腎細胞癌與VHL基因突變的研究進展

王濤，陳明

(1. 東南大學醫學院，江蘇 南京 210009；2.東南大學附屬中大醫院，江蘇 南京 210009)

·綜 述·

腎細胞癌與VHL基因突變的研究進展

王濤1，陳明2

(1. 東南大學醫學院，江蘇 南京 210009；2.東南大學附屬中大醫院，江蘇 南京 210009)

泌尿外科醫師面臨的重要腫瘤之一是腎細胞癌(RCC)。VHL基因是一個典型的抑癌基因，它在RCC中的突變引起了人們的關注。RCC中普遍存在著VHL基因突變、雜合性缺失(LOH)及甲基化。pVHL是VHL的基因產物。泛素連接酶的組成成分之一就是pVHL，它在細胞的增殖、凋亡和癌細胞的浸潤、轉移中起到了巨大的作用。作者就RCC中VHL基因的突變及其分子機制，以及VHL靶向治療在臨床中的應用作一綜述。

RCC；VHL基因；分子靶向治療；文獻綜述

腎細胞癌(RCC)的發病率很高，在泌尿系統中占第3位。按照組織學類型可分為透明細胞癌、嫌色細胞癌、乳頭細胞癌、集合管腎癌等,其中透明細胞癌最常見。手術治療輔以免疫治療是目前治療腎癌的主要方式。對于RCC的發病機制我們了解得不多，這給早期診斷和治療腎癌帶來了很大的麻煩。RCC的發生涉及到了很多基因。其中，VHL基因的研究是近年來學者們研究的一個熱點。RCC中普遍存在著VHL基因的突變。學者們對VHL基因突變的研究極大地推動了RCC的診斷治療。作者對RCC中VHL基因的突變及其分子機制，以及VHL靶向治療在臨床中的應用作一綜述。

1 VHL基因的結構及作用

1.1 VHL基因的結構

VHL基因是得名于VHL綜合征(Von Hippel-Lindau′s disease)。Latif等[1]首先將VHL基因定位于染色體3p25-26。VHL編碼序列中含有3個外顯子，其中第2外顯子能夠轉錄可變剪接的mRNA。 VHLm RNA編碼產生的蛋白產物分別為p19和p30，學者們曾經認為p30降解產生p19，但事實證明p19是位于VHL基因54號密碼子上的轉錄異構體[2]，它與細胞核的親和力比p30更高。

研究表明，VHL基因的二級結構由兩個區域組成:分別為α區和β區。其中復合物B-C(Elongin B-C)與α區連接；而缺氧誘導因子1α(HIF-1α)等底物則與β區相連接。此關鍵結合位點的突變極有可能導致了RCC的發生[3]。

1.2 VHL基因對于RCC的作用

1.2.1VHL基因與RCC起源之間的關系 大量研究表明：VHL基因的突變在RCC的發生中占據著主導地位，腫瘤的分裂、增殖、轉移和浸潤也都源于VHL基因介導的一系列因子。Mallory等[4]的研究認為，腎臟上皮細胞的極化、分化以及初級纖毛形成都是源于VHL基因的表達。他們提出了關于RCC起源的一個可能機制:VHL基因失活之后，腎小管上皮細胞極化、初級纖毛的形成也隨之發生了障礙，這些都導致了RCC的形成。

1.2.2RCC受VHL-HIF途徑的影響 (1) VHL-HIF途徑。研究表明，機體的乏氧反應主要是由HIF乏氧誘導因子介導的。在常氧情況下， HIF-α中的氧依賴性降解結構域ODDD與pVHL上的β端相結合，這就是所謂的VHL-HIF途徑[5]。泛素化之后，ODDD即被降解。然而，在缺氧的情況下pVHL上的β端無法與ODDD相結合，HIF就無法被降解。由此我們可以想到，在RCC中，由于VHL基因失活，缺乏有作用的pVHL，HIF也就無法被降解[6]。

在RCC中，缺氧無法避免，HIF異常表達于缺乏pVHL調解的RCC中。HIF產生的大量下游產物，例如:VEGF、TGF-α、cxcR4、cAlx等，能夠促進RCC的發生發展[7]。HIF的高表達導致了VEGF高表達，最終導致RCC組織學上的高血供。VEGF的高表達可以由以下機制解釋:VHL基因失活、乏氧及Raf-MAPK和P13-AKT/mTOR的激活。HIF在這些途徑中都有極其重要的作用[8]。大量研究表明， VEGF的過多表達在RCC中占到63.0%的比例[9]。RCC受非VHL-HIF途徑的影響。此影響大致可分為3類:(1) 在RCC細胞中，VHL基因對于細胞的連接有著至關重要的作用；如果VHL基因失活，那么腫瘤細胞的形態就會拉長，正常細胞就會出現不規則排列，同時，單層上皮細胞的結構也就遭到了破壞。此時，如果pVHL又能夠重新表達，那么上皮細胞的排列結構又可以恢復正常。(2) VHL基因對于纖連蛋白的影響。它能夠上調纖連蛋白，纖連蛋白的表達增加降低了腫瘤細胞的侵襲轉移能力，而乏氧對這個過程沒有影響。(3) pVHL對于基質金屬蛋白(MMPs)和組織抑制金屬蛋白(TIMPS)也有調節作用。MMPS極大地影響了組織形態形成、血管新生以及組織重塑。MMP的表達受到TIMPs的抑制，pVHL表達減少之后，TIMPs的表達也下調，MMP的表達則上升，導致腫瘤細胞的浸潤和轉移[10]。

2 VHL失活與RCC

基因的失活機制可以分為基因的突變、LOH(雜合性缺失)和甲基化。學者們認為，VHL基因是RCC的關鍵因子。大量的研究證實，散發性及遺傳性RCC的發生均與VHL等位基因的失活有一定聯系。

2.1 VHL基因突變

Gallon等[11]通過研究VHL家族中有腎癌病變的基因型與表現型的關系發現:VHL病主要是由于VHL基因的突變發生的。這種基因突變在腎臟方面主要導致了RCC和腎臟囊腫的發生。Barnabas通過研究發現，VHL基因突變率在透明細胞癌高達50%。Kondo報道:不論是腎癌早期還是晚期，VHL基因突變均存在。而且這種突變發生率在早期和進展期無顯著性差異,也說明了VHL基因突變在腎癌的早期就存在。

2.2 VHL基因的雜合性缺失

LOH發生率在RCC 3p(3號染色體短臂)中達到98%，Sukosd等[12]通過大量實驗檢測到3pLOH幾乎存在于每個微小腎癌中(直徑約4～9 mm)，這說明3pLOH發生在腎癌的早期。但是LOH在腎癌的3p中呈現出一種不連續的分布。其中有幾個高發區，它們呈斑帶狀分布于3p12-13，3p14.2.3p21.3和3p25-26區域。

2.3 VHL基因的甲基化

另一個基因失活的原因也在近年被發現，即基因5′-CpG島的甲基化。這種甲基化只發生在RCC中。但是，腎癌中存在基因的甲基化只是部分學者的觀點，這一觀點仍然存在著很大的爭議，需要進一步的實驗證實。

3 VHL與靶向治療

生物學技術日益發展，學者們對VHL基因的認識也進一步加深，靶向藥物的治療在腎癌中也日益增多。大致可分為以下幾種藥物:Bevacizumab、Sorafenib、sunitinib和Axitinib，它們的主要作用于VEGF及其受體。

2007年，Akaza等[13]進行了關于索拉菲尼治療RCC的臨床療效的多中心Ⅱ期研究。研究納入了131例RCC患者，他們均接受了索拉菲尼(0.4 mg,每天2次)的治療，然后按照RECIST的評價標準測量腫瘤的縮小程度，并且評價其療效。其中有93例的患者(71.0%)病情穩定，19例病情得到了輕度緩解，103例(78.6%)腫瘤直徑出現不同程度減小，接受該治療的患者中位無進展生存期為32周，但是，索拉菲尼會帶來一系列不良反應，如手-足綜合征[HPS，72例(55.0%)]、脫屑[49例(37.4%)]、酯酶升高 [73例( 55.7%)]、淀粉酶升高[50例(38.2%)]、高血壓[36例(27.5%)]。

另一種靶向治療藥物Bevacizumab，它能夠選擇性地與VEGF蛋白結合，這種結合導致了VEGF的失活。Escudier 等[14]進行了一項將BEV和INF-α2a聯合應用的臨床研究，評價了Bevacizumab的有效性和安全性。這項研究納入了649例患者，將這些患者分成兩組，該項研究中患者均接受了IFN、9 MIU 1周3次的皮下注射治療。其中的327例患者在接受IFN治療基礎上加上BEV 10 mg·kg-1，兩周1次；而另外322例只是給予安慰劑治療。該研究結果發現，IFN加BEV明顯提高了VHL靶向治療的效果。Melichar等[15]研究發現，IFN減量后并不影響BEV的療效。

4 RCC的預后與VHL失活的關系

大量的研究顯示，RCC中普遍存在著VHL基因的突變或失活，其發生率為50%，這引起了學者們對VHL失活與RCC相關性研究的關注。Yao等[16]學者在此領域有突破性進展。他們發現在Ⅰ～Ⅲ期RCC中，VHL基因的失活是修正了相關干擾因素之后的獨立預后因素，但是在姑息性治療的腫瘤中，這一相關性則不存在。而Kim等相關實驗表明，腎癌的疾病無進展期(PFS)或整個生存期與VHL基因的改變并沒有明確的相關性。進一步的研究則顯示，如果pVHL能夠正常表達，則早期腎癌預后良好，而對于晚期RCC，pVHL表達并沒有意義[17]。

5 問題與展望

在RCC的發病機制中，VHL基因的缺陷扮演著極其重要的角色[18]。目前，我們對于VHL基因的研究仍處于一個有限的水平，在缺氧的條件下，pVHL是否能阻止HIF產生的破壞？RCC的自然過程是否會受到VEGF或TGF-α蛋白抑制物的影響？這些都是尚未解決的問題。對于晚期RCC的治療，學者們在很長一段時間內并沒有取得很大的突破。但是，對于臨床醫師來說，VHL基因的早期診斷對于RCC的發現有很大的意義，而且細胞因子的治療已經給臨床工作帶來了福音，例如α干擾素、白介素-2、靶向治療都給RCC患者帶來了希望。大量的研究顯示:VHL基因的失活導致了HIF途徑的活化，最終導致RCC的發生，因此，將VHL基因作為一個新的治療靶點必然會推動RCC治療的進展。

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2014-11-13

2015-1-27

國家自然科學基金資助項目(81370849、81300472、81202034)

王濤(1989-)，男，江蘇蘇州人， 在讀碩士研究生。E-mail:wangtao623111@126.com

陳明 E-mail:mingchenseu@126.com

王濤，陳明.腎細胞癌與VHL基因突變的研究進展[J].東南大學學報：醫學版，2015，34(3)：433-435.

R737.11

A

1671-6264(2015)03-0433-03

10.3969/j.issn.1671-6264.2015.03.025