PI3K/AKT/mTOR信号通路在Burkitt淋巴瘤中的研究进展

孙媛媛，张明智

0 前言

Burkitt淋巴瘤是一种与Epstein Barr病毒（EBV）、人类免疫缺陷病毒（HIV）的感染有关的高度侵袭性非霍奇金淋巴瘤，是人类生长最快的肿瘤[1]。分为地方型、散发型与免疫缺陷相关型三种类型，在流行病学及miRNA上有各自特点[2]。该病主要发生在儿童及青少年，少数发生于成年人，经短期、强化治疗，如CODOX-M/IVAC方案治疗，疗效显著[3]，但感染并发症、中枢受累等因素可能导致患者预后差[4-5]。短期、强效的化疗方案，不良反应强，故对于晚期、耐药、体质较差的患者，寻找精准、高效、低毒的靶向药物显得尤为重要。PI3K/AKT/mTOR信号通路在细胞的生长、分化、代谢、生存以及增殖等方面发挥重要作用[6]，其在Burkitt 淋巴瘤中激活，通过对该通路的深入研究，为Burkitt淋巴瘤的靶向治疗提供理论基础。近几年，很多针对该信号通路的新药已进入实验、临床研究，以期为淋巴瘤患者提供更精准的治疗。现就PI3K/AKT/mTOR信号通路为基础的Burkitt淋巴瘤研究进展作一总结。

1 PI3K/AKT/mTOR信号通路的作用机制

磷脂酰肌醇-3激酶（phosphatidylinositol 3-kinase，PI3K）根据结构和功能分为Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ型，其中Ⅰ型在肿瘤细胞中广泛突变。Ⅰ型PI3K是由调节亚基P53和催化亚基P110组成的异源二聚体，又分为ⅠA、ⅠB两型，ⅠA型催化亚基由P110α、P110β和P110δ组成，可被细胞表面酪氨酸激酶激活，ⅠB型催化亚基为P110γ，可被G-蛋白偶联受体激活。被激活的PI3K使其底物3,4二磷酸磷脂酰肌醇（PIP2）磷酸化为3,4,5三磷酸磷脂酰肌醇（PIP3），进而使信号通路活化。PI3K的下游效应分子：蛋白激酶B，又名AKT，可通过磷酸化作用，促进细胞生长，抑制细胞凋亡。而AKT可直接活化哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mammal target of rapamycin, mTOR），mTOR包括两种不同的多分子复合物，mTORC1和mTORC2，其在肿瘤细胞中常过度活化。mTORC1被AKT激活后使真核细胞启动因子4E结合蛋白1（4EBP1）和核糖体蛋白p70S6K磷酸化[7]。磷酸化的4EBP1与真核细胞翻译抑制因子（eIF-4E）分离失活，分离的eIF-4E与翻译分子结合，启动蛋白质的翻译；同样，磷酸化的p70S6K也可以促进蛋白质的合成，见图1。PI3K/AKT/mTOR信号通路参与蛋白质的合成，在细胞的生长、分化、代谢、生存以及增殖等方面发挥重要作用[8]。目前，一些关于此通路抑制剂的研究，如AKT抑制剂MK2206的Ⅱ期临床试验，结果显示患者获益：8例中，2例获得完全缓解，6例获得部分缓解，中位缓解时间为5～8月[9]。所以，这就要求我们根据实验、临床研究，探讨PI3K/AKT/mTOR信号通路在Burkitt淋巴瘤中的活化机制，应用抑制剂抑制该通路活化，为治疗复发难治的Burkitt淋巴瘤患者寻找新的方法。

图1 PI3K/AKT/mTOR信号通路与其他信号在Burkitt淋巴瘤相互作用图解Figure1 Schematic of interaction between PI3K/AKT/mTOR signal pathway and other signals in Burkitt lymphoma

2 PI3K/AKT/mTOR信号通路在Burkitt淋巴瘤中的活化

研究发现，PI3K在肿瘤细胞中主要通过扩增及增加复制导致翻译增加、通路活化，而基因突变少见[8]。在Burkitt淋巴瘤中，PI3K/AKT/mTOR信号通路中任何分子异常都可能导致通路的活化。Sander等[10]通过免疫印迹实验（Western blot）发现AKT第437位上丝氨酸和p70S6K第389位上苏氨酸磷酸化，并且应用PI3K抑制剂LY-294002可逆转磷酸化的激酶，结果证实了PI3K通路在Burkitt淋巴瘤中活化。Schmitz等[11]应用高通量的RNA测序和RNA干涉筛选发现在散发型Burkitt淋巴瘤中，70%存在转录因子TCF3或其负调节因子ID3突变，而TCF3的突变可引起PI3K通路的活化。第10号染色体缺失性磷酸酶-张力蛋白同源性基因（phosphatase and tension homology deleted on chromosome ten，PTEN）是一种肿瘤抑制基因，通过对PIP3去磷酸化，对AKT起到负调节作用[8]。PTEN的缺失，可使PI3K/AKT/mTOR信号通路活化，进而导致肿瘤的发生，常常提示疾病预后不良[12]。Pfeifer等[13]的研究中，PTEN的缺失与PI3K/AKT/mTOR和c-Myc信号通路活化有关，用全PI3K抑制剂LY294002处理弥漫大B细胞淋巴瘤患者样本及淋巴瘤细胞系，发现细胞活性降低，样本分析显示55%的生发中心来源的弥漫大B细胞淋巴瘤存在PTEN缺失，这为生发中心来源的Burkitt淋巴瘤的发病机制和治疗方法提供了新的研究方向。

研究已证实PI3K/AKT/mTOR信号通路在Burkitt淋巴瘤中活化，故可通过应用PI3K/AKT/mTOR信号通路抑制剂靶向治疗Burkitt淋巴瘤。PI3K抑制剂主要分三种类型：全Ⅰ型PI3K抑制剂，选择性PI3K亚型抑制剂，全Ⅰ型PI3K和mTOR双元抑制剂[14]。早期的全Ⅰ型PI3K抑制剂，如LY294002 或渥曼青霉素，因脱靶作用等，现临床较少应用。新型全Ⅰ型PI3K抑制剂，例如：BKM120（buparlisib）、SAR245408和BAY 80-6946显示出较少的脱靶作用及较好的耐受性。目前，多种选择性PI3K亚型抑制剂已进入临床研究，例如：p110δ抑制剂idelalisib、PI3Kγδ抑制剂IPI-145和PI3K-αβ抑制剂Rigosertib等，对各种类型淋巴瘤显示出较好的疗效[15]。第一代AKT抑制剂哌立福辛，因临床效果一般，且存在细胞毒性，现已没有针对此药物的临床试验。第二代AKT抑制剂MK-2206，不论是临床前淋巴瘤细胞系研究，还是对患者的临床研究，都有显著效果。mTORC1抑制剂包括依维莫司、替西罗莫司等，然而，mTORC1抑制可通过mTORC2的负反馈作用使PI3K通路活化，进而使AKT磷酸化[8]，故单一的mTORC1抑制剂可能因AKT的磷酸化而使患者复发或耐药。李纯团[16]发现，NVPBEZ235可通过同时抑制PI3K、mTOR的活性，引起下游信号分子AKT、PRS6磷酸化水平下降，PI3K/AKT/mTOR信号通路传导减弱，进而起到抗Burkitt淋巴瘤的作用。我们还发现其他药物通过抑制PI3K/AKT/mTOR信号通路，起到治疗Burkitt淋巴瘤、其他类型淋巴瘤及实体瘤的作用，如PI3Kαγδ抑制剂GDC-0332、PI3K-αδ抑制剂Pictilisib[17]、PI3K-α抑制剂BYL719[18]以及PI3K/mTOR抑制剂GDC-0084[19]、Apitolisib[20]等。

细胞中存在多种信号通路，各通路间可通过正负调节相互联系，一条通路被抑制，可能引起另一通路的激活，故单一的PI3K/AKT/mTOR信号通路的靶向治疗易导致患者复发、耐药，这就需要我们寻找针对不同靶点的多重抑制剂。Huang等[21]发现在Burkitt淋巴瘤CA46细胞中，P-AKT高表达，而黄岑苷可以使P-AKT和P-mTOR下调并促进Burkitt淋巴瘤细胞凋亡。Lim等通过体外实验得出，漆黄素通过靶向PI3K和mTOR通路诱导Burkitt淋巴瘤Raji细胞凋亡[22]。目前，应用PI3K/AKT/mTOR信号通路抑制剂对各种类型淋巴瘤进行靶向治疗已进入实验、临床研究，但少有针对Burkitt淋巴瘤的临床试验，期待未来有更多的临床研究投入，为成年、晚期、耐药的Burkitt淋巴瘤患者带来治疗希望。近几年，研究发现PI3K/AKT/mTOR通路受多种因素影响，除了PTEN外，PI3K/AKT/mTOR通路与c-Myc基因、自噬等在Burkitt淋巴瘤中相互作用受到越来越多研究者的重视，通过实验及临床研究，探讨相互关系及作用机制，为患者提供了新的治疗思路。

3 c-Myc表达和PI3K/AKT/mTOR信号通路在Burkitt淋巴瘤中的关系

在所有类型的Burkitt淋巴瘤中，c-Myc通过与免疫球蛋白基因座易位，导致自身过度表达，其表达的蛋白分子是参与细胞分化与凋亡等活动的细胞转录因子。c-Myc一方面通过促进细胞增殖，抑制细胞分化的方式，促进肿瘤发生，但同时也促进细胞凋亡[10]。在Burkitt淋巴瘤细胞中，PI3K/AKT/mTOR信号通路可促进热休克蛋白70和90（HSP70/90）的表达，这些分子伴侣表达上调，参与调节c-Myc的稳定性[23]，相应地，c-Myc也可调节mTOR的活性[24]，见图1。Park等利用大鼠，将c-Myc插入免疫球蛋白基因促使其过度表达，但未诱导形成Burkitt淋巴瘤模型[25]。Sander等指出单一的c-Myc过度表达并不足以导致肿瘤的发生，并通过MYC过度表达和PI3K通路的激活，在转基因大鼠上诱导出类似人类Burkitt淋巴瘤的生发中心B细胞来源的淋巴瘤，并且在来源于生发中心B细胞肿瘤中发现c-Myc和P110共表达[26]。虽然c-Myc具有促进细胞增殖，抑制细胞分化的作用，但因其也可促进细胞凋亡，所以，c-Myc过度表达联合PI3K/AKT/mTOR信号通路激活才可导致肿瘤的发生。Granato等[24]通过研究槲皮素对Burkitt淋巴瘤的作用，发现可以通过减少c-Myc表达和PI3K/AKT/mTOR通路活化抑制Burkitt淋巴瘤。上述实验证实了c-Myc与PI3K/AKT/mTOR信号通路在Burkitt淋巴瘤的发生上相互作用，促进肿瘤的生成，成为Burkitt淋巴瘤治疗的又一新靶点。

4 自噬和PI3K/AKT/mTOR信号通路在Burkitt淋巴瘤治疗中的作用

与c-Myc作用机制不同，自噬是由自噬相关基因调控的一种细胞死亡过程，与PI3K/AKT/mTOR信号通路、p53（抑癌基因）等有关。p53对细胞自噬具有双重调控作用，一方面，胞质中的p53通过激活mTOR/AMP激酶通路抑制自噬，另一方面，胞核内的p53则通过抑制mTOR和使Beclin与Bcl-2解离，结合Ⅲ型PI3K，促进自噬。当胰岛素或生长因子与其受体结合后，激活mTORC1，促进自噬。PI3K/AKT/mTOR信号通路与细胞自噬过程密切相关，故可通过一些药物作用于该信号通路，促进细胞自噬性死亡，杀死肿瘤细胞，从而治疗Burkitt淋巴瘤。Dong等将替西罗莫司与丙戊酸共同作用于Burkitt淋巴瘤细胞系，发现通过抑制mTOR通路和MYC癌基因蛋白可促进细胞自噬死亡[27]。Granato等[24]发现，槲皮素可通过抑制mTOR通路，引发Burkitt淋巴瘤细胞自噬。而雷帕霉素和地塞米松联合应用，可通过mTOR/P70S6K通路抑制Raji细胞（Burkitt淋巴瘤细胞）的活性[28-29]。有研究报道，肿瘤细胞在缺氧等微环境中可启动保护性自噬，提高生存能力，而放化疗可能导致肿瘤细胞通过增强自噬来减少伤害，与肿瘤的耐药机制有关。Maclean等将自噬抑制剂氯喹作用与Burkitt淋巴瘤小鼠模型，使p53依赖的细胞凋亡[30]。故我们可以通过应用自噬抑制剂，增强肿瘤细胞对放化疗的敏感度，提高治疗效果。

综上可知，自噬对Burkitt淋巴瘤治疗具有双重作用，一方面，通过PI3K/AKT/mTOR信号通路，激活自噬，促进肿瘤细胞的自噬性死亡，另一方面，又能通过自噬抑制剂，抑制自噬，增强肿瘤细胞对放化疗的敏感度。故我们要充分研究不同药物的作用机制，利用PI3K/AKT/mTOR信号通路与自噬的关系，提高成年、晚期、耐药的Burkitt淋巴瘤患者治疗效果，减少不良反应，减轻患者痛苦。

5 展望

研究已证实PI3K/AKT/mTOR信号通路在Burkitt淋巴瘤中呈激活状态，该通路的抑制剂对Burkitt淋巴瘤有抑制作用。但Burkitt淋巴瘤发病率较低，目前针对该疾病的PI3K/AKT/mTOR通路靶向治疗的临床试验较少，期待未来有更多的临床研究投入，同时加强对PTEN、c-Myc、自噬与PI3K/AKT/mTOR信号通路的多重抑制的研究，设计与单克隆抗体或其他通路抑制剂的联合用药。目前正在研究中的其他基因如：ID3、TCF3、CCND3、GNA13和SMARCA4等，在Burkitt淋巴瘤中突变率高，这些突变基因将成为新的治疗靶点[31-33]。此外，我们更需要增加新技术，如二代测序技术在此领域的应用，使更多的成年、晚期、耐药的Burkitt淋巴瘤患者从中获益。