)展為不可逆性呼吸衰竭,中位生存期為8~10年,除肺移植外,目前仍缺乏有效的治療手段[27]。AML由成熟的脂肪組織、平滑肌和血管組成,多發(fā)于腎臟和肝臟,是TSC和散發(fā)性LAM的常見(jiàn)繼發(fā)病變,可見(jiàn)于40%的散發(fā)性LAM。AML通常為良性病變但具有破裂出血的風(fēng)險(xiǎn),主要依靠手術(shù)治療,其變種類(lèi)型上皮樣AML雖罕見(jiàn)但具有惡性潛能[28]。
由于PEComa涵蓋良性、潛在惡性及惡性多種性質(zhì),當(dāng)前對(duì)PEComa發(fā)病機(jī)制尤其是惡性進(jìn)展機(jī)制了解有限,但多數(shù)AML、約30%的LAM以及少數(shù)散發(fā)性肺外PEComa均與TSC相關(guān)遺傳改變,TSC1/2復(fù)合體的失活有關(guān)[29]。此外,散發(fā)性AML中也存在mTOR激活標(biāo)志物磷酸化S6K1水平的增加[30],對(duì)該類(lèi)患者應(yīng)用西羅莫司后,腫瘤的體積出現(xiàn)明顯的縮小[31]。多數(shù)良性PEComa在手術(shù)切除后不再?gòu)?fù)發(fā),對(duì)潛在惡性或惡性PEComa則可選擇mTOR抑制劑治療。
體外研究顯示,雷帕霉素可通過(guò)上調(diào)骨肉瘤細(xì)胞SaOS2和U2-OS中p27蛋白的表達(dá)水平,降低細(xì)胞周期相關(guān)蛋白D1(cyclin D1)的表達(dá)水平來(lái)抑制細(xì)胞增殖,誘導(dǎo)G1期細(xì)胞周期停滯和細(xì)胞自噬,在SaOS2和U2-OS細(xì)胞小鼠移植瘤模型中驗(yàn)證發(fā)現(xiàn),雷帕霉素可顯著減小荷瘤小鼠的腫瘤體積[32]。對(duì)212例晚期骨和軟組織肉瘤患者使用mTOR抑制劑ridaforolimus單藥的Ⅱ期臨床研究顯示,中位總生存期(median overall survival,mOS)為10個(gè)月,僅有4例達(dá)到部分緩解(2例骨肉瘤、1例梭形細(xì)胞肉瘤和1例惡性纖維組織細(xì)胞瘤)[33]。隨著當(dāng)前對(duì)mTOR通路相關(guān)靶點(diǎn)的藥物研發(fā)及單藥治療的有限獲益,多藥聯(lián)合將成為骨肉瘤的主要治療模式。
在體外培養(yǎng)的人骨肉瘤細(xì)胞和小鼠骨肉瘤模型中,對(duì)PI3K和mTOR 2個(gè)靶點(diǎn)同時(shí)進(jìn)行抑制可有效誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞的凋亡,而單一靶向抑制PI3K或mTOR則無(wú)效[34]。對(duì)骨肉瘤細(xì)胞系(MG-63、U2-OS和SaOS-2)應(yīng)用PI3K/mTOR雙重抑制劑NVP-BEZ235后發(fā)現(xiàn),腫瘤細(xì)胞中cyclin D1和(或)cyclin B1的表達(dá)下調(diào),細(xì)胞周期停滯在G0/G1期[35],在荷瘤小鼠模型中體現(xiàn)為異位骨肉瘤形成顯著降低和脈管侵犯減弱[36]。既往的研究發(fā)現(xiàn),胰島素樣生長(zhǎng)因子-1(insulinlike growth factors-1,IGF-1)、IGF-2和IGF結(jié)合蛋白(IGF-binding protein,IGF-BP)在多種肉瘤亞型中表達(dá),IGF-1和IGF-2刺激IGF-1受體(IGF receptor,IGF-1R)發(fā)生自磷酸化激活,后者可引起包括PI3K/AKT/mTOR途徑在內(nèi)的多項(xiàng)級(jí)聯(lián)信號(hào)激活,從而誘導(dǎo)腫瘤進(jìn)展[37]。在坦羅莫司聯(lián)合IGF-1R單克隆抗體西妥木單抗(Cixutumumab)治療骨和軟組織肉瘤的Ⅱ期臨床研究中[38],將174例患者分為57例IGF-1R陽(yáng)性軟組織肉瘤組、54例IGF-1R陽(yáng)性骨肉瘤組和63例IGF-1R陰性肉瘤組,中位隨訪時(shí)間為18.6(2.9~30.9)個(gè)月,IGF-1R陽(yáng)性軟組織肉瘤組、IGF-1R陽(yáng)性骨肉瘤組和IGF-1R陰性肉瘤組的mOS期分別為18.9、14.2和14.7個(gè)月,相較于Ridaforolimus單藥,患者的生存期得到了顯著延長(zhǎng)。其中共有9例患者達(dá)到部分緩解,IGF-1R陽(yáng)性軟組織肉瘤組1例(1/57,1.75%)、IGF-1R陽(yáng)性骨肉瘤組6例(6/54,11.11%)和IGF-1R陰性骨肉瘤組2例(2/63,3.17%),但無(wú)完全緩解病例。在進(jìn)一步的研究中,對(duì)IGF-1和IGF-1R陽(yáng)性患者血漿IGF的主要載體蛋白IGF-BP3進(jìn)行定量分析顯示其與生存無(wú)相關(guān)性,但所有在12周發(fā)生疾病進(jìn)展的患者血漿IGF-BP3均顯著增加(P<0.01)。在該研究中主要的3~4級(jí)不良反應(yīng)為淋巴細(xì)胞減少癥25例(25/174,14.37%)、血糖增高18例(18/174,10.34%)和口腔黏膜炎及血小板減少癥均為19例(19/174,10.92%),另有4例患者死亡,且均為疾病進(jìn)展所致。
在晚期和轉(zhuǎn)移性骨肉瘤患者中發(fā)現(xiàn),索拉非尼僅可短期維持腫瘤縮小或穩(wěn)定狀態(tài),最終仍會(huì)發(fā)展為耐藥。有動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究顯示,經(jīng)多激酶抑制劑索拉非尼治療的骨肉瘤異種移植小鼠較對(duì)照組mTORC1復(fù)合體的mTOR和下游轉(zhuǎn)錄因子4E-BP1和S6K1磷酸化水平降低,同時(shí)mTORC2-Rictor的負(fù)調(diào)控位點(diǎn)被去磷酸化,引起mTORC2激活,而索拉非尼聯(lián)合依維莫司可完全抑制mTORC1和mTORC2通路,進(jìn)而增強(qiáng)抗增殖、抗血管和促凋亡的作用,由此提示mTORC2的激活可能是索拉非尼的一種耐藥機(jī)制[39]。一項(xiàng)對(duì)38例高級(jí)別骨肉瘤患者應(yīng)用索拉非尼聯(lián)合依維莫司的Ⅱ期臨床研究顯示,17例患者達(dá)到了6個(gè)月的無(wú)進(jìn)展生存時(shí)間(progression-free survival,PFS),但未達(dá)到所設(shè)定的研究終點(diǎn),即6個(gè)月時(shí)達(dá)到50%的PFS;65.78%的患者(25/38)因不良反應(yīng)而減少劑量或短期停藥,5.26%(2/38)的患者永久停藥。主要的不良反應(yīng)為淋巴細(xì)胞減少癥、口腔黏膜炎和腹瀉等,但未出現(xiàn)與治療相關(guān)的死亡[40]。借由該項(xiàng)研究,索拉非尼聯(lián)合依維莫司在2019年NCCN指南中被推薦用于不可切除的高級(jí)別骨肉瘤。此外,同時(shí)抑制mTORC1/mTORC2的ATP競(jìng)爭(zhēng)性mTOR激酶抑制劑MLN0128在橫紋肌肉瘤、惡性周?chē)窠?jīng)鞘瘤、滑膜肉瘤、尤文肉瘤、骨肉瘤和脂肪肉瘤細(xì)胞的體外實(shí)驗(yàn)中可顯著抑制腫瘤細(xì)胞的增殖[41],由此提示完全抑制mTOR在其他軟組織肉瘤中同樣具有應(yīng)用前景。
3.2.1 LAM
體外研究表明,肺LAM細(xì)胞中存在S6K1過(guò)度磷酸化、S6K1組成型激活和DNA合成增加等生物學(xué)現(xiàn)象,西羅莫司可抑制上述異常激活并降低DNA合成[42]。一項(xiàng)對(duì)TSC/LAM患者使用西羅莫司的Ⅰ~Ⅱ期臨床研究顯示,患者肺功能在用藥后得到明顯改善并在停藥1年后得到維持[43]。在一項(xiàng)對(duì)89例中度肺功能不全的LAM患者使用西羅莫司(46例)對(duì)比安慰劑(43例)的Ⅱ期研究[44]中發(fā)現(xiàn),安慰劑組與西羅莫司組患者每月的肺功能監(jiān)測(cè)顯示,安慰劑組的FEV1為(-12±2)mL,西羅莫司組為(1±2)mL(P<0.001);安慰劑組的用力肺活量(forced vital capacity,F(xiàn)VC)為(-11±3)mL,西羅莫司組為(8±3)mL(P<0.001)。相較于安慰劑組,西羅莫司組血清中VEGF-D的表達(dá)水平降低,肺功能和生活質(zhì)量均有改善,但6 min步行試驗(yàn)示肺活量、殘氣量和一氧化碳擴(kuò)散能力無(wú)明顯差異,由此提示肺功能的儲(chǔ)備和運(yùn)動(dòng)能力未有改善,不良反應(yīng)主要為皮膚、胃腸系統(tǒng)的感染和疼痛。在停藥觀察期內(nèi),2組患者的FEV1均下降且與基線(xiàn)數(shù)據(jù)的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,由此提示維持肺功能的改善需長(zhǎng)期用藥。安慰劑組患者肺功能以每年約10%的速度減退,這提示中重度患者有必要進(jìn)行藥物控制。對(duì)24例LAM患者應(yīng)用依維莫司的單臂Ⅱa期研究結(jié)果顯示[45],除靜態(tài)肺功能改善外,6 min步行距離較治療前提高了47 m。對(duì)142例接受西羅莫司治療1~4年的LAM患者進(jìn)行回顧性分析顯示[46],F(xiàn)EV、FVC、動(dòng)脈氧分壓、6 min步行試驗(yàn)和VEGF-D表達(dá)水平分別在治療第1年、第1~2年、第1~3年和1~4年期間有所改善,且不良事件輕微,對(duì)患者肺功能的改善或穩(wěn)定長(zhǎng)達(dá)4年,同時(shí)血氧水平,運(yùn)動(dòng)能力和生活質(zhì)量也得到了提高。另一項(xiàng)納入600例患者且長(zhǎng)期使用西羅莫司耐受性和安全性的國(guó)際多中心前瞻性臨床研究(MIDAS)正在進(jìn)行中(NCT02432560)。
3.2.2 AML
對(duì)25例散發(fā)性AML患者使用西羅莫司的Ⅰ/Ⅱ期臨床研究顯示,平均腫瘤體積對(duì)比治療前基線(xiàn)體積減少(53.2±26.6)%(P<0.001)。20例隨訪患者中有16例(80%)患者的腫瘤體積減少超過(guò)30%,在停藥后6和12個(gè)月時(shí)的腫瘤平均體積分別增加到治療前基線(xiàn)體積的(76.8±27.5)%(P<0.001)和(85.9±28.5)%(P=0.005),但部分患者的病情在撤藥后腎臟和肺部緩解出現(xiàn)一定程度的逆轉(zhuǎn)[43]。一項(xiàng)Ⅱ期研究對(duì)16例TSC或散發(fā)性LAM和AML患者進(jìn)行了2年的西羅莫司治療的結(jié)果顯示[47],16例AML患者的腫瘤直徑均發(fā)生減小,其中8例減少超過(guò)30%。總計(jì)48個(gè)AML靶病灶中有41個(gè)體積小于基線(xiàn),腫瘤縮減多見(jiàn)于第1年治療。一項(xiàng)依維莫司對(duì)比安慰劑在結(jié)節(jié)性硬化癥-1的臨床研究EXIST-1(EXamining everolimus In a Study of Tuberous Sclerosis Complex-1)中的AML亞組分析結(jié)果顯示[48],TSC相關(guān)性腎臟AML患者(TSC-associated renal angiomyolipomata,TSC-RAML)在使用依維莫司12、24和48周治療后,靶病灶體積減少50%的患者比例分別為56.5%、78.3%和80.0%。EXIST-2擴(kuò)展試驗(yàn)顯示,TSC-RAML患者使用依維莫司可維持約4年的臨床獲益且安全性可控[49]。一項(xiàng)首次對(duì)中國(guó)TSC-RAML成年患者使用依維莫司的Ⅱ期試驗(yàn)顯示[50],18例患者在3、6和12個(gè)月的部分緩解率分別為52.94%,58.82%和66.67%,同時(shí)肺功能和皮膚病變均得到改善。主要的不良反應(yīng)為口腔黏膜炎(18/18,100%)、腹痛(14/18,77.78%)和高甘油三酯血癥(13/18,72.22%),3級(jí)不良反應(yīng)為口腔黏膜炎(2/18,11.1%)和月經(jīng)不調(diào)(3/18,16.67%),均高于此前的研究,研究者考慮這可能與種族相關(guān)。此外有2例患者死亡,死因分別為自發(fā)性出血和術(shù)后感染。與LAM類(lèi)似,AML同樣需要長(zhǎng)期使用維持療效,遠(yuǎn)期獲益可觀,2019年NCCN指南推薦西羅莫司用于復(fù)發(fā)性AML,實(shí)際應(yīng)用中對(duì)出血等不良反應(yīng)和撤藥后療效的逆轉(zhuǎn)情況還應(yīng)仔細(xì)評(píng)估。
3.2.3 惡性PEComa
PEComas按表現(xiàn)分為3類(lèi):良性、具有惡性潛能和惡性[51],其中惡性PEComas較為罕見(jiàn)。由以下6種組織病理學(xué)特征作為惡性風(fēng)險(xiǎn)因素的參考:(1)腫瘤直徑>5 cm或8 cm;(2)呈浸潤(rùn)生長(zhǎng);(3)高細(xì)胞核級(jí)別和高細(xì)胞性;(4)高有絲分裂活性:每50個(gè)高倍視野發(fā)現(xiàn)存在超過(guò)1個(gè)高分裂細(xì)胞;(5)出血壞死;(6)血管侵犯。僅具備腫瘤直徑>5 cm這一條風(fēng)險(xiǎn)特征的PEComas為惡性潛能不確定,具有任何2條及以上的PEComas考慮為惡性[52]。因PEComa罕見(jiàn),該標(biāo)準(zhǔn)尚未在更大系列研究中得到驗(yàn)證。惡性PEComa主要以手術(shù)切除為治療手段,放化療效果不明,復(fù)發(fā)及晚期患者治療困難。
有個(gè)案報(bào)道顯示,mTOR抑制劑在治療惡性PEComa中有效[53]。1例69歲女性患者,在接受PEComa手術(shù)切除時(shí)經(jīng)PET-CT檢查發(fā)現(xiàn)右上肺孤立結(jié)節(jié),術(shù)后標(biāo)本采用免疫組織化學(xué)檢測(cè)顯示S6K1過(guò)度激活,因此使用坦羅莫司治療。首月評(píng)估顯示右上肺病變縮小35%,代謝活性降低50%,次月復(fù)查PET/CT顯示殘留病灶未見(jiàn)明顯代謝,遂行右上肺葉切除;術(shù)后標(biāo)本采用活性細(xì)胞檢測(cè)顯示較原發(fā)腫瘤減少40%,之后繼續(xù)行坦羅莫司維持治療。另1例患者為55歲女性,在接受PEComa切除術(shù)15年后出現(xiàn)心包及胸腔轉(zhuǎn)移,術(shù)后1年CT檢查結(jié)果顯示肝轉(zhuǎn)移,接受多柔比星聯(lián)合異環(huán)磷酰胺化療、肝臟放療和依托泊苷治療。數(shù)月后胸腔病變進(jìn)展,因免疫組織化學(xué)檢測(cè)顯示S6K1激活,因此使用坦羅莫司;2個(gè)月后評(píng)效為部分緩解。之后陸續(xù)有報(bào)道顯示,腹膜后PEComa伴肺轉(zhuǎn)移患者在接受依維莫司治療12周后,肺部病變消失,腹部腫塊明顯減少,并且未出現(xiàn)嚴(yán)重不良反應(yīng)[54];肝臟惡性PEComa患者在應(yīng)用西羅莫司8個(gè)月后腫瘤明顯縮小,后行肝部分切除,并達(dá)到臨床完全緩解且肝功能正常[55]。上述2例個(gè)案均提示,mTOR抑制劑可作為PEComa治療的藥物選擇之一。一項(xiàng)對(duì)53例晚期/轉(zhuǎn)移性PEComa患者的回顧性分析顯示[56],吉西他濱方案的客觀緩解率(objective response rate,ORR)為20%,中位PFS時(shí)間為3.4個(gè)月,蒽環(huán)類(lèi)藥物類(lèi)似ORR為13%,中位PFS時(shí)間為3.2個(gè)月。抗血管生成藥物ORR為8.3%,中位PFS時(shí)間為5.4個(gè)月,mTOR抑制劑ORR為41%,中位PFS時(shí)間為9個(gè)月,由此提示mTOR抑制劑治療PEComa的應(yīng)用前景良好。
3.2.4 mTOR抑制劑治療其他軟組織肉瘤
平滑肌肉瘤(leiomyosarcoma,LMS)是軟組織肉瘤中最常見(jiàn)的亞型之一(15%~20%),40%~50%的LMS存在抑癌基因PTEN丟失[57]。有體外研究顯示,PI3K/mTOR雙重抑制劑BEZ235對(duì)LMS細(xì)胞具有較高的抗腫瘤活性[58],對(duì)2種LMS細(xì)胞應(yīng)用表柔比星聯(lián)合BEZ235相較于表柔比星單藥抗腫瘤作用有所增強(qiáng),對(duì)移植瘤小鼠使用BEZ235或聯(lián)合表柔比星后腫瘤體積顯著縮小[59],但仍需進(jìn)一步的研究證明。
上皮樣肉瘤(epithelioid sarcoma,ES)惡性程度高,其易發(fā)生淋巴結(jié)和肺轉(zhuǎn)移,且5年生存率低[60]。對(duì)2種ES細(xì)胞系用依維莫司處理后,結(jié)果顯示G0/G1期細(xì)胞所占比例明顯增加,S期細(xì)胞所占比例明顯減少,由此表明依維莫司可通過(guò)干預(yù)ES細(xì)胞周期發(fā)揮抗腫瘤的作用。但是,mTOR通路抑制可引起AKT信號(hào)重新激活,因而減弱了mTOR抑制劑的抗腫瘤作用并加快耐藥進(jìn)程[61]。而肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子(hepatocyte growth factor,HGF)及其受體c-MET在多數(shù)ES細(xì)胞中過(guò)表達(dá)[62]并且與依維莫司誘導(dǎo)的AKT激活有關(guān),對(duì)ES應(yīng)用依維莫司聯(lián)合c-MET抑制劑INC280的體內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn)腫瘤生長(zhǎng)均被有效抑制[63],由此提示同時(shí)靶向mTOR和c-MET通路可能成為治療ES的一種有效方法。
mTOR作為細(xì)胞生長(zhǎng)代謝過(guò)程中與多種信號(hào)因子發(fā)生作用的重要整合單位,與之相關(guān)的信號(hào)通路調(diào)控異常在腫瘤發(fā)生和發(fā)展中有著極為重要的作用,在包括骨肉瘤、PEComa、LMS和ES等多種惡性腫瘤中均存在不同程度的異常激活,mTOR抑制劑治療其他腫瘤的臨床研究也在進(jìn)行中。隨著對(duì)mTORC1和mTORC2 2種復(fù)合體的了解、mTOR與周?chē){(diào)控信號(hào)間正負(fù)反饋環(huán)路的形成、不同作用位點(diǎn)間的相互牽制以及基礎(chǔ)與臨床研究的探索,mTOR抑制劑單藥治療已不能滿(mǎn)足對(duì)腫瘤多靶點(diǎn)和多通路的控制需求。mTOR抑制劑與化療和抗血管生成抑制劑等多種靶向藥物聯(lián)合使用的療效獲益,無(wú)疑給晚期骨肉瘤和軟組織肉瘤患者帶來(lái)更多治療選擇。相信隨著對(duì)mTOR及其通路的進(jìn)一步認(rèn)識(shí),聯(lián)合治療方案的逐步優(yōu)化有望改善更多腫瘤患者的遠(yuǎn)期獲益。