脂肪酸代謝重編程在腎透明細(xì)胞癌治療中應(yīng)用的研究進(jìn)展

龍慧民 周立斌

近30 年來(lái)，腎癌每年新發(fā)病例數(shù)從1.107 萬(wàn)例急劇上升至5.983 萬(wàn)例，年齡標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)病率從1.16/10 萬(wàn)上升至3.21/10 萬(wàn)，死亡率也呈上升趨勢(shì)[1]。吸煙、高BMI 是腎癌的主要危險(xiǎn)因素。其中腎透明細(xì)胞癌（clear cell renal cell carcinoma，ccRCC）是腎癌最常見(jiàn)的病理類型，約占腎癌的80%；脂質(zhì)沉積是其重要的病理特征，易發(fā)生氧、鐵、營(yíng)養(yǎng)和能量代謝失衡[2]。脂滴內(nèi)含有不同類型的脂質(zhì)成分（如脂肪酸、甘油三酯和膽固醇酯等）和非脂質(zhì)成分（如糖原等）。細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)的合成、攝取以及亞細(xì)胞分布受到調(diào)控，從而得以維持正常細(xì)胞功能[3]。研究發(fā)現(xiàn)，在ccRCC 發(fā)生過(guò)程中，脂質(zhì)成分較非脂質(zhì)成分更為重要[4]。盡管上世紀(jì)80 年代研究已發(fā)現(xiàn)ccRCC 與脂質(zhì)代謝異常有關(guān)[5]，而脂質(zhì)堆積的原因與促進(jìn)ccRCC 發(fā)生、發(fā)展的確切機(jī)制和意義尚未清楚。脂肪酸代謝重編程包括脂肪酸合成、攝取以及脂肪酸氧化（fatty acid oxidation，F(xiàn)AO）失衡，對(duì)脂質(zhì)儲(chǔ)存起重要作用。脂滴中的脂肪酸可作為脂質(zhì)合成的底物，能抑制脂質(zhì)活性氧釋放，從而抑制脂毒性，還可在線粒體中發(fā)生FAO，從而產(chǎn)生能量[6-8]。在卵巢癌、胃癌等多種惡性腫瘤中，脂肪酸代謝會(huì)發(fā)生變化[9-10]。靶向作用于脂肪酸代謝的關(guān)鍵基因具有顯著的抗腫瘤作用，其中一些潛在的治療靶點(diǎn)已進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段。本文將圍繞脂肪酸代謝在ccRCC 中的作用、脂肪酸代謝關(guān)鍵因子抑制劑在ccRCC 中的應(yīng)用前景，就脂肪酸代謝重編程在ccRCC 治療中應(yīng)用的研究進(jìn)展作一述評(píng)，以期為同行提供參考和新的啟發(fā)。

1 脂肪酸代謝在ccRCC中的作用

脂肪酸代謝主要包括FAO 和脂肪酸合成。當(dāng)脂肪酸參與三羧酸循環(huán)時(shí)，首先轉(zhuǎn)化為脂酰輔酶A，再轉(zhuǎn)化為脂酰肉堿，然后由肉堿棕櫚酰轉(zhuǎn)移酶（carnitine palmitoyltransferase，CPT）轉(zhuǎn)移到線粒體內(nèi)；隨后脂酰肉堿轉(zhuǎn)化為脂酰輔酶A，經(jīng)過(guò)β-氧化生成乙酰輔酶A。這個(gè)過(guò)程由多種酶參與，包括脂酰輔酶脫氫酶、羥基脂酰輔酶脫氫酶和烯丙基輔酶A 水合酶[11]。乙酰輔酶A 可重新被轉(zhuǎn)化為脂酰輔酶A，再通過(guò)脂肪酸合成酶（fatty acid synthase，F(xiàn)ASN）轉(zhuǎn)化為脂肪酸，隨后以甘油三酯或甾醇脂形式儲(chǔ)存在脂滴中[12]。

ccRCC 組織中膽固醇酯和中長(zhǎng)鏈脂肪酸水平增加，而參與FAO 的酶水平降低[13-15]。抑制ccRCC FAO可阻斷鐵死亡，同時(shí)促進(jìn)脂肪酸堆積，導(dǎo)致缺氧誘導(dǎo)因子（hypoxia-inducing factor，HIF）-2α 表達(dá)水平增加[7]。研究發(fā)現(xiàn)，SCD1 mRNA 和蛋白表達(dá)水平升高，可促進(jìn)ccRCC 細(xì)胞生長(zhǎng)[16]。此外，F(xiàn)ASN 水平升高與腫瘤侵襲性和患者預(yù)后不良有關(guān)[17]。尿液和組織代謝組學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，與正常對(duì)照組相比，ccRCC 患者尿液和組織樣本中脂肪酰肉堿和肉堿水平升高，與腎癌分級(jí)有關(guān)[14,18]。此外，肉堿水平升高與FAO 的酶水平降低有關(guān)。

2 脂肪酸代謝關(guān)鍵因子抑制劑在ccRCC中的應(yīng)用前景

2.1 FASN FASN 是脂肪酸生物合成過(guò)程中的關(guān)鍵酶，參與脂肪酸的從頭合成，還可通過(guò)丙二酰輔酶A、乙酰輔酶A 聚合成長(zhǎng)鏈脂肪酸參與β-氧化。已有研究證實(shí)FASN 在乳腺癌、宮頸癌、前列腺癌等多種腫瘤中表達(dá)升高，而高表達(dá)的FASN 與較高的腫瘤分期、淋巴結(jié)及遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移、腫瘤特異性生存時(shí)間短等有關(guān)[17,19]。

國(guó)際轉(zhuǎn)移性腎細(xì)胞癌數(shù)據(jù)庫(kù)隊(duì)列研究發(fā)現(xiàn)，與FASN陰性患者相比，F(xiàn)ASN陽(yáng)性患者的生存時(shí)間明顯縮短（14.5 個(gè)月比27.5 個(gè)月；HR=1.71，95%CI：1.17～2.51，P＜0.01）[20]。因此，在ccRCC 中FASN 高表達(dá)具有重要的預(yù)后意義，可作為預(yù)測(cè)ccRCC 侵襲性及患者預(yù)后的生物標(biāo)志物。FASN 參與磷脂合成，促進(jìn)酪氨酸激酶受體[表皮生長(zhǎng)因子受體、人表皮生長(zhǎng)因子受體2（human epidermal growthfactor receptor 2，HER2）等]的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，而酪氨酸激酶抑制劑是治療晚期腎癌的主要靶向藥物。因此，抑制FASN 表達(dá)可能有助于腎癌的治療。研究表明，小分子抑制劑C75 可抑制FASN 的活性，從而阻滯細(xì)胞周期，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，從而抑制人腎癌細(xì)胞的生長(zhǎng)和增殖[21]。此外，C75 還可以抑制HER2和表皮生長(zhǎng)因子受體的表達(dá)，同時(shí)上調(diào)p53、p21（Waf1/Cip1）的表達(dá)[21]。在裸鼠人乳腺癌異種移植模型中，給予C75 28 d 后腫瘤體積較對(duì)照組明顯縮小，且腫瘤組織中FASN 表達(dá)水平明顯下降[22]。抑制FASN后所致的丙酰輔酶A 積累對(duì)腫瘤細(xì)胞具有細(xì)胞毒性反應(yīng)[22]。研究證實(shí)，在前列腺癌和腎癌細(xì)胞中，其他脂肪酸合成抑制劑如奧利司他、三氯生、G28UCM 和GSK837149A 等，具有抑制腫瘤細(xì)胞增殖的作用[23-24]。老一代FASN 抑制劑由于不可選擇性細(xì)胞毒性和不良的非靶向效應(yīng)（包括體重下降、厭食等）而并未在臨床上應(yīng)用。新一代FASN 抑制劑增加了藥物的特異性，如TVB-2640 等，已進(jìn)入Ⅰ期臨床試驗(yàn)，結(jié)果證實(shí)TVB-2640 單藥治療的疾病控制率為42%；與紫杉醇聯(lián)用時(shí)的部分緩解率為11%，疾病控制率為70%；且在不同腫瘤患者包括KRAS 基因突變的非小細(xì)胞肺癌、卵巢和乳腺癌患者中具有治療效果[25]。

2.2 腺嘌呤核苷三磷酸檸檬酸裂解酶（adenosine triphosphate citrate lyase，ACLY） ACLY 是連接葡萄糖和從頭合成脂肪酸的主要酶之一。PDK1 可將葡萄糖轉(zhuǎn)移至乳酸池中，并依賴α-酮戊二酸還原羧化作用產(chǎn)生檸檬酸鹽；然后ACLY 作用于檸檬酸鹽產(chǎn)物，生成乙酰輔酶A，為脂肪酸合成提供底物[26]。敲低ACLY 可降低細(xì)胞將葡萄糖轉(zhuǎn)化為脂質(zhì)的能力。研究表明，ACLY在多種腫瘤中表達(dá)和活性異常，而抑制ACLY 表達(dá)后可顯著限制細(xì)胞增殖并誘導(dǎo)凋亡[27]。

VHL 基因是ccRCC 中突變率最高的基因，通過(guò)非HIF 依賴機(jī)制促進(jìn)ACLY 的表達(dá)。ccRCC 中過(guò)度活化的胞內(nèi)磷脂酰肌醇激酶/蛋白激酶B 信號(hào)通路可激活A(yù)CLY，從而促進(jìn)脂肪酸的合成?；罨腁CLY 促使組蛋白乙?；瘜?dǎo)致表觀遺傳學(xué)失調(diào)。例如在胰腺導(dǎo)管腺癌中，ACLY 調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)乙酰輔酶A 豐度，進(jìn)而調(diào)節(jié)基因位點(diǎn)中組蛋白乙?；瘶?biāo)志基因（AcH4 和H3K27Ac），以促進(jìn)腫瘤進(jìn)展。ACLY 表達(dá)水平與ccRCC 患者T 分期和Fuhrman 分級(jí)呈正相關(guān)。體外抑制ACLY 后，ccRCC 細(xì)胞增殖能力下降，細(xì)胞凋亡增強(qiáng)[28]。VHL 基因直接與過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體（peroxisome proliferator-activated receptor，PPAR）γ 相互作用并促進(jìn)后者泛素化，導(dǎo)致其在體內(nèi)和體外降解，從而導(dǎo)致ACLY 表達(dá)下調(diào)，抑制腎癌組織中的胞內(nèi)脂質(zhì)堆積。上述結(jié)果提示ACLY 有望成為ccRCC 的治療靶點(diǎn)。研究表明，ACLY 抑制劑SB-204990 可抑制腫瘤細(xì)胞的增殖[29]。但到目前為止，尚沒(méi)有ACLY 抑制劑治療ccRCC 的臨床試驗(yàn)。

2.3 乙酰輔酶A 羧化酶（acetyl CoA carboxylase,ACC） ACC 促進(jìn)乙酰輔酶A 羧酸化形成丙二酰輔酶A 參與脂質(zhì)從頭合成，是脂肪酸合成途徑中最重要的酶。而丙二酰輔酶A 可抑制CPT1 構(gòu)象變化，從而抑制FAO。因此，ACC 對(duì)于調(diào)控碳水化合物和脂肪酸代謝之間的碳代謝中間產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化起著重要作用。

ccRCC患者ACC mRNA表達(dá)水平明顯升高，與其預(yù)后不良有關(guān)（HR=1.43，95%CI：1.03～1.99，P＜0.05）[30]。一項(xiàng)大型ccRCC 研究發(fā)現(xiàn)，高表達(dá)ACC 和低表達(dá)環(huán)磷酸腺苷依賴的蛋白激酶（adenosine 5'-monophosphateactivated protein kinase，AMPK）與患者預(yù)后差密切相關(guān)[31]。AMPK 作為細(xì)胞能量平衡的重要調(diào)控因子，可直接抑制ACC。因此，打破ccRCC 中的AMPK-ACC 平衡，可促進(jìn)脂肪酸的合成[32]。ACC 靶向抑制劑和通過(guò)AMPK 激活間接抑制ACC 的藥物已開(kāi)展臨床前研究。肝臟特異性ACC 抑制劑ND-654 可抑制肝臟脂類合成及肝癌細(xì)胞進(jìn)展，單獨(dú)使用或與索拉非尼合用，均可改善移植瘤小鼠的生存[33]。5-十四烷氧基-2-糠酸為ACC 變構(gòu)抑制劑，可通過(guò)抑制哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin，mTOR）通路和細(xì)胞周期阻滯來(lái)抑制ccRCC 細(xì)胞生長(zhǎng)[34]。口服降糖藥二甲雙胍可活化AMPK，從而間接調(diào)控ACC，其在ccRCC 中的作用已被關(guān)注[35-36]。一項(xiàng)基于8項(xiàng)回顧性研究的Meta分析結(jié)果表明，二甲雙胍可以改善腎細(xì)胞癌患者的總生存時(shí)間（HR=0.643，95%CI：0.520～0.795，P＜0.01）和腫瘤特異性死亡時(shí)間（HR=0.618，95%CI：0.446～0.858，P＜0.01）[37]。二甲雙胍可抑制mTOR 通路從而誘導(dǎo)ccRCC 細(xì)胞周期阻滯，抑制腫瘤細(xì)胞增殖，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡；同時(shí)還可以通過(guò)抑制線粒體復(fù)合物Ⅰ，進(jìn)而促進(jìn)FAO，降低脂質(zhì)水平[38]。

2.4 CD36 CD36 是一種細(xì)胞表面糖蛋白，可與脂肪酸結(jié)合，增強(qiáng)脂質(zhì)攝取和FAO。在腫瘤相關(guān)免疫細(xì)胞中，CD36 驅(qū)動(dòng)脂質(zhì)代謝重編程可導(dǎo)致腫瘤免疫耐受和進(jìn)展[39]。CD36 在多種癌癥中高表達(dá)，包括卵巢癌、肝癌、胃癌、ccRCC 等[40-43]。

研究表明，CD36 主要在細(xì)胞膜上表達(dá)，與正常腎臟組織及細(xì)胞系相比，在ccRCC 組織及細(xì)胞系中表達(dá)明顯升高[44-45]。CD36 高表達(dá)與TNM 分期較高、肥胖有關(guān)。多變量Cox 回歸分析發(fā)現(xiàn)，CD36 高表達(dá)的患者無(wú)進(jìn)展生存時(shí)間和總生存時(shí)間均明顯短于CD36 低表達(dá)患者（HR=4.873、4.610）[43]。缺氧、HIF-2α 激活均可誘導(dǎo)CD36 表達(dá)，從而促進(jìn)脂肪酸攝取和脂滴形成，并以二脂酰甘油酰基轉(zhuǎn)移酶1 依賴性方式來(lái)增強(qiáng)ccRCC 細(xì)胞增殖和遷移能力。敲低CD36 后，ccRCC 細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)堆積減少，同時(shí)阻斷缺氧條件下HIF-2α 誘導(dǎo)的腫瘤進(jìn)展[45]。在口腔鱗狀細(xì)胞癌模型中已證實(shí)單克隆抗體抑制CD36 可顯著抑制腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移且無(wú)不良反應(yīng)，有望在其他高轉(zhuǎn)移性癌癥和ccRCC 中應(yīng)用[46-47]。

2.5 CPT1A CPT1A 通過(guò)跨膜結(jié)構(gòu)定位于線粒體外膜，為FAO 限速酶，可將長(zhǎng)鏈脂肪酸轉(zhuǎn)變?yōu)轷；舛緣A，后者進(jìn)入線粒體進(jìn)行FAO[48]。與正常組織樣本相比，CPT1A 在ccRCC 組織樣本中表達(dá)明顯下降，且與ccRCC 患者預(yù)后不良有關(guān)[49-51]。HIF-1 和HIF-2 可直接靶向作用于CPT1A，從而抑制CPT1A 的表達(dá)和活性，進(jìn)而減少脂肪酸進(jìn)入線粒體，促使脂肪酸儲(chǔ)存在脂質(zhì)滴中；而過(guò)表達(dá)CPT1A 可通過(guò)PPARα/CD36 軸抑制脂質(zhì)堆積及腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)[49-51]。WY-14643 是一種PPARα 激動(dòng)劑，可靶向結(jié)合Gly335 并激活PPARα，使得CPT1A 水平升高，脂質(zhì)沉積減少；同時(shí)可阻斷NFκB 信號(hào)通路，進(jìn)而抑制ccRCC 細(xì)胞增殖和侵襲[52]。給予VHL 基因缺陷的ccRCC 患者STF-62247 后，CPT1A表達(dá)水平升高，從而促進(jìn)脂肪酸進(jìn)入線粒體進(jìn)行FAO[53]。由此可見(jiàn)，CPT1A 表達(dá)降低對(duì)ccRCC 脂質(zhì)堆積及腫瘤的發(fā)生、發(fā)展至關(guān)重要，而靶向CPT1A 可作為治療ccRCC 的潛在治療策略。

3 小結(jié)

晚期ccRCC 的治療方法主要包括抗血管靶向藥物治療和免疫治療。隨著納武利尤單抗為代表的免疫治療批準(zhǔn)用于晚期腎癌后，免疫藥物之間的聯(lián)用或免疫藥物與靶向藥物聯(lián)用治療晚期腎癌已成為當(dāng)前臨床研究的熱點(diǎn)。但是治療效果不佳、藥物不良反應(yīng)以及藥物耐受性等問(wèn)題仍影響著晚期ccRCC 患者的預(yù)后。而脂肪酸代謝重編程為ccRCC 發(fā)生、發(fā)展機(jī)制以及聯(lián)合、多靶點(diǎn)、精準(zhǔn)治療策略提供了新的啟發(fā)。本文梳理了ccRCC 脂肪酸代謝調(diào)控模式，概述了FASN、ACLY、ACC、CD36、CPT1A 等脂肪酸代謝關(guān)鍵因子在ccRCC 中的調(diào)控機(jī)制和已經(jīng)開(kāi)發(fā)的靶向藥物。但目前晚期ccRCC 患者應(yīng)用脂肪酸代謝關(guān)鍵基因的靶向藥物的臨床研究較少，未來(lái)仍需開(kāi)展大規(guī)模、多中心研究來(lái)進(jìn)一步證實(shí)脂肪酸代謝重編程在ccRCC 治療中的應(yīng)用價(jià)值。