上皮鈣黏素在乳腺癌預(yù)后評(píng)價(jià)應(yīng)用中的研究進(jìn)展

李艷敏，吳雪卿，萬(wàn)華

(上海中醫(yī)藥大學(xué)附屬曙光醫(yī)院乳腺科，上海200021)

乳腺癌是全球女性最常見的惡性腫瘤之一，發(fā)病率逐年升高，據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球每年新增的乳腺癌患者由2012年的167.7萬(wàn)增加到2018年的208.9萬(wàn)[1-2]，發(fā)病率居女性惡性腫瘤之首。復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移是導(dǎo)致晚期乳腺癌患者治療失敗，甚至死亡的主要原因，2018年全球乳腺癌患者病死率為11.6%[2]。隨著早期診斷、精準(zhǔn)治療的開展，研究相關(guān)分子標(biāo)志物在乳腺癌預(yù)后評(píng)估中的作用，對(duì)于指導(dǎo)乳腺癌的治療，改善乳腺癌患者的生存質(zhì)量尤為重要。上皮鈣黏素(E-cadherin)是近年來(lái)腫瘤研究中的一個(gè)熱點(diǎn)，與肺癌[3]、胃癌[4]、肝癌[5]、結(jié)直腸癌[6]及乳腺癌[7]等多種惡性腫瘤密切相關(guān)。E-cadherin主要表達(dá)于上皮細(xì)胞，其表達(dá)水平的降低提示上皮細(xì)胞向間質(zhì)細(xì)胞發(fā)生轉(zhuǎn)化，這種變化會(huì)影響上皮源性腫瘤細(xì)胞的侵襲、增殖和轉(zhuǎn)移等多種行為[8]。此外，多項(xiàng)研究表明，E-cadherin與乳腺癌細(xì)胞中干細(xì)胞特性關(guān)系密切，而乳腺癌干細(xì)胞在腫瘤轉(zhuǎn)移、耐藥、復(fù)發(fā)等多種惡性行為中發(fā)揮了重要作用[9-11]。因此，明確E-cadherin在乳腺癌患者體內(nèi)的表達(dá)情況，了解其作用機(jī)制，研究影響E-cadherin表達(dá)的因素，對(duì)于評(píng)估患者病情進(jìn)展及預(yù)后、指導(dǎo)個(gè)體化治療有重要意義。現(xiàn)就E-cadherin在乳腺癌預(yù)后評(píng)價(jià)中的研究進(jìn)展予以綜述。

1 E-cadherin的結(jié)構(gòu)與功能

人類編碼E-cadherin的鈣黏蛋白1(cadherin 1，CDH1)基因定位于第16號(hào)染色體q22.1附近，由跨膜區(qū)的疏水基團(tuán)、細(xì)胞膜外的N端和細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的C端組成，其中N端為鈣離子的結(jié)合位點(diǎn)，C端與由α、β、γ三個(gè)亞單位及其他一些連接蛋白組成的肌動(dòng)蛋白相連接，對(duì)于維持細(xì)胞形態(tài)和調(diào)節(jié)細(xì)胞黏附具有重要作用[12]。

E-cadherin在正常上皮細(xì)胞表達(dá)，是鈣離子依賴的細(xì)胞黏附分子家族的成員之一，是調(diào)節(jié)細(xì)胞與細(xì)胞之間、細(xì)胞與基質(zhì)之間黏附反應(yīng)的跨膜糖蛋白，主要通過(guò)控制早期細(xì)胞分化途徑，在原腸胚形成過(guò)程中起關(guān)鍵作用。鑒于在胚胎發(fā)育過(guò)程中，細(xì)胞易位與癌癥轉(zhuǎn)移之間的相似性，E-cadherin被認(rèn)為是上皮源腫瘤轉(zhuǎn)移過(guò)程的重要候選調(diào)節(jié)因子[13]。同時(shí)，E-cadherin 的表達(dá)異常是上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial mesenchymal transition，EMT)的重要起始步驟，在EMT過(guò)程中，上皮細(xì)胞極性消失、細(xì)胞間黏附下降、細(xì)胞外形發(fā)生變化，E-cadherin、細(xì)胞角蛋白等上皮細(xì)胞表型標(biāo)志物表達(dá)下降，而神經(jīng)鈣黏素、波形蛋白、纖維連接蛋白等間充質(zhì)細(xì)胞表型標(biāo)志物表達(dá)上調(diào)，極化的上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)化為間充質(zhì)細(xì)胞[14]。但在腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移中，EMT被視為一個(gè)過(guò)渡階段，在遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移灶中，腫瘤細(xì)胞需要經(jīng)歷相反的過(guò)程(即EMT)才能重新定植生長(zhǎng)[15]。在乳腺癌患者中發(fā)現(xiàn)，62%的肝、肺、腦等轉(zhuǎn)移灶中E-cadherin的表達(dá)高于原發(fā)灶[16]。Gloushankova[17]認(rèn)為，腫瘤組織中的E-cadherin表達(dá)水平降低，細(xì)胞原有的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)被破壞并發(fā)生侵襲轉(zhuǎn)移，在細(xì)胞遷移到新的位置后，E-cadherin重新表達(dá)，使腫瘤細(xì)胞在繼發(fā)部位生長(zhǎng)、增殖，從而形成新的病灶。

2 E-cadherin與乳腺癌預(yù)后相關(guān)的臨床研究

作為一種腫瘤抑制蛋白，E-cadherin可作為評(píng)估乳腺癌預(yù)后的分子標(biāo)志物之一。一般來(lái)說(shuō)，在乳腺癌中，E-cadherin表達(dá)降低或缺失可以使乳腺癌細(xì)胞分化特征喪失，獲得侵襲性，同時(shí)轉(zhuǎn)移行為和不良預(yù)后的發(fā)生率也增加[8]。

2.1E-cadherin與乳腺癌病理學(xué)特征有關(guān) 在乳腺癌患者的腫瘤組織中，E-cadherin陽(yáng)性表達(dá)于細(xì)胞膜，細(xì)胞膜陽(yáng)性率評(píng)分劃分為：0，0%～10%；1+，10%～30%；2+，30%～70%；3+，>70%；當(dāng)E-cadherin評(píng)分≥2時(shí)，被定義為陽(yáng)性表達(dá)，當(dāng)評(píng)分≤1時(shí)，則為陰性表達(dá)[18]。乳腺癌最常見的病理類型包括浸潤(rùn)性導(dǎo)管癌、浸潤(rùn)性小葉癌、導(dǎo)管原位癌和小葉原位癌等。E-cadherin在導(dǎo)管原位癌中幾乎100%陽(yáng)性表達(dá)，在部分高級(jí)別導(dǎo)管癌中降低或缺失，在乳腺小葉原位癌及浸潤(rùn)性癌中僅部分缺失[8]。在浸潤(rùn)性小葉癌中，E-cadherin的完全缺失率為86%～100%[19]；在浸潤(rùn)性導(dǎo)管癌中，E-cadherin表達(dá)的降低率為30%～60%，完全缺失率僅為7.2%[20]。在組織學(xué)特征不明的腫瘤中，E-cadherin可作為鑒別乳腺導(dǎo)管癌和小葉癌的重要分子標(biāo)志物。在浸潤(rùn)性導(dǎo)管癌中，E-cadherin表達(dá)降低或缺失是一種復(fù)雜的生物學(xué)現(xiàn)象，并非在乳腺癌初期發(fā)生，可能與腫瘤后期基因組不穩(wěn)定有關(guān)，并對(duì)浸潤(rùn)性小葉癌產(chǎn)生不同的影響[21]。

研究表明，E-cadherin表達(dá)下調(diào)與腫瘤大小、淋巴結(jié)狀況、TNM分期和組織學(xué)分級(jí)有關(guān)[22]。在TNM分期為Ⅰ期、Ⅱ期以及Ⅲ期的乳腺癌患者中，E-cadherin的表達(dá)率逐漸下降[23]。此外，與TNM分期為Ⅰ～Ⅱ期和無(wú)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的乳腺癌患者相比，TNM分期Ⅲ～Ⅳ期和有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移者的E-cadherin陽(yáng)性表達(dá)率均較低[24]。在腫瘤大小、組織學(xué)分級(jí)和淋巴結(jié)狀態(tài)一致的基礎(chǔ)上，多中心或多灶性乳腺癌中E-cadherin的表達(dá)較單一病灶者顯著下調(diào)，提示E-cadherin的低表達(dá)可能促進(jìn)乳腺癌多發(fā)病灶的發(fā)生，預(yù)后較差[25]。

與非三陰性乳腺癌患者相比，三陰性乳腺癌患者腫瘤組織中E-cadherin陽(yáng)性表達(dá)率較低，且與腫瘤大小、TNM分期及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關(guān)，當(dāng)腫瘤直徑<2 cm、TNM分期為Ⅰ期，無(wú)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移時(shí)，E-cadherin陽(yáng)性表達(dá)率較高，但與患者年齡、絕經(jīng)狀態(tài)及組織學(xué)分級(jí)無(wú)關(guān)[26]。Liu等[27]運(yùn)用回顧性研究和薈萃分析的方法，探討E-cadherin表達(dá)與浸潤(rùn)性非小葉性乳腺癌分子亞型的關(guān)系，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，三陰性乳腺癌患者E-cadherin低表達(dá)率(31.6%)顯著高于Luminal A型(10%)、Luminal B型(14.9%)以及人表皮生長(zhǎng)因子受體2過(guò)表達(dá)型(7.1%)。還有研究發(fā)現(xiàn)，人表皮生長(zhǎng)因子受體2和雌激素受體可能參與了E-cadherin表達(dá)降低的調(diào)控[28]，但具體機(jī)制需要進(jìn)一步研究。

2.2E-cadherin與乳腺癌預(yù)后評(píng)估有關(guān) E-cadherin低表達(dá)會(huì)導(dǎo)致乳腺癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移潛能提高，預(yù)后較差。薈萃分析顯示，E-cadherin表達(dá)的降低與乳腺癌患者總生存期(overall survival，OS)和無(wú)病生存期降低顯著相關(guān)[22]。洪超群等[29]研究發(fā)現(xiàn)，E-cadherin低表達(dá)的三陰性乳腺癌患者平均生存期為71.5個(gè)月，顯著低于E-cadherin高表達(dá)者(103.0個(gè)月)；并通過(guò)多因素分析發(fā)現(xiàn)，E-cadherin高表達(dá)為三陰性乳腺癌患者獨(dú)立的保護(hù)預(yù)后因子。在Ⅱ期三陰性乳腺癌患者中，E-cadherin陰性表達(dá)者的OS顯著低于E-cadherin陽(yáng)性表達(dá)的患者，預(yù)后較差；同時(shí)具備E-cadherin陰性和Ki67陽(yáng)性的患者OS顯著降低，而輔助化療可使這部分患者獲益[18]。在乳腺癌復(fù)發(fā)的患者中，E-cadherin和細(xì)胞角蛋白5/6均為陰性者的無(wú)事件生存期為39.64個(gè)月，顯著少于E-cadherin和細(xì)胞角蛋白5/6均為陽(yáng)性者(83.87個(gè)月)或其一為陰性者(64.23個(gè)月)[30]。但Querzoli等[31]提出了不同的觀點(diǎn)，即E-cadherin表達(dá)為0～1+或3+時(shí)均與預(yù)后不良相關(guān)，而E-cadherin表達(dá)為2+時(shí)則與不良預(yù)后無(wú)顯著相關(guān)性。因此，不能僅根據(jù)二分法，以E-cadherin陰性或陽(yáng)性狀態(tài)來(lái)評(píng)估乳腺癌患者的預(yù)后，因?yàn)镋-cadherin的陽(yáng)性表達(dá)可能實(shí)際上隱藏了復(fù)雜的生物相互作用，這些相互作用可能影響乳腺癌的預(yù)后。因此，要將E-cadherin的表達(dá)水平作為評(píng)價(jià)乳腺癌患者預(yù)后的指標(biāo)，可能需要更深入、更大量的臨床證據(jù)支持。

此外，組織中的E-cadherin可被多種蛋白酶水解切割，釋放入血，因此，正常人血清中亦可檢測(cè)到可溶性E-cadherin。在腫瘤組織中，E-cadherin表達(dá)的降低與其切割成可溶性E-cadherin、促進(jìn)惡性腫瘤細(xì)胞浸潤(rùn)及轉(zhuǎn)移有關(guān)[32]。研究表明，乳腺癌患者血清可溶性E-cadherin的水平顯著升高，與腫瘤組織中完整E-cadherin的低表達(dá)相反[33]。這種表達(dá)差異預(yù)示著組織中完整E-cadherin與血清中可溶性E-cadherin的表達(dá)調(diào)控機(jī)制不同，并且與腫瘤病理分期以及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移顯著相關(guān)，可能成為乳腺癌患者預(yù)后的預(yù)測(cè)因素。

3 E-cadherin與乳腺癌預(yù)后相關(guān)的實(shí)驗(yàn)研究

E-cadherin是上皮細(xì)胞的特征性標(biāo)志物，其表達(dá)降低可被多種因素直接或間接調(diào)控。同時(shí)，E-cadherin表達(dá)降低也被認(rèn)為是EMT的重要標(biāo)志，參與腫瘤細(xì)胞侵襲性、干細(xì)胞特性及耐藥等惡性行為。

3.1E-cadherin表達(dá)降低的原因 E-cadherin表達(dá)降低與CDH1基因突變、雜合性喪失、啟動(dòng)子超甲基化、RNA轉(zhuǎn)錄抑制因子的調(diào)控作用等多種因素密切相關(guān)。Figueiredo等[34]的研究表明，E-cadherin的基因CDH1發(fā)生突變可以增加彌漫性胃癌和乳腺癌發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。除拷貝數(shù)降低外，啟動(dòng)子區(qū)CpG島的甲基化亦可使CDH1基因沉默，導(dǎo)致E-cadherin蛋白的表達(dá)降低或功能喪失，進(jìn)而使細(xì)胞黏附穩(wěn)定性和細(xì)胞極性喪失，最終影響上皮組織結(jié)構(gòu)和功能的完整性[35]。此外，一些轉(zhuǎn)錄抑制因子亦可對(duì)正常表達(dá)的基因產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響其作用發(fā)揮。E-cadherin的轉(zhuǎn)錄抑制因子包括鋅指轉(zhuǎn)錄因子Snail家族成員Snail、Slug，鋅指E盒結(jié)合同源框(zinc finger E-box binding homeobox，ZEB)家族成員ZEB1、ZEB2，堿性螺旋-環(huán)-螺旋因子Twist-1及胚胎轉(zhuǎn)錄因子叉頭框蛋白C2等[36-38]，這些因子通過(guò)直接或間接與啟動(dòng)子的E-box結(jié)合的方式抑制E-cadherin的轉(zhuǎn)錄。還有研究發(fā)現(xiàn)，一些微RNA可在轉(zhuǎn)錄后水平上調(diào)控腫瘤細(xì)胞E-cadherin信使RNA的表達(dá)，導(dǎo)致信使RNA降解或翻譯抑制，使E-cadherin在腫瘤發(fā)生過(guò)程中的表達(dá)水平顯著降低，甚至完全喪失[39]。

3.2E-cadherin表達(dá)降低對(duì)乳腺癌細(xì)胞的影響

3.2.1促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞發(fā)生侵襲、遷移 惡性腫瘤的復(fù)發(fā)或轉(zhuǎn)移與腫瘤細(xì)胞侵襲和遷移能力密切相關(guān)。Hugo等[40]研究表明，E-cadherin過(guò)表達(dá)的MDA-MB-468細(xì)胞以增殖為主，較少發(fā)生遷移，而敲低E-cadherin后，細(xì)胞遷移性和侵襲性增強(qiáng)，增殖能力變?nèi)酰[瘤的形成時(shí)間更長(zhǎng)。

學(xué)者圍繞下調(diào)E-cadherin表達(dá)會(huì)增加乳腺癌細(xì)胞侵襲、遷移能力展開了相關(guān)研究。胡露等[41]研究發(fā)現(xiàn)，將人乳腺癌ZR-75-1細(xì)胞用DERL1(Der1-like domain family,member 1)過(guò)表達(dá)質(zhì)粒轉(zhuǎn)染48 h后，細(xì)胞中E-cadherin信使RNA和蛋白水平均顯著降低，形態(tài)由鵝卵石形上皮樣轉(zhuǎn)化為紡錘形間質(zhì)樣，細(xì)胞的遷移和侵襲能力均顯著增強(qiáng)，而DERL1干擾組細(xì)胞則呈現(xiàn)出相反趨勢(shì)。彭博等[42]的研究表明，筋骨草總環(huán)烯醚萜能夠增加E-cadherin和ZO-1(zonula occludens 1)的表達(dá)，降低波形蛋白表達(dá)，從而降低高轉(zhuǎn)移三陰性乳腺癌細(xì)胞的侵襲、遷移能力。朱智杰等[43]的體內(nèi)外研究均表明，隱丹參酮有顯著抗乳腺癌轉(zhuǎn)移作用，其機(jī)制可能與通過(guò)抑制核因子κB相對(duì)啟動(dòng)子的活性、升高E-cadherin的表達(dá)、降低神經(jīng)鈣黏素的表達(dá)來(lái)逆轉(zhuǎn)乳腺癌細(xì)胞的EMT有關(guān)。

3.2.2參與乳腺癌細(xì)胞獲得干細(xì)胞特性過(guò)程 腫瘤干細(xì)胞是腫瘤細(xì)胞中一類具有自我更新能力和多向分化潛能的特殊干細(xì)胞，可能是腫瘤生長(zhǎng)、轉(zhuǎn)移、耐藥及復(fù)發(fā)的原因之一。乳腺癌干細(xì)胞(breast cancer stem cells，BCSCs)是上皮樣和間質(zhì)樣腫瘤干細(xì)胞的混雜體，位于中心部位的BCSCs具有上皮樣干細(xì)胞的特點(diǎn)，主要表達(dá)上皮樣標(biāo)志物醛酸脫氫酶1和上皮細(xì)胞黏附分子(epithelial cell adhesion molecule，EpCAM)+CD49f+，E-cadherin呈高表達(dá)，具有活躍的增殖能力；邊緣部位的BCSCs則具有間質(zhì)樣干細(xì)胞的特征，表達(dá)間質(zhì)樣標(biāo)志物CD24-、CD44+和EpCAM-CD49f+，E-cadherin表達(dá)較低，且大部分處于靜止?fàn)顟B(tài)[9]。位于中心部位和邊緣部位的兩種干細(xì)胞在腫瘤轉(zhuǎn)移及定植過(guò)程中各有分工，腫瘤通過(guò)間質(zhì)樣的BCSCs獲得轉(zhuǎn)移潛能，但只有轉(zhuǎn)化為上皮樣表型才能重新在轉(zhuǎn)移灶中增殖，表明在干細(xì)胞群體內(nèi)部亦存在間質(zhì)樣和上皮樣不同表型的轉(zhuǎn)化過(guò)程，這種異質(zhì)性與腫瘤轉(zhuǎn)移密切相關(guān)[9-10]。

另有研究表明，EMT也參與了細(xì)胞的可塑性過(guò)程，即非干細(xì)胞獲得干細(xì)胞特性的過(guò)程[44]。乳腺癌在體外以乳球的形式傳播，E-cadherin的表達(dá)與乳球形成的能力密切相關(guān)。Manuel Iglesias等[45]通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，在人乳腺癌MCF-7細(xì)胞中，當(dāng)E-cadherin基因被沉默時(shí)，細(xì)胞迅速獲得疏松的(間質(zhì)樣)形態(tài)，不再顯示出乳球生長(zhǎng)的能力，而在人乳腺腺癌SKBR3細(xì)胞中，含有E-cadherin基因的區(qū)域呈現(xiàn)純合缺失，重新表達(dá)后促使細(xì)胞形成乳球。由此認(rèn)為，E-cadherin表達(dá)的缺失有利于乳腺癌細(xì)胞中干細(xì)胞特性的誘導(dǎo)形成。

3.2.3誘導(dǎo)乳腺癌細(xì)胞耐藥 耐藥是導(dǎo)致乳腺癌治療失敗的重要原因之一，發(fā)生耐藥的乳腺癌細(xì)胞亦具有EMT的特征[46]。研究表明，乳腺癌細(xì)胞MCF-7經(jīng)他莫昔芬誘導(dǎo)耐藥后，出現(xiàn)了EMT樣特性，這一過(guò)程受到多肽-脯氨酸異構(gòu)酶Pin1調(diào)控，亦可被miR-375逆轉(zhuǎn)；多柔比星誘導(dǎo)耐藥的乳腺癌細(xì)胞亦具有EMT特征，且轉(zhuǎn)錄因子Snail呈過(guò)表達(dá)，細(xì)胞侵襲、轉(zhuǎn)移能力顯著增強(qiáng)[47-49]。更加值得注意的是，E-cadherin表達(dá)降低會(huì)導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞表現(xiàn)出腫瘤干細(xì)胞樣特性，而腫瘤干細(xì)胞往往更容易產(chǎn)生耐藥性。經(jīng)轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β誘導(dǎo)后，BCSCs上皮細(xì)胞標(biāo)志物E-cadherin表達(dá)降低，間質(zhì)細(xì)胞標(biāo)志物神經(jīng)鈣黏素及轉(zhuǎn)錄因子Snail、Slug、Twist、ZEB1表達(dá)增高，此時(shí)的BCSCs亦表現(xiàn)出更為強(qiáng)大的自我更新能力、致癌性以及對(duì)抗奧沙利鉑、紫杉醇等化療藥物的能力[11]。在化療后三陰性乳腺癌或者激素治療后的Luminal A/B型乳腺癌中，殘留的腫瘤細(xì)胞表現(xiàn)出EMT樣BCSCs特征[50]，且CD24-/CD44+型EMT樣BCSCs與治療耐藥有關(guān)[51]。

4 小 結(jié)

自E-cadherin被發(fā)現(xiàn)以來(lái)，逐漸成為人們關(guān)注和研究的熱點(diǎn)。編碼E-cadherin的基因或蛋白的缺失(或下調(diào))可誘導(dǎo)乳腺癌細(xì)胞發(fā)生EMT，使其侵襲、遷移能力增強(qiáng)，促進(jìn)乳腺癌轉(zhuǎn)移的發(fā)生。針對(duì)E-cadherin及EMT的綜合治療手段能夠一定程度上預(yù)防或減少乳腺癌轉(zhuǎn)移的發(fā)生，提高患者的生存率。此外，E-cadherin低表達(dá)的乳腺癌細(xì)胞往往對(duì)某些化療藥物及放療具有耐受性，因此，根據(jù)E-cadherin的表達(dá)水平合理選擇治療方案或者采用聯(lián)合用藥的方式增加E-cadherin的表達(dá)，或許可以逆轉(zhuǎn)耐藥，提高治療效率。但如何從多個(gè)層面調(diào)控E-cadherin的表達(dá)，從而改善乳腺癌患者的預(yù)后，還有待進(jìn)一步研究。