AR信号通路在去势耐受的前列腺癌中仍然十分重要
前列腺癌的发病率在男性恶性肿瘤中名列前位，是导致肿瘤相关死亡的重要原因。1941年Charles Huggins及其同事的开创性工作揭示，通过手术去势的雄激素剥夺疗法（ADT）对于晚期转移性前列腺癌有显著的治疗效果。由于雄激素的合成受下丘脑-垂体-睾丸轴调控，因此促性腺激素释放激素（GnRH）的激动剂或拮抗剂可通过抑制睾丸的雄激素分泌降低睾酮水平，即所谓化学去势的ADT疗法。在化学去势ADT中，加入竞争性的雄激素受体（AR）拮抗剂可进一步抑制前列腺癌细胞中的AR信号通路。虽然这种激素治疗可以抑制所有患者的肿瘤进展，但是缓解作用只能持续数月至数年，之后便会进展至前列腺癌的致死阶段，被称为去势耐受的前列腺癌（CRPC）。
就在十年之前，科学家们还认为一旦前列腺癌发展为CRPC，AR信号通路的作用便不再重要。但是现在越来越多的证据表明，化学去势后残存的雄激素以及AR本身对于CRPC的进展仍然十分关键。例如一项研究曾观察到，30%的CRPC患者中存在AR基因座的扩增；用LNCaP和LAPC-4细胞建立的体内外前列腺癌模型显示AR过表达足以驱动CRPC的进展。
前列腺癌中的AR信号通路
下丘脑产生的GnRH作用于脑垂体，后者产生促黄体生成激素（LH），LH可作用于睾丸促进其生成睾酮，肾上腺中分泌脱氢表雄酮（DHEA）或硫酸脱氢表雄酮（DHEA-S）以及雄烯二酮（AD），这些雄激素均可在前列腺中生成双氢睾酮（DHT），后者与AR结合后进入细胞核中，调控AR相关基因的表达（图1）。
图1. 前列腺细胞中的AR信号通路，受到下丘脑-脑垂体-睾丸轴以及肾上腺甾体激素的调控。Watson PA, Arora VK, et al. Nat Rev Cancer, 2015, 15: 701-711.
前列腺癌对ADT及AR拮抗剂的耐药及其机理
图2显示了前列腺癌对治疗过程的敏感和耐药阶段。进行去势治疗（GnRH激动剂或拮抗剂以及前期的AR拮抗剂一线药物）后，疾病会对这一治疗敏感一段时间，随后产生耐药。之后给予新型AR拮抗剂（Enzalutamide对AR的拮抗作用强于之前的一线拮抗剂，abiraterone是肾上腺CYP17A1抑制剂），又产生良好的治疗效果，但作用一段时间后，耐药还是未能避免。
图2. 前列腺癌对ADT及AR拮抗剂敏感和耐药的发展阶段。Watson PA, Arora VK, et al. Nat Rev Cancer, 2015, 15: 701-711.
当前大量研究揭示了多种AR拮抗剂耐药机制，主要可被分为三类：AR信号的恢复、绕开AR的信号传递以及完全不依赖于AR的信号通路（表1）。
表1. AR抑制剂耐药的机制总结
PSA，前列腺特异性抗原。
AR信号的恢复
AR配体结合结构域突变
早期研究曾发现在前列腺癌细胞系LNCaP中，AR的配体结合结构域（LBD）发生点突变T878A。当前若干研究采用下一代测序方案，发现AR的氨基末端转录激活结构域发生的突变极少。相反，LBD成为突变高发的区域，L702H、W742C、H875Y和T878A为其中四种主要的点突变。
抗雄激素药物尼鲁米特和氟他米特对T878A和H875Y突变的AR不仅没有抑制作用，相反还会激活AR信号通路，诱导AR靶基因的表达。曾有报道指出，停用氟他米特后，患者甚至出现临床改善，被称为“雄激素拮抗剂停药综合征”。
另外有一个令人费解的现象是，尽管早在十年前就已经逐渐用比卡鲁胺替代氟他米特作为一线抗雄激素药物，引起氟他米特耐药的T878A和H875Y突变还是十分高发。这可能是因为其他一些激素配体，如雌二醇和黄体酮等，刺激了这些突变的发生。一项研究发现，在18例以CYP17A1抑制剂治疗而非氟他米特治疗的患者中，有3例出现T878A突变，研究人员认为这可能是abiraterone治疗引起全身黄体酮水平升高所致。
AR剪接变体
AR mRNA的异常剪接可能是CRPC对abiraterone和enzalutamide耐药的机制之一。虽然耐药肿瘤中的AR剪接变体（ARV）表达增加，但是ARV是否是耐药机制之一还存在争论。ARV保留氨基末端转录激活结构域和DNA结合结构域，仅在LBD与AR有轻微不同。而正常前列腺组织中也有ARV表达，并且在ADT之后ARV水平仅有生理意义上的升高。尽管如此，也有研究证实ARV的表达确实导致抗雄激素治疗的耐药。最有力的证据是对enzalutamide耐药的22Rv1细胞系表达高水平的AR-V7，而通过siRNA敲低AR-V7后使得细胞对enzalutamide敏感。最近两项小队列CRPC患者研究显示AR-V7的表达与abiraterone或enzalutamide耐药有紧密关联。在更大规模的队列研究中证实这些研究结果是十分必要的。
肾上腺雄激素以及前列腺内睾酮和DHT合成
睾酮由睾丸产生，是外周循环最主要的雄激素。在组织中，由睾酮生成作用更强的雄激素——双氢睾酮（DHT）。手术或化学去势治疗能够显著降低血清中睾酮水平，下降幅度超过90%。但是局部前列腺癌患者和转移性CRPC患者接收ADT治疗后，前列腺组织中仍残存一定量的雄激素。其中一个主要来源是肾上腺激素脱氢表雄酮（DHEA）和雄烯二酮（AD）在前列腺中转化为睾酮和DHT。当给与CYP17A1抑制剂abiraterone后，DHEA和AD的水平均显著下降，但是DHEA的硫酸盐仍存在外周循环中，可成为睾酮和DHT的重要前体。
绕开AR的信号传递
最近的研究显示，AR通路耐药的其中一个机制类似于某些激酶抑制剂的耐药机制，某个相关激酶并非该抑制剂的靶点，但是其激活可使该抑制剂的靶点激酶通路恢复。这样的耐药机制已在表皮生长因子受体（EGFR）突变的肺癌和BRAF突变的黑色素瘤中得到明确阐述。当前已有两个研究小组发现激素受体有着类似的作用机制。在LNCaP移植瘤（AR过表达）模型中，对enzalutamide的继发性耐药与糖皮质激素受体（GR）的上调相关。在VCaP细胞中，糖皮质激素介导的较低水平的GR激活足以诱导enzalutamide耐药。对接受enzalutamide治疗的患者的骨髓进行检测，证实了GR在诱导enzalutamide耐药中的重要作用。有效的AR抑制对于维持GR表达是必需的，因为AR可结合在GR基因座上抑制GR的表达。
除GR外，黄体酮受体（PGR）和盐皮质激素受体（MR）也是甾体激素核受体家族成员，其DNA结合结构域与AR有同源性。同GR类似，在前列腺癌中，PGR或MR也可能会调控一系列AR靶基因的表达。
完全不依赖于AR的信号通路
转移性CRPC在不同患者之间或患者自身体内的分子异质性水平很高。这种异质性也体现在AR表达的分布和程度上。对CRPC骨转移进行免疫组化染色发现，尚有8.8%的患者仅有1-25%的肿瘤细胞AR染色阳性。转移性CRPC的AR表达水平在肿瘤细胞之间差别很大。
越来越多的临床证据表明，一些以abiraterone或enzalutamide治疗的患者复发的肿瘤细胞中AR表达很低或缺失。这些细胞往往表达神经内分泌分化（NED）的标志物嗜铬粒蛋白A、突触素和神经细胞粘附分子，并显示小细胞癌（SCC）的组织学特征。有NED特征的前列腺癌细胞显示RB1、PTEN和TP53缺失以及MYCN和AURKA的扩增。
CRPC未来治疗选择
尽管abiraterone和enzalutamide单用均已在临床上获得一定程度的成功，仍需要不懈努力优化这些药物以获得更大的治疗效果。一个可能性是在疾病进程中尽早使用这些药物，另一个方案是将二者联合应用。由于二者是通过不同机制干扰AR通路，联合应用会比单用药物更为有效。
由于AR在晚期前列腺癌中仍然十分重要，发展更多AR拮抗药物仍然意义重大。目前大部分在研究阶段的化合物仍然针对AR的LBD和CYP17A1，然而这些药物在使用后能够克服前期abiraterone或enzalutamide治疗后的交叉耐药才会有意义。另外一些研究将目光集中在AR的氨基末端转录激活结构域和DNA结合结构域，这样的拮抗剂可以对包括ARV在内的所有AR亚型有效。还有一种策略是研究引发AR降解的药物，是受到氟维司群可以引起雌二醇受体降解的启发。
除AR信号通路外，其它一些通路也在前列腺癌中发挥举足轻重的作用。因此发展其它通路的抑制剂用于CRPC的治疗也会取得不错的疗效。如PI3K-AKT-mTOR通路的抑制剂与新型AR治疗合用在临床前模型中有效，并已在临床试验阶段。针对DNA修复酶——多聚二磷酸腺苷核糖聚合酶PARP的药物olaparib已被批准用于晚期卵巢癌，当前适应症或可扩展至前列腺癌。除此之外，还可干扰RAF、WNT信号通路和细胞周期等。
结论
在过去的十年间，大量临床前和临床证据已显示AR在CRPC中仍然发挥十分重要的作用，因此靶向AR的新型药物现已在临床中广泛用于治疗CRPC。这些药物能够延长晚期前列腺癌患者的生存期，但是却未能治愈疾病。这些新型AR抑制剂的耐药又成为临床上一个重大难题。AR过表达、AR突变、AR剪接变体、肾上腺提供前体物质导致肿瘤内双氢睾酮合成、糖皮质激素受体过表达和神经内分泌分化等是重要的耐药机制。耐药机制的阐明可指导开发更为有效的CRPC治疗策略，如abiraterone和enzalutamide的联合用药、继续开发无交叉耐药的新型AR拮抗剂和诱导AR降解的药物、扩展其他重要信号通路的抑制剂用于前列腺癌等等。
参考文献：
Watson PA, Arora VK, et al. Emerging mechanisms of resistance to androgen receptor inhibitors in prostate cancer. Nat Rev Cancer, 2015, 15: 701-711.
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