肾细胞癌与VHL基因突变的研究进展

王涛，陈明

(1. 东南大学医学院，江苏 南京 210009；2.东南大学附属中大医院，江苏 南京 210009)

·综 述·

肾细胞癌与VHL基因突变的研究进展

王涛1，陈明2

(1. 东南大学医学院，江苏 南京 210009；2.东南大学附属中大医院，江苏 南京 210009)

泌尿外科医师面临的重要肿瘤之一是肾细胞癌(RCC)。VHL基因是一个典型的抑癌基因，它在RCC中的突变引起了人们的关注。RCC中普遍存在着VHL基因突变、杂合性缺失(LOH)及甲基化。pVHL是VHL的基因产物。泛素连接酶的组成成分之一就是pVHL，它在细胞的增殖、凋亡和癌细胞的浸润、转移中起到了巨大的作用。作者就RCC中VHL基因的突变及其分子机制，以及VHL靶向治疗在临床中的应用作一综述。

RCC；VHL基因；分子靶向治疗；文献综述

肾细胞癌(RCC)的发病率很高，在泌尿系统中占第3位。按照组织学类型可分为透明细胞癌、嫌色细胞癌、乳头细胞癌、集合管肾癌等,其中透明细胞癌最常见。手术治疗辅以免疫治疗是目前治疗肾癌的主要方式。对于RCC的发病机制我们了解得不多，这给早期诊断和治疗肾癌带来了很大的麻烦。RCC的发生涉及到了很多基因。其中，VHL基因的研究是近年来学者们研究的一个热点。RCC中普遍存在着VHL基因的突变。学者们对VHL基因突变的研究极大地推动了RCC的诊断治疗。作者对RCC中VHL基因的突变及其分子机制，以及VHL靶向治疗在临床中的应用作一综述。

1 VHL基因的结构及作用

1.1 VHL基因的结构

VHL基因是得名于VHL综合征(Von Hippel-Lindau′s disease)。Latif等[1]首先将VHL基因定位于染色体3p25-26。VHL编码序列中含有3个外显子，其中第2外显子能够转录可变剪接的mRNA。 VHLm RNA编码产生的蛋白产物分别为p19和p30，学者们曾经认为p30降解产生p19，但事实证明p19是位于VHL基因54号密码子上的转录异构体[2]，它与细胞核的亲和力比p30更高。

研究表明，VHL基因的二级结构由两个区域组成:分别为α区和β区。其中复合物B-C(Elongin B-C)与α区连接；而缺氧诱导因子1α(HIF-1α)等底物则与β区相连接。此关键结合位点的突变极有可能导致了RCC的发生[3]。

1.2 VHL基因对于RCC的作用

1.2.1VHL基因与RCC起源之间的关系 大量研究表明：VHL基因的突变在RCC的发生中占据着主导地位，肿瘤的分裂、增殖、转移和浸润也都源于VHL基因介导的一系列因子。Mallory等[4]的研究认为，肾脏上皮细胞的极化、分化以及初级纤毛形成都是源于VHL基因的表达。他们提出了关于RCC起源的一个可能机制:VHL基因失活之后，肾小管上皮细胞极化、初级纤毛的形成也随之发生了障碍，这些都导致了RCC的形成。

1.2.2RCC受VHL-HIF途径的影响 (1) VHL-HIF途径。研究表明，机体的乏氧反应主要是由HIF乏氧诱导因子介导的。在常氧情况下， HIF-α中的氧依赖性降解结构域ODDD与pVHL上的β端相结合，这就是所谓的VHL-HIF途径[5]。泛素化之后，ODDD即被降解。然而，在缺氧的情况下pVHL上的β端无法与ODDD相结合，HIF就无法被降解。由此我们可以想到，在RCC中，由于VHL基因失活，缺乏有作用的pVHL，HIF也就无法被降解[6]。

在RCC中，缺氧无法避免，HIF异常表达于缺乏pVHL调解的RCC中。HIF产生的大量下游产物，例如:VEGF、TGF-α、cxcR4、cAlx等，能够促进RCC的发生发展[7]。HIF的高表达导致了VEGF高表达，最终导致RCC组织学上的高血供。VEGF的高表达可以由以下机制解释:VHL基因失活、乏氧及Raf-MAPK和P13-AKT/mTOR的激活。HIF在这些途径中都有极其重要的作用[8]。大量研究表明， VEGF的过多表达在RCC中占到63.0%的比例[9]。RCC受非VHL-HIF途径的影响。此影响大致可分为3类:(1) 在RCC细胞中，VHL基因对于细胞的连接有着至关重要的作用；如果VHL基因失活，那么肿瘤细胞的形态就会拉长，正常细胞就会出现不规则排列，同时，单层上皮细胞的结构也就遭到了破坏。此时，如果pVHL又能够重新表达，那么上皮细胞的排列结构又可以恢复正常。(2) VHL基因对于纤连蛋白的影响。它能够上调纤连蛋白，纤连蛋白的表达增加降低了肿瘤细胞的侵袭转移能力，而乏氧对这个过程没有影响。(3) pVHL对于基质金属蛋白(MMPs)和组织抑制金属蛋白(TIMPS)也有调节作用。MMPS极大地影响了组织形态形成、血管新生以及组织重塑。MMP的表达受到TIMPs的抑制，pVHL表达减少之后，TIMPs的表达也下调，MMP的表达则上升，导致肿瘤细胞的浸润和转移[10]。

2 VHL失活与RCC

基因的失活机制可以分为基因的突变、LOH(杂合性缺失)和甲基化。学者们认为，VHL基因是RCC的关键因子。大量的研究证实，散发性及遗传性RCC的发生均与VHL等位基因的失活有一定联系。

2.1 VHL基因突变

Gallon等[11]通过研究VHL家族中有肾癌病变的基因型与表现型的关系发现:VHL病主要是由于VHL基因的突变发生的。这种基因突变在肾脏方面主要导致了RCC和肾脏囊肿的发生。Barnabas通过研究发现，VHL基因突变率在透明细胞癌高达50%。Kondo报道:不论是肾癌早期还是晚期，VHL基因突变均存在。而且这种突变发生率在早期和进展期无显著性差异,也说明了VHL基因突变在肾癌的早期就存在。

2.2 VHL基因的杂合性缺失

LOH发生率在RCC 3p(3号染色体短臂)中达到98%，Sukosd等[12]通过大量实验检测到3pLOH几乎存在于每个微小肾癌中(直径约4～9 mm)，这说明3pLOH发生在肾癌的早期。但是LOH在肾癌的3p中呈现出一种不连续的分布。其中有几个高发区，它们呈斑带状分布于3p12-13，3p14.2.3p21.3和3p25-26区域。

2.3 VHL基因的甲基化

另一个基因失活的原因也在近年被发现，即基因5′-CpG岛的甲基化。这种甲基化只发生在RCC中。但是，肾癌中存在基因的甲基化只是部分学者的观点，这一观点仍然存在着很大的争议，需要进一步的实验证实。

3 VHL与靶向治疗

生物学技术日益发展，学者们对VHL基因的认识也进一步加深，靶向药物的治疗在肾癌中也日益增多。大致可分为以下几种药物:Bevacizumab、Sorafenib、sunitinib和Axitinib，它们的主要作用于VEGF及其受体。

2007年，Akaza等[13]进行了关于索拉菲尼治疗RCC的临床疗效的多中心Ⅱ期研究。研究纳入了131例RCC患者，他们均接受了索拉菲尼(0.4 mg,每天2次)的治疗，然后按照RECIST的评价标准测量肿瘤的缩小程度，并且评价其疗效。其中有93例的患者(71.0%)病情稳定，19例病情得到了轻度缓解，103例(78.6%)肿瘤直径出现不同程度减小，接受该治疗的患者中位无进展生存期为32周，但是，索拉菲尼会带来一系列不良反应，如手-足综合征[HPS，72例(55.0%)]、脱屑[49例(37.4%)]、酯酶升高 [73例( 55.7%)]、淀粉酶升高[50例(38.2%)]、高血压[36例(27.5%)]。

另一种靶向治疗药物Bevacizumab，它能够选择性地与VEGF蛋白结合，这种结合导致了VEGF的失活。Escudier 等[14]进行了一项将BEV和INF-α2a联合应用的临床研究，评价了Bevacizumab的有效性和安全性。这项研究纳入了649例患者，将这些患者分成两组，该项研究中患者均接受了IFN、9 MIU 1周3次的皮下注射治疗。其中的327例患者在接受IFN治疗基础上加上BEV 10 mg·kg-1，两周1次；而另外322例只是给予安慰剂治疗。该研究结果发现，IFN加BEV明显提高了VHL靶向治疗的效果。Melichar等[15]研究发现，IFN减量后并不影响BEV的疗效。

4 RCC的预后与VHL失活的关系

大量的研究显示，RCC中普遍存在着VHL基因的突变或失活，其发生率为50%，这引起了学者们对VHL失活与RCC相关性研究的关注。Yao等[16]学者在此领域有突破性进展。他们发现在Ⅰ～Ⅲ期RCC中，VHL基因的失活是修正了相关干扰因素之后的独立预后因素，但是在姑息性治疗的肿瘤中，这一相关性则不存在。而Kim等相关实验表明，肾癌的疾病无进展期(PFS)或整个生存期与VHL基因的改变并没有明确的相关性。进一步的研究则显示，如果pVHL能够正常表达，则早期肾癌预后良好，而对于晚期RCC，pVHL表达并没有意义[17]。

5 问题与展望

在RCC的发病机制中，VHL基因的缺陷扮演着极其重要的角色[18]。目前，我们对于VHL基因的研究仍处于一个有限的水平，在缺氧的条件下，pVHL是否能阻止HIF产生的破坏？RCC的自然过程是否会受到VEGF或TGF-α蛋白抑制物的影响？这些都是尚未解决的问题。对于晚期RCC的治疗，学者们在很长一段时间内并没有取得很大的突破。但是，对于临床医师来说，VHL基因的早期诊断对于RCC的发现有很大的意义，而且细胞因子的治疗已经给临床工作带来了福音，例如α干扰素、白介素-2、靶向治疗都给RCC患者带来了希望。大量的研究显示:VHL基因的失活导致了HIF途径的活化，最终导致RCC的发生，因此，将VHL基因作为一个新的治疗靶点必然会推动RCC治疗的进展。

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2014-11-13

2015-1-27

国家自然科学基金资助项目(81370849、81300472、81202034)

王涛(1989-)，男，江苏苏州人， 在读硕士研究生。E-mail:wangtao623111@126.com

陈明 E-mail:mingchenseu@126.com

王涛，陈明.肾细胞癌与VHL基因突变的研究进展[J].东南大学学报：医学版，2015，34(3)：433-435.

R737.11

A

1671-6264(2015)03-0433-03

10.3969/j.issn.1671-6264.2015.03.025