乳腺癌內分泌治療耐藥相關信號通路的研究進展

武星星，王伏生，胡耀峰，任棟梁，馮冬青，王宏宇

1山西醫科大學第二臨床醫學院，太原030001

2山西醫科大學第二醫院乳腺外科，太原0300010

乳腺癌是性激素受體依賴的腫瘤之一，其中約有75%的乳腺癌患者為雌激素受體（estrogen receptor，ER）陽性[1]。目前，內分泌治療在ER陽性乳腺癌患者的治療中占有重要地位[2]。內分泌治療是激素受體（hormone receptor，HR）陽性乳腺癌患者全身治療的基礎方法之一，研究表明，約50%的ER陽性乳腺癌患者，及約75%的ER和孕激素受體（progesterone receptor，PR）同時陽性乳腺癌患者將從內分泌治療中獲益[3]。選擇性ER調節劑（如氟維司群等）、ER拮抗劑（如他莫昔芬等）和芳香化酶抑制劑（如阿那曲唑等）為乳腺癌內分泌治療的主要藥物。已有研究表明，對HR陽性乳腺癌患者行內分泌治療，可將患者的復發風險降低約40%[4]。但是，在輔助內分泌治療超過2年或完成輔助內分泌治療12個月內，多數患者可對內分泌治療產生耐藥性（獲得性耐藥），而部分患者可能無法對初始治療做出反應（原發性耐藥），進而導致腫瘤復發轉移[5]。因此，克服原發性或繼發性乳腺癌內分泌治療耐藥是提高乳腺癌治療效果的關鍵。目前，針對乳腺癌內分泌治療耐藥機制研究較多的為細胞周期蛋白依賴性激酶（cyclin dependent kinase，CDK）4/6-視網膜母細胞瘤（retinoblastoma，RB）軸、磷脂酰肌醇-3-激酶（phosphatidylinositol 3 kinase，PI3K）/蛋白激酶 B（protein kinase B，PKB，又稱AKT）/雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycinm，MTOR）信號通路、ESR1基因突變和表觀遺傳修飾等。本文就乳腺癌內分泌治療耐藥相關的信號通路及靶向藥物的研究進展作一綜述。

1 CDK 4/ 6

細胞周期蛋白D1（cyclin D1）和CDK4是參與管腔上皮細胞增殖的重要因子，其在HR陽性乳腺癌的發生中具有重要作用。cyclin D1與CDK4結合可以形成蛋白復合物，P21蛋白通過抑制DNA復制，使該蛋白復合物穩定，進而呈現為一種活性全酶。隨后，活性全酶單磷酸化RB蛋白，促進E2F轉錄因子釋放，進而誘導細胞周期蛋白E的表達，促進細胞周期由G1期進入到S期[6]。cyclin D1-CDK4/6軸過度活躍時，能夠促使細胞周期從G1期向S1期轉變，導致乳腺癌細胞過度增殖。CDK4/6是細胞周期的關鍵調節因子，其被激活時便可以促進乳腺癌細胞的增殖。cyclin D1-CDK4/6復合物通過磷酸化關鍵的腫瘤抑制因子，使細胞周期進程中的轉錄因子釋放，CDK4/6在細胞周期調控中的重要作用使之成為腫瘤治療的有效靶點，尤其在乳腺癌中[7-8]。目前，已經用于臨床的CDK4/6抑制劑有3種，分別為帕博西林、瑞博西林、玻瑪西林，這些藥物可以防止RB腫瘤抑制因子的磷酸化，從而引發腫瘤細胞的細胞周期在G1期停滯，發揮抑制腫瘤細胞增殖的作用。

帕博西林不僅可以通過阻斷RB蛋白的磷酸化，下調E2F靶向基因，阻滯細胞周期，還可以使轉錄因子FXM1失活，抑制細胞增殖[9]。除了抗腫瘤細胞增殖作用外，帕博西林還可以抑制上皮-間充質轉化及腫瘤細胞侵襲[10]。PALOMA-1試驗[11]和PALOMA-2試驗[12]針對未接受任何治療的絕經后ER陽性、人表皮生長因子受體2（human epidermalgrowth factor receptor-2，HER2）陰性晚期乳腺癌患者進行研究，結果均顯示帕博西林聯合來曲唑組患者的無進展生存率高于來曲唑組患者，表明帕博西林聯合來曲唑可能作為ER陽性、HER2陰性晚期乳腺癌患者的一線治療方案。PALOMA-3試驗對帕博西林聯合氟維司瓊治療既往內分泌治療失敗的HR陽性、HER2陰性的絕經前或絕經后晚期乳腺癌患者的療效進行評估，結果表明帕博西林聯合氟維司瓊組患者的無進展生存期為9.2個月，長于安慰劑組患者的3.8個月，差異有統計學意義（P＜0.05）[13]。

瑞博西林是一種高選擇性的CDK4/6抑制劑，在乳腺癌中具有潛在的抗腫瘤活性[14]。研究表明，瑞博西林聯合3-磷酸肌醇依賴性蛋白激酶1（3-phosphoinositide-dependent protein kinase 1，PDK1）抑制劑GSK23 34 470可以有效抑制ER陽性乳腺癌細胞的增殖，并促進細胞凋亡[15]。CDK4/6抑制劑聯合內分泌治療時，瑞博西林與PI3K/MTOR抑制劑在促進乳腺癌細胞凋亡方面具有協同作用。MONALEESA-2試驗對CDK4/6抑制劑治療HR陽性、HER2陰性的絕經后晚期乳腺癌患者的療效進行分析，結果顯示瑞博西林聯合來曲唑組患者的無進展生存期明顯長于安慰劑聯合來曲唑組患者，但骨髓抑制發生率高于安慰劑聯合來曲唑組患者[16]。

與帕博西林和瑞博西林相比，玻瑪西林對CDK4和CDK6具有相同的親和力，其對CDK4的選擇性高于CDK6，且具有抗CDK9活性[17]。玻瑪西林對三磷酸腺苷結合轉運蛋白B1（adenosine triphosphate-binding cassette transporter protein B1，ABCB1）或三磷酸腺苷結合轉運蛋白G2（adenosine triphosphate-binding cassette transporter protein G2，ABCG2）過表達的腫瘤細胞療效顯著，其可以通過抑制ABCB1和ABCG2將抗腫瘤藥物運送到腫瘤細胞外，逆轉ABCB1或ABCG2誘導的多藥耐藥[18]。MONARCH 2試驗對玻瑪西林治療ER陽性、HER2陰性進展期乳腺癌患者的療效進行分析，結果顯示玻瑪西林聯合氟維司瓊組患者的中位無進展生存期長于安慰劑聯合氟維司瓊組患者（16.4個月vs9.3個月），差異有統計學意義（P＜0.05）[19]。

2 PI 3K/AKT/MTOR

PI3K/AKT/MTOR信號通路促進了細胞的生長、增殖、轉移和血管生成等[20]，細胞內信號通路相關因子的突變是腫瘤發生的關鍵驅動因素，因此在腫瘤治療中具有重要意義。由受體酪氨酸激酶（receptor tyrosine kinase，RTK）激活后的PI3K可以磷酸化磷脂酰肌醇-4，5-雙磷酸（phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate，PIP2）形成磷脂酰肌醇-3，4，5-三磷酸（phosphatidylinositol 3,4,5-triphosphate，PIP3），PIP3通過同源結構域與多個下游介質[如AKT、PDK1、3-磷酸肌醇依賴性蛋白激酶 2（3-phosphoinositide-dependent protein kinase 2，PDK2）等]相結合，促使PIP3向細胞膜聚集，進而激活AKT，活化的AKT直接磷酸化MTOR使其激活。PI3K/AKT/MTOR信號通路的異常激活與乳腺癌的發生發展密切相關，其可以促進乳腺癌細胞的增殖，加速乳腺癌的進展，增加乳腺癌的惡性程度，誘導內分泌治療耐藥的發生[21]。

第一代PI3K抑制劑LY294002和Wortmannin因低溶解性、不穩定性和高毒性而限制了臨床應用價值[22]。BYL719是第一個特異性靶向P110亞型藥物，在早期的臨床試驗中顯示出可觀的功效和可接受的毒性譜，為晚期管腔型乳腺癌患者提供了一種新型的治療方法[23]。目前，針對新輔助治療的PI3K抑制劑的試驗也在進行中[24]。

依維莫司是雷帕霉素靶蛋白復合物1（mammalian target of rapamycin complex 1，MTORC1）中MTOR的變構抑制劑。美國食品藥品管理局（Food and Drug Administration，FDA）批準依維莫司聯合依西美坦用于AI治療失敗的絕經后HR陽性、HER2陰性的晚期乳腺癌患者的治療。BOLERO-2試驗[25]將HR陽性、HER2陰性絕經后非甾體類AI耐藥性乳腺癌患者分為依維莫司聯合依西美坦組和依維莫司聯合安慰劑組，結果顯示，依維莫司聯合依西美坦組患者的無進展生存期較依維莫司聯合安慰劑組患者明顯延長（7.8個月vs3.2個月，P＜0.01）。依維莫司可以抑制MTORC1，但對雷帕霉素靶蛋白復合物2（mammalian target of rapamycin complex 2，MTORC2）無明顯抑制作用，且且PI3K和AKT的反饋激活限制了依維莫司的有效性。新型MTOR抑制劑具有MTORC1和MTORC2雙重抑制作用，這些抑制劑正處于臨床試驗階段[26]。

3 表觀遺傳學修飾

表觀遺傳學修飾是指在D NA序列不發生改變，但在基因表達過程中發生的一組可遺傳的變化，包括DNA甲基化、組蛋白修飾和非編碼RNA調控[27]。表觀遺傳學修飾的作用主要是通過改變ER的表達來實現的，DNA甲基轉移酶（DNA methyltransferases，DNMT）可以直接與組蛋白脫乙酰基酶（histone deacetylases，HDAC）基因啟動子區的甲基-胞嘧啶磷酸鳥嘌呤（cytosine-phosphate-guanine，CpG）結合域蛋白家族相互作用，形成抑制性轉錄復合物，進而參與乳腺癌內分泌治療的耐藥過程[28]。DNA甲基化是在多梳抑制復合物和DNMT的作用下，以S-腺苷甲硫氨酸為甲基供體，CpG二核苷酸胞嘧啶環上5'端位置的氫被活性甲基取代的過程[29]。在正常細胞中，抑癌基因一般是非甲基化的，因此具有轉錄活性；但在乳腺癌中，抑癌基因高甲基化現象特別常見，DNA甲基化模式發生變化，導致抑癌基因轉錄失活，進而表達沉默，最終導致腫瘤發生[30-31]。

組蛋白修飾包括甲基化、乙酰化、磷酸化、泛素化等，其可以單獨作用或與DNA甲基化共同作用于基因調控。組蛋白與DNA結合形成核小體，通過改變組蛋白的翻譯后修飾可以改變基因的表達，但不改變DNA序列。組蛋白翻譯后修飾決定了基因組的翻譯活性，激活或反激活基因表達，進而導致腫瘤發生[32]。在乳腺癌中，ESR1基因的沉默可能繼發于基因啟動子區的高甲基化和乙酰轉移酶編碼基因的突變，而加入乙酰基的組蛋白可以改變染色質的結構，進而影響MYST1、MYST4基因的轉錄。因此，使用HDAC抑制劑可以解決乳腺癌內分泌治療耐藥的問題[33]。

恩替司他是一種選擇性HDAC抑制劑，可以通過上調ER和芳香化酶表達，恢復細胞對非甾體類AI的敏感性[34]。Ⅱ期ENCORE301臨床試驗對非甾體類AI治療后出現疾病進展的絕經后晚期乳腺癌患者進行研究，結果顯示，依西美坦聯合恩替司他組患者的無進展生存期長于依西美坦聯合安慰劑組患者（4.3個月vs2.3個月），而且依西美坦聯合恩替司他組患者的不良反應均可耐受，其中中性粒細胞減少（13%）和疲勞（11%）是該方案引起的最常見的3級或4級不良反應[35]。Ⅲ期E2112試驗選擇男性或絕經后女性、HR陽性、HER2陰性、局部晚期或發生轉移，且以往非甾體類AI治療后疾病進展的乳腺癌患者，給予依西美坦聯合恩替司他或安慰劑治療，觀察患者的無進展生存期和總生存期，并對其安全性和耐受性進行評價，但試驗結果尚未出現[36]。

4 ER基因突變

ER是乳腺癌內分泌治療的重要靶點，ER基因的表達受多種因素調控，其基因序列受DNA甲基化[37]及miRNA調控[38]。DNA甲基化可以改變ER啟動子序列，造成ER表達丟失，進而導致乳腺癌原發性內分泌治療耐藥。乳腺癌內分泌治療耐藥的另一種機制為ESR1基因改變，ESR1導致內分泌治療耐藥的主要改變形式為點突變和基因擴增。SOFFA試驗對氟維司群和依西美坦治療經非甾體類AI治療敏感的絕經后乳腺癌患者的療效進行分析，結果顯示接受氟維司群和依西美坦治療的ESR1突變患者的中位無進展生存期分別為5.7、2.9個月，差異有統計學意義（P=0.02）；而接受氟維司群和依西美坦治療的野生型ESR1患者的中位無進展生存期分別為5.4個月和8.0個月，差異無統計學意義（P=0.77），表明ESR1突變患者可從含氟維司群的治療方案中獲益[39]。PALOMA-3試驗對氟維司瓊聯合帕博西林或安慰劑治療內分泌治療失敗的HER-2陰性乳腺癌患者的療效進行分析，結果顯示，ESR1突變患者接受氟維司群聯合帕博西林治療的療效顯著優于氟維司群聯合安慰劑組[40-41]。新的選擇性雌激素受體下調劑（selective estrogen receptor downregulator，SERD）或選擇性雌激素受體調節 劑（selective estrogen receptor modulator，SERM）通過提高藥代動力學和口服生物利用度，改善了ESR1突變型乳腺癌患者的預后。目前，已經合成了幾種新的 SERDS（RAD1901、AZD9496、GDSC-0810）[42]。對于SERM藥物，巴多昔芬已被批準用于骨質疏松癥患者。在乳腺癌模型中，巴多昔芬可以抑制他莫昔芬耐藥乳腺癌細胞的生長，且其與帕博西林具有協同作用[43]。

5 小結

乳腺癌內分泌治療耐藥的機制較多，包括未提及的生長因子信號通路、絲裂原活化蛋白激酶通路等，且各調控通路的深入機制尚未完全闡明，如何逆轉和延緩乳腺癌內分泌治療耐藥的是目前臨床研究的重點之一。由于細胞的信號轉導通路是一個相互交叉復雜的網絡，聯合用藥和靶向多位點的藥物可能會有更好的療效，臨床前景更加廣闊。利用基因檢測對ER陽性乳腺癌進行精準的靶向治療對改善內分泌治療耐藥的乳腺癌患者預后及生存意義重大。