宿佳琦,徐文浩,田 熙,艾合太木江·安外爾,瞿元元,施國(guó)海,張海梁,葉定偉
復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院泌尿外科,復(fù)旦大學(xué)上海醫(yī)學(xué)院腫瘤學(xué)系,上海 200032
腎腫瘤年發(fā)病率占所有腫瘤的2% ~ 3%,是第三常發(fā)的成人泌尿系統(tǒng)腫瘤[1-2]。整理185個(gè)國(guó)家的大規(guī)模癌癥數(shù)據(jù)調(diào)查顯示,2020年有 431 288例患者被新發(fā)現(xiàn)罹患腎腫瘤,有179 368例腎癌患者因病死亡[3]。最新的調(diào)查顯示,美國(guó)2021年預(yù)計(jì)有76 080例新發(fā)患者和13 780例死亡患者[4]。腎透明細(xì)胞癌占全球腎臟各種惡性腫瘤的70% ~ 80%[5]。大多數(shù)腎癌患者缺乏明顯的癥狀,主要通過(guò)影像檢查偶然發(fā)現(xiàn),如未發(fā)生遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移并早期治療,則5年生存率較高;但約有30%的患者在最初檢查時(shí)已發(fā)現(xiàn)進(jìn)展,發(fā)生遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移,5年生存率大幅降低[6-9]。惡性腫瘤的基本特征被歸納為10種,且每一種癌癥特征都對(duì)應(yīng)特定的治療策略[10]。代謝重編程被認(rèn)為是腫瘤的主要特征之一,也是近年來(lái)研究的熱點(diǎn)。惡性腫瘤中代謝通路的改變通常與不良預(yù)后相關(guān),而腎透明細(xì)胞癌更被認(rèn)為是一種代謝性疾病,涉及糖酵解、三羧酸循環(huán)、磷酸戊糖旁路、脂肪酸和氨基酸代謝通路的廣泛改變[11]。本文就腎透明細(xì)胞癌有氧糖酵解的研究進(jìn)展進(jìn)行總結(jié),討論影響糖酵解、免疫細(xì)胞糖酵解通路的限速酶和關(guān)鍵轉(zhuǎn)運(yùn)體的因素,從新角度挖掘腎透明細(xì)胞癌的分子改變。通過(guò)抑制糖酵解調(diào)控腫瘤代謝,在靶向聯(lián)合免疫治療已經(jīng)成為晚期腎癌一線(xiàn)治療的今天,對(duì)于抑制癌變組織生長(zhǎng)或增強(qiáng)抗腫瘤治療的效果,延長(zhǎng)患者無(wú)進(jìn)展生存時(shí)間,延長(zhǎng)腎透明細(xì)胞癌患者的總生存時(shí)間,具有重要意義。
葡萄糖作為人體細(xì)胞賴(lài)以生存的必需營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),細(xì)胞內(nèi)各種反應(yīng)的進(jìn)行都需要糖類(lèi)供能。正常代謝模式是通過(guò)線(xiàn)粒體呼吸鏈途徑生成大量腺苷三磷酸(adenosine triphosphate,ATP);而惡性腫瘤有別于正常組織,即使在氧供充足的環(huán)境下,腫瘤細(xì)胞也更多地通過(guò)丙酮酸催化生成乳酸而產(chǎn)生能量,并且腫瘤細(xì)胞分裂、增殖等生命活動(dòng)還需要其他的生物大分子參與,如核苷酸、蛋白質(zhì)等,也可在這種高通量代謝模式下得到滿(mǎn)足。這種代謝重編程被定義為Warburg效應(yīng),廣泛存在于不同組織的惡性腫瘤中[10,12-13]。糖代謝轉(zhuǎn)變是由于多種因素共同作用的結(jié)果,線(xiàn)粒體功能失調(diào)導(dǎo)致氧化磷酸化受阻,而糖酵解通路流量上調(diào)。
腎透明細(xì)胞癌作為腎癌的主要類(lèi)型,染色體水平上存在顯著的異常,約90%的患者存在3號(hào)染色體短臂的改變,這個(gè)區(qū)域包含一系列腫瘤抑制基因,負(fù)性調(diào)控腎透明細(xì)胞癌的發(fā)生、發(fā)展,如VHL、PBRM1、BAP1和STED2基因等[9]。有研究[14]顯示,腎透明細(xì)胞癌患者約87%存在VHL基因位點(diǎn)的突變。VHL基因位于3p25,編碼的蛋白pVHL能啟動(dòng)低氧誘導(dǎo)因子(hypoxia inducible factor,HIF)的泛素化修飾,從而介導(dǎo)HIF的降解,但是腎透明細(xì)胞癌中VHL突變導(dǎo)致HIF降解受阻,造成HIF的積累[9]。惡性腫瘤中HIF表達(dá)增加可能是由于癌細(xì)胞增殖速度超過(guò)一定限度,致使組織乏氧;或是某些原癌基因或抑癌基因突變啟動(dòng)HIF的轉(zhuǎn)錄與翻譯。 HIF能啟動(dòng)下游調(diào)控因子的表達(dá),如葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體(glucose transporter,GLUT)、血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β (transforming growth factor-β,TGF-β)和表皮生長(zhǎng)因子(epidermal growth factor,EGF)等[15-16],改變癌細(xì)胞產(chǎn)生能量的代謝模式,由線(xiàn)粒體有氧呼吸轉(zhuǎn)變?yōu)槿樗岚l(fā)酵,促進(jìn)新生血管生成,改變腫瘤微環(huán)境(tumor microenvironment,TME),對(duì)腫瘤的增殖、侵犯、轉(zhuǎn)移、上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化和免疫逃逸產(chǎn)生影響。腎透明細(xì)胞癌多組學(xué)分析顯示,代謝物和代謝通路的酶異常表達(dá),主要表現(xiàn)為糖酵解通路的上調(diào)和三羧酸循環(huán)的下調(diào),并且代謝相關(guān)基因提示預(yù)后不良[11,17-18],證實(shí)透明細(xì)胞腎癌是一種以糖代謝改變?yōu)轱@著特征的惡性腫瘤。Courtney等[19]進(jìn)行13C同位素示蹤成像研究發(fā)現(xiàn),肺腫瘤和腦腫瘤顯示高水平的線(xiàn)粒體氧化磷酸化,而在腎透明細(xì)胞癌中則表現(xiàn)為乳酸生成增多和線(xiàn)粒體氧化磷酸化呼吸鏈水平下降,即典型的Warburg效應(yīng)。在腎透明細(xì)胞癌中,異常表達(dá)的酶或轉(zhuǎn)運(yùn)體提示的治療靶點(diǎn)有望釋放巨大潛在臨床效益,下文將對(duì)這些潛在的治療靶點(diǎn)及其抑制劑進(jìn)行討論,探究其臨床轉(zhuǎn)化和發(fā)展治療新策略的可能。
葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體是細(xì)胞能量代謝的第一步,作為糖酵解的限速步驟,提示其可能的重要治療作用。正常組織表達(dá)高水平的GLUT-2,而GLUT-1作為關(guān)鍵的葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白在腎癌組織中高度表達(dá),提示腎癌微環(huán)境中高度活躍的糖酵解代謝[20-21]。
STF-31作為一種葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體抑制劑,特異性抑制GLUT-1,與VHL突變產(chǎn)生合成致死性,優(yōu)先作用于VHL缺陷的高度依賴(lài)糖酵解的細(xì)胞,進(jìn)而阻止腎癌細(xì)胞模型攝取能量底物從而抑制腫瘤的生長(zhǎng),而對(duì)非腫瘤細(xì)胞卻不會(huì)產(chǎn)生不良后果[20]。Ji等[22]證實(shí)GLUT抑制劑染料木素(genistein)可以通過(guò)增加CDKN2a表達(dá)水平并降低甲基化程度,誘導(dǎo)腎癌細(xì)胞的凋亡并抑制其增殖,提示染料木素是潛在的治療藥物。染料木素作為一種GLUT抑制劑,能調(diào)節(jié)miR-1260b影響Wnt信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路來(lái)抑制腎癌組織的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移[23]。有研究[24]顯示,GLUT抑制劑fasentin能以不依賴(lài)葡萄糖代謝的方式抵抗血管生成,對(duì)于大部分腎癌來(lái)說(shuō),血管生成既是顯著特征,也是用藥靶點(diǎn),而fasentin的雙重作用機(jī)制可能改變腎癌的治療現(xiàn)狀。其他GLUT抑制劑如根皮素(phloretin)[25]、WZB117[26]和BAY876[27]等在多種腫瘤模型中也已得到證實(shí),但上述抑制劑在腎癌中的作用研究仍十分有限。DT-13可以抑制結(jié)直腸癌細(xì)胞葡萄糖攝取和ATP的產(chǎn)生,并減少乳酸的產(chǎn)生,可能是通過(guò)激活A(yù)MPK和抑制mTOR通路發(fā)揮抑癌作用[28]。在腎癌患者中,DT-13或許能分別作用于mTOR靶點(diǎn)和糖酵解,從而發(fā)揮協(xié)同抗腫瘤作用,值得進(jìn)一步研究。隨著技術(shù)的進(jìn)步,已出現(xiàn)新型的GLUT抑制劑,如chromopynones[29]、rapaglutin A[30],需要在未來(lái)的研究中得到進(jìn)一步證實(shí)。綜上,GLUT抑制劑提示葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體作為治療靶點(diǎn)的潛在價(jià)值,通過(guò)對(duì)其機(jī)制進(jìn)行探索,有助于更好地理解癌癥的發(fā)生、發(fā)展過(guò)程,改變腎透明細(xì)胞癌的診療模式。
HK是糖代謝通路的首個(gè)限速酶,抑制HK活性對(duì)于阻斷腫瘤能量和物質(zhì)合成具有重大意義。HK家族在腎癌中表達(dá)顯著上調(diào),調(diào)控腫瘤細(xì)胞糖酵解途徑[17,31-32]。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)[33]證明,HK2是腫瘤起始和維持過(guò)程中所必需的,并且敲除HK2會(huì)抑制肺癌和乳腺癌的生長(zhǎng),提示HK2抑制劑潛在的抗腫瘤效果和臨床轉(zhuǎn)化價(jià)值。此外,有研究[34]指出,HK2還能轉(zhuǎn)移磷酸基團(tuán),降低丙酮酸激酶復(fù)合體的活性,從而促進(jìn)Warburg效應(yīng)。除此之外,HK3表達(dá)也與腎癌不良預(yù)后相關(guān)[17]。復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院葉定偉團(tuán)隊(duì)也創(chuàng)新性地提出HK3可調(diào)控TME中單核/巨噬細(xì)胞和耗竭性T細(xì)胞等免疫細(xì)胞的異常活化,誘導(dǎo)腎透明細(xì)胞癌細(xì)胞的糖酵解代謝、脂質(zhì)代謝和免疫逃逸,為新型糖酵解途徑與脂質(zhì)代謝、腫瘤免疫的橋梁網(wǎng)絡(luò)提供理論依據(jù)[35],揭示了HK家族與免疫微環(huán)境之間的相互作用,為理解免疫治療、免疫逃逸提供新的角度。
2-脫氧葡萄糖(2-Deoxy-D-glucose,2-DG)作為HK2抑制劑,Simon等[32]向腎透明細(xì)胞癌原代培養(yǎng)腫瘤細(xì)胞中添加酪氨酸激酶抑制劑和2-DG,發(fā)現(xiàn)2-DG能夠增加腎癌原代細(xì)胞對(duì)帕唑帕尼的敏感性。3-溴丙酮酸(3-bromopyruvate,3-BrPa)作為HK抑制劑,原發(fā)性腎透明細(xì)胞癌顯示出對(duì)3-BrPa阻抑的作用高度敏感[36],證實(shí)了在腎透明細(xì)胞癌中使用靶向糖酵解藥物從而干擾能量代謝的可行性。氯尼達(dá)明(lonidamine,LND)在1981年被發(fā)現(xiàn)能夠抑制腫瘤細(xì)胞HK而發(fā)揮作用[37]。有臨床研究[38]肯定了LND在廣泛轉(zhuǎn)移腎癌姑息治療中的作用,但是LND在腎癌中與靶向或免疫藥物聯(lián)合能否增強(qiáng)療效應(yīng)被再次評(píng)估。另外,LND的納米藥物被證實(shí)能降低糖酵解水平,調(diào)節(jié)免疫抑制性微環(huán)境,顯示出納米糖酵解藥物開(kāi)發(fā)的巨大前景[39]。新型藥物HK2抑制劑,如芐絲肼(benserazide)[40]、苯硝基苯甲胺(benitrobenrazide)[41],未來(lái)可在腎透明細(xì)胞癌中開(kāi)展相關(guān)研究。HK家族抑制劑或能改變腫瘤免疫抑制微環(huán)境,具有巨大的臨床轉(zhuǎn)化潛能。
PFK是糖酵解的第二個(gè)限速酶,主要通過(guò)果糖-2,6-二磷酸酶(fructose-2,6-bisphosphatase,PFKFB)調(diào)控果糖-2,6-二磷酸發(fā)揮作用。有研究[42]證實(shí),PFKFB3蛋白在腎癌組織中過(guò)表達(dá),并與預(yù)后不良呈正相關(guān),敲除PFKFB3或使用特異性抑制劑3-PO能下調(diào)糖酵解,抑制細(xì)胞增殖和小鼠移植瘤的生長(zhǎng)。 PFKFB3的抑制劑包括3-PO[42-43]、PFK-15[44]、PFK-158[45]和KAN0438757[46]等。有研究[46]發(fā)現(xiàn),PFKFB3在DNA損傷同源重組修復(fù)過(guò)程中起關(guān)鍵作用,并開(kāi)發(fā)出小分子PFKFB3抑制劑KAN0438757,提示PFKFB3在惡性腫瘤起始、發(fā)展演進(jìn)中可能發(fā)揮關(guān)鍵作用。PFK-158作為PFKFB3的抑制劑已完成Ⅰ期臨床試驗(yàn)(NCT02044861)。有研究[47]發(fā)現(xiàn),在小鼠腫瘤模型體內(nèi)聯(lián)合使用 CTLA-4抗體與PFK-158時(shí),腫瘤生長(zhǎng)抑制作用顯著增強(qiáng) ,將腫瘤的代謝重編程和免疫功能的失調(diào)集中于腫瘤的新藥開(kāi)發(fā),顯示出免疫治療聯(lián)合靶向糖代謝治療的光明前景。
PK作為限速酶,有研究[48]發(fā)現(xiàn),在腎細(xì)胞癌中敲除PKM2亞型可以下調(diào)糖酵解酶的水平,減少腫瘤侵犯和轉(zhuǎn)移的機(jī)會(huì),并誘發(fā)自噬,提示PKM2可作為潛在治療靶點(diǎn)。此外,敲除PKM2可以下調(diào)LDHA、GLUT1和MCT4的表達(dá)[48]。Huang等[49]研究發(fā)現(xiàn),3-羥基-3-甲基戊二酰輔酶A還原酶(3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme A reductase,HMGCR)抑制劑通過(guò)熱激蛋白90來(lái)調(diào)控腎癌細(xì)胞PKM2蛋白的降解,導(dǎo)致PKM2表達(dá)升高,產(chǎn)生Warburg表型。外源性導(dǎo)入PKM2后,乳酸產(chǎn)生和葡萄糖消耗水平增加,同時(shí)VEGF的表達(dá)水平也增加;而敲除PKM2則表現(xiàn)出更低的乳酸水平,且不能被HMGCR 抑制劑所逆轉(zhuǎn),使用PKM2抑制劑紫草素(shikonin)能恢復(fù)受HMGCR抑制的異種移植小鼠腫瘤組織中乳酸生成,并抑制腎腫瘤的生長(zhǎng),提示膽固醇合成抑制劑對(duì)PKM2的影響以及在糖代謝中的潛在促癌作用。紫草素及其類(lèi)似物alkannin都顯示出靶向PKM2的潛在抗腫瘤治療價(jià)值[50]。有研究[51]發(fā)現(xiàn),在黃花蒿中提取的MC-4單藥能降低PKM2和GLUT1的表達(dá),并且能顯著抑制腎癌的生長(zhǎng)。聯(lián)合使用MC-4和依維莫斯(everolimus)能通過(guò)AKT/PKM2和mTOR協(xié)同發(fā)揮抗腫瘤效應(yīng),抑制腫瘤的生長(zhǎng)、轉(zhuǎn)移,這為糖酵解抑制劑聯(lián)合靶向治療提供了理論依據(jù)[51]。拉帕醇(lapachol)[52]、芐絲肼[54]等也具有抑制PKM2的功能,但在腎癌中的研究仍十分有限。
腫瘤組織中的PKM2大部分是活性較低的二聚體,正常組織為活性較高的四聚體,不同的亞型提示功能的差異,低活性的二聚體催化生成丙酮酸相對(duì)減少,從而有充足的中間合成物轉(zhuǎn)化成腫瘤細(xì)胞增殖所必要的蛋白質(zhì)、核苷酸等生命物質(zhì)[54]。增強(qiáng)PKM2活性,恢復(fù)正常氧化磷酸化代謝或能抑制腫瘤生長(zhǎng)。TEPP-46和DASA-58均為PKM2激活劑,可顯著提升高活性PKM2四聚體水平,在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中可阻礙小鼠癌細(xì)胞形成腫瘤的能力,并且抑制核苷酸、絲氨酸等的代謝,減少乳酸的生成[55]。Mohammad等[56]研究發(fā)現(xiàn),使用TEPP-46能顯著增強(qiáng)胰腺癌細(xì)胞的PK活性,下調(diào)PKM2二聚體的表達(dá),并且抑制小鼠模型腫瘤的生長(zhǎng)。PKM2抑制劑和激活劑在腎癌領(lǐng)域中的抗腫瘤作用值得進(jìn)一步研究。
乳酸在癌癥發(fā)展的過(guò)程中,涉及到癌旁免疫抑制性微環(huán)境所致的免疫逃逸,可能作為調(diào)控糖酵解影響免疫治療效果的關(guān)鍵一環(huán)。聯(lián)合LDH抑制劑或能逆轉(zhuǎn)免疫抑制性微環(huán)境,增強(qiáng)抗腫瘤治療的敏感性。研究[57]發(fā)現(xiàn),敲除腎癌LDHA可以抑制細(xì)胞增殖,以L(fǎng)DHA為靶點(diǎn)是抑制惡性腫瘤生長(zhǎng)的可行策略,敲除腎癌細(xì)胞LDHA還可以對(duì)基質(zhì)金屬蛋白酶產(chǎn)生影響,從而影響腎癌的侵襲和轉(zhuǎn)移。根據(jù)Ⅳ期臨床試驗(yàn)MARC-2(NCT01266837),LDH升高的患者無(wú)進(jìn)展生存期和總生存期延長(zhǎng),LDH水平可作為預(yù)測(cè)患者VEGF靶向治療失敗后依維莫司治療響應(yīng)的生物標(biāo)志物[58]。在腎癌中,LDH抑制劑FX11可降低ATP水平,增加活性氧的產(chǎn)生,引起能量生成減少和氧化應(yīng)激,共同抑制異種移植瘤的生長(zhǎng)和進(jìn)展[59]。而在胰腺癌小鼠模型中,F(xiàn)X11僅在TP53突變的腫瘤中抑制丙酮酸轉(zhuǎn)化為乳酸,提示TP53可作為指導(dǎo)FX11用藥的生物標(biāo)志物[60]。草氨酸(oxamate)[61]、表沒(méi)食子兒茶素沒(méi)食子酸酯(epigallocatechin-3-gallate,EGCG)[62]等在其他腫瘤模型中被證實(shí)能抑制LDH活性,但以腎透明細(xì)胞癌為模型的研究卻少見(jiàn),其中綠茶提取物EGCG可抑制HK、PFK、LDH的活性和mRNA水平,EGCG還可降低HIF-1和GLUT1的表達(dá)[63],多靶點(diǎn)的抑制作用值得在腎癌模型中被進(jìn)一步證實(shí)。PARP抑制劑蘆卡帕尼(rucaparib)也有抑制LDH的作用,提示蘆卡帕尼潛在的多靶點(diǎn)抑制作用[64]。LDH抑制劑對(duì)腎透明細(xì)胞癌的作用及其機(jī)制值得未來(lái)進(jìn)一步研究。
MCT家族能轉(zhuǎn)運(yùn)細(xì)胞內(nèi)外的乳酸、丙酮酸等物質(zhì)。將乳酸轉(zhuǎn)出細(xì)胞,有利于糖酵解的進(jìn)行,也有利于維持細(xì)胞內(nèi)pH穩(wěn)定[65]。在腎透明細(xì)胞癌中,沉默MCT4導(dǎo)致細(xì)胞酸中毒,能量生成減少并能部分逆轉(zhuǎn)腎透明細(xì)胞癌細(xì)胞系中的Warburg效應(yīng);另外,高水平的MCT4與更差的無(wú)復(fù)發(fā)生存期相關(guān)[66]。有研究[67]發(fā)現(xiàn),乳酸通過(guò)MCT進(jìn)入內(nèi)皮細(xì)胞后可以誘導(dǎo)HIF-1活化以及血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子受體2(vascular endothelial growth factor receptor 2,VEGFR2)和成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(basic fibroblast growth factor,bFGF)表達(dá)增加,而阻斷MCT則可抑制新生血管形成,并發(fā)揮代謝抑制和減少血液供給的雙重功效。腎癌細(xì)胞系786-O與血管內(nèi)皮細(xì)胞聯(lián)合培養(yǎng)時(shí),會(huì)比單獨(dú)培養(yǎng)時(shí)表達(dá)更高水平的MCT1和MCT4,而MCT1/4特異性抑制劑7ACC1可以降低細(xì)胞數(shù)目增長(zhǎng),抑制腫瘤侵襲和遷移,提示酸性環(huán)境對(duì)腫瘤細(xì)胞增殖和遷移能力的重要影響[68]。有研究[69]發(fā)現(xiàn),MCT抑制劑AZD-3965還可以抑制脂質(zhì)的生物合成,并能增加TME中樹(shù)突狀細(xì)胞和自然殺傷細(xì)胞的浸潤(rùn)。AZD-3965與抗PD-1抗體聯(lián)用時(shí),靶向阻斷MCT1可以逆轉(zhuǎn)實(shí)體瘤的免疫抑制微環(huán)境,且納米藥物形式能降低AZD-3965的使用劑量,并可以增加腫瘤免疫治療的效果[70]。AR-C155858[71]、VB124[72]等抑制劑在腎癌中的作用仍不清楚。MCT是腫瘤代謝潛在藥物靶點(diǎn),MCT抑制劑與免疫檢查點(diǎn)抑制劑(immune checkpoint inhibitor,ICI)聯(lián)合使用或能改變免疫治療的治療抵抗,有必要在腎癌模型中進(jìn)一步探索和驗(yàn)證。
晚期腎癌治療發(fā)展迅猛,ICI異軍突起,替代抗VEGFR-TKI成為新一線(xiàn)治療[73]。因此,深刻理解腫瘤糖代謝在免疫抑制性TME中的作用,對(duì)于進(jìn)一步提高免疫治療效果和發(fā)掘有效的生物標(biāo)志物具有重要意義。腫瘤細(xì)胞在TME中與免疫細(xì)胞相互作用,腫瘤細(xì)胞代謝重編程導(dǎo)致免疫細(xì)胞代謝改變,影響細(xì)胞因子的產(chǎn)生、免疫細(xì)胞的分化和功能的完整性[74-75]。Chevrier等[76]研究發(fā)現(xiàn),腎透明細(xì)胞癌患者中腫瘤浸潤(rùn)T淋巴細(xì)胞和腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞占所有免疫細(xì)胞75%以上,提示T淋巴細(xì)胞和巨噬細(xì)胞在TME中發(fā)揮重要的免疫調(diào)節(jié)作用。TME中癌細(xì)胞的代謝產(chǎn)物,引導(dǎo)巨噬細(xì)胞表達(dá)VEGF以及誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)化為M2亞型[77]。Treg淋巴細(xì)胞也能在高乳酸的環(huán)境下改變代謝方式,從而免受高酸度的影響[78],M2型巨噬細(xì)胞和Treg細(xì)胞被認(rèn)為與抑制性TME以及促腫瘤效應(yīng)相關(guān)[79-80],TME與免疫組分之間的相互作用可能是腫瘤進(jìn)展的重要原因。
有研究[81]發(fā)現(xiàn),腎癌的GLUT表達(dá)水平與CD8+T細(xì)胞呈負(fù)相關(guān),提示增強(qiáng)的糖酵解與低水平的腫瘤浸潤(rùn)C(jī)D8+T效應(yīng)細(xì)胞存在潛在負(fù)性調(diào)控關(guān)系,而Sukumar等[82]研究發(fā)現(xiàn),糖酵解通量增加可以使CD8+T細(xì)胞走向終末分化狀態(tài),而抑制糖酵解通量可以保持長(zhǎng)期記憶CD8+T細(xì)胞的生成,并發(fā)現(xiàn)使用2-DG可以增強(qiáng)記憶細(xì)胞的生成和抗腫瘤功能。還有研究[83]發(fā)現(xiàn),CD28作為共刺激信號(hào)能激活T細(xì)胞,能激活線(xiàn)粒體氧化磷酸化和糖酵解,從而使T細(xì)胞活化,使用2-DG能抑制線(xiàn)粒體的改變,抑制腎癌中效應(yīng)T細(xì)胞的活化和功能 。
糖酵解產(chǎn)物可能限制ICI本應(yīng)發(fā)揮的高效抗腫瘤效應(yīng)[84-85],ICI特異性阻斷程序性死亡[蛋白]-1(programmed death-1,PD-1)/程序性死亡[蛋白]配體-1(programmed death ligand-1,P D-L 1)或細(xì)胞毒性T 淋巴細(xì)胞相關(guān)抗原4(cytotoxic T lymphocyte associated antigen-4,CTLA-4)從而激活機(jī)體免疫功能,還能影響線(xiàn)粒體負(fù)性調(diào)控糖酵解,抑制T細(xì)胞的活化[86]。除此之外,腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞(cancer associated fibroblast,CAF)被認(rèn)為是促腫瘤免疫細(xì)胞,MCT4抑制劑通過(guò)阻斷CAF的乳酸外排抑制其促瘤能力,表明乳酸在CAF和癌細(xì)胞之間的代謝網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮重要作用[87]。Yu等[88]研究發(fā)現(xiàn),在腎癌細(xì)胞系中,葡萄糖不足時(shí)通過(guò)EGFR/ERK通路上調(diào)PD-L1的表達(dá),而PD-L1升高也可以通過(guò)提高PFKFB3的表達(dá)來(lái)上調(diào)糖酵解的水平,糖酵解和PD-L1的相互影響,提示糖酵解抑制劑和ICI聯(lián)合使用的潛在治療價(jià)值。
因此,考慮靶向抑制糖酵解通路時(shí),應(yīng)從多角度深入了解抑制劑對(duì)腫瘤細(xì)胞、TME及免疫細(xì)胞的影響。如果抑制糖酵解通路會(huì)造成抑制性TME或?qū)е驴鼓[瘤免疫細(xì)胞分化或功能的損害,那么這種治療方案應(yīng)該被慎重考慮。更重要的是,免疫治療聯(lián)合糖酵解能否發(fā)揮增效協(xié)同作用,以及腫瘤細(xì)胞與浸潤(rùn)免疫細(xì)胞之間的調(diào)控網(wǎng)絡(luò),需要被進(jìn)一步闡述,這有助于加深人們對(duì)腎透明細(xì)胞癌免疫治療的認(rèn)識(shí)。
盡管各種限速酶的小分子抑制劑迅猛發(fā)展,但是其在腎腫瘤模型中的研究仍十分有限。與現(xiàn)有藥物聯(lián)合使用,或?qū)@示出更強(qiáng)的抗腫瘤作用。聯(lián)合使用PKM2激活劑和LDHA抑制劑能夠顯著降低小鼠胰腺癌移植瘤模型的腫瘤生長(zhǎng),提示多靶點(diǎn)糖酵解抑制劑聯(lián)合使用的潛在價(jià)值[56]。Yakisich等[89]研究發(fā)現(xiàn),2-DG或WZB117與二甲雙胍合用可以抑制耐藥肺癌細(xì)胞的活性。GLUT1抑制劑BAY876被發(fā)現(xiàn)在喉鱗癌中可增強(qiáng)順鉑介導(dǎo)的抗增殖作用[90],提示聯(lián)合用藥具有恢復(fù)抗腫瘤治療的敏感性、逆轉(zhuǎn)治療抵抗的作用。
在三陰性乳腺癌中發(fā)現(xiàn),糖酵解通路富集分?jǐn)?shù)和免疫細(xì)胞活性呈負(fù)相關(guān),聯(lián)合使用PD-1抑制劑和LDH抑制劑FX11能顯著增加腫瘤CD8+細(xì)胞和NK細(xì)胞浸潤(rùn)程度,并顯示出顯著的抗腫瘤效應(yīng)[91]。Zappasodi等[92]研究發(fā)現(xiàn),在高糖酵解的小鼠乳腺癌腫瘤模型中敲除LDH,即建立糖酵解缺陷模型,在此基礎(chǔ)上阻斷CTLA-4能促進(jìn)免疫細(xì)胞浸潤(rùn);在葡萄糖存在下,Treg被迫參與糖酵解,增強(qiáng)葡萄糖的攝取和IFN-γ產(chǎn)生,使Treg失去穩(wěn)定性。阻斷CTLA-4更適合治療糖酵解水平低的腫瘤;而對(duì)于糖酵解水平高的腫瘤,抗CTLA-4抗體與糖酵解抑制劑聯(lián)合使用可增加TME中葡萄糖的可用性,從而最大化Treg的不穩(wěn)定性并增強(qiáng)抗腫瘤免疫[92]。值得關(guān)注的是,雙氯芬酸,而非其他類(lèi)型的非固醇類(lèi)抗炎藥,在體外實(shí)驗(yàn)中可減少乳酸的分泌,增強(qiáng)浸潤(rùn)性T細(xì)胞的殺傷能力[85]。雙氯芬酸曾被證明是MCT1/4抑制劑,研究支持在臨床試驗(yàn)中聯(lián)合使用糖酵解抑制劑和ICI治療高糖酵解腫瘤的理論。最新研究[72]發(fā)現(xiàn),聯(lián)合使用MCT抑制劑和PD-1單抗能降低小鼠肝癌移植瘤的生長(zhǎng),并增加CD8+T細(xì)胞的浸潤(rùn),能夠顯著增強(qiáng)抗PD-1抗體的抗腫瘤效應(yīng)。上述研究顯示出ICI和糖酵解抑制劑聯(lián)合使用的光明前景。
對(duì)于腎透明細(xì)胞癌,通過(guò)糖酵解抑制劑調(diào)控細(xì)胞代謝和免疫抑制性微環(huán)境,聯(lián)合免疫或靶向治療及其可能的治療方案值得探索。
Warburg效應(yīng)為腎癌療效預(yù)測(cè)和治療策略帶來(lái)了新的視角,有利于促進(jìn)聯(lián)合、多靶點(diǎn)、精準(zhǔn)治療。腎透明細(xì)胞癌糖酵解代謝異?;钴S,本文梳理了腎癌糖酵解調(diào)控模式,概述了GLUT、HK、PFK、PK、LDH、MCT等轉(zhuǎn)運(yùn)體或代謝酶家族為代表性靶點(diǎn)在腎透明細(xì)胞癌中的調(diào)控機(jī)制和已經(jīng)開(kāi)發(fā)的靶向藥物,以及糖酵解與免疫微環(huán)境及免疫治療的潛在相互作用網(wǎng)絡(luò)??紤]到腎透明細(xì)胞癌獨(dú)特的遺傳背景和代謝特征,應(yīng)加強(qiáng)對(duì)這些靶向治療藥物的開(kāi)發(fā)和臨床研究?;谀I癌微環(huán)境在腫瘤進(jìn)展中的動(dòng)態(tài)變化,靶向糖酵解的藥物可能增強(qiáng)以ICI為代表的免疫治療效果。腫瘤免疫治療與靶向糖酵解治療在多種腫瘤模型中已經(jīng)證實(shí)其方案高效的抗腫瘤效應(yīng),但在腎透明細(xì)胞癌領(lǐng)域卻少有研究。因此,后續(xù)研究不僅可以深入探索糖酵解抑制劑對(duì)腎透明細(xì)胞癌患者的預(yù)后影響,發(fā)現(xiàn)有意義的生物標(biāo)志物用來(lái)早期診斷,挑選免疫治療響應(yīng)患者的糖酵解相關(guān)生物標(biāo)志物用以指導(dǎo)用藥、判斷預(yù)后,還可以加快糖酵解抑制劑和免疫治療聯(lián)合應(yīng)用的探索,將成果轉(zhuǎn)化運(yùn)用于臨床治療。隨著高通量多組學(xué)及空間組學(xué)等新技術(shù)的發(fā)展,腫瘤細(xì)胞和免疫細(xì)胞的異質(zhì)性以及TME和糖酵解的聯(lián)系都將被進(jìn)一步闡明,人們對(duì)腫瘤細(xì)胞、基質(zhì)細(xì)胞、免疫細(xì)胞之間的復(fù)雜互作網(wǎng)絡(luò)的理解將會(huì)更加深入,針對(duì)晚期腎透明細(xì)胞癌糖代謝的治療方案將成為現(xiàn)有治療的重要補(bǔ)充,從而改變晚期腎透明細(xì)胞癌治療現(xiàn)狀。
利益沖突聲明:所有作者均聲明不存在利益沖突。