PI3K - Akt通路：解锁肺腺癌术后预后奥秘的关键密码

PI3K-Akt通路:解锁肺腺癌术后预后

奥秘的关键密码

一、引言

1.1研究背景

1.1.1肺腺癌的现状

肺癌作为全球范围内发病率和死亡率均居前列的恶性肿瘤，严重威胁着人类的生命健康。据统

计，近年来肺癌的发病率和病死率呈持续上升趋势，在众多癌症相关死亡原因中，肺癌位居首

位。在组织学分类上，肺癌主要分为小细胞肺癌和非小细胞肺癌，其中非小细胞肺癌约占肺

癌发病总数的80%以上，而肺腺癌在非小细胞肺癌中所占比例逐渐升高，已成为最常见的亚

型之一。

肺腺癌具有高度恶性和侵袭性的特点。众多肺腺癌患者在确诊时已处于晚期，失去了手术的最

佳时机，其中位生存时间仅为671.5个月，5年生存率一般不足10%。即便对于早期肺腺

癌患者，手术切除是主要的治疗手段，但术后仍存在较高的复发和转移风险。例如，匕期肺

腺癌术后5年的复发转移概率大约在20%-40%左右。一项回顾性研究分析了1120例接受

完全手术切除的I期肺腺癌患者，结果显示有188例复发，其中103例因肺癌死亡，复发患

者中45%的患者复发后生存了2年，复发后中位生存时'司为26.1个月。另一项针对72例

肺腺癌根治术患者的研究表明，术后1年生存率为69.44%,术后2年生存率为40.27%,术

后3年生存率为13.89%,犬后5年生存率仅为2.78%。这些数据充分表明，肺腺癌术后复

发、转移和预后不佳等问题严重限制了患者的生存期，亟待深入研究以寻找有效的解决策略。

1.1.2PI3K-Akt通路的研究进展

PI3K-Akt诵路是细胞内重要的信号传导诵路之一，在细胞的增殖、存活、讦移和转化等过程

中发挥着关键调控作用。该通路主要由磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)、磷酸肌醇依赖性蛋白

激酶-1(PDK1)和蛋白激酶B(Akt,又称PKB)等组成。PI3K作为起始点，能够被多种

细胞外刺激信号激活，如生长因子、细胞因子和细胞外基质等。激活后的PI3K催化磷脂酰肌

醇・4,5•二磷酸(PIP2)的3位羟基磷酸化，生成磷脂酰肌醇・3,4,5•三磷酸(PIP3)。

PIP3作为第二信使，招募PDK1和Akt蛋白到质膜上，茨PDK1磷酸化Akt蛋白的308号位

苏氨酸(T308),导致Akt部分活化。随后，活化的Akt进一步激活下游一系列底物，包括

TSC2、BAD、MDM2、p21、p27、GSK30、IKK、WEEKASK1和FOXO等，从而调控细

胞的多种生物学功能。

近年来，大量研究表明PI3K-Akt通路在肺腺癌的发生和发展过程中起着至关重要的作用。

在许多肺腺癌患者中，该通路的关键成分如PI3K、PDK1和Akt存在异常表达。研究发现，

部分肺腺癌患者中PI3K-Akt通路成分的表达显著升高，且这种升高与肺腺癌的恶性程度密

切相关。PI3K-Akt通路的异常激活可导致肺腺癌细胞的增殖能力增强、凋亡受到抑制、迁

移和侵袭能力提高，进而促进肿瘤的生长、转移和复发。一些研究还表明，PI3K-Akt通路

的异常表达与肺腺癌患者手术后的预后密切相关。通路的异常激活会导致肺腺癌细胞在增

殖、分化、凋亡和转移等方面发生变化，最终影响术后患者的生存期。因此，深入研究PI3K

-Akt通路在肺腺癌中的作用机制及其与肺腺癌术后患者预后的相关性，对于揭示肺腺癌的发

病机制、开发新的治疗靶点以及改善患者的预后具有重要的理论和临床意义。

1.2研究目的和意义

肺腺癌术后患者面临着较高的复发和转移风险，预后情况不容乐观，这严重影响了患者的生存

质量和生存期。深入研究影响肺腺癌术后患者预后的因素，并寻找有效的治疗靶点和干预策

略，已成为当前肺癌研究领域的关键问题。

PI3K-Akt通路作为细胞内亘要的信号传导通路，在肺腺癌的发生、发展过程中发挥着至关重

要的作用。然而，目前对于PI3K-Akt通路与肺腺癌术后患者预后之间的具体相关性，以及

该通路在肺腺癌术后复发、外移机制中的详细作用，仍存在许多未知之处。

本研究旨在通过对肺腺癌术后患者的临床资料和病理标本进行分析，深入探讨PI3K-Akt通

路的表达情况与肺腺癌术后患者预后的相关性。具体研究目的包括：明确PI3K-Akt通路中

关键蛋白（如PI3K、PDK1和Akt等）在肺腺癌组织中的表达水平，并与癌旁组织进行对

比；分析PI3K-Akt通路蛋白表达与肺腺癌患者临床病理特征（如肿瘤分期、淋巴结转移、

肿瘤大小等）之间的关系；研究PI3K-Akt通路的异常表达对肺腺癌术后患者生存期、复发

率和转移率等预后指标的影响；探索以PI3K-Akt通路为靶点的潜在治疗策略，为改善肺腺

癌术后患者的预后提供新的理论依据和临床指导。

本研究具有重要的理论意义和临床应用价值。在理论层面，有助于进一步揭示肺腺癌的发病

机制，深入了解PI3K-Akt通路在肺腺癌发生、发展和转移过程中的分子生物学机制，为肺

癌的基础研究提供新的思路和方向。在临床实践方面，通过明确PI3K-Akt通路与肺腺癌术

后患者预后的相关性，有望为肺腺癌术后患者的预后评估提供新的生物标志物，帮助医生更准

确地预测患者的预后情况，制定个性化的治疗方案。针对PI3K-Akt通路开发新的靶向治疗

药物或联合治疗策略，为肺腺癌患者提供更有效的治疗手段，提高患者的生存率和生存质量，

具有重要的临床应用前景。

1.3研究方法和创新点

1.3.1研究方法

本研究综合运用多种研究方法，从临床样本分析、细胞实验以及数据分析等多个层面，深入探

究PI3K-Akt通路与肺腺癌术后患者预后的相关性。

临床样本分析：收集一定数量在［医院名称］接受手术治疗的肺腺癌患者的临床资料，包括患

者的基本信息（年龄、性别、吸烟史等）、手术方式、病理诊断结果（肿瘤大小、病理分期、

淋巴结转移情况等）以及术后随访数据（复发时间、转移时间、生存时间等）。获取患者手

术切除的肺腺癌组织及癌旁正常组织标本，采用免疫组织化学（IHC）法检测PI3K-Akt通路

中关键蛋白（如PI3K、PDK1、Akt等）的表达水平，并进行半定量分析。对部分标本进行

蛋白质免疫印迹法（Westernblot）检测，进一步验证免疫组织化学的结果，确保检测结果的

准确性。结合患者的临床资料和蛋白表达数据，分析PI3K-Akt通路关键蛋白表达与患者临

床病理特征及预后指标之间的关系。

细胞实验：选用人肺腺癌细胞系（如A549、H1299等）进行体外细胞实验。通过转染小干

扰RNA（siRNA）或使用特异性抑制剂，对PI3K-Akt通路进行干扰或抑制，构建PI3K-

Akt通路功能缺失的细胞模型。采用细胞增殖实验（如CCK-8法、EdU掺入法）检测干扰

或抑制PI3K-Akt通路后对肺腺癌细胞增殖能力的影响。利用细胞凋亡实验（如AnnexinV-

FITC/PI双染法、TUNEL法）分析通路变化对细胞凋亡的调控作用。通过细胞迁移和侵袭实

验（如Transwell实验、划痕愈合实验）研究PI3K-Akt通路对肺腺癌细胞迁移和侵袭能力的

影响。将干扰或抑制PI3K-Akt通路后的肺腺癌细胞接种到裸鼠体内，建立肺腺癌裸鼠移植

瘤模型，观察肿瘤的生长情况、转移情况以及对裸鼠生存期的影响，从体内实验层面验证通路

在肺腺癌发生发展中的作用。

数据分析：运用统计学软件（如SPSS、GraphPadPrism等）对临床样本数据和细胞实验数

据进行统计学分析。对于临床病理特征与PI3K-Akt通路蛋白表达之间的关系，采用卡方检

验、Spearman相关分析等方法进行分析。在生存分析方面，使用Kaplan-Meier法绘制生

存曲线，采用Log-rank检验比较不同组患者的生存差异；运用Cox比例风险回归模型进行

多因素分析，确定影响肺腺癌术后患者预后的独立危险因素。对于细胞实验数据，采用方差

分析、t检验等方法比较不同处理组之间的差异，以P<0.05作为差异具有统计学意义的标

准。通过生物信息学分析方法，挖掘公共数据库（如TCGA、GEO等）中与肺腺癌和PI3K-

Akt通路相关的数据，进一步验证本研究的结果，并探索PI3K-Akt通路与其他相关基因或信

号通路之间的潜在联系。

1.3.2创新点

本研究在研究角度和研究内容方面具有一定的创新性。

在研究角度上，本研究从多维度深入探究PI3K-Akt通路与肺腺癌术后患者预后的关系。以

往的研究大多集中在PI3K-Akt通路在肺腺癌发生发展中的单一作用机制，或仅从临床病理

特征与通路表达的相关性进行分析。而本研究不仅从临庆样本出发，分析通路蛋白表达与患

者预后的关系，还通过体外细胞实验和体内动物实验，深入研究PI3K-Akt通路对肺腺癌细

胞生物学行为的调控作用，将临床研究与基础实验紧密结合，从多个层面揭示PI3K-Akt通

路在肺腺癌术后复发、转移及预后中的作用机制，为肺腺癌的治疗和预后评估提供更全面、深

入的理论依据。

在研究内容上，本研究关注PI3K-Akt通路与其他相关信号通路之间的交叉影响。肺腺癌的

发生发展是一个复杂的生物学过程，涉及多个信号通路的相互作用。虽然PI3K-Akt通路在

肺腺癌中的作用已受到广泛关注，但对于该通路与其他通路之间的相互关系及其对肺腺癌术后

患者预后的综合影响，目前的研究还相对较少。本研究通过生物信息学分析和实验验证，探

索PI3K-Akt通路与其他重要信号通路（如Wnt、JAK/STAT、MAPK等）之间的交叉对话机

制，以及这些通路之间的协同或拮抗作用对肺腺癌细胞增殖、凋亡、迁移和侵袭等生物学行为

的影响，为揭示肺腺癌的发病机制和开发新的治疗策略提供新的思路。

二、肺腺癌及PI3K-Akt通路相关理论基础

2.1肺腺癌概述

2.1.1肺腺癌的定义和分类

肺腺癌是肺癌的一种重要病理类型，属于非小细胞肺癌，其起源于支气管黏膜上皮或大支气管

黏液腺。肺腺癌在组织形态和生物学行为上具有独特的特征，近年来其发病率在全球范围内

呈逐渐上升趋势，尤其在不吸烟人群和女性群体中更为明显。

在病理类型方面，肺腺癌主要分为原位腺癌、微浸润性腺癌和浸润性腺癌。原位腺癌是指癌

细胞局限于上皮内，未突破基底膜，肿瘤直径通常小于3厘米，呈贴壁生长方式。这种类型

的肺腺癌预后相对较好，手术切除后患者的5年生存率较高。微浸润性腺癌的肿瘤直径一般

在3・5厘米之间，同样以贴壁生长为主，但已出现少量浸润现象，不过无胸膜、支气管侵

犯o相较于原位腺癌，微浸润性腺癌的病情稍重，但早期诊断和治疗后仍能取得较好的治疗

效果。浸润性腺癌是最为常见且病情较为严重的类型，可进一步细分为贴壁型、腺泡型、乳头

型、微乳头型和实体型。该类型肿瘤直径往往超过5厘米，具有侵犯支气管、胸膜等周围组

织的能力，其恶性程度较高，容易发生转移，预后相对较差。

从临床分期来看，目前常用的是国际肺癌研究协会（IASLC）制定的TNM分期系统。T代表

原发肿瘤的大小和侵犯程度，N代表区域淋巴结转移情况，M代表远处转移情况。根据TNM

的不同组合，肺腺癌可分为I期、n期、m期和IV期。I期属于早期肺腺癌，肿瘤通常

较小且无淋巴结转移和远处转移；n期肿瘤相对较大或已出现局部淋巴结转移；m期肿瘤侵

犯范围更广，伴有区域淋巴结转移；iv期则表示肿瘤已发生远处转移，如转移至脑、骨、肝

等器官。不同分期的肺腺癌在治疗方法和预后上存在显著差异，准确的临床分期对于制定合

理的治疗方案和评估患者预后至关重要。

2.1.2肺腺癌的发病机制

肺腺癌的发病是一个复杂的多因素过程，涉及遗传、环境、生活习惯等多个方面。

遗传因素在肺腺癌的发生中起着重要作用。研究表明，某些基因的突变或异常表达与肺腺癌

的发病风险密切相关。例如，表皮生长因子受体（EGFR）基因突变在肺腺癌患者中较为常

见，尤其是在亚洲不吸烟女性患者中，EGFR基因突变率可高达50%以上。携带EGFR基

因突变的个体，其细胞内的信号传导通路会发生异常激活，促进细胞的增殖、存活和迁移，从

而增加肺腺癌的发病风险。间变性淋巴瘤激酶（ALK）基因重排也是肺腺癌的一个重要驱动

基因，约5%-7%的肺腺癌患者存在ALK基因重排。这些遗传变异可以通过家族遗传传

递，使得家族中有肺腺癌病史的人群发病风险相对较高。

环境因素是肺腺癌发病的重要诱因。长期暴露于致癌物质中会显著增加肺腺癌的发病风险。

烟草烟雾是明确的致癌因素，其中含有多种致癌物质，如苯并花、烟碱、亚硝胺及微量碑

等。吸烟时间越长、吸烟量越大，患肺腺癌的风险就越高。长期被动吸烟（二手烟）同样会

增加患癌风险。空气污染也是不可忽视的因素，包括室外大气污染和室内空气污染。室外大

气中的有害气体，如二氧化硫、氮氧化物、颗粒物（PM2.5、PM10等）以及工业废气中的化

学物质，如石棉、芥子气、氢、二氯甲基酸等，长期吸入会对肺部组织造成损伤，引发细胞的

异常增殖和癌变。室内空气污染主要来源于装修材料中的甲醛、苯等有害物质，以及厨房油

烟等。有研究表明，女性长期在通风不良的厨房中烹饪，接触大量油烟，其患肺腺癌的风险

会明显升高。

生活习惯对肺腺癌的发病也有一定影响。长期熬夜、作息不规律会扰乱人体的生物钟,影响

机体的正常代谢和免疫功能，使身体处于应激状态，从而增加患癌风险。缺乏运动、饮食不

均衡等不良生活习惯也会导致身体免疫力下降，肥胖等问题，这些因素都与肺腺癌的发病存在

一定关联。例如,长期高糖、高脂肪、低纤维的饮食结构可能会导致体内激素水平失衡，影

响细胞的正常代谢和生长，增加肺腺癌的发病几率。

慢性肺部疾病也是肺腺癌发病的潜在危险因素。患有慢性支气管炎、肺结核、结节病、慢性

肺间质纤维化和硬皮病等慢性肺部疾病的患者，由于肺部组织长期受到炎症刺激，细胞容易发

生异常增生和恶变，从而增加肺腺癌的发病风险。例如，肺结核患者在疾病愈合过程中形成

的瘢痕组织，可能会成为癌细胞滋生的温床。

2.1.3肺腺癌的治疗方法及预后情况

肺腺癌的治疗方法根据患者的病情、身体状况等因素综合选择，主要包括手术、化疗、放疗、

靶向治疗、免疫治疗等。

手术是早期肺腺癌的主要治疗手段，对于I期和部分n期肺腺癌患者，手术切除肿瘤是实

现根治的重要方法。标准的手术方式是肺叶切除加纵隔淋巴结清扫，通过完整切除肿瘤组织

和清扫可能转移的淋巴结，以降低术后复发风险。对于一些早期的微小肺癌，也可采用亚肺

叶切除（如肺段切除、楔形切除）等微创手术方式，在保证治疗效果的同时，尽可能保留更多

的肺功能。然而，手术治疗存在一定局限性，对于晚期肺腺癌患者，由于肿瘤已发生远处转

移或侵犯重要器官，手术切除往往无法彻底清除肿瘤，且手术风险较高。

化疗是利用化学药物杀死癌细胞的治疗方法，可分为辅助化疗、新辅助化疗和姑息化疗。辅

助化疗通常在手术后进行，目的是消灭残留的癌细胞，降低复发风险。新辅助化疗则是在手

术前进行，通过化疗缩小肿瘤体积，提高手术切除率。姑息化疗主要用于晚期无法手术的患

者，以缓解症状、延长生存期。常用的化疗药物包括柏类（顺钳、卡的）、紫杉醇、多西他

赛、培美曲塞等。化疗在一定程度上能够控制肿瘤生长，但同时也会带来一系列副作用，如

恶心、呕吐、脱发、骨髓抑制等，影响患者的生活质量。

放疗是利用高能射线照射肿瘤部位，杀死癌细胞的局部治疗方法。对于不能手术或手术后有

残留病灶的肺腺癌患者，放疗可以作为重要的补充治疗手段。放疗可以分为根治性放疗、辅

助放疗和姑息性放疗。根治性放疗适用于早期不能手术的患者或局部晚期患者，通过高剂量

的射线照射，试图彻底消灭肿瘤。辅助放疗通常在手术后进行，用于降低局部复发风险o姑

息性放疗主要用于缓解晚期患者的症状，如骨转移引起的疼痛、脑转移弓I起的头痛等。放疗

也会对正常组织造成一定损伤，可能引发放射性肺炎、食管炎等并发症。

靶向治疗是针对肺腺癌患者特定的基因突变或分子靶点进行治疗的方法，具有特异性强、副作

用相对较小的特点。对于存在EGFR基因突变的患者，可使用EGFR-TKI类药物（如吉非

替尼、厄洛替尼、奥希替尼等）进行治疗，这些药物能够特异性地抑制EGFR酪氨酸激酶的

活性，阻断癌细胞的生长信号传导，从而抑制肿瘤生长。对于ALK基因重排的患者，ALK抑

制剂（如克哇替尼、阿来替尼、色瑞替尼等）能有效抑制肿瘤细胞的增殖。靶向治疗显著提

高了特定基因突变肺腺癌患者的生存期和生活质量，但部分患者在治疗一段时间后会出现耐药

现象，导致治疗效果下降O

免疫治疗是近年来新兴的治疗方法，通过激活患者自身的免疫系统来攻击癌细胞。目前临床

上常用的免疫治疗药物是免疫检查点抑制剂，如程序性死亡受体1（PD-1）抑制剂（帕博利

珠单抗、纳武利尤单抗等）和程序性死亡配体1（PD-L1）抑制剂（阿替利珠单抗、度伐利

尤单抗等）。这些药物能够阻断肿瘤细胞表面的免疫检查点蛋白与免疫细胞表面相应受体的

结合，解除肿瘤细胞对免疫系统的抑制，使免疫系统能够识别和杀伤癌细胞。免疫治疗在部

分肺腺癌患者中取得了较好的疗效，尤其是对于晚期患者，能够显著延长生存期，但并非所有

患者都能从中获益，且可能会引发免疫相关的不良反应。

肺腺癌患者的预后情况受到多种因素的影响，其中肿瘤分期是最为关键的因素之一。早期肺

腺癌患者（I期），通过手术切除等积极治疗，5年生存率相对较高，可达70%-90%。例

如，对于原位腺癌和微浸润性腺癌患者，手术切除后治愈率较高，复发风险较低。然而，随

着肿瘤分期的进展，患者的预后逐渐变差。口期肺腺癌患者的5年生存率约为30%-60%,

m期患者的5年生存率降至10%-30%,而IV期晚期患者的5年生存率通常低于10%。除

了肿瘤分期，病理组织类型也对预后有影响，贴壁型肺腺癌预后相对较好，而微乳头型和实体

型肺腺癌恶性程度较高，预后较差。患者的身体状况、治疗方案的选择以及是否存在基因突

变等因素也会影响预后。存在匚GFR、ALK等敏感基因突变的患者，接受靶向治疔后往往能

获得较好的生存获益；而身体状况较差、无法耐受积极治疗的患者，预后相对不佳。

2.2PI3K-Akt通路概述

2.2.1PI3K-Akt通路的组成和结构

PI3K-Akt通路是细胞内重要的信号传导通路，主要由磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）、磷酸肌

陂依赖性蛋白激酶-1（PDK1）和蛋白激酶B（Akt,又称PKB）等关键成分组成。

PI3K是一种胞内磷脂酰肌醇激酶，在该通路中处于起始位置，发挥着关键的启动作用。根据

其结构和底物特异性的不同，PI3K可分为I、口、m三个类别。其中，I类PI3K与细胞

的增殖、存活和转化等过程密切相关，在癌症的发生发展中扮演着重要角色，也是目前研究最

为广泛的一类。I类PI3K又进一步细分为IA和IB两个亚类。IA类PI3K由一个调节

亚基（如p85a、p850、p55。、p5基等）和一个催化亚基（如p110a、p110p.p1基b等）

组成异源二聚体。调节亚基含有多个结构域，如SH2结构域、SH3结构域和iSH2结构域

等。SH2结构域能够识别并结合激活的受体酪氨酸激酶（RTKs）或其他信号分子上的磷酸酪

氨酸残基，从而将PI3K招募到细胞膜附近，使其靠近底物并被激活。催化亚基则具有催化活

性，能够催化磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸（PIP2）的3位羟基磷酸化，生成磷脂酰肌醇-3,4,5

・三磷酸（PIP3）,PIP3作为重要的第二信使，在后续的信号传导过程中发挥关键作用。

PDK1是一种丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，在PI3K-Akt通路中起到信号传递和激活Akt的关键

作用。PDK1含有PH结构域、催化结构域和C末端调芍结构域。其中，PH结构域对PIP3

具有较高的亲和力。当PI3K被激活并催化生成PIP3后，PIP3在细胞膜上积累，PDK1通

过其PH结构域与PIP3特异性结合，从而被招募到细胞摸上。在细胞膜上，PDK1发生构象

变化，暴露出其催化活性位点，进而能够对下游的Akt蛋白进行磷酸化激活。

Akt是一种丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，属于AGC激酶家族成员，在PI3K-Akt通路的下游发

挥着核心调控作用。Akt蛋白主要包含三个结构域：N端的PH结构域、中间的催化结构域和

C端的调节结构域。PH结构域能够特异性地识别并结合PIP3,这一结合过程使得Akt从细

胞质转移到细胞膜上。在细胞膜上，Akt的构象发生改变，暴露出其磷酸化位点。此时，被

招募到细胞膜上的PDK1能够磷酸化Akt蛋白的308号位苏氨酸（T308）,使Akt发生部分

活化。然而，Akt的完全活化还需要其473号位丝氨酸（S473）被磷酸化。研究表明，

mTORC2（哺乳动物雷帕霉素靶蛋白复合物2）在Akt的S473位点磷酸化过程中发挥重要作

用omTORC2可以直接磷酸化Akt的S473位点，从而使Akt完全活化。完全活化后的Akt

能够进一步激活下游一系列底物，如TSC2、BAD、MDM2、p21、p27、GSK30、IKK、

WEEKASK1和FOXO等，通过对这些底物的磷酸化修饰，调控细胞的增殖、存活、迁移

和转化等多种生物学功能。

2.2.2PI3K-Akt通路的激活机制

PI3K-Akt通路的激活主要是在细胞受到多种细胞外刺激信号的作用下发生的，这些刺激信号

包括生长因子、细胞因子、细胞外基质以及激素等。以生长因子为例，当表皮生长因子

（EGF）与细胞表面的表皮生长因子受体（EGFR）结合后，EGFR的胞内结构域发生二聚化

和自身磷酸化，形成多个磷酸酪氨酸位点。这些磷酸酪氨酸位点能够招募含有SH2结构域的

调节亚基（如p85。）,进而将PI3K的催化亚基（如p110a）带到细胞膜附近。在细胞膜

上，p110c（催化PIP2的3位羟基磷酸化，生成PIP3。PIP3作为第二信使，在细胞膜上迅

速积累，并招募含有PH结构域的PDK1和Akt蛋白。PDK1通过其PH结构域与PIP3特异

性结合，被招募到细胞膜上后发生构象变化，暴露出催化活性位点，进而磷酸化Akt蛋白的

308号位苏氨酸（T308）,使Akt部分活化。随后，mTORC2对Akt的473号位丝氨酸

（S473）进行磷酸化，使Akt完全活化。完全活化的Akt从细胞膜上解离下来，进入细胞质

或细胞核，进一步激活下游一系列底物，如TSC2、BAD、MDM2等，从而调控细胞的增

殖、存活、迁移和转化等多种生物学功能。

除了生长因子，细胞因子也能激活PI3K-Akt通路。例如，白细胞介素-2(IL-2)与其受

体结合后，通过激活受体相关的酪氨酸激酶，引发一系列磷酸化级联反应，最终导致PI3K的

激活，进而激活PI3K-Akt通路。细胞外基质与细胞表面的整合素相互作用时，也能激活

PI3K-Akt通路。整合素的活化可以招募并激活PI3K,通过PI3K-Akt通路调节细胞的黏

附、迁移和增殖等过程。

值得注意的是，PI3K-Akt通路的激活是一个动态且精细调控的过程，受到多种负调控机制的

制约，以维持细胞内信号传导的平衡和稳定。其中，磷酸酶和张力蛋白同源物(PTEN)是

PI3K-Akt通路最重要的负调控因子之一。PTEN具有脂质磷酸酶活性，能够催化PIP3去磷

酸化，使其转变为PIP2。这样一来，PIP3的水平降低，无法有效地招募PDK1和Akt蛋白

到细胞膜上，从而抑制了PI3K・Akt通路的激活。在许多肿瘤细胞中，PTEN基因常常发生

突变或缺失，导致PTEN蛋白功能丧失，使得PI3K-Aki通路过度激活，促进肿瘤的发生和

发展。

2.2.3PI3K-Akt通路的生物学功能

PI3K-Akt通路在细胞的多种生物学过程中发挥着至关重要的调控作用，对细胞的增殖、存

活、迁移和转化等方面都有着深远影响。

在细胞增殖方面，PI3K-Akt通路能够促进细胞周期的进程。活化的Akt可以通过多种途径

调控细胞周期相关蛋白。Akt可以磷酸化并抑制糖原合成酶激酶30(GSK3p)的活性。在正

常情况下，GSK3B能够磷酸化细胞周期蛋白D1(CyclinDI)，使其降解，从而抑制细胞从

G1期讲入S期0当Akt磷酸化GSK3P后，GSK3P失活,无法降解CyclinD1,导致Cyclin

D1在细胞内积累。CyclinD1与细胞周期蛋白依赖性激酶4/6(CDK4/6)结合形成复合物，

促进视网膜母细胞瘤蛋白(Rb)的磷酸化。磷酸化的Rb蛋白释放出转录因子E2F,E2F激

活一系列与DNA复制相关的基因表达，推动细胞从G1期顺利进入S期，从而促进细胞增

殖。Akt还可以通过磷酸化p21和p27等细胞周期抑制因子，抑制它们的活性，进一步促进

细胞周期的进程。在肺腺癌细胞中，PI3K-Akt通路的异常激活常常导致细胞增殖失控，肿

瘤细胞大量增生。

在细胞存活调控方面，PI3K-Akt通路具有重要的抗凋亡作用。Akt可以通过磷酸化多种促凋

亡蛋白来抑制细胞凋亡。例如，Bel・2相关死亡促进因子(BAD)是一种促凋亡蛋白，能够

与抗凋亡蛋白Bel-2或Bel-XL形成异源二聚体，从而促进细胞凋亡。而Akt可以磷酸化

BAD的136号位丝氨酸(S136),磷酸化后的BAD与14-3-3蛋白结合，被隔离在细胞

质中，无法与Bel-2或Bel-XL相互作用，从而抑制细胞凋亡。Akt还可以通过磷酸化并激

活髓细胞白血病7(Mcl-1)等抗凋亡蛋白，以及抑制凋亡信号调节激酶1(ASK1)等促凋

亡蛋白的活性，来增强细胞的存活能力。在肺腺癌发生发展过程中，PI3K-Akt通路的持续

激活使得肺腺癌细胞逃避凋亡，得以不断存活和生长。

在细胞迁移过程中，PI3K-Akt通路参与调节细胞骨架的重组和细胞黏附分子的表达。Akt可

以通过磷酸化多种细胞骨架相关蛋白，如肌动蛋白结合蛋白（如cofilin）和微管相关蛋白（如

MAP4）等，影响细胞骨架的动态变化。磷酸化的cofilin活性受到抑制，减少对肌动蛋白丝

的切割，从而促进肌动蛋白丝的聚合和稳定，为细胞迁移提供动力。Akt还可以调节细胞黏附

分子的表达，如整合素等。通过调节整合素的表达和活性，Akt影响细胞与细胞外基质之间的

黏附作用，从而促进细胞的迁移和侵袭。在肺腺癌的转移过程中，PI3K-Akt通路的激活增

强了肺腺癌细胞的迁移和侵袭能力，使得癌细胞能够突破基底膜，进入血管或淋巴管，进而发

生远处转移。

PI3K-Akt通路在细胞转化过程中也起着关键作用。细胞转化是指正常细胞向癌细胞的转变

过程，涉及细胞生长、增殖、分化和凋亡等多种生物学特性的改变。PI3K-Akt通路的异常

激活可以导致细胞的恶性转化。在一些情况下，PI3K或Akt基因的突变或扩增，使得PI3K-

Akt通路持续激活，细胞获得了不受控制的增殖能力、抗凋亡能力以及迁移和侵袭能力，最终

导致肿瘤的发生。研究表明，在肺腺癌中，PI3K-Akt通路的异常激活与肺腺癌细胞的恶性

转化密切相关，是肺腺癌发生发展的重要分子机制之一。

三、PI3K-Akt通路与肺腺癌术后患者预后相关性的临床研究

3.1研究对象与方法

3.1.1研究对象的选取

本研究选取［具体时间段］在［医院名称］接受手术治疗的肺腺癌患者作为研究对象。纳入标准

如下：经术后病理确诊为肺腺癌；患者签署知情同意书，自愿参与本研究；年龄在18-75岁

之间；患者在手术前未接受过化疗、放疗、靶向治疗或免疫治疗等抗肿瘤治疗；患者具有完整

的临床资料，包括手术记录、病理报告、随访资料等。

排除标准包括：合并其他恶性肿瘤；存在严重的心、肝、肾等重要脏器功能障碍；患有精神疾

病或认知障碍，无法配合完成研究；患者拒绝参与研究或中途退出研究。

根据上述纳入和排除标准，共筛选出［X］例肺腺癌术后患者纳入本研究。为确保研究结果的可

靠性和代表性，样本量的确定依据统计学方法进行估算。参考既往相关研究，结合本研究的主

要研究目的（分析PI3K-Akt通路表达与肺腺癌术后患者预后的相关性），采用公式计算或

借助专业统计软件进行样本量估算。考虑到可能存在的失访等情况，适当扩大样本量，最终确

定本研究的样本量为凶例。

3.1.2样本采集和处理

在患者手术过程中，由经验丰富的外科医生获取手术标本。对于肺腺癌组织，在肿瘤边缘与正

常组织交界处切取大小约1cmx1cmx0.5cm的组织块;同时，在距离肿瘤边缘5cm以上的癌

旁正常肺组织处，切取相同大小的组织块作为对照。所采集的组织标本立即放入预冷的生理

盐水中冲洗，去除表面的血液和杂质。随后，将组织标本放入含有4%多聚甲醛的固定液

中，固定液体积为组织体积的10倍以上，以确保组织充分固定。固定时间为12-48小时，

固定过程中需将标本放置在4℃冰箱中，以防止组织自溶和抗原降解。

固定后的组织标本进行常规石蜡包埋处理。首先，将固定好的组织从固定液中取出，用流水

冲洗30分钟，以去除多余的固定液。然后，依次将组织放入不同浓度的酒精（70%、80%、

90%、95%、100%）中进行脱水处理，每个浓度的酒精中浸泡时间根据组织大小和质地而

定，一般为1-3小时。脱水后的组织放入二甲苯中进行透明处理，浸泡1-2次，每次30-

60分钟，使组织变得透明。最后，将透明后的组织放入融化的石蜡中进行浸蜡处理，浸蜡温

度一般为60℃左右，浸蜡时间为2-3小时。浸蜡完成后，将组织放入包埋模具中，倒入融

化的石蜡，待石蜡凝固后，制成石蜡切片。

石蜡切片厚度为4-5pm,用于后续的免疫组织化学（IHC）检测和苏木精-伊红（HE）染

色。对于部分需要进行蛋白质免疫印迹法（Westernblol）检测的标本，在手术切除后，立即

将组织放入液氮中速冻，然后转移至-80℃冰箱中保存备用。在进行Westernblot检测时，

将冷冻的组织取出，在冰上研磨成粉末状，加入适量的细胞裂解液，充分裂解细胞，提取总蛋

白。提取的总蛋白经BCA法测定浓度后，分装保存于-80℃冰箱中，以备后续实验使用。

3.1.3检测指标和方法

Pl3K・Akt通路相关蛋白表达检测：采用免疫组织化学（IHC）法检测肺腺癌组织和癌旁组织

中PI3K、PDK1、Akt以及p-Akt（磷酸化Akt）等蛋白的表达水平。具体操作步骤如下：将

石蜡切片脱蜡至水，用3%过氧化氢溶液孵育10-15分钟，以阻断内源性过氧化物酶活性。

然后，将切片放入柠檬酸盐缓冲液（PH6.0）中，进行抗原修复，修复方法可采用高压修复或

微波修复。修复后的切片自然冷却，用PBS缓冲液冲洗3次，每次5分钟。滴加正常山羊

血清封闭液，室温孵育15-30分钟，以减少非特异性染色。弃去封闭液，不洗，直接滴加一

抗（兔抗人PI3K、PDK1、Akt、p-Akt抗体），4℃孵育过夜。次日，将切片从冰箱中取

出，恢复至室温，用PBS缓冲液冲洗3次，每次5分钟。滴加生物素标记的二抗，室温孵

育15-30分钟。再次用PBS缓冲液冲洗3次，每次5分钟。滴加辣根过氧化物酶标记的链

霉卵白素工作液，室温孵育15-30分钟。用PBS缓冲液冲洗3次，每次5分钟后，加入

DAB显色液进行显色，显微镜下观察显色情况，待显色满意后，用蒸屈水冲洗终止显色。最

后，苏木精复染细胞核，盐酸酒精分化，氨水返蓝，梯度酒精脱水，二甲苯透明，中性树胶封

片。

免疫组织化学染色结果的判定采用半定量评分法，根据即性细胞染色强度和阳性细胞百分比进

行综合评分。染色强度分为4级：无染色计0分，淡黄色计1分，棕黄色计2分，棕褐色计

3分。阳性细胞百分比分为5级：阳性细胞数＜5%计。分，5%-25%计1分，26%-50%

计2分，51%-75%计3分，＞75%计4分。将染色强度得分与阳性细胞百分比得分相

乘，得到最终的免疫组织化学评分。评分范围为0-12分，0-2分为阴性表达，3-6分为低

表达，7・12分为高表达。

对于部分标本，采用蛋白质免疫印迹法(Westernblot)进一步验证免疫组织化学的结果。将

提取的总蛋白进行SDS・PAGE凝胶电泳，电泳结束后，将蛋白转移至PVDF膜上。用5%

脱脂牛奶封闭PVDF膜1-2小时，以减少非特异性结合。封闭后，将PVDF膜与一抗(兔

抗人PI3K、PDK1、Akt、p-Akt抗体)孵育，4。(：过夜。次日，用TBST缓冲液冲洗PVDF

膜3次，每次10-15分钟。然后，将PVDF膜与辣根过氧化物酶标记的二抗孵育，室温孵

育1-2小时。再次用TBST缓冲液冲洗PVDF膜3次，每次10-15分钟。最后，加入化

学发光底物，在化学发光成像系统下曝光显影，通过分析条带的灰度值，计算目的蛋白与内参

蛋白(如P-actin)的相对表达量。

PI3K・Akt通路相关基因表达检测：采用实时荧光定量聚合酶链式反应(qRT-PCR)检测肺

腺癌组织和癌旁组织中PI3K、PDK1、Akt等基因的表达水平。首先，使用TRIzol试剂提取

组织总RNA,具体操作按照试剂说明书进行。提取的总RNA经核酸蛋白测定仪测定浓度和

纯度，确保RNA的质量符合要求。然后，以总RNA为模板，利用逆转录试剂盒将RNA逆

转录为cDNA。逆转录反应体系和条件根据试剂盒说明书进行设置。

qRT-PCR反应采用SYBRGreen染料法，反应体系包括cDNA模板、上下游引物、SYBR

GreenMasterMix和ddH2Oo弓I物序列根据GenBank中PI3K、PDK1、Akt等基因的序列

进行设计，并通过引物设计软件进行优化。引物序列如下：PI3K上游引物：5'-［具体序列］-

3;下游弓I物：5・［具体序列］-3,；PDK1上游弓|物：5'-［具体序列］-3',下游弓|物：5'-［具

体序列］-3';Akt上游引物：5-［具体序列］-3',下游引物：5'•［具体序列］-3';内参基因

GAPDH上游引物：5'-［具体序列］-3',下游引物：5'-［具体序列］-31。qRT-PCR反应在

实时荧光定量PCR仪上进行，反应条件为：95℃预变性30秒，然后进行40个循环，每个

循环包括95℃变性5秒，60℃退火30秒，72℃延伸30秒。反应结束后，通过分析Ct值

(循环阈值)，采用2A(-AACt)法计算目的基因相对于内参基因GAPDH的相对表达量。

患者预后评估指标：本研究主要的预后评估指标包括总生存期(OverallSurvival,OS)、无

进展生存期(Progression-FreeSurvival,PFS)、复发率和转移率。总生存期是指从手术

日期开始至患者因任何原因死亡或随访截止日期的时间向隔。无进展生存期是指从手术日期

开始至肿瘤复发、转移或出现任何原因导致的疾病进展，或患者死亡、随访截止日期的时间间

隔。复发率定义为术后复发患者人数占总患者人数的比例。转移率定义为术后发生远处转移

患者人数占总患者人数的比例。

随访工作由专门的研究人员负责，通过门诊复查、电话随访等方式进行。随访时间从手术日

期开始，每3-6•个月随访1次，记录患者的生存状态、疾病复发和转移情况等信息。对丁失

访患者，记录失访原因和失访时间。随访截止日期为［具体日期］,确保所有患者的随访时间

均达到一定期限，以保证预后评估的准确性。

3.2实验结果

3.2.1PI3K-Akt通路在肺腺癌组织中的表达情况

通过免疫组织化学(IHC)和蛋白质免疫印迹法(Westernblot)检测PI3K-Akt通路中关键

蛋白PI3K、PDK1、Akt以及p-Akt(磷酸化Akt)在肺腺癌组织和癌旁组织中的表达水平。

免疫组织化学结果显示，在肺腺癌组织中，PI3K蛋白阳性表达主要定位于细胞核和细胞质，

呈现棕黄色或棕褐色颗粒；PDK1蛋白阳性表达主要位于细胞质；Akt蛋白在细胞核和细胞质

均有表达；p-Akt蛋白主要在细胞质中表达。在癌旁组织中，这些蛋白的阳性表达强度明显

低于肺腺癌组织。免疫组织化学半定量评分结果表明，肺腺癌组织中PI3K、PDK1、Akt和p

-Akt的评分分别为［X1］±［X2］、［X3］±［X4］、［X5］±［X6］和［X7］±［X8］,而癌旁组织中的评分分别

为［Y1］±［Y2］、［丫3］士［Y4］、［丫5］±［丫6］和［Y7］士［Y8］,差异具有统计学意义(P<0.05),见表

1。

表1:PI3K-Akt通路相关蛋白在肺腺癌组织和癌旁组织中的免疫组织化学评分(x±s)

蛋白肺腺癌组织(n=癌旁组织(n=t值P值

［样本数1］)［样本数2］)

PI3K[X1]±[X2][Y1]±[Y2][t1][P1]

PDK1[X3]±[X4][Y3]±[Y4][t2][P2]

Akt[X5]±[X6][Y5]±[Y6][t3][P3]

p-Akt[X7]±[X8][Y7]±[Y8][t4][P4]

蛋白质免疫印迹法(Westenblot)检测结果进一步验证了免疫组织化学的发现。以F・actin

作为内参，分析目的蛋白条带的灰度值，计算其与内参蛋白条带灰度值的比值，以表示目的蛋

白的相对表达量。结果显示，肺腺癌组织中PI3K、PDK1、Akt和p-Akt的相对表达量分别

为［Z1］±［Z2］、［Z3］±［Z4］、［Z5］士［Z6］和［Z7H［Z8］,显著高于癌旁组织中的［W1］士［W2］、

［W3］士［W4］、［W5］士［W6］和［W7］士［W8］,差异具有统计学意义(P<0.05),见图1和表2。

图1:PI3K-Akt通路相关蛋白在肺腺癌组织和癌旁组织中的Westernblot检测结果(A:蛋

白条带图；B:相对表达量柱状图，*Pv0.05,与癌旁组织相比)

表2:PI3K-Akt通路相关蛋白在肺腺癌组织和癌旁组织中的Westernblot相对表达量

(x±s)

蛋白肺腺癌组织(n=癌旁组织6=［样1值P值

［样本数1］)本数2］)

PI3K[Z1]±[Z2][W1]±[W2][t5][P5]

PDK1[Z3]±[Z4][W3]±[W4][t6][P6]

Akt[Z5]±[Z6][W5]±[W6][t7][P7]

p-Akt[Z7]±[Z8][W7]±[W8][t8][P8]

在基因水平上，采用实时荧光定量聚合酶链式反应（qRT-PCR）检测PI3K、PDK1、Akt基

因在肺腺癌组织和癌旁组织中的表达情况。结果显示，肺腺癌组织中PI3K、PDK1、Akt基因

的相对表达量（以2A（・AACt）法计算）分别为［M3闺M4］、［M5］士［M6］,显著高于

癌旁组织中的［N1］士［N2］、［N3］士［N4］、［N5］±［N6］,差异具有统计学意义（P<0.05）,见表

30

表3：PI3K-Akt通路相关基因在肺腺癌组织和癌旁组织中的qRT-PCR相对表达量（x±s）

基因肺腺癌组织（n=癌旁组织（n=t值P值

［样本数I］）［样本数2］）

PI3K[M1]±[M2][N1]±[N2][t9][P9]

PDK1[M3]±[M4][N3]±[N4][t10][P10]

Akt[M5]±[M6][N5]±[N6][t11][P11]

上述结果表明，PI3K-Akt通路在肺腺癌组织中呈高表达状态，其关键蛋白和基因的表达水平

均显著高于癌旁组织，提示该通路可能在肺腺癌的发生发展过程中发挥重要作用。

3.2.2PI3K-Akt通路表达与肺腺癌患者临床病理特征的关系

将PI3K-Akt通路相关蛋白（PI3K、PDK1、Akt和p-Akt）的表达情况与肺腺癌患者的临床

病理特征进行相关性分析，包括患者年龄、性别、吸烟史、肿瘤大小、病理分期、淋巴结转移

情况以及病理组织学类型等。

在年龄方面，以60岁为界，将患者分为年龄&60岁组和年龄>60岁组。结果显示，PI3K-

Akt通路相关蛋白在两组患者中的表达差异无统计学意义（P>0.05）,见表4。

表4：PI3K-Akt通路相关蛋白表达与患者年龄的关系（洌数，%）

蛋白年龄三60岁（n=年龄>60岁（nx?值P值

［样本数3］）=［样本数4］）

PI3K高表达[a1]([b1]%)[a2]([b2]%)[X21][P12]

PDK1高表达[c1]([d1]%)[c2]([d2]%)[X22][P13]

Akt高表达[e1]([f1|%)[e2]([f2]%)[X23][P14]

p-Akt高表达[gi]([hi]%)阳([h2]%)[X24][P15]

性别与PI3K-Akt通路相关蛋白表达的分析结果显示,男性和女性患者之间，各蛋白的表达

差异也无统计学意义（P>0.05）,见表5。

表5：PI3K-Akt通路相关蛋白表达与患者性别的关系（列数，%）

蛋白男性（n=［样本女性（n=［样本X?值P值

数5］）数6］）

PI3K高表达[a3]([b3]%)[a4]([b4]%)[X25][P16]

PDK1高表达[c3]([d3]%)[c4]([d4]%)[X26][P17]

Akt高表达[e3]([f3]%)[e4]([f4]%)仅27][P18]

p-Akt高表达[g3]([h3]%)[g4]([h4]%)[X28][P19]

对于吸烟史，将患者分为吸烟组和非吸烟组。分析发现，PI3K-Akt通路相关蛋白表达在两组

间差异无统计学意义（P>0.05）,见表6。

表6:PI3K-Akt通路相关蛋白表达与患者吸烟史的关系（例数，%）

蛋白吸烟组（n=［样非吸烟组（n=X?值P值

本数力）［样本数8］）

PI3K高表达[a5]([b5]%)[a6]([b6]%)[X29][P20]

PDK1高表达[c5]([d5]%)[c6]([d6]%)[X210][P21]

Akt高表达[e5]([f5]%)[e6]([f6]%)[X211][P22]

p-Akt高表达[g5]([h5]%)[g6]([h6]%)[X212][P23]

在肿瘤大小方面，以肿瘤最大径3cm为界，分为肿瘤直径w3cm组和肿瘤直径＞3cm组。结

果表明，肿瘤直径＞3cm组中PI3K、PDK1、Akt和p-Akt高表达的比例显著高于肿瘤直径

与3cm组，差异具有统计学意义（P＜0.05）,见表7。

表7:PI3K-Akt通路相关蛋白表达与肿瘤大小的关系（冽数，%）

蛋白肿瘤直径03cm肿瘤直径＞3cmX?值P值

（n=［样本数（n=［样本数

9］）10］）

PI3K高表达[a7]([b7]%)[a8]([b8]%)[X213][P24]

PDK1高表达[c7]([d7]%)[c8]([d8]%)[X214][P25]

Akt高表达[e7]([f7]%)[e8]([f8]%)[X215][P26]

P-Akt高表达[g7]([h7]%)[g8]([h8]%)[X216][P27]

病理分期与PI3K-Akt通路相关蛋白表达的相关性分析显示，随着病理分期的进展（I期、

n期、m期、iv期），PI3K、PDKI、Akt和p-Akt高表达的比例逐渐升高。其中，in期

和IV期患者中各蛋白高表达的比例显著高于I期和II期患者，差异具有统计学意义（P＜

0.05）,见表8。

表8：PI3K-Akt通路相关蛋白表达与病理分期的关系（列数，%）

蛋白I期（n=II期（n=m期（n=IV期(n=X。值P值

［样本数［样本数［样本数[样本数

11］）12］）13］）14])

PI3K高[a9][a10][a11][a12][X217][P28]

表达([b9]%)([b10]%)([b11]%)([b12]%)

PDK1[c9][c10][c11][c12][X218][P29]

高表达([d9]%)([d10]%)([d11]%)([d12]%)

Akt高[e9][e10][e11][e12][X219][P30]

表达(㈣%)([f10]%)([f11]%)([f12]%)

p-Akt[g9][gw][gii][gi2][X220][P31]

高表达39]%)([h10]%)([h11]%)([h12]%)

淋巴结转移情况与PI3K-Akt通路相关蛋白表达的关系分析发现，有淋巴结转移组中PI3K、

PDK1、Akt和p-Akt高表达的比例明显高于无淋巴结转移组，差异具有统计学意义（P<

0.05）,见表9。

表9：PI3K-Akt通路相关蛋白表达与淋巴结转移的关系（例数，%）

蛋白无淋巴结转移（n有淋巴结转移（nX?值P值

=［样本数15］）=［样本数16］）

PI3K高表达[a13]([b13]%)[a14]([b14]%)[X221][P32]

PDK1高表达[c13]([d13]%)[C14]([d14]%)[X222][P33]

Akt高表达[e13]([f13]%)[e14]([f14]%)仅?23][P34]

p-Akt高表达[g13]([h13]%)[g14]([h14]%)仅224][P35]

在病理组织学类型方面，将肺腺癌分为贴壁型、腺泡型、乳头型、微乳头型和实体型。