去势抵抗性前列腺癌的分子机制与分型研究：聚焦雄激素受体、癌症干细胞及神经内分泌特征

《Current Urology》：Molecular mechanisms and classification of castration-resistant prostate cancer: Insights into androgen receptor, cancer stem cells, and neuroendocrine features

本综述系统阐述了去势抵抗性前列腺癌（CRPC）的分子机制，重点探讨了雄激素受体（AR）信号持续激活、癌症干细胞（CSCs）特性以及神经内分泌分化（NED）在疾病进展中的关键作用。文章创新性地提出了基于AR依赖性、干细胞样及神经内分泌特征的CRPC分子分型（CRPC-Adeno, CRPC-SCL, CRPC-NE），为推进精准医疗和开发靶向治疗策略提供了重要理论依据。

　　

引言

去势抵抗性前列腺癌（CRPC）是前列腺癌进展的晚期阶段，其特点是在雄激素剥夺疗法（ADT）后疾病依然进展。从激素敏感性前列腺癌（HSPC）向CRPC的转变是一个复杂的过程，涉及遗传改变、信号通路重编程和肿瘤微环境的适应。近年来，研究强调了雄激素受体（AR）信号、癌症干细胞（CSCs）和神经内分泌分化（NED）在CRPC进展中的关键作用。AR在去势环境下仍能通过多种机制被激活，CSCs是肿瘤异质性、复发和耐药的重要驱动因素，而神经内分泌前列腺癌（NEPC）作为一种侵袭性CRPC亚型，其特征是AR不依赖和NED。本综述旨在对CRPC的分子机制进行全面分析，并探讨其分子分型对精准治疗的意义。

雄激素受体在去势抵抗性前列腺癌发展机制中的作用

AR是核激素受体超家族的成员，主要介导睾酮和二氢睾酮等雄激素的生物学效应。在CRPC中，尽管体内雄激素水平降低，但肿瘤细胞能通过多种机制维持AR信号通路的活性，从而促进肿瘤生长。这些机制包括AR mRNA的异常剪接、AR基因突变、旁路信号通路激活以及转录调控改变。

AR mRNA的异常剪接

在CRPC中，AR是重排最频繁的基因之一，这些基因组重排促进了多种AR剪接变体（AR-Vs）的表达。其中，AR-V7尤为引人注目，它缺乏配体结合域，因此无需雄激素刺激即可保持活性，成为CRPC进展的关键驱动因子。转录因子如SMAD3和ROR-γ可增强AR、AR-V7及其靶基因的表达。针对AR-V7的新疗法，如蛋白降解靶向嵌合体（PROTACs），正在研究中。

雄激素受体基因突变

CRPC中AR常发生基因突变，如L701H和T877A突变可增强受体对雄激素的亲和力，使其在低雄激素浓度下也能被激活。某些突变还可能增加AR对非经典配体（如类固醇或孕激素）的敏感性。在转录水平，突变的AR会改变其对靶基因的选择性和转录活性，激活与细胞增殖和存活相关的独特基因。AR基因突变也与常用抗雄激素药物（如恩杂鲁胺和阿比特龙）的耐药性密切相关。

雄激素受体旁路信号通路的激活

CRPC细胞可通过激活替代信号通路来逃避AR依赖的生长，这些通路包括PI3K/AKT/mTOR、MAPK/ERK和JAK/STAT通路。这些旁路通路绕过了传统的AR配体依赖性激活，使癌细胞能够适应低雄激素环境并增强对去势疗法的抵抗力。这些通路中的关键节点已成为克服CRPC耐药和进展的潜在治疗靶点。此外，内分泌串扰（如甲状腺激素与AR的相互作用）也可能在去势抵抗环境中维持AR信号。

雄激素受体的转录调控

作为强效转录因子，AR在CRPC中通过多种转录调控机制影响肿瘤细胞增殖、凋亡和转移相关基因的表达。FK506结合蛋白5（FKBP5）是AR的靶基因，它通过协助AR正确折叠和稳定性来增强AR活性。醛酮还原酶家族1成员C3（AKR1C3）通过将弱雄激素转化为活性更强的雄激素来激活AR功能，同时还能增强AR-V7等剪接变体的活性。FKBP5和AKR1C3的高表达常提示前列腺癌的去势抵抗和不良预后，是CRPC的潜在生物标志物和治疗靶点。

癌症干细胞在去势抵抗性前列腺癌中的作用：起源、机制和治疗潜力

CSCs是具有自我更新能力并能产生异质性肿瘤细胞的细胞亚群，在肿瘤发生、发展、复发和转移中起重要作用。

癌症干细胞的定义和基本特征

CSCs是肿瘤形成过程中的干细胞，能够自我更新、增殖和分化。虽然数量稀少，但它们在肿瘤发生、发展、复发和转移中扮演重要角色。

癌症干细胞的起源

前列腺CSCs的起源存在争议，可能来源于基底细胞或管腔细胞。研究已成功从前列腺癌活检组织中分离出具有CD44⁺/alpha2beta1^hi/CD133⁺表型的基底前列腺CSCs。另一方面，研究也发现了一种罕见的管腔细胞类型，称为CARNs（去势抵抗的Nkx3-1表达细胞），它们在缺乏睾丸雄激素的情况下持续存在，并具有干细胞特性。PTEN蛋白也参与干细胞自我更新。

前列腺癌干细胞的分子标志物

CD44、CD133、grin、乳腺癌耐药蛋白和Sca-1是前列腺CSCs的候选标志物。CD44⁺前列腺癌细胞比CD44^-细胞具有更强的增殖、克隆形成、致瘤和转移能力。CD44⁺/CD24^-细胞能在软琼脂中形成集落，并在注射100个细胞后于NOD/SCID小鼠中形成肿瘤。研究还发现，YAP在前列腺CSCs中扮演重要角色。ADT拮抗AR活性后，YAP1基因表达被激活。YAP对于前列腺发育、再生和前列腺干细胞功能至关重要，它通过调节Notch和Hedgehog信号通路发挥作用。

癌症干细胞的生物学特性及治疗抵抗

CSCs对化疗和放疗天然耐药，是肿瘤复发和治疗失败的主要原因。CD44⁺前列腺CSCs在转移样本中比在原发癌中更常见。CD133⁺细胞具有高增殖潜力并可分化为AR⁺表型。MicroRNAs调控正常干细胞和CSCs，其失调与肿瘤发生有关。研究表明，靶向AR-YAP相互作用可能是一种关键的治疗策略。前列腺CSCs通过Notch、SHH、TGF-β、Wnt、STAT3、AKT和EGFR等多种信号通路调控其增殖、迁移、侵袭和耐药行为。转录因子如OCT4、KLF4、SOX2、MYC和Nanog也广泛参与CSC活性的调控。

神经内分泌前列腺癌的综合见解：基因改变、转录因子和关键驱动因素的作用

NEPC是一种罕见且侵袭性的CRPC亚型，具有独特的分子特征和不良预后。大多数NEPC是治疗诱导的，主要发生在长期ADT或其他标准雄激素靶向治疗后。目前认为NEPC起源于两种主要机制：神经内分泌细胞假说和谱系可塑性假说。

神经内分泌前列腺癌的基因组改变

与常规腺癌相比，NEPC具有显著的基因组异质性和独特的突变。TP53突变或缺失在NEPC患者中发生率更高，其功能丧失导致p53功能障碍，损害细胞检测DNA损伤信号的能力，驱动肿瘤进展。RB1缺失在NEPC中也更常见，它促进前列腺癌细胞从雄激素依赖性表型向去分化、雄激素非依赖性状态转变。TP53突变常与RB1缺失同时发生，加速从前列腺腺癌向NEPC的过渡。PTEN缺失在NEPC中也很常见，它导致PI3K/AKT通路失调性激活。MYCN作为癌基因，通过调控细胞周期和基因表达促进癌细胞增殖和去分化。AURKA的扩增或过表达与细胞周期失调和基因组不稳定性相关，并且与MYCN协同作用。

神经内分泌前列腺癌中的转录因子

转录因子在NEPC的发展和进展中作为关键调控因子。FOXA1在NEPC中的异常表达和突变与肿瘤去分化和AR信号抑制密切相关。FOXA2在ADT诱导下表达增加，与NED显著相关。SOX2表达在NEPC中显著上调，促进癌细胞从腺癌向未分化神经内分泌表型转化。BRN2表达与AR呈负相关，与CGA呈正相关，是NED的关键驱动因子。ASCL1在NEPC中mRNA水平显著上调，是谱系可塑性的关键驱动因子。REST表达显著降低，其缺失通过驱动EMT和神经内分泌表型促进NEPC进展。ONECUT2在NEPC中显著上调，它抑制FOXA1表达并激活PEG10。PEG10在NEPC组织中显著上调，是NEPC的潜在调控因子。NEUROD1驱动癌细胞NED，并与MYCN协同引发谱系转化。INSM1是神经内分泌肿瘤的关键标志物，在NEPC中起重要调控作用。

神经内分泌前列腺癌中的其他分子驱动因素

神经降压素（NTS）及其受体在NEPC中显著上调，通过结合其受体NTSR1和NTSR3促进NED。DLL3是Notch信号通路的抑制剂，在AR信号抑制后表达诱导，促进前列腺腺癌向NEPC转化。EZH2通过组蛋白H3K27三甲基化（H3K27me3）调控基因表达，在驱动前列腺癌谱系可塑性中起关键作用。EZH2与N-myc形成复合物，抑制AR靶基因，维持NEPC表型。

从机制到治疗：连接分子见解与去势抵抗性前列腺癌的分层治疗

当前CRPC的治疗策略主要集中于靶向AR信号通路。AR信号抑制剂（ARSIs），如阿帕他胺和恩杂鲁胺，以及化疗药物、新兴疗法如镭-223（Ra-223）、PARP抑制剂和¹⁷⁷Lu-PSMA-617，已显示出显著疗效。联合策略也越来越受到关注。

鉴于CRPC的高度异质性，基于疾病特征的分子亚分类至关重要。有研究利用IHC染色和RNA测序将mCRPC肿瘤分为5种 distinct 表型：AR-high前列腺癌（AR⁺/NE^-）、AR-low前列腺癌（AR-low/NE^-）、双分泌前列腺癌（AR⁺/NE⁺）、小细胞前列腺癌或NEPC（AR^-/NE⁺）和双阴性前列腺癌（AR^-/NE^-）。另有研究通过分析转录谱确定了3种转录亚型：AR阳性前列腺癌、间充质和干细胞样前列腺癌以及NEPC。还有研究根据染色质可及性（ATAC）和RNA测序将CRPC分为4种分子亚型：AR依赖性、神经内分泌性以及2种AR阴性/低表达型。

本文提出了一种基于IHC的CRPC分子分型方法：AR信号激活亚型（CRPC-腺癌，CRPC-Adeno）以FKBP5和AKR1C3阳性为特征；CSC主导亚型（CRPC-SCL）以YAP1和CD44表达为特征；神经内分泌分化亚型（CRPC-NE）则以CGA、SYP、NSE和NTS阳性为特征。这种分型有助于针对CRPC分子亚型进行分层治疗。

去势抵抗性前列腺癌的治疗策略

针对CRPC-Adeno亚型的雄激素受体靶向策略

ADT仍然是CRPC治疗的基石。第二代抗雄激素药物（如恩杂鲁胺、阿帕他胺、达洛鲁胺）具有更高的选择性和更强的AR抑制效果。CYP17A1抑制剂（如阿比特龙）可通过减少雄激素合成来抑制AR信号通路。基于蛋白降解途径的疗法，如蛋白降解靶向嵌合体（PROTACs），正在临床实验中展现潜力。联合治疗策略（AR靶向治疗联合化疗、放疗或免疫治疗）也常被采用。

针对CRPC-SCL亚型的癌症干细胞靶向策略

在CRPC-SCL亚型中，CSCs可能在促进去势抵抗性生长中占主导地位。针对CSCs的临床应用研究正在进展中，包括靶向CSCs特异性膜蛋白的单克隆抗体、抗体偶联药物、双特异性单克隆抗体，以及靶向肿瘤干细胞特异性信号通路的小分子化合物。YAP1抑制剂、免疫疗法等是潜在的治疗方向。

针对CRPC-NE亚型的当前和新兴治疗策略

治疗CRPC-NE面临巨大挑战。目前，以铂类为基础的化疗是主导方案，常用组合包括卡铂+多西他赛、顺铂+多西他赛、顺铂+依托泊苷等。虽然铂类化疗可能诱导暂时反应，但患者预后仍然很差。新兴靶向治疗正在研究中，如奥罗拉激酶A抑制剂（如阿利塞特）、靶向DLL3和EZH2的疗法。支持性护理对于管理治疗相关毒性和提高患者生活质量至关重要。

结论

CRPC的进展反映了从CRPC-Adeno到混合亚型，最终向CRPC-NE的连续转变过程。理解AR信号、CSCs、NED、谱系可塑性和肿瘤微环境之间复杂的相互作用，对于制定综合治疗策略至关重要。单细胞多组学测序和先进成像技术等新兴技术具有识别新型生物标志物和治疗靶点的巨大潜力。针对多个信号和谱系可塑性通路的联合疗法为克服耐药性和改善临床结果提供了有前景的策略。未来的研究需要深入理解治疗诱导的谱系可塑性机制，以开发预防或逆转这一现象的干预措施。