Wnt信號通路可能是讓前列腺癌細胞得以逃避雄性激素受體抗癌靶向藥物攻擊的原因。
能夠從腫瘤患者體內分離得到循環腫瘤細胞（circulating tumor cells， CTC），並且對其進行鑑定的新技術讓靶向抗癌治療成為了可能，這對前列腺癌轉移（metastatic prostate cancer）患者更加具有吸引力。這種患者通常都在幾年前就做了原發灶切除手術，然後我們就只能夠通過觀察他們血液中前列腺特異性抗原（prostate-specific Antigen， PSA）這個指標的升降來了解病情的進展情況了。如果病情進一步惡化，我們還會做一個骨掃描，因為骨骼是前列腺癌最常見的轉移部位。正因為我們很難了解前列腺癌轉移的準確信息，所以科研人員們開發出了各種捕獲、分離，並堅定前列腺癌CTC細胞的新技術，但是這些技術各自都有其局限性。由於CTC細胞存在異質性（heterogeneity），所以依靠細胞表面蛋白標誌物來進行CTC細胞分選的技術就無法發現那些正在從上皮細胞向間質細胞進行轉化（epithelial-to-mesenchymal transition）的CTC細胞，而這種轉化正是CTC細胞獲得轉移並侵入其它組織能力的前提。Miyamoto等人使用能夠分辨單細胞分子特徵的微流體設備（microfluidic device）捕獲活體CTC細胞的工作。Miyamoto等人的工作還揭示出了一條前列腺癌患者對雄性激素受體抗癌靶向藥物耐藥的分子機制。
前列腺癌細胞的生長離不開雄性激素（androgens）的作用，最常見的雄性激素就是睪酮（testosterone）了。所以雄性激素剝奪療法（Androgen deprivation therapy）一直都是用於治療對去勢療法敏感（castration-sensitive）的前列腺癌轉移患者最有效的治療方案。在臨床上通常都是使用抑制睪酮合成的藥物來達到去勢目的的。但還有很多前列腺癌患者是對去勢療法不敏感的，所以才催生出了阿比特龍（abiraterone，是一種雄激素合酶抑制劑）和恩扎魯胺（enzalutamide，是一種雄激素受體拮抗劑）這樣一些新型抗前列腺癌藥物。對涉及前列腺癌CTC細胞，試圖了解雄激素靶向治療藥物抵抗原因的回顧性研究（Retrospective studies）的科研成果讓科研人員們設計出了更大規模的前瞻性研究項目（prospective studies），在這些前瞻性研究項目裡使用了多種CTC細胞分離技術，試圖找出與腫瘤細胞對阿比特龍和恩扎魯胺敏感或耐藥相關的分子標誌物，其中也包括各種雄激素受體編碼信使RNA的剪接變異體分子（splice variants）。
Miyamoto等人使用了一種名為CTC-iChip的抗原未知的微流體設備，對採自13名前列腺癌患者（其中有11人是對去勢療法不敏感的）的77份CTC單細胞樣品進行了基因表達譜分析。RNA測序結果給我們提供了幾條非常重要的線索，這也是以往在大量腫瘤細胞混雜在一起進行RNA測序時不可能被發現的線索。單個CTC細胞分析發現，只有1/6的CTC細胞會共表達一種以上的雄激素受體剪接變異體（AR splice variant， AR-V），這與我們之前的觀點截然不同。之前大家都認為，前列腺癌組織或CTC細胞會同時表達好幾種變異體，這些變異體會與全長的雄激素受體（full-length AR， AR-FL）競爭，影響二聚體形成過程，而形成二聚體是發揮轉錄因子活性的必要條件。此外，最近的一項研究也發現，雄激素受體變異體既能夠自我聚合形成同源二聚體，也能夠與其它變異體，或全長的雄激素受體形成異源二聚體，這說明抑制這些變異體二聚體化，可能會是一條重要的治療去勢療法耐受的前列腺癌的新思路。雖然我們還需要對Miyamoto等人的研究成果用更多的前列腺癌患者進行驗證，但如果他們的發現是正確的，即只有很少一部分CTC細胞會表達多種雄激素受體變異體，那麼以前的治療策略就全都需要重新考量了。
CTC-iChip設備工作原理示意圖。使用這臺微流體設備就可以從前列腺癌患者外周血液中分離並富集得到單個的CTC細胞。
Miyamoto等人並沒有觀察到使用恩扎魯胺的患者和沒有使用恩扎魯胺的患者雄激素受體變異體在表達豐度上存在差別。但是之前有報導稱，前列腺癌患者CTC細胞裡AR-V7變異體的表達量與患者對恩扎魯胺和阿比特龍的耐藥性相關，這與Miyamoto等人的研究結果有出入。這可能是由於兩項研究的樣本量都比較小而導致的。不過在將來的研究工作當中，更應該使用單個CTC細胞來分析AR-V的表達情況，只有這樣才能夠解決全長AR與各種AR-V表達之間的相互作用而帶來的複雜性問題，為臨床上指定治療方案提供線索和幫助。
異質性及耐藥性問題。前列腺癌患者在接受雄激素剝奪治療之後，轉移的腫瘤細胞的雄激素信號軸（androgen signaling axis）會發生改變（經由單個CTC細胞分析證實），比如會發生雄激素受體突變，以及出現各種雄激素受體編碼mRNA的剪接變異體。接下來再使用恩扎魯胺等藥物進行抗雄激素治療，在最後存活下來的耐藥細胞裡，非經典途徑Wnt信號通路的活性會大大增加。
為了讓單個CTC細胞RNA測序分析的作用最大化，同時也為了闡明前列腺癌耐藥的機制，Miyamoto等人將被研究者分為了兩組，即使用過恩扎魯胺藥物的患者和未使用恩扎魯胺藥物的患者，對他們的基因表達譜信息進行了回顧性分析。通過對細胞信號通路的分析發現，在恩扎魯胺藥物耐藥患者的CTC細胞中，非經典途徑Wnt信號通路的活性大為增強。
Wnt蛋白介導的信號通路在胚胎發育和幹細胞數量維持方面都具有非常重要的作用。該信號通路的遺傳學改變與結腸癌、肺癌、乳腺癌、轉移性肝癌等多種腫瘤都有關係。Wnt5a和Wnt7b等Wnt配體都可以激活非經典途徑的Wnt信號通路，並且對多條下遊途徑起到調控作用，其中就包括涉及細胞存活、增殖和運動能力的通路。
多個研究都已經發現，前列腺癌腫瘤細胞內的Wnt5a因子及其它非經典途徑Wnt信號通路組份的表達量都有上調，在腫瘤細胞從上皮細胞向間質細胞轉化時表現得尤為明顯。Miyamoto等人也同樣注意到，在少量（大約3%）對恩扎魯胺耐藥的CTC腫瘤細胞裡，非經典途徑Wnt信號通路也被激活了。不過有意思的是，這部分患者的研究數據表明，腎上腺糖皮質激素受體信號通路（glucocorticoid receptor signaling pathway）與非經典途徑Wnt信號通路存在負相關關係（inverse correlation）。耐藥前列腺癌腫瘤細胞的腎上腺糖皮質激素受體會被激活。該信號通路能夠激活可促進腫瘤細胞存活及生長的基因。對去勢療法不敏感的前列腺癌患者CTC細胞進行的測序結果發現，非經典途徑Wnt信號通路是一條在基因組層面發生改變的、重要的信號通路，但是在未經激素療法治療的原發前列腺癌細胞裡，卻並沒有發生這種改變。這也與Miyamoto等人的研究結果比較吻合。
雖然我們都認為非經典途徑Wnt信號通路在前列腺癌復發，以及對雄激素剝奪療法耐藥等方面都發揮了重要的作用。了解該通路與紫杉醇（taxanes）耐藥之間的關係也是一個非常有意思的課題。紫杉醇是一種應用範圍非常廣泛的化療藥物，能夠起到破壞微管（microtubule）的作用，同時也能夠抑制細胞分裂。既然Wnt信號通路與肌動蛋白細胞骨架重構（actin cytoskeleton remodeling）有關，而肌動蛋白與微管細胞骨架之間又存在相互交流，而且雄激素受體會利用微管蛋白向核內轉位，這些細胞生理機制就都表明，在前列腺癌細胞內，非經典途徑Wnt信號通路活化與依賴微管的雄激素受體轉移有關，這可能也是雄激素剝奪療法有效與紫杉醇耐藥背後的作用機制。
一種有效的抗癌治療手段都會對腫瘤細胞的基因型（genotype）產生選擇壓力（selective pressure），最終使腫瘤細胞形成耐藥表型（phenotype），為了避免這種情況發生，就必須不斷對腫瘤細胞進行分子學監測。正如Miyamoto等人向我們展示的那樣，使用CTC細胞分離技術、聯合單細胞測序及CTC細胞分子鑑定技術，就可以為我們提供最新的、實時的第一手信息。這些信息不僅能夠幫助我們了解耐藥信息，也可以為使用其他藥物，或者儘早開始聯合治療提供指導。雖然我們還需要對更多的前列腺癌患者進行更大規模的前瞻性臨床研究以證實Miyamoto等人的發現，他們的研究還是讓我們朝著CTC指導的精準化醫療又邁進了一步。（生物谷Bioon.com）
原文檢索：
David M. Nanus and Paraskevi Giannakakou. (2015) Cancer therapies that are gone with the Wnt. Science， 349： 1283-1284.
Eason/編譯
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