脂肪肉瘤治疗新途径和分子靶点研究进展

2018-07-31   作者: 浦飞飞 陈凤霞 夏平 点击量:50 我要说

浦飞飞1陈凤霞2,3夏平1

1武汉市第一医院骨科 2长江航运总医院肿瘤科 3武汉大学中南医院肿瘤科

摘要:脂肪肉瘤对化疗多不敏感,这就需要研发组织特异性或通路特异性疗法。随着我们对其发病分子机制的深入理解,一系列的靶向疗法应运而生。对脂肪肉瘤发生、发展和预后的相关分子机制研究不仅有助于分型诊断和预后评估,也有助于为靶向治疗提供新的干预目标。本文就脂肪肉瘤治疗新途径和分子靶点研究进行综述。

关键词:肉瘤;治疗结果;分子靶点;综述

引言

脂肪肉瘤是一种起源于深部软组织中原始间叶组织的恶性肿瘤,通常表现为大腿、臀部、腹膜后及肩部等处相对缓慢生长的无症状肿块,好发于40~60岁患者。

根据形态学分为5种亚型:高分化型脂肪肉瘤(Well-differentiatedliposarcoma,WDLPS)、去分化性脂肪肉瘤(Dedifferentiatedliposarcoma,DDLPS)、黏液型脂肪肉瘤(Myxoidliposarcoma,MLS)、圆细胞型脂肪肉瘤(Roundcellliposarcom,RCL)和多形性脂肪肉瘤(Pleomorphicliposarcoma,PLS)。

这5种组织学亚型的临床表型明显不同,比如它们的转移倾向和药物治疗敏感性。例如,WDLPS转移率较低,并且对化疗不敏感,而黏液样脂肪肉瘤的球形变异体转移率较高,但是它对放、化疗均较敏感。

目前脂肪肉瘤的治疗仍以手术切除为主,腹膜后脂肪肉瘤常体积巨大,放疗剂量和射野的确定较为困难。手术后缺乏有效的辅助治疗是脂肪肉瘤长期疗效欠佳的主要原因。不断复发和多次手术给患者造成了极大的痛苦,因此,寻找有效的靶向治疗方法显得极为重要。近年来,对脂肪肉瘤分子遗传学的研究为肿瘤治疗干预的靶点提供了一定的参考。

一. 高分化型/去分化型脂肪肉瘤

1. 分子遗传学改变

WDLPS/DDLPS是脂肪肉瘤中最常见的类型。WDLPS和DDLPS有相同或类似的基因组异常,如环状和/或巨大标记染色体,主要由12号染色体上某些基因扩增所致,而且较为恒定地有12q13-15区域的扩增。除此之外,较常见的还有12q21-22、1q21-23区域与12q13-15区域的共同扩增。

蛋白质印迹及荧光原位杂交检测证实其中最为恒定的扩增是位于12q15区域的鼠双微染色体2(MDM2)基因,它被认为是这个扩增子的靶基因。近来又有发现与MDM2共同扩增的基因,Erickson-Johnson等在对32例WDLPS研究时发现,所有病例存在羧肽酶M(CPM)与MDM2共同扩增,而脂肪瘤病例中未发现CPM和MDM2的扩增;定位于12q14.3区域高迁移率族蛋白A2(HMGA2)的外显子1和2与MDM2恒定共扩增,而前者在普通脂肪瘤中通常表现为基因重排[1]

有关WDLPS向DDLPS进展的研究提示了c-Jun末端激酶(JNK)通路的作用,癌基因c-Jun编码部分激活蛋白转录因子(AP-1)复合物,后者在细胞增殖转化及凋亡中起作用,凋亡信号调节激酶1(ASK1)激活JNK从而导致c-Jun激活与过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPARγ)失活,PPARγ参与调节脂肪细胞特异基因的转录并诱导脂肪细胞的终末分化,其失活后可能导致脂肪细胞去分化,分别涉及ASK1或c-Jun基因的6q23及1p32区的共同扩增只见于DDLPS[2]

此外,He等研究发现,在50%DDLPS的去分化区域发现了P16INK4a基因启动子甲基化,而不见于原发和复发的WDLPS,提示p16INK4a基因启动子甲基化可能在进展为高级别肉瘤的过程中起作用,而与WDLPS的复发无关[3]

近年来,cDNA基因芯片技术应用于研究LPS的基因表达谱,进而从分子水平筛选新的诊断标记物及治疗靶点。Singer等通过U133A芯片技术平台研究WDLPS/DDLPS和正常脂肪组织之间的表达差异,鉴定出998个基因在二者之间的表达差异可在两倍以上[4]

其中在WDLPS/DDLPS中存在强烈过表达的3个基因分别为拓扑异构酶2(TOP2A)、核糖核酸还原酶M2多肽(RRM2)和小脑锌指蛋白(ZIC1)。TOP2A和RRM2目前可以被药物复方制剂阻断。ZIC1作为重要的锌指转录因子,通过对其下游基因的调控,被证实在LPS的发病机制中起关键作用,并提示靶向对抗ZIC1的药物可能有治疗效果[5]

最近,一项对DDLPS深入分析的研究发现,在β-连环素(CTNNB1)、上皮钙黏蛋白(CDH1)、酪氨酸蛋白激酶A1(ephrinA1)以及FBXW7(ubiquitinproteinligasecomplex)基因位点上存在点突变,并且在LPS细胞株中有潜在的致癌效应,在对3个DDLPS细胞系进行短发夹RNA(shRNA)筛选后鉴定出27个潜在致瘤基因,如细胞周期依赖性激酶4(CDK4)、酵母蛋白质结构域家族YEATS4、神经胶质瘤致病基因(GLI1)等,实验证实这些基因敲除后能够抑制LPS细胞系的增殖[6]

2. 12q13-15扩增子相关分子靶向治疗

靶向对抗MDM2和CDK4的是shRNA已在体外研究中证实可以抑制LPS细胞株的增殖,MDM2和CDK4这两个靶点是临床研究的活跃领域。Nutlin-3a是一种小分子MDM2拮抗剂,可以封闭p53的MDM2结合位点,从而上调p53活性,促进细胞凋亡。

研究发现,nutlin-3a在体外实验中有显著抑制DDLPS细胞增殖以及促进凋亡的作用[4]。一些其他的新型MDM2抑制剂,如AT-219、RG7112等正在最新的临床前研究阶段[7]

此外,有研究报道,YEATS4在DDLPS中的作用可能是通过结合MDM2而抑制p53功能,基因敲除后对DDLPS有抗增殖效应,因此,YEATS4也有可能是LPS干预治疗的一个靶点。

3. 12q13-15之外基因扩增相关靶向治疗

曲格列酮是PPARγ的激动性配体,可以诱导体外LPS细胞系的终末分化。3例LPS患者接受曲格列酮的临床治疗试验后,在组织学、生物化学、放射学和生物学各方面都显示了LPS分化的证据[8]。但在另一项试验治疗中,9例患者应用曲格列酮后随访2-16个月均没有临床效果[9]

最近,一些不同的PPARγ片段正应用于LPS的临床试验,包括罗格列酮、CS-7017以及第3代PPARγ激动剂[10]。Ugras等通过序列测定以及微列分析发现,在DDLPS中存在超过40个miRNA的失调[11]。在DDLPS细胞系中恢复miRNA-143的表达可以抑制肿瘤细胞的增殖及促进凋亡,提示miRNA-143表达载体对DDLPS可能有治疗意义。

徐强等研究发现,姜黄素可选择性地抑制LPS细胞的生存而并不杀伤正常脂肪来源细胞,姜黄素可诱导LPS细胞发生半胱天冬氨酸蛋白酶8/3通路依赖性的凋亡,其作用系通过直接结合并抑制LPS特异性高表达的肌浆网钙蛋白的活性,破坏细胞内钙离子的稳态,从而引发LPS细胞内质网的应激反应[12]

二. 黏液/圆细胞性脂肪肉瘤

1. 分子遗传学改变

MLS/RCL是LPS中第2位最常见者,占全部LPS的1/3多。细胞和分子遗传学研究发现,90%以上的MLS/RCL中存在一种特异性的染色体易位t(12;16)(q13;p11),产生FUS-CHOP融合性mRNA;另外在少数MLS/RCL中存在另一种特异性的染色体易位t(12;22)(q13;q12),形成EWS-CHOP融合基因。

最新有研究发现,由磷脂酰肌醇-3-激酶催化亚单位a基因(PIK3CA)的突变激活、磷酸酶基因的丢失或胰岛素样生长因子1受体表达介导的磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B(PI3K/Akt)通路的激活在MLS向RCL的转化过程中起重要作用,提示PI3K/Akt通路可能是RCL的一个治疗靶点[13]

PIK3CA的突变还与患者生存期减少相关。一组对14例MLS/RCL(包括放化疗后和未治疗的病例)的研究发现存在多种酪氨酸激酶的激活[14]。此外,Lanckohr等通过DNA微阵列分析发现MLS/RCL中基因CDK4、细胞周期蛋白D2、c-myc及ret在转录以及蛋白水平存在过表达[15]

2. 关于FUS-DNA转录损伤因子3(FUS-DDIT3)融合蛋白的靶向治疗

海鞘素(ET-743)是从加勒比海被囊动物内提炼的一种四氢异喹啉生物碱,能与DNA小沟结合,可以通过结合FUS-DDIT3的启动子从而干扰FUS-DDIT3蛋白的合成。Grosso等研究发现,MLS对ET-743特别敏感,6个月无进展生存率达88%[16]。另一项将其作为一线药物的二期临床试验结果表明,总体生存率达72%[17]

另一种值得探索研究的治疗策略是针对FUS-DDIT3的下游作用因子,如IL-6、血管内皮生长因子(VEGF)等将可能作为新的治疗靶点[18]。有报道发现,MLS/RCL中存在癌-睾丸抗原NY-ESO-1的高表达,体外实验表明MLS/RCL细胞系可以被NY-ESO-1特异性效应器所识别和溶解,提示NY-ESO-1可能是治疗MLS/RCL的一个重要的靶抗原[19]

3. MLS/RCL的细胞内信号传导

激酶相关的NF-κB及Src通路的激活见于绝大多MLS,通过使用酪蛋白激酶2抑制剂TBB进而抑制NF-κB通路的激活可能为进展期MLS患者提供新的的治疗策略。一项对207例软组织肿瘤患者进行特异性基因分析的研究发现,PI3K的p110a催化亚单位位点突变在MLS/RCL中非常常见,并且和患者的预后有关[6]。这个结果显示了Akt通路的失调在MLS/RCL的作用,并为PI3K/Akt抑制剂应用于MLS/RCL提供了理论依据。

此外,由于肝细胞生长因子受体酪氨酸激酶(MET)被发现在MLS中存在过度激活,因此目前许多MET通路抑制剂正处于研究以及临床试验阶段。例如,一种新型的MET通抑制剂Foretinib抑制包括MET、VEGF受体2等在内的多种激酶的活性,在已有转移或不能手术切除肿瘤的一期临床试验中,Foretinib表现出了广泛的生物学活性以及临床效果[20]

三. 多形性脂肪肉瘤

多形性脂肪肉瘤PLS是LPS中最少见的类型,约占全部LPS的5%。由于这种肿瘤少见,其细胞遗传学和分子生物学资料非常少。和其他类型的LPS不同,PLS没有特异性的分子变异,其病例显示染色体数目过多以及复杂的异质性结构重排,并有大量未能识别的标记染色体、非克隆性改变、多倍体,并且细胞间有异质性,因此难以从中识别特异性重排。从细胞遗传学上来看,PLS更接近于其他多形性肉瘤,而与WDLPS相差较远。

Singer等在对6例PLS的研究中发现存在有丝分裂阻滞缺陷蛋白2的扩增,其在PLS中的表达是正常脂肪组织的13倍[4]。Barretina等研究显示,16.7%的PLS病例有p53基因突变,而在MRS和WDLPS/DDLPS中少见,约60%的PLS在13q14.2-14.3区域存在缺失,此区域包含肿瘤抑制因子视网膜母细胞瘤基因1[6]。最近一项对155例PLS的研究同样发现存在RB蛋白表达的缺失以及p53高突变率(约60%),此研究的免疫组织化学结果还显示PPARγ、B细胞淋巴瘤/白血病2基因、生存素、VEGF等在PLS中存在高表达[21]

研究发现,和其他软组织肉瘤相比,PLS的病例存在p53高突变率,p53突变和化学抗药性有关,这可能部分解释了PLS具有明显药物抵抗性的原因[22]。如前所述,由于PLS少见,对其细胞遗传学和分子生物学研究较少。PLS分子改变的多样性以及基因不稳定性提示针对某一特定的基因改变的治疗效果不明显。可以尝试影响一些肿瘤相关进程的不同方法,包括细胞增殖、永生化、侵袭、血管生成、肿瘤间质反应等,联合治疗可能会影响PLS的发生、发展,从而带来较好的治疗效果。

四. 展望

随着先进的遗传学和分子生物学技术的发展,LPS的研究成果也有了重大的进展。一系列的研究显示,LPS的分类与研究需要结合组织学、细胞遗传学和分子分析,使得人们对LPS的发生发展相关分子通路、抑癌/致癌基因、非编码RNA等有了进一步的认识,对其异质性和分子多样性有了更加深刻的理解,给LPS的诊断和预后评估提供了重要的依据,也为将来的治疗提供了更多的靶点。

参考文献:

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