聚焦前腺】拨云见日-AR变异:晚期前列腺癌内分泌治疗的阿喀琉斯之踵?

作者:董柏君 浏览 8

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据2015年流行病学数据统计,我国前列腺癌发病率已达到10.23/10万人,呈现显著的上升态势,而在这新发病例中确诊大多数为都晚期前列腺癌患者[1]。得益于近年来我国新药审批制度加速,现今晚期前列腺癌患者的治疗手段相较过去可谓是丰富许多,但是前列腺癌患者疾病进展以及耐药依旧是困扰泌尿外科医生和患者的一大治疗难题。目前研究提示晚期前列腺癌患者对于内分泌治疗发生原发及继发性耐药的机制十分复杂[2],其中雄激素受体(androgen receptor, AR)信号通路异常表达也正是的其发生疾病进展及耐药的主要机制,其包括了AR扩增/过表达,AR点突变以及AR剪接变异等[3,4]。


➤AR扩增及过表达


AR扩增/过表达是前列腺癌进展为转移性趋势抵抗性前列腺癌(metastatic Castration-Resistant Prostate Cancer, mCRPC)阶段的主要原因之一,并且也是患者出现耐药的主要机制之一。有研究显示了激素敏感型前列腺癌细胞在进展为CRPC后,有高达80%比例肿瘤细胞出现AR扩增、AR mRNA过表达亦或是AR蛋白过表达[5]。除了其在mCRPC进展中的作用外,也有证据表明AR扩增也可能是前列腺癌内分泌治疗的耐药机制。在一项细胞研究中显示通过测定LNCaP/AR 细胞中AR 介导的靶基因的表达水平后发现,比卡鲁胺会增加AR介导的下游靶基因表达,从而由拮抗剂转变为激动剂(图1. a)[6]。


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图1 抗雄药物对AR过表达前列腺癌细胞的基因表达的调节作用:a. 比卡鲁胺会随着浓度的升高产生AR通路激动剂效应;b. 阿帕他胺在各浓度水平下具有较好的AR通路抑制活性


➤AR点突变


有研究报道通过液态活检循环肿瘤细胞(Circulating tumor cells, CTCs)及ctDNA检测大约有5-30%左右的CRPC患者存在AR错译点突变[7,8],而其中与临床治疗有效性相关的体细胞点突变主要集中在配体结合区(ligand-binding domain, LBD),主要包括了(1)T878A,第878位由苏氨酸突变为丙氨酸;(2)W742C,第742位由色氨酸突变为半胱氨酸;(3)F877L,第877位由苯丙氨酸突变为亮氨酸等等(图2)。

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图2 AR基因错译突变(W742C、F877L、T878A)


T878A是AR LBD点突变发生率最高的位点之一,一旦发生突变会对AR通路产生功能性的改变,具体会导致如类固醇激素(糖皮质激素或孕酮等)激活AR以及第一代抗雄药物(如比卡鲁胺或氟他胺)由拮抗剂转为激动剂作用[9]。因此,T878A的突变可能会导致传统抗雄药物耐药产生[10]。另外还有一系列研究报道了,W742C、V716T以及H875Y与传统抗雄药物比卡鲁胺以及氟他胺的耐药呈显著相关[8,11,12]。还有一类比较典型的LBD点突变是由恩扎卢胺治疗后所发生的F877L突变。多项临床前数据提示,F877L可能会导致恩扎卢胺的拮抗转激动作用,并且经恩扎卢胺处理后的细胞的F877L突变率升高,这也可能提示了新型抗雄药物的继发性耐药的机制[13,14]。已有有临床前研究提示,一种CYP17抑制剂VT-464可能改善F877L突变所产生的耐药作用[15]。


➤AR剪切变异


自2008年以来,已发现大约已有20多种AR mRNA的剪切变异体(AR splice variants, AR-Vs),这其中部分AR-Vs仅具备部分活性(如AR-V1、AR-V9),而另一部分AR-Vs则可不通过与雄激素配体结合而进行AR核转位进而增强AR通路基因转录[16,17]。而这也正与目前新型内分泌治疗在临床应用中发生耐药的机制有着密不可分的关联。其中AR-V7在保留了NTD与DBD域之外,包含了一个隐藏外显子3(cryptic exon 3, CE3)(图3)。


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图3 AR剪切变异体:AR-V7


已有多项研究提示了AR-V7基因的表达与恩扎卢胺以及和阿比特龙的耐药相关。在一项阿比特龙干预小鼠OS获益的研究中,AR-V7的表达率在阿比特龙干预后提高了3.1倍[18]。另一项研究提示了AR-V7 mRNA表达水平会随着恩扎卢胺发生耐药而增高[19]。既往有研究显示通过对CRPC患者进行液态活检CTCs,发现AR-V7基因表达是提示患者对于新型内分泌治疗耐药的重要生物标志物[20]。后续有研究进一步明确了只有AR-V7细胞核蛋白表达增高,会导致CRPC患者的疾病进展并发生新型内分泌治疗耐药现象[21],并且还发现了对于一线CRPC患者AR-V7的变异比率仅为3%,而二线及三线患者阳性率分别为18%及31[22]。这也就意味着对于经阿比特龙耐药后的二线甚至三线患者AR-V7的检测可以更好的指导晚期前列腺癌患者的后续治疗,为患者后续的疾病生存争取更多的获益。


正因为AR变异所带来的问题依旧是前列腺癌治疗领域亟需解决的一大难题,所以现今新型内分泌治疗依旧是晚期前列腺癌治疗研发的一大热点。既然AR信号通路依旧是前列腺癌疾病进展中最为关键的靶点,那么针对靶向AR通路的抑制剂研发依旧是控制疾病进展的关键所在。阿帕他胺,一种新型选择性AR拮抗剂,可直接与AR的配体结合域结合,并同时抑制AR核转位及与DNA结合,并阻止AR介导的转录,起到更全面的三重阻滞AR介导的信号通路表达。在该项药物的临床前研究中,探索了阿帕他胺干预对LNCaP/AR细胞基因表达的影响,研究提示其与传统抗雄药物相比,即使对于AR过表达的前列腺癌细胞,10 μmol/L浓度的阿帕他胺仍可保持活性较高的拮抗剂作用(图1. b)[6]。回顾III期临床试验SPARTAN研究中,结果显示在基线时APA+ADT组的任何AR变异率为16%(8/50),安慰剂+ADT组为13%(8/60),而在治疗结束时APA+ADT组的任何变异率为20%(19/93),而安慰剂组则为30%(30/100)。这也就提示了对nmCRPC患者在接受阿帕他胺治疗过程中,没有增加与AR信号通路相关的常见耐药机制的AR变异的发生率(表1)[23]。而在另一项关键III期临床试验TITAN研究中,发现基线时AR扩增率与ADT治疗时间显著相关(p=0.034)。并且进一步结果显示,AR变异的发生率随着患者从基线起至治疗终止而增加,但APA+ADT组的变异率要显著低于PBO+ADT组(48% vs 67%,p=0.041),并且与PBO+ADT组相比,APA+ADT治疗未导致ARv7、AR LBD突变和AR扩增的变异率显著增加。该项事后分析提示了,早期使用APA+ADT能够较单独使用ADT提高远期获益,且不增加AR变异风险(表2)[24]。


表1 SPARTAN研究事后分析:nmCRPC患者的AR变异

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表2. TITAN研究事后分析:mHSPC患者的AR变异

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专家点评



一直以来对于晚期前列腺癌,传统内分泌治疗、去势与雄激素拮抗剂等手段能够在一定程度上降低血清雄激素水平,延缓肿瘤的进展,为患者争取到更多的生存时间。然而,绝大多数患者在平均18~36个月的治疗后,应答水平逐渐降低, PSA与血清睾酮水平逐渐升高,肿瘤发生进展,进入CRPC阶段。这类患者预后极差,且肿瘤异质性极为明显,常伴有骨转移或者淋巴结转移,治疗颇为棘手。随着多种靶向AR通路药物批准应用于晚期前列腺癌的治疗,如何准确检测AR变异与晚期前列腺癌预后关系,进而优化治疗方案成为目前前列腺癌领域研究的热点。


目前由于缺乏明确的预测疗效的靶标以指导治疗方案的选择,因此如何个体化的制定治疗方案以达到最佳生存获益是目前国内外研究的热点及难点。当下根据晚期前列腺癌患者的个体基因组测序结果以指导相应靶向治疗是未来发展的方向,同时利用患者接受不同治疗方案前后的肿瘤样本进行基因组学数据分析有利于阐明治疗抵抗的具体分子机制。精准医学是根据每个患者的个体差异,制定最合适的个性化治疗方案。基因组、蛋白质组、代谢组等海量生物学数据及大数据分析方法是精准医学模式的精髓。如何运用精准医学以期指导临床治疗成为目前医学发展的潮流与趋势。


通过文献证据回顾,影响前列腺癌新型内分泌治疗疗效的AR变异机制主要包括了(1)AR扩增/过表达;(2)AR点突变;(3)AR剪接变异等多种变异类型。作为更全面抗雄的新一代雄激素受体拮抗剂阿帕他胺,其III期研发数据SPARTAN及TITAN研究的事后分析显示了阿帕他胺联合ADT治疗较单独使用ADT具有更低的AR变异发生风险,因此对于晚期前列腺癌患者更早地接受新型CAB(ADT+新型抗雄药物)治疗,可能使更多患者获得更深、更持久的临床获益。从疾病机制的发现与分子化合物的筛选再到后续动物研究,最后经历人体临床试验耗时数年且投入巨大。但正是因为该项新药成功研发使晚期前列腺癌患者的治疗又多了一种更好的选择。 


专家简介



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董柏君 医生


上海交通大学医学院附属仁济医院泌尿科,副主任医师、硕士生导师。

美国MD安德森癌症中心博士后,上海市泌尿外科学会青年委员会副主任委员,中华医学会泌尿外科分会青年委员会委员兼转化医学学组副组长,中国临床肿瘤学会前列腺癌专家委员会委员,中国医师协会泌尿外科分会青年委员,《中华泌尿外科杂志》通讯编委。

专业方向:主要从事泌尿系肿瘤特别是前列腺癌的早期诊断和微创治疗。

获2017年上海市人才发展资金资助,2019年上海市教委高峰高原学科建设计划研究型医师资助。


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【参考文献】


1.郑荣寿, et al., 2015 年中国恶性肿瘤流行情况分析. 中华肿瘤杂志, 2019.41(1): p. 19-28.
2.Crona, D.J., M.I. Milowsky, and Y.E. Whang, Androgen receptor targeting drugs in castration-resistant prostate cancer and mechanisms of resistance. Clin Pharmacol Ther, 2015. 98(6): p. 582-9.
3.Karantanos, T., P.G. Corn, and T.C. Thompson, Prostate cancer progression after androgen deprivation therapy: mechanisms of castrate resistance and novel therapeutic approaches. Oncogene, 2013. 32(49): p. 5501-11.
4.Jentzmik, F., et al., Androgen receptor aberrations in the era of abiraterone and enzalutamide. World J Urol, 2016. 34(3): p. 297-303.
5.Edwards, J., et al., Androgen receptor gene amplification and protein expression in hormone refractory prostate cancer. Br J Cancer, 2003.89(3): p. 552-6.
6.Clegg, N.J., et al., ARN-509: a novel antiandrogen for prostate cancer treatment. Cancer Res, 2012. 72(6): p. 1494-503.
7.Romanel, A., et al., Plasma AR and abiraterone-resistant prostate cancer. Sci Transl Med, 2015. 7(312): p. 312re10.
8.Azad, A.A., et al., Androgen Receptor Gene Aberrations in Circulating Cell-Free DNA: Biomarkers of Therapeutic Resistance in Castration-Resistant Prostate Cancer. Clin Cancer Res, 2015. 21(10): p. 2315-24.
9.Boudadi, K. and E.S. Antonarakis, Resistance to Novel Antiandrogen Therapies in Metastatic Castration-Resistant Prostate Cancer. Clin Med Insights Oncol, 2016. 10(Suppl 1): p. 1-9.
10.Cai, C., et al., Intratumoral de novo steroid synthesis activates androgen receptor in castration-resistant prostate cancer and is upregulated by treatment with CYP17A1 inhibitors. Cancer Res, 2011.71(20): p. 6503-13.
11.Hara, T., et al., Novel mutations of androgen receptor: a possible mechanism of bicalutamide withdrawal syndrome. Cancer Res, 2003.63(1): p. 149-53.
12.Taplin, M.E., et al., Selection for androgen receptor mutations in prostate cancers treated with androgen antagonist. Cancer Res, 1999.59(11): p. 2511-5.
13.Joseph, J.D., et al., A Clinically Relevant Androgen Receptor Mutation Confers Resistance to Second-Generation Antiandrogens Enzalutamide and ARN-509. Cancer Discovery, 2013. 3(9): p. 1020-1029.
14.Korpal, M., et al., An F876L mutation in androgen receptor confers genetic and phenotypic resistance to MDV3100 (enzalutamide). Cancer Discov, 2013. 3(9): p. 1030-43.
15.Moore, W.R., et al., Direct effects of the selective CYP17 lyase (L) inhibitor, VT-464, on the androgen receptor (AR) and its oral activity in an F876L tumor mouse xenograft model. Journal of Clinical Oncology, 2015.33(7_suppl): p. 263-263.
16.Lu, C. and J. Luo, Decoding the androgen receptor splice variants. Transl Androl Urol, 2013. 2(3): p. 178-186.
17.Chan, S.C. and S.M. Dehm, Constitutive activity of the androgen receptor. Adv Pharmacol, 2014. 70: p. 327-66.
18.Mostaghel, E.A., et al., Resistance to CYP17A1 inhibition with abiraterone in castration-resistant prostate cancer: induction of steroidogenesis and androgen receptor splice variants. Clin Cancer Res, 2011. 17(18): p. 5913-25.
19.Hu, R., et al., Distinct transcriptional programs mediated by the ligand-dependent full-length androgen receptor and its splice variants in castration-resistant prostate cancer. Cancer Res, 2012. 72(14): p. 3457-62.
20.Antonarakis, E.S., et al., AR-V7 and resistance to enzalutamide and abiraterone in prostate cancer. N Engl J Med, 2014. 371(11): p. 1028-38.
21.Scher, H.I., et al., Nuclear-specific AR-V7 Protein Localization is Necessary to Guide Treatment Selection in Metastatic Castration-resistant Prostate Cancer. Eur Urol, 2017. 71(6): p. 874-882.
22.Scher, H.I., et al., Assessment of the Validity of Nuclear-Localized Androgen Receptor Splice Variant 7 in Circulating Tumor Cells as a Predictive Biomarker for Castration-Resistant Prostate Cancer. JAMA Oncol, 2018. 4(9): p. 1179-1186.
23.Smith, M.R., et al., Abstract 2605: Androgen receptor (AR) anomalies and efficacy of apalutamide (APA) in patients (pts) with nonmetastatic castration-resistant prostate cancer (nmCRPC) from the phase 3 SPARTAN study. Cancer Research, 2018. 78(13 Supplement): p. 2605-2605.
24.Chi, K.N., et al., Androgen receptor (AR) aberrations in patients (Pts) with metastatic castration-sensitive prostate cancer (mCSPC) treated with apalutamide (APA) plus androgen deprivation therapy (ADT) in TITAN. Annals of Oncology, 2019. 30: p. v347-v348.


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编辑:张越然
审核:曹林




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