蛋白酪氨酸激酶在骨肉瘤治療中的研究進展

曹 恩，徐 駿，劉嘉怡，況曉東，矢慶明

(南昌大學a.病理教研室； b.基礎醫學院2018級； c.第二附屬醫院骨科，南昌 330006)

凡發生在骨內或起源于各種骨組織成分的腫瘤，不論是原發性、繼發性還是轉移性統稱為骨肉瘤(osteosarcoma，OS)。OS是一種最常見的惡性骨腫瘤，主要好發于兒童和青少年。OS可以發生在任何骨骼中，最常見的是股骨遠端，其次是脛骨近端和肱骨近端。OS的臨床表現為局部疼痛，多為持續性，可伴有局部腫塊，附近關節活動受限，全身惡病質表現，病理學骨折等。OS目前的治療方法有化療、放療、外科手術以及靶向治療等，靶向治療具有針對性強、不良反應小、毒性低等特點，在OS治療中的應用越來越廣泛，其中以蛋白酪氨酸激酶(protein tyrosine kinase，PTK)為靶點進行藥物研發成為國際上抗腫瘤藥物研究的熱點。PTK是一類具有酪氨酸激酶活性的蛋白質，它能催化ATP-γ-磷酸轉移到底物蛋白的酪氨酸殘基上，使其磷酸化，它在細胞生長、增殖、分化中具有重要作用[1]。本文就蛋白酪氨酸激酶在骨肉瘤中的作用及相關機制研究進展進行綜述。

1 PTK概述

PTK根據其結構的不同可分為非受體PTK(NRTK)和受體PTK(RTK)。根據它們的結構同源性，這兩種類型的PTK可以進一步劃分[2]。NRTK一般沒有細胞外結構,它們通常偶聯到細胞膜或存在于細胞質中，包括Abl激酶、Src激酶家族等[3]。NRTK主要通過細胞因子受體、T細胞受體和其他信號通路進行信號轉導；T淋巴細胞受體、B淋巴細胞受體、免疫球蛋白受體等可以募集NRTK，然后通過酪氨酸磷酸化形成信號轉導復合體，進而激活下游信號轉導通路，促進細胞增殖[4]。

目前研究較多的是RTK,包括胰島素樣生長因子-1受體(IGF-1R)、表皮生長因子受體(EGFR)、血小板衍生生長因子受體(PDGFR)、血管內皮生長因子受體(VEGFR)和原癌基因(MET)等。它們通常有一個與特定配體結合的胞外區，一個跨膜區，以及一個選擇性地與底物結合并使底物磷酸化的胞內激酶區[5]。RTK可以通過與靶蛋白的配體結合并磷酸化靶蛋白的酪氨酸殘基，并通過信號通路傳遞信息，從而激活一系列生化反應[6]。

PTK紊亂會導致細胞增殖調控紊亂，最終導致腫瘤的發生。臨床研究[7]表明，PTK過度表達或表達降低可反映腫瘤的生物學特征或預測治療結果。酪氨酸激酶抑制劑(tyrosine kinase inhibitor，TKI)可以與ATP競爭酪氨酸激酶的ATP結合位點，降低酪氨酸激酶的磷酸化，從而抑制腫瘤細胞的增殖。TKI的抗腫瘤機制可通過抑制腫瘤細胞修復、阻斷細胞分裂于G1期、誘導和維持細胞凋亡、抗血管生成等途徑實現[8]。

2 PTK在OS中的作用及相關機制

2.1 IGF-1R

IGF-1R是在OS中研究最深入的PTK之一，IGF-1R是具有酪氨酸激酶活性的異四聚體(α2β2)跨膜糖蛋白，在各種人類細胞類型和組織中普遍表達。它通過與配體IGF-1結合，在生長、分化、發育、凋亡和代謝中發揮重要作用[9]。

由于OS的發病高峰期與青春期胰島素樣生長因子-1(IGF-1)的大量釋放相符，因此提出兩者之間應該存在因果關系[10]。在OS中檢測到IGF-1和IGF-1R的水平升高，通過轉化、增殖，降低對細胞凋亡的敏感性，以及促進細胞侵襲性和血管生成，從而導致腫瘤進展。有研究[11]表明miR-26a在OS腫瘤發生中具有抑制作用，而IGF-1是miR-26a的靶標，miR-26a通過抑制IGF-1的表達發揮其腫瘤抑制功能。IGF-1R活性由IGF-1和IGF-2配體的存在與結合調節。此外，IGF和IGF-1R之間的相互作用受到IGF結合蛋白(IGFBPs)存在的影響。有研究[12]表明，OS細胞高度依賴IGF-1R信號，IGF-1激活IGF-1R可以刺激OS細胞的生長和體內轉移行為。IGF-1信號通路在OS中被異常激活，并且可以通過激活Akt信號通路來促進增殖和化療耐藥性。這表明IGF-1R的表達與OS的遠處轉移和預后密切相關，骨肉瘤患者中較高的IGF-1R表達與較差的生存率相關[13]。

2.2 EGFR

EGFR是表皮生長因子受體家族的一員，EGFR的過度表達、通過信號轉導的突變導致細胞生長失控和惡變。有研究[14]表明EGFR高表達OS患者惡性程度高，復發間隔短，復發率高，生存期短。EGFR其活性受多種配體的調節，包括表皮生長因子、轉化生長因子α(轉化生長因子α)和兩相調節蛋白[15]。體外抑制EGFR信號導致OS的生長停滯和細胞凋亡[16]。但是也有研究[17]表明EGFR不是骨肉瘤細胞生長的主要驅動力，但有助于化療引起的應激存活。EGFR抑制劑吉非替尼是一種選擇性的EGFR-TKI，其抑制EGFR酪氨酸激酶活性可以阻止腫瘤的生長、轉移和血管生成，增加腫瘤細胞的凋亡[18]。

2.3 PDGFR

PDGFR有兩種亞型(α和β)，可被PDGFs(A、B、C和D)激活，這四種PDGF以不同的特異性結合PDGFR，目前，PDGFR-α/PDGF-A、PDGFR-α/PDGF-C和PDGFR-β/PDGF-B是三種最為熟悉的并且有證據證明其功能的復合物[19]。有研究[20]表明OS當中可見到PDGFR的表達，并且PDGFR-α和PDGF-A與OS的預后不良相關。PDGF/PDGFR途徑通過直接自分泌刺激腫瘤細胞或旁分泌刺激腫瘤基質細胞在骨肉瘤的發展和轉移中發揮重要作用。它可促進血管生成，克服腫瘤微環境中的缺氧，并調節腫瘤間質液壓力以控制其他藥物的流入和流出。靶向PDGF/PDGFR途徑是克服耐藥性并改善骨肉瘤患者預后的一種有效的治療方法。雖然使用PDGF/PDGFR抑制劑作為單一藥物的臨床試驗結果在骨肉瘤中令人失望。但是應該嘗試將PDGF/PDGFR抑制劑添加到其他現有藥物中去[21]。

2.4 MET

MET被稱為c-MET，是一種原癌基因，其所編碼的跨膜受體蛋白MET具有酪氨酸激酶活性，所有MET也被歸納為受體酪氨酸激酶家族的成員之一。MET或肝細胞生長因子受體(HGFR)是胚胎發育和傷口愈合所必需的。肝細胞生長因子(HGF)是MET目前已知的唯一配體。MET在良性和惡性骨腫瘤中均有表達[22]。有研究[23]表明MET在OS中有表達，且MET活性與OS的增殖、轉移以及化療的耐藥相關。K252a，一種特異性的MET抑制劑，能夠逆轉HGF依賴的OS細胞的生長。MET表達和信號轉導的失調涉及OS的生長和轉移形成。有研究[24]證明OS細胞系中的MET信號轉導通過Akt和Erk1/2的激活而發生。因此，在兩種途徑中靶向激酶的特異性抑制劑都可能適用于轉移性OS的治療。HGF刺激的Akt和Erk1/2信號以及HGF激活的MET的蛋白酶體降解是OS中潛在的治療靶點[24]。

2.5 VEGFR

有三種不同類型的血管內皮生長因子受體(VEGFR-1、VEGFR2和VEGFR-3)可被其配體VEGFs(A、B、C和D)激活[25]。有研究[26]表明在惡性腫瘤的生長和轉移中，VEGFR在腫瘤的新生血管起著非常重要的作用，為腫瘤的生長提供了必要的營養。大量臨床前研究表明，靶向血管機制在OS中可能是有效的[27]。VEGFR抑制劑索拉非尼可抑制RAF-1、VGFR-2和VGFR-3等PTK活性[28]。它是一種可以同時靶向和抑制RAF激酶和VEGFR激酶的抗腫瘤藥物[29]。它即可以通過阻斷RAF/MEK/ERK介導的細胞信號通路直接抑制腫瘤細胞的增殖[30]，也可以通過VEGFR的作用抑制血管生成，切斷腫瘤細胞的營養供應，從而限制腫瘤的生長[31]。VEGFR抑制劑阿洛替尼可抑制VEGFR2的磷酸化和下游信號通路的激活，抑制腫瘤生長并增加骨肉瘤的化學敏感性，可作為一種新型的VEGFR2抑制劑來阻斷骨肉瘤的腫瘤發生[32]。

3 結語

盡管PTK靶向治療在臨床前非常有效，但在臨床上還是不理想。這些問題主要表現在耐藥性方面。即使在高度敏感的TKI患者中，腫瘤細胞也可以進行自我調節，尋找出路，從而避免TKI靶標，獲得性耐藥和疾病進展仍是不可避免的。因此，如何選擇合適的TKI并延遲其耐藥的發生，仍是研究者需要研究解決的問題[33]，在PTK靶向治療之前，最好能對患者進行生物標志物的篩查。越來越多的證據[34]表明，同時靶向一個或多個PTK比靶向單一PTK更有效。雖然目前治療OS的方法有很多，但是目前單一的治療OS的方法已經很難進一步提高OS患者5年生存率，故應該運用各種方法綜合來治療OS，并不斷改進治療方法，努力提高患者的生存率及功能的改善。