乳腺癌肺轉移的機制研究進展及其臨床指導作用△

胡嘯明　劉勝上海中醫(yī)藥大學附屬龍華醫(yī)院中醫(yī)外科研究所，上海232

乳腺癌肺轉移的機制研究進展及其臨床指導作用△

胡嘯明劉勝#
上海中醫(yī)藥大學附屬龍華醫(yī)院中醫(yī)外科研究所，上海2000320

乳腺癌復發(fā)轉移是導致患者死亡的最主要原因。其中肺轉移發(fā)生率最高，患者預后最差，是近年來研究的難點和熱點。本文以分子生物學、理論或假說方面切入，從微觀和宏觀角度回顧了近年來關于乳腺癌肺轉移機制的研究進展及其對臨床的指導作用。

乳腺癌肺轉移；機制研究；臨床轉化

乳腺癌患者死亡主要歸因于遠處臟器轉移，其中以肺轉移發(fā)生率最高。初診患者即有遠處轉移者約占30%，而術后患者仍有50%的可能性會出現(xiàn)遠處轉移[1]，復發(fā)轉移大多出現(xiàn)在患病后第2～3年和第5年兩個時間段。轉移性乳腺癌患者治療效果不甚理想，5年生存率約為20%[2]，其中以乳腺癌肺轉移患者療效最差[3]。因此，對乳腺癌肺轉移機制的研究和尋求新的治療方法是目前該領域的核心問題，本文就近年來乳腺癌肺轉移的分子機制的主要研究進展及其對臨床的指導作用予以概述。

1　分子生物學

肺、骨骼和肝臟是癌癥一些常見的轉移部位，近年來隨著分子生物學研究的不斷深入，新的研究成果為研究人員認識癌癥轉移機制提供了新的視角，同時也有助于臨床上制定新的治療策略。

1.1基因、蛋白學

乳腺癌肺轉移是一個復雜的生物學過程，腫瘤細胞的生長擴散需要不斷與周圍環(huán)境進行物質及信息交換，而基因、蛋白在這其中充當著介質作用。因此，研究乳腺腫瘤細胞的基因、蛋白可以間接了解肺轉移的形成機制，而這些被篩選出的基因、蛋白最終可以作為生物標志物，用來預測肺轉移的風險，為臨床治療提供新的靶點。

有研究者[3]運用基因芯片技術比較相同遺傳背景的高、低肺轉移潛能乳腺癌細胞株的mRNA，發(fā)現(xiàn)近60個基因發(fā)生了2倍以上的表達變化，這些基因涉及細胞生長代謝、遷移、信號轉導和免疫調節(jié)等多種功能，一方面表明了腫瘤轉移機制的復雜性，同時也提示乳腺癌肺轉移研究中多基因檢測的必要性。在40%以上的乳腺癌患者中，MTDH/AEG-1基因存在過度表達。近年來基于MTDH/AEG-1的DNA疫苗已研發(fā)出來，被證明能抑制乳腺癌肺轉移，并能增強化療敏感性，這種疫苗與化療結合將為乳腺癌的臨床治療提供新的治療策略[4]。在雌激素受體陰性乳腺癌患者中，一個新的轉移抑制基因RARRES3[5]下調可降低乳腺腫瘤細胞黏附到肺實質的能力，因此RARRES3可作為乳腺癌肺轉移患者一個潛在的生物標志物，通過檢測其表達水平以確定可能從新輔助治療中獲益的人群。

在相關蛋白中，轉化生長因子β（transforming growth factor β，TGFβ）受體[6]是一種存在于正常細胞及腫瘤細胞表面上的跨膜糖蛋白，在包括乳腺癌在內(nèi)的多種癌癥的患者中，TGFβ具有雙向調節(jié)作用。Smad蛋白是TGFβ信號的轉導分子，可將TGFβ信號由細胞膜轉導進入細胞核。TGFβ-Smad信號轉導通路在乳腺癌肺轉移中具有特異性，近年來，研究人員[7]積極開發(fā)出的ALK5（TβRI）激酶抑制劑EW-7195，其對TGFβ誘導的Smad信號和上皮間質轉化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）具有抑制作用，并能減少乳腺癌患者肺轉移瘤的形成。斯坦尼鈣調節(jié)蛋白1（stanniocalcin 1，STC1）[8]是一種分泌型糖蛋白，與腫瘤的發(fā)生發(fā)展有關。原位癌高表達STC1的乳腺癌患者更容易發(fā)生遠端轉移，特別是與乳腺癌肺轉移密切相關。因此，臨床上可通過監(jiān)測STC1表達水平來對乳腺癌患者轉移概率進行預測。Gao等[9]在乳腺癌肺轉移機制的研究過程中，在小鼠肺中檢測到Coco蛋白。Coco蛋白來自于乳腺腫瘤細胞，可激活肺中處于休眠狀態(tài)的癌細胞，形成肺轉移灶。當研究人員通過基因沉默技術讓乳腺腫瘤細胞無法生成Coco蛋白，結果未出現(xiàn)肺轉移灶。因此在臨床上，可以通過監(jiān)測Coco蛋白預測乳腺癌患者何時出現(xiàn)肺臟轉移；同時可以積極研發(fā)特異性單克隆抗體，阻斷或減少乳腺癌患者肺轉移的發(fā)生。

1.2表觀遺傳學

乳腺癌肺轉移除與基因、蛋白學有關外，還與表觀遺傳學密切相關。基因啟動子或第一個外顯子區(qū)CpG島的超甲基化是一種最常見的表觀遺傳學改變形式，它可抑制基因的表達。趨化因子受體-4（chemokineReceptor-4，CXCR-4）是趨化因子SDF-1的受體，表達在乳腺癌在內(nèi)多種腫瘤細胞的表面，可促進腫瘤的轉移。CXCR-4存在CpG島，在實驗研究中[10]，采用DNA甲基轉移酶抑制劑5-雜氮-2′-脫氧胞苷通過去甲基化機制可上調CXCR-4的表達，從而促進乳腺癌的肺轉移。由于DNA甲基化是一個可以逆轉的基因修飾過程，甲基化狀態(tài)的改變相對容易并且能保持穩(wěn)定地遺傳，所以表觀遺傳學治療乳腺癌肺轉移是較有前景的腫瘤基因治療手段。

2　理論或學說

乳腺癌肺轉移是多種因素交互作用、制約及影響的極其復雜的病理過程，其具體機制至今尚未闡述清楚，但是相關理論或學說卻層出不窮，近年來比較有代表性的有“上皮間質轉化（EMT）”、“微環(huán)境”以及“自激注入”等。

2.1EMT

EMT理論來源于發(fā)育生物學，是指上皮細胞通過特定程序轉化為具有間質表型細胞的生物學過程。它在腫瘤轉移領域初步得到了證實，即腫瘤細胞出現(xiàn)EMT后更易發(fā)生侵襲和轉移。目前，已經(jīng)有大量的研究從體內(nèi)和體外雙方面驗證了EMT在乳腺癌肺轉移過程中的關鍵作用［11-12］。

“上皮間質轉化”學說認為，EMT多發(fā)生在乳腺癌轉移的起始階段，發(fā)生EMT的乳腺癌細胞的數(shù)量多少決定著最終發(fā)生肺轉移概率的大小。目前研究的熱點主要集中在EMT的調控機制上，而microRNA在其中發(fā)揮著重要作用，找到關鍵microRNA，將有助于篩選出預測乳腺癌早期轉移的生物標志物。microRNA-335[13]是經(jīng)證實具有抑制乳腺腫瘤細胞生長和轉移至肺的作用，利用microRNA的調控作用未來在臨床上有可能解決乳腺癌的復發(fā)和轉移難題。

2.2微環(huán)境與趨化因子及受體

微環(huán)境理論認為，乳腺癌患者肺臟局部微環(huán)境的改變，如持續(xù)的炎性反應、基質的重建、血管或淋巴管的生成、活性氧分子以及其他有活性的致癌分子的增加，實際上是為吸引乳腺腫瘤細胞遷徙至肺做前期準備工作，最終導致肺轉移灶的形成[14]。

趨化因子在構建適宜腫瘤細胞生長和促進其遷徙的微環(huán)境方面發(fā)揮著重要作用，它主要通過招募骨髓來源細胞來完成。趨化因子和趨化因子受體之間可構成生物學軸，重要的有CXCL12/CXCR4、CCL5/CCR5、CCL2/CCR2以及CCL21/CCR7等，目前已知趨化因子CXCR-4具有促乳腺癌肺轉移的作用[10]。近年來，針對腫瘤微環(huán)境的調控作用、以腫瘤微環(huán)境為靶點的抗腫瘤藥物開發(fā)研究層出不窮，如針對趨化因子及受體的拮抗劑、針對血管內(nèi)皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）及其受體家族的拮抗劑、針對巨噬細胞集落刺激因子1（CSF-1）的單克隆抗體等[15]。

2.3自激注入

自激注入是腫瘤轉移領域近年來的新興學說，主要指血液的中循環(huán)腫瘤細胞（circulating tumor cell，CTC）除了通過外滲遷徙并定植到遠處臟器形成轉移灶外，還能再度循環(huán)、侵襲到原發(fā)灶內(nèi)并繼續(xù)增殖，促進原發(fā)瘤的生長，即CTC的自身種植（self-seeding）［16-17］。

自激注入現(xiàn)象普遍存在于乳腺癌、結腸癌和黑色素瘤等多種腫瘤中，其發(fā)現(xiàn)為腫瘤領域研究提供了新的視角，也促使人們重新認識乳腺癌的發(fā)生、發(fā)展，包括肺轉移灶形成的具體作用機制。最近有研究[18]發(fā)現(xiàn)：對于在接受一線化療21 d后出現(xiàn)持續(xù)增長CTC的包括肺轉移性在內(nèi)的乳腺癌患者，早期改變化療方案并不延長總體生存率，對于這些患者而言，一個有效的綜合治療方案，要好于標準化療。然而，如何利用CTC指導臨床治療仍需更多相關的臨床研究。

2.4EMT與微環(huán)境、自激注入學說的相互關系

上述3種代表性學說從各自某種角度出發(fā)都是具有說服力的，但在乳腺癌肺轉移的生物學機制中，這些學說往往會相互交融，聯(lián)合發(fā)揮作用。有研究發(fā)現(xiàn)[19]在乳腺癌患者的血液中檢測到具有自激注入能力的乳腺癌干細胞，且這些乳腺癌干細胞部分表現(xiàn)出了間質細胞的表型特征，表明這些CTC已經(jīng)發(fā)生了EMT。當乳腺癌細胞處于缺氧微環(huán)境中，通過調節(jié)缺氧誘導因子-1α（hypoxia inducible factor-1α，HIF-1α），使乳腺癌侵襲和轉移的能力增加，而在向周圍組織及遠處器官侵襲和轉移的過程中，證實存在著EMT[20]。EMT不但有利于乳腺癌腫瘤細胞脫離原發(fā)灶，而且可促進腫瘤細胞異處定植、分裂并形成轉移灶。目前在包括乳腺癌在內(nèi)的多種腫瘤中發(fā)現(xiàn)，參與調節(jié)EMT的多個信號通路也參與對CTC自我種植的調節(jié)，故靶向調控EMT和CTC共同信號通路如Wnt通路[21]，將是未來一種新興治療策略。

總之，不論從微觀還是從宏觀角度去研究乳腺癌肺轉移的作用機制，怎樣將其研究結果用于指導臨床、服務臨床始終是相關研究人員未來工作的聚焦點和難點。

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R737.9

A

10.11877/j.issn.1672-1535.2016.14.01.13

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（corresponding author），郵箱：lshtcm@163.com

2015-10-13）