陳振杰 黃應(yīng)龍 丁明霞

昆明醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院泌尿外科，云南省泌尿外科研究所（昆明 650101）

前列腺癌（prostate cancer，PCa）是導(dǎo)致全球男性死亡的主要惡性腫瘤之一。據(jù)估計(jì)，2018年全美新增近164 690例PCa，而全世界有近130萬新發(fā)PCa病例和359 000例相關(guān)死亡病例，占全球男性患者惡性腫瘤發(fā)病率的第2位，也是男性癌癥死亡的第五大原因[1-2]。在我國，隨著人口老齡化的加劇，PCa發(fā)病率也逐年上升，現(xiàn)已高居我國男性惡性腫瘤第6位[3]。

PCa的發(fā)生、發(fā)展高度依賴于雄激素受體（AR）信號(hào)傳導(dǎo)的激活物——睪酮（T）及雙氫睪酮（DHT）[4]。因此，長期以來對(duì)進(jìn)展性前列腺癌的標(biāo)準(zhǔn)治療方法是通過藥物或手術(shù)去勢的方式進(jìn)行雄激素剝奪治療（androgen deprivation therapy，ADT）[5]。然而，患者在接受18 ～ 24個(gè)月的ADT后，幾乎不可避免地發(fā)展為去勢抵抗性前列腺癌（castration resistant prostate cancer，CRPC），盡管已有一些藥物可用于CRPC的治療，但CRPC仍然無法治愈，預(yù)計(jì)存活期為2～3年[6-7]。了解PCa從激素敏感到去勢抵抗的進(jìn)展機(jī)制是開發(fā)新型治療策略的關(guān)鍵。而目前最為公眾所認(rèn)可的是多因素引起的雄激素受體（AR）重激活機(jī)制，其中就包括腫瘤內(nèi)雄激素的合成[8]。有證據(jù)表明，即使在系統(tǒng)性ADT期間PCa細(xì)胞也能夠通過從膽固醇從頭合成或從腎上腺雄激素脫氫表雄酮（DHEA）轉(zhuǎn)化獲得產(chǎn)生T和DHT的能力。而在腎上腺雄激素向T和DHT轉(zhuǎn)化過程中HSD3B1基因起著至關(guān)重要的作用，且有研究表明，HSD3B1在CRPC進(jìn)展期間被顯著上調(diào)[7，9]。此外，早在 2008 年ROSS 等[10]就通過臨床研究證明了HSD3B1基因的多態(tài)性與晚期前列腺癌患者ADT期間的進(jìn)展時(shí)間顯著相關(guān)。而在“The Lancet.Oncology”中，HEARN等[11]也通過一項(xiàng)多隊(duì)列的回顧性臨床研究揭示了HSD3B1基因的種系遺傳多態(tài)性N367T（AAC ＞ ACC，rs1047303）與ADT抵抗性之間的密切關(guān)系。總而言之，大量的研究證明HSD3B1與PCa的進(jìn)展及治療有著密切關(guān)系，本文就HSD3B1在PCa中的作用及最新研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 HSD3B1基因

1.1 HSD3B基因的分類及功能人類共有兩個(gè)HSD3B家族基因，即HSD3B1和HSD3B2，均位于1號(hào)染色體上，分別編碼3β-羥基類固醇脫氫酶-1（3β-HSD1）和3β-羥基類固醇脫氫酶-2（3β-HSD2）兩種同工酶。HSD3B1主要在外周組織中表達(dá)，如前列腺、胎盤、皮膚和乳腺。其表達(dá)的3β-HSD1的作用是將循環(huán)中前體類固醇轉(zhuǎn)化為外周組織中的下游類固醇，包括T、DHT和雌激素。而HSD3B2編碼的3β-HSD2幾乎僅在腎上腺、卵巢和睪丸中被發(fā)現(xiàn)，其生理作用主要與生成皮質(zhì)醇、醛固酮以及雌性和雄性激素所需的類固醇前體的合成有關(guān)[12-13]。因此，HSD3B2基因與PCa密切相關(guān)，而且最新研究表明HSD3B2的表達(dá)上調(diào)與PCa的早期生化復(fù)發(fā)有關(guān)[14]。此外，據(jù)報(bào)道，HSD3B2的突變可導(dǎo)致3β-HSD2缺陷，即使在HSD3B1基因正常表達(dá)的情況下，也可引起突變的個(gè)體發(fā)生先天性腎上腺增生[15-16]，這表明兩種同工酶的表達(dá)具有組織特異性，并且各自受到嚴(yán)格的調(diào)控。

1.2 HSD3B1基因的調(diào)控迄今為止，HSD3B1在前列腺組織中的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)尚未完全闡明。早年有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)白細(xì)胞介素-4和白細(xì)胞介素-13可以上調(diào)幾種外周組織中的HSD3B1，包括正常前列腺上皮、永生化角質(zhì)形成細(xì)胞、宮頸癌細(xì)胞、結(jié)腸癌細(xì)胞、正常乳腺上皮細(xì)胞和乳腺癌細(xì)胞。然而，未發(fā)現(xiàn)這些細(xì)胞因子在前列腺癌細(xì)胞系（LNCaP或PC3）或絨毛膜癌（JAR和JEG-3）細(xì)胞系中誘導(dǎo)HSD3B1表達(dá)[17-18]。

近年來針對(duì)高表達(dá)HSD3B1胎盤組織中HSD3B1調(diào)節(jié)的多項(xiàng)研究表明，鋅指GATA家族的轉(zhuǎn)錄因子，特別是GATA2，能夠起到調(diào)節(jié)HSD3B1表達(dá)的作用[19-20]。而HETTEL 等[21]的研究結(jié)果則表明，GATA2可與人前列腺癌細(xì)胞（LNCaP）中的HSD3B1啟動(dòng)子結(jié)合，這說明前列腺癌組織也能夠通過GATA2來調(diào)節(jié)HSD3B1。此前，ZHAO等[22]在其研究中則指出，GATA2是通過增強(qiáng)AR與周圍雄激素調(diào)控元件（ARE）的結(jié)合而充當(dāng)AR的輔助因子。

此外，HETTEL等[21]在研究中還發(fā)現(xiàn)，通過閹割VCaP異種移植腫瘤的小鼠可抑制HSD3B1的表達(dá)，進(jìn)而明確了HSD3B1是受雄激素調(diào)節(jié)的基因。而且在多個(gè)CRPC模型中的研究發(fā)現(xiàn)，通過人工合成的雄激素（R1881）刺激AR也可誘導(dǎo)HSD3B1轉(zhuǎn)錄上調(diào)，導(dǎo)致3βHSD1蛋白水平增加，并且這種作用可以被恩雜魯胺（AR拮抗劑）消除。而與此相一致的是，一份針對(duì)轉(zhuǎn)移性CRPC患者的阿比特龍（腎上腺雄激素合成抑制劑）與恩扎魯胺治療的隨機(jī)Ⅱ期臨床試驗(yàn)結(jié)果顯示，與阿比龍相比，恩雜魯胺可顯著降低患者血清 PSA[23]。HETTEL 等[21]認(rèn)為這可能與直接阻斷AR的此種潛在作用有關(guān)。

1.3 HSD3B1基因的突變及影響CHANG等[24]在前列腺癌細(xì)胞系模型中首次發(fā)現(xiàn)具有潛在臨床意義的HSD3B1（1245A＞C）突變體的存在，而且HSD3B1（1245A＞C）可以由純野生型等位基因患者在CRPC的腫瘤中發(fā)生體細(xì)胞突變而獲得。盡管HSD3B1（1245C）等位基因可通過突變獲得，但它也能通過單核苷酸多態(tài)性（SNP；rs1047303）的形式遺傳。據(jù)報(bào)道，在一般人群中發(fā)現(xiàn)HSD3B1種系變異等位基因頻率約為30%，而在所有患晚期前列腺癌的患者中約有10%是純合變體[11，25]。另有報(bào)道稱，HSD3B1中的N367T（A ＞ C，rs1047303）多態(tài)性在白種人人群中出現(xiàn)頻率最高（31%），在非裔美國人中次之（11.7%），在亞洲男性中最低（8.5%）[26]。而HSD3B1中的種系變異體HSD3B1（1245A＞C）是由于HSD3B1的1245位點(diǎn)的A轉(zhuǎn)化為C，致使最終編碼的3βHSD1氨基酸367位點(diǎn)處的天冬酰胺（N）被蘇氨酸（T）所替換，使3βHSD1對(duì)多泛素化和隨后的蛋白酶體降解具有抗性，這顯著增加了3βHSD1的半衰期，進(jìn)而導(dǎo)致性腺外前體類固醇向DHT的合成增加[24]。

2 HSD3B1與雄激素分泌的關(guān)系

成年男性體內(nèi)雄激素主要來源于睪丸（95%）和腎上腺（5%），HSD3B1主要與腎上腺來源的雄激素合成有關(guān)[6]。在人體內(nèi)經(jīng)典的雄激素合成途徑為：首先膽固醇在細(xì)胞色素P450 11A1（CYP11A1）的作用下轉(zhuǎn)化為孕烯醇酮；隨后通過3β-羥基類固醇脫氫酶（3β-HSD）將孕烯醇酮轉(zhuǎn)化為孕酮。而CYP17A1再將孕烯醇酮和黃體酮分別轉(zhuǎn)化為脫氫表雄酮（DHEA）和雄烯二酮（AED）；此外，DHEA也可通過3β-HSD轉(zhuǎn)化為雄烯二酮。雄烯二酮通過17β-羥基類固醇脫氫酶3（HSD17B3）或醛酮還原酶1C3（AKR1C3）轉(zhuǎn)化為睪酮，隨后通過類固醇 5-α-還原酶（SRD5A1）轉(zhuǎn)化為 DHT。DHEA也可以通過HSD17B3或AKR1C3轉(zhuǎn)化為雄烯二醇，然后再通過3β-HSD轉(zhuǎn)化為睪酮[27-29]。而在PCa中，前體類固醇向DHT的轉(zhuǎn)化可通過經(jīng)典途徑、5α-二酮途徑以及后門途徑發(fā)生。由于膽固醇和3β-HSD1的底物孕烯醇酮、17α-羥基孕烯醇酮、脫氫表雄酮和雄烯二醇均具有3β-羥基和Δ5結(jié)構(gòu)，必須轉(zhuǎn)化為3-酮基和Δ4結(jié)構(gòu)，才能進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為睪酮和DHT。因此，所有3種途徑均取決于3β-羥基3-酮基轉(zhuǎn)化活性和3β-HSD1的Δ5→Δ4異構(gòu)化活性（圖1）[30]。

圖1 雄激素合成簡圖Fig.1 Diagram of androgen synthesis

3 HSD3B1基因的突變對(duì)ADT的影響

睪丸最初是PCa所依賴的雄激素（主要是睪酮）的主要來源，故臨床上一線內(nèi)分泌治療通常是通過雄激素剝奪療法（ADT）抑制性腺睪酮的合成來達(dá)到治療進(jìn)展性前列腺癌的目的。但通過ADT抑制性腺睪酮合成的同時(shí)，腫瘤的生長仍可受到性腺外雄激素合成的調(diào)節(jié)，其主要由腎上腺前體類固醇來維持。這在MOSTAGHE等[31]最近的研究中也得到證實(shí)。而當(dāng)HSD3B1基因1245位點(diǎn)發(fā)生突變時(shí)，由于其顯著增加了3βHSD1的半衰期，引起腎上腺前體類固醇向DHT的合成進(jìn)一步增加，使得具有HSD3B1變異等位基因的患者更快地向CRPC發(fā)展[24]。

HEARN等[11]通過3個(gè)獨(dú)立隊(duì)列研究發(fā)現(xiàn)，不同基因型的PCa患者從接受ADT到進(jìn)展為CRPC的無進(jìn)展生存期存在顯著差異，純合野生基因型、雜合基因型和純合變異基因型患者的中位無進(jìn)展生存期分別為6.6、4.1和2.5年。由此可見，PCa患者無進(jìn)展生存期與HSD3B1基因型顯著相關(guān)，而且與遺傳的HSD3B1（1245A＞C）變異等位基因數(shù)量負(fù)相關(guān)。此外，HEARN等[32]在他們的研究中發(fā)現(xiàn)等位基因1245C的遺傳與局限性前列腺癌患者放療后早期生化復(fù)發(fā)的趨勢有關(guān)。而WU等[33]通過臨床病例研究HSD3B1基因突變對(duì)CRPC的影響發(fā)現(xiàn)，HSD3B1基因突變可明顯增加CRPC的轉(zhuǎn)化率，但并不會(huì)影響患者的生存時(shí)間和增加患者的死亡率，這與HEARN等的研究結(jié)果基本一致。綜上，繼發(fā)HSD3B1變異的晚期前列腺癌患者在接受ADT 治療時(shí)的預(yù)后更差[11，25，32-33]。因此，HSD3B1（1245 A＞C）變異等位基因的遺傳是對(duì)去勢敏感性前列腺癌患者ADT反應(yīng)差的預(yù)測生物標(biāo)志物，這在ALMASSI等[34]的研究中也得到證實(shí)。

4 HSD3B1對(duì)CYP17A1抑制劑阿比特龍的影響

4.1 基于CRPC發(fā)生機(jī)制所提出的新型治療方法近年來，針對(duì)轉(zhuǎn)移性去勢敏感性前列腺癌（mCSPC）的治療，許多文獻(xiàn)報(bào)道提出了新方案，如建議在ADT時(shí)加入雄激素受體拮抗劑或CYP17A1抑制劑等。其中阿比特龍是一種有效的甾體類CYP17A1抑制劑，可減少性腺外雄激素合成，當(dāng)與潑尼松聯(lián)合使用時(shí)，可有效延長CRPC患者的存活時(shí)間[35-36]。而當(dāng)醋酸阿比特龍（AA）加潑尼松與ADT一起預(yù)先給藥用于治療mCSPC時(shí)，其具有更大的生存獲益[37-40]。因此，ADT聯(lián)合醋酸阿比特龍和潑尼松治療有望成為轉(zhuǎn)移性去勢抵抗性前列腺癌患者治療新標(biāo)準(zhǔn)[41-46]。

4.2 HSD3B1與CYP17A1抑制劑阿比特龍的體內(nèi)代謝CYP17A1抑制劑阿比特龍具有與DHEA和其他3βHSD催化底物相同的3β-羥基和Δ5-類固醇結(jié)構(gòu)，因此阿比特龍可被3βHSD催化代謝。阿比特龍通過3β-HSD代謝為Δ4-阿比特龍（D4A），其保留了作為CYP17A1抑制劑的特性，并獲得了作為AR拮抗劑和有效雄激素生物合成所需的其他酶抑制劑的能力[47]。但是，D4A隨后可被類固醇-5α-還原酶代謝為3-酮-5α-阿比特龍（圖2），而3-酮-5α-阿比特龍被證明是在異種移植物模型中促進(jìn)腫瘤進(jìn)展的雄激素受體（AR）激動(dòng)劑，并且其在血中的含量比Δ4-阿比特龍更高[48-49]。

圖2 阿比特龍的體內(nèi)代謝路徑簡圖Fig.2 Pathways of abiraterone metabolism

4.3 HSD3B1變異體對(duì)CYPI7A1抑制劑（阿比特龍）代謝的影響ALYAMANI等[50]在30例轉(zhuǎn)移性CRPC患者的轉(zhuǎn)化研究中發(fā)現(xiàn)HSD3B1（1245C）變異與3-酮-5α-阿比特龍的增加相關(guān)，即3-酮-5α-阿比特龍隨著HSD3B1（1245C）變體等位基因遺傳數(shù)量的增加而增加，而且在純合子變體的患者中觀察到3-酮-5α-阿比特龍的水平最高。其可能的機(jī)制是在具有HSD3B1（1245 A＞C）變體的患者中，由于3βHSD1對(duì)降解具有抗性，使得體內(nèi)3βHSD1含量增加，進(jìn)而加速了阿比特龍的代謝，導(dǎo)致3-酮-5α-Abi的水平更高[51]。值得注意的是，在該研究中，HSD3B1（1245A＞C）變異者的D4A并沒有增加，這可能是由于盡管HSD3B1（1245C）變體遺傳引起了D4A的生成增加，但由于D4A被5α-還原酶快速還原為3種下游代謝物（3-酮-5α-Abi，3α-OH-5α-Abi和 3β-OH-5α-Abi）（圖2），因此其并未積累[50]。雖然 3-酮-5α-阿比特龍是低效的AR激動(dòng)劑，其作用也弱于DHT，但其在性腺和性腺外雄激素剝奪治療后幾乎完全不存在內(nèi)源性雄激素的情況下仍然是有害的。由此，筆者認(rèn)為，對(duì)于攜有HSD3B1（1245C）變異基因的CRPC患者在行阿比特龍治療時(shí)加入5α-還原酶抑制劑是必要。而且大量研究表明，5α-還原酶1型在CRPC中過表達(dá)，其在產(chǎn)生DHT的后門途徑中具有關(guān)鍵作用[29]。

此外，ALYAMANI等[52]在另一項(xiàng)研究中發(fā)現(xiàn)，另一種甾體類CYP17A1抑制劑Galeterone，存在同樣依賴于3β-HSD的類似代謝途徑，其代謝物之一5α-galeterone也是一種適度的AR激動(dòng)劑。因此這些研究表明，存在HSD3B1（1245 A＞C）遺傳變體的患者比野生型基因型患者更快地將甾體類CYP17A1抑制劑阿比特龍代謝為D4A，最終導(dǎo)致大量AR激動(dòng)劑5α-Abi的產(chǎn)生而促進(jìn)腫瘤進(jìn)展，這可能部分地降低了這些患者阿比特龍的治療效果[50]，但目前尚無足夠證據(jù)證明這一觀點(diǎn)。然而，種系HSD3B1（1245C）變體并不能預(yù)測晚期前列腺癌患者對(duì)阿比特龍的反應(yīng)持續(xù)時(shí)間。這一發(fā)現(xiàn)可能是由于AA代謝物在雄激素信號(hào)傳導(dǎo)中既可以發(fā)揮激動(dòng)劑（3-酮-5α-阿比特龍）也可以作為拮抗劑（D4-阿比特龍）的作用[53]。那么與甾體類CYP17A1抑制劑相比，HSD3B1基因?qū)Ψ晴摅w類CYP17A1抑制劑是否也有同樣的影響值得探討。

4.4 HSD3B1變異體對(duì)非甾體類CYP17A1抑制劑的影響與甾體類CYP17A1抑制劑阿比特龍相反，非甾體類CYP17A1抑制劑酮康唑的代謝過程中似乎并無類似的促進(jìn)腫瘤生長的代謝物產(chǎn)生；ALMASSI等[37]在研究中發(fā)現(xiàn)，在ADT加入非甾體類CYP17A1抑制劑酮康唑可改善HSD3B1（1245C）變異患者的無進(jìn)展生存期。且對(duì)于CRPC患者使用酮康唑治療，其受益程度可隨著HSD3B1（1245C）變異等位基因數(shù)量的增加而增加。因此，有學(xué)者提出HSD3B1（1245C）變異等位基因可作為選擇非甾體CYP17A1抑制劑治療的患者理想的預(yù)測生物標(biāo)志物[30-34，53]。

5 總結(jié)與展望

總而言之，目前的研究數(shù)據(jù)一致表明，伴有HSD3B1（1245 A＞C）變異的前列腺癌患者會(huì)因?yàn)榇龠M(jìn)性腺外雄激素的合成而導(dǎo)致其ADT預(yù)后更差。而，對(duì)于甾體類CYP17A1抑制劑阿比特龍而言，在伴有HSD3B1（1245 A ＞C）變異的PCa患者中，可能會(huì)通過影響其代謝，而導(dǎo)致其療效受到影響。因此，HSD3B1（1245 A＞C）等位基因有望成為PCa患者預(yù)后及選擇性治療的預(yù)測性標(biāo)志物。

雖然預(yù)測性生物標(biāo)志物可以幫助個(gè)性化治療的選擇，然而，目前臨床上并沒有有效的預(yù)測性標(biāo)志物常規(guī)用于晚期PCa的治療。隨著研究的深入，HSD3B1基因有望成為針對(duì)該患者群體引入的第一個(gè)預(yù)測性生物標(biāo)志物。此外，對(duì)HSD3B1變體進(jìn)行檢測還有望為臨床試驗(yàn)選擇更適合的患者，甚至開發(fā)針對(duì)HSD3B1靶點(diǎn)的藥物以改善ADT療效，進(jìn)而推動(dòng)PCa治療領(lǐng)域的發(fā)展。