赵雪强，林 云

（桂林医学院第二附属医院呼吸与危重症医学科 广西 桂林 541199）

随着手术、化疗、分子靶向治疗及放疗等综合治疗后患者的中位生存期较前明显延长，但肺癌骨转移的发生率亦随之增高，为30%～40%，骨转移发生后，患者将出现骨痛、病理性骨折、高钙血症等骨转移有关事件，严重影响患者的生活质量和总生存率[1]。在肺癌骨转移过程中，肺癌细胞首先要经过脱离病灶和向外侵袭、趋化和迁移以及黏附等过程，到达骨组织后，癌细胞和骨基质细胞相互作用，从而导致了骨转移灶的形成。肺癌骨转移中，大部分是溶骨性改变，成骨性骨转移和混合型骨转移相对少见。研究其骨转移机制有利于开拓新的治疗方向。雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin, mTOR）是一种丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，对于蛋白质翻译、肿瘤细胞生长增殖、凋亡和自噬等具有重要的调控作用[2]。本文将对mTOR通路在非小细胞肺癌骨转移的影响进行综述，为非小细胞肺癌骨转移的预防和治疗提供新的方向。

1.mTOR概述

mTOR是一种丝氨酸/苏氨酸激酶，其羧基末端结构域与磷脂酰肌醇3-激酶（phosphatidylinositide 3-kinases,PI3K）的催化区域相似，并且属于PI3K相关激酶（PIKK）脂质激酶超家族，290 kDa的蛋白。mTOR是一种环境传感器，包括mTORC1、mTORC2，整合了来自生长因子，能量状态，氧气和氨基酸的信号，以控制几种重要的细胞功能，调节帽依赖性翻译，从G1期到S期的细胞周期进程，DNA修复，端粒长度，生物发生和细胞死亡。mTORC1的下游效应器主要有3个：4EBP1、S6K1和ULK1。激活的mTORC1通过通过使真核翻译起始因子4E（eukaryotic translation initiation factor4e, eIF-4E）结合蛋白（translation factor eIF4E-binding protein 1, 4E-BP1）失活，促进eIF4E诱导的翻译过程的进行；激活核糖体蛋白S6激酶1（ribosomal protein S6Kinase 1, S6K1）,促进蛋白质合成[3]；通过自噬相关蛋白（unc-51-like kinase 1,ULK1）调控细胞自噬过程[4]。

mTORC2的研究起步较晚，mTORC2通过激活PKCα和Rho GTPase调节细胞-骨骼代谢和节细胞存活和脂质代谢[5]。

2.mTOR与非小细胞肺癌细胞生长转移的关系

2.1 肺癌细胞从原发灶脱落和转移

肺癌细胞从肿瘤灶脱落，突破细胞外基质和基底膜构成的屏障是癌细胞转移的必要条件。基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinase, MMP）和黏附分子在癌细胞脱落与聚集、黏附与去黏附过程中发挥重要作用。研究发现瘦素通过mTOR信号通路促进肺癌细胞迁移[6]。詹晓峰等[7]研究发现，雷帕霉素通过mTOR-p70S6K信号通路抑制A549细胞球的细胞增殖、成球能力及上皮-间质转化（epithelial-mesenchymal transition, EMT）。丁志丹等[8]利用细胞侵袭实验和划痕实验观察到贝母素乙抑制A549细胞的侵袭和迁移能力，贝母素乙可使A549细胞PI3K/Akt/mTOR通路激活受阻，同时也发现贝母素乙抑制A549细胞的MMP-9、MMP-2、N-cadherin和vimentin的表达，下调A549细胞的FN蛋白表达，并呈时间和浓度依赖性，贝母素乙通过调控PI3K/Akt/mTOR通路活性减缓A549细胞EMT进程的作用。

2.2 肺癌细胞进入血液中

当肺癌细胞进入人外周血液中后，受到了人免疫细胞的攻击、外周血液流体剪切力学的影响以及失去细胞外基质的支持作用，最终导致循环肿瘤细胞（circulating tumor cells, CTCs）大量凋亡，这种现象称为失巢凋亡，是一种特殊类型的程序性死亡，在肿瘤的生长、侵袭和转移过程中起主要作用。在抗肿瘤免疫应答中，细胞程序性死亡配体1（programmed cell death 1 ligand 1, PD-L1）在肿瘤细胞的表达从而让T淋巴细胞不能有效诱导CTC死亡而发生免疫逃逸[9]。有研究发现，mTOR通路可影响肿瘤微环境内免疫细胞的活性和PD-L1表达，参与免疫抑制微环境的形成，阻断mTOR通路，恢复患者机体的免疫应答，增强抗肿瘤固有的免疫效应[10]。肿瘤细胞表达PD-L1、活化T淋巴细胞的共刺激分子（CD80和CD86等）的低表达或不表达，导致T细胞活化的第二信号提供受阻，肿瘤细胞因此发生免疫耐受。另外，肿瘤患者血循环中不同的细胞成分在促进CTC的免疫逃逸方面也起着不同的作用。

2.3 肺癌细胞在骨内定植

肺癌细胞归巢并骨髓中定植，到达骨组织前，首先肿瘤细胞要突破外周血管的屏障。骨髓基质中的趋化因子CXCL12和定位在肿瘤细胞膜上的特异性受体CXCR4和CXCR7结合，产生相互作用，促使肺癌细胞突破血管屏障，进入骨髓中。CXCL12不仅是促进内皮细胞趋化作用的重要配体，还是驱动血循环中的造血祖细胞募集到骨髓的调节因子。骨转移病灶中的肿瘤细胞可通过提高CXCR4和CXCR7的表达模仿造血祖细胞归巢至骨的过程，使肿瘤细胞的CXCL12浓度在骨髓中高表达[11]。

3.mTOR与骨代谢

在生理状态下，稳定的骨代谢受到精密的控制，肺癌细胞发生骨转移后，黏附在骨髓基质的肺癌细胞会打破代谢平衡，建立起促进癌细胞生长、加速骨质破坏的不良循环。巨噬细胞集落刺激因子（macrophage colony stimulating factor, MCSF）、核因子κB受体活化因子配体（receptor activator of nuclear factor-κB ligand, RANKL）和肿瘤坏死因子α（tumor necrosis factor-α, TNF-α）等破骨细胞分化相关因子通过mTORC1/S6K通路诱导破骨细胞的分化、阻止破骨细胞凋亡[12]。破骨细胞的生成和成熟是溶骨性改变的关键。通过建立肺癌细胞与破骨细胞前体细胞培养模型，药物干预后发现淫羊藿素通过腺苷酸激活蛋白激酶（adenosine 5‘-monophosphate(AMP)-activated protein kinase,AMPK）/mTOR通路抑制肺腺癌细胞诱导破骨细胞分化[13]。肿瘤细胞和成骨细胞形成异型黏附连接，从而改善mTOR活性并引导骨定植。当肿瘤细胞来源的血管细胞黏附分子-1（vascular cell adhesion molecule-1, VCAM-1）与破骨细胞祖细胞结合，诱导破骨细胞分化，这种细胞间的相互影响不但代表了骨转移微环境而且也代表了临床上的骨转移关键步骤。分布在骨髓中的肿瘤细胞在骨髓中建立了第一个立足点，与造血干细胞竞争以占领转移前的生态位。成骨细胞与肿瘤细胞之间的相互作用导致肿瘤细胞中mTOR的活化。因此，mTOR的过度激活导致骨骼吸收增加，但也导致了从转移前肿瘤小环境转化为微转移，然后发生骨转移[14]。

4.展望

综上所述，目前，我们对mTOR信号通路在非小细胞肺癌骨转移发生机制还有待完善，需要肺癌的临床和基础等学科的相互合作研究，进一步探索。相信随着对mTOR信号通路在非小细胞肺癌发生骨转移作用的研究深入，将会对治疗和预防肺癌骨转移提供更多的理论和实践依据。