胰島素相關蛋白1與乳腺癌關系的研究進展

管憶楠，姚永忠

(1.南京大學醫學院附屬鼓樓醫院 普外科，江蘇 南京 210008； 2.東南大學 醫學院，江蘇 南京 210009)

世界衛生組織國際癌癥研究機構(International Agency for Research on Cancer，IARC)發布的2020年全球最新癌癥數據顯示，乳腺癌成為全球發病率第一大癌癥[1]。乳腺癌的治療已經進入到一個以生物學特性為指導的多學科綜合治療時代，其治療方法包括手術、化療、放療、內分泌治療和分子靶向治療等[2]。目前，分子靶向治療是乳腺癌治療的熱點，它使得乳腺癌治療更加個性化和具體化，可以最大程度地減少副作用并提高患者總生存率[3]。胰島素相關蛋白1(insulinoma- associated protein- 1，INSM1)是一種鋅指轉錄因子，與多種神經內分泌腫瘤密切相關，其在多種腫瘤中的作用越來越受到關注[4]。INSM1最早是20世紀90年代初期在人胰島素瘤減法庫中鑒定的鋅指轉錄因子[5]。INSM1的一個重要特征是在神經內分泌腫瘤中的高表達，INSM1是對神經內分泌腫瘤有較好敏感性和特異性的生物標志物[6]。特別是在小細胞肺癌中INSM1被廣泛研究，并被證實是神經內分泌腫瘤的可靠標志物[7- 8]。近年來多個研究表明，INSM1可以成為神經內分泌乳腺癌的免疫指標，并發現INSM1可以期待成為乳腺癌治療新的作用靶點[9- 11]。

1 INSM1的結構特征

INSM1有研究預測，在3′- 末端的區域中，在兩個聚腺苷酸化信號之間存在7個ATTTA序列，被認為用于淋巴因子、細胞因子和原癌基因mRNA的特異性降解[12]。INSM1可分為兩個主要的結構域:氨基-末端結構域(AA 1- 250)含有高百分比的脯氨酸、甘氨酸和丙氨酸殘基，在許多哺乳動物的轉錄因子中發現富含脯氨酸序列(20%～30%)的用作蛋白質- 蛋白質相互作用的結構域介導轉錄激活[13];羧基- 末端序列(AA 251- 510)含有5種特定的鋅指基序，這5個鋅指基序在羧基末端對稱間隔。INSM1的結構特征強烈表明它是一種鋅指DNA結合蛋白[14]。

2 INSM1的神經內分泌特異性表達模式

正常胎兒人腦組織和原發性神經內分泌腫瘤免疫組化呈現出INSM1細胞核陽性表現。早期的研究發現，INSM1特異性地在胎兒器官發育過程中表達，胎兒出生后INSM1的表達迅速下降，發育成熟的器官中幾乎檢測不到INSM1的表達[15]。此外研究表明，INSM1是一種優越的生物標志物，其在神經內分泌腫瘤，包括甲狀腺髓樣癌[16]、宮頸癌[17]、頭頸部腫瘤[18]、肺小細胞和大細胞神經內分泌癌[19- 21]、胰腺神經內分泌腫瘤[22]、神經內分泌胃腸道腫瘤[23]、前列腺癌[24]、皮膚默克爾細胞癌[25]等中高表達。尤其是在肺癌中，INSM1被多項研究證實是神經內分泌肺癌至關重要的腫瘤標志物，展現出了高度敏感性和特異性[26- 28]。近期研究表明，INSM1在乳腺癌中也有差異性表達，在神經內分泌型乳腺癌中尤為明顯，但有意思的現象是在非神經內分泌乳腺癌中也存在差異性的表達[9- 11]。

3 神經內分泌型乳腺癌的分類及起源

2019年發布的第5版WHO乳腺腫瘤分類中，強調了對神經內分泌乳腺腫瘤的分類。從第5版的定義中可以看出，神經內分泌型乳腺癌可以伴隨特殊類型浸潤性乳腺癌；而且在INSM1與乳腺癌的相關研究中可以發現，對神經內分泌性乳腺癌的單純定義不明確，對目前臨床神經內分泌型乳腺癌的治療沒有指導及定論，特殊類型的乳腺癌存在伴有神經內分泌乳腺癌的可能[29- 30]。關于乳腺神經內分泌化的組織起源尚無定論且存在爭議，Bussolati等[31]認為進展為乳腺癌的神經內分泌細胞來源于正常乳房組織中。Rosen等[32]在乳腺中沒有觀察到良性的神經內分泌細胞，認為乳腺的神經內分泌分化起源于腫瘤干細胞，在早期癌變過程中分化為上皮和內分泌細胞系并且呈現出惡性克隆征象。Miura等[33]也發現了在乳腺中存在神經內分泌原位癌向乳腺浸潤癌進展的現象。所以目前多數學說較為贊成神經內分泌乳腺癌起源于乳腺干細胞或者原本就存在于乳腺組織中。

4 INSM1在乳腺癌中的表達及與其他神經內分泌因子的比較

與傳統的神經內分泌因子例如嗜鉻粒蛋白A(chromogranin A，CGA)、突觸素(synaptophysin，SYN)及CD56等相比較，多數研究得出的結論是INSM1較為敏感，并且特異性較高。Roy等[34]通過免疫組化分析發現，INSM1不僅在神經內分泌乳腺癌中高表達，并且在伴有神經內分泌化的浸潤性乳腺癌中也廣泛表達，因此INSM1能夠成為判別乳腺癌是否伴有神經內分泌化的重要指標。Kawasaki等[9]在2021年報道了僅僅使用INSM1來確診神經內分泌乳腺癌的病例，該研究納入了3例日本女性乳腺癌的樣本，經病理學觀察符合神經內分泌癌的典型細胞學特征，通過免疫組化染色發現乳腺癌中的INSM1呈現出細胞核中的高表達，并且在乳腺旁組織中沒有表達。但是沒有觀察到傳統的診斷神經內分泌細胞的CGA及SYN陽性表達，3例病例數雖然較小，但在一定程度上提示INSM1可能比傳統的神經內分泌因子更適用于神經內分泌性乳腺癌的診斷。Metovic等[10]選擇了63例乳腺癌手術病人，根據2019年WHO的標準，其中37例神經內分泌乳腺癌、7例乳頭狀癌、7例黏液狀癌和12例混合型癌均在病理上伴有神經內分泌化特征；選擇30例CGA和SYN陰性作為陰性對照，INSM1在整個隊列中有82.54%(52/63)表達，INSM1對神經內分泌乳腺癌表型的敏感性和特異性分別為82.5%和100%(在30例CGA與SYN陰性的對照組中INSM1也都陰性)，而CGA的敏感性和特異性分別為61.9%(39/63)和100%，SYN的敏感性和特異性分別為95.2%(60/63)和100%。INSM1和SYN的表達在22%(14/63)的患者中不一致(11例INSM1陰性而SYN陽性，3例INSM1陽性而SYN陰性)，INSM1和CGA在39.7%(25/63)的腫瘤中表達不一致(6例INSM1陰性、CGA陽性，19例INSM1陽性、CGA陰性)，提示INSM1在SYN陰性病例中占少數，在CGA陰性病例中占一定比例，不僅說明INSM1與傳統的神經內分泌生物標志物一樣能夠準確地識別乳腺癌中的神經內分泌分化，并且在一定程度上INSM1要比CGA更為敏感。Turkevi- Nagy等[35]納入了113例乳腺癌病例(對照組54例和實驗組59例)，使用免疫組化染色方式將組織在低倍鏡及高倍鏡下就INSM1、SYN、CGA和CD56進行觀察并相互比較，發現INSM1的敏感性分別為在高倍鏡下89.8%(53/59)和在低倍鏡下86.4%(51/59)，特異性分別為57.4%和88.9%；CGA、SYN、CD56的敏感性分別為98.3%、74.6%和22.4%。相較之下認為SYN和INSM1是具有神經內分泌特征的乳腺腫瘤敏感且特異的標志物，優于CGA和CD56，建議將SYN和INSM1納入常規神經內分泌免疫組化的鑒定。Razvi等[36]通過1 523例的隊列研究，對SYN、CGA、INSM1、CD56進行比較，4種標志物在乳腺癌中的陽性表達率分別為13.1%、4.6%、7.0%和6.5%，且這4種標志物之間存在顯著相關性，其中值得注意的是SYN與INSM1相關性最高，INSM1的敏感性為37.3%，較之CGA(16.4%)和CD56(33.5%)更為敏感。而2020年Sakakibara等[19]的研究發現，INSM1在神經內分泌肺癌診斷中要比SYN及CGA更為敏感。所以可以認為INSM1有希望成為乳腺腫瘤學研究中具有高靈敏度和特征性的有前途的病理檢測因子。Kudo等[37]納入了19例乳腺癌組織標本，通過免疫組化驗證了INSM1作為神經內分泌分化的乳腺癌診斷標志物的有效性，也提示了INSM1與CGA及SYN表達呈正相關，值得注意的是該研究發現了在CGA和SYN陰性的1例患者中，INSM1表達高達10%，說明INSM1可以作為乳腺癌神經內分泌的補充免疫因子。

5 INSM1與乳腺癌亞型及預后關系的研究

如上所述，很多免疫組化研究證實了乳腺癌有神經內分泌分化，乳腺中純神經內分泌腫瘤并不多見，占據乳腺癌數量<1%(WHO第5版)[30]，更多的是混合著神經內分泌表現，黏液性癌、乳頭狀癌和許多其他侵襲性乳腺癌也表現出神經內分泌樣的表型且在絕經后乳腺癌患者中表現更多。關于伴隨神經內分泌表型的乳腺癌預后的共識存在爭議，大多數研究表明化療后預后較差，且對化療有耐藥性[38- 42]。Kawasaki等[9]發現，INSM1與luminal B激素受體表達呈顯著正相關，但與人表皮生長因子受體2(human epidermal growth factor receptor- 2，HER2)及高分子量細胞角蛋白表達呈負相關,INSM1可以將浸潤性乳腺癌按照神經內分泌分類為不同的預后組亞型，特別是luminal B型乳腺癌中，INSM1高表達患者的預后更好，且在多因素分析中顯示SYN或者CGA與INSM1一致的表達狀態是獨立危險因素，SYN與CGA均高表達且INSM1低表達患者預后最差，說明了INSM1在檢測乳腺癌神經內分泌方面的有效性，并且表明了luminal B型乳腺癌進行神經內分泌檢測對預后判斷的意義。另一項研究獲得了1 263例患者的隨訪數據，平均隨訪時間為62.4個月，提示INSM1的表達與較好的無病生存期(DFS)相關[36]，與Kawasaki等[9]的研究結果一致。最近有報道稱，具有高INSM1活性的小細胞肺癌患者的預后明顯差于那些INSM1活性低的患者[19]，這與INSM1在乳腺癌中的效應一致。Tao等[11]的研究發現，敲低INSM1可以抑制乳腺癌細胞的惡性生物學行為——乳腺癌細胞的增殖、克隆、侵襲和遷移，并且發現在三陰性乳腺癌組織中INSM1的表達顯著增加，而三陰性乳腺癌在乳腺癌中療效差、治療方法相對較少是公認的[43]，表明INSM1可促進乳腺癌的發生發展。乳腺癌的腋窩淋巴結轉移一直被認為是乳腺癌預后及療效差的獨立危險因素[44- 45]。Razvi等[36]在1 523例的大型隊列研究中發現，INS1M與腋窩淋巴結轉移分期呈明顯相關(P=0.028)，并且其他內分泌因子沒有顯示出相關性。目前關于INSM1表達與乳腺癌預后的研究尚存在矛盾，因為關于INSM1在乳腺癌亞型及預后判斷中的分析較少，有待更多的研究及納入更大樣本的隊列去進一步驗證。

6 INSM1在乳腺癌中的作用通路

INSM1在乳腺癌中的研究處于初始階段，近期Tao等[11]研究發現，SCAMP1- TV2/PUM2/INSM1(the secretory carrier- associated membrane protein 1- transcript variant 2/Pumilio RNA binding family member 2)通路在調節乳腺癌細胞生物學行為中起到重要作用，他們使用免疫組化分析發現，在乳腺癌組織中INSM1的表達明顯高于癌旁組織，這與之前所有乳腺癌相關免疫組化發現[9- 11,34,37]一致。Tao等[11]發現，敲低SCAMP1- TV2可以降低其與PUM2的結合而增加PUM2與INSM1信使RNA(mRNA)的結合，從而促進INSM1 mRNA的降解，抑制乳腺癌細胞的增殖、遷移和侵襲，促進細胞凋亡。SASH1被認為是各種類型腫瘤中的腫瘤抑制因子[46]。使用基因陣列檢測INSM1過表達后的基因表達發現，INSM1過表達后SASH1表達顯著降低；并在SASH1的啟動子區發現，INSM1結合了SASH1啟動子區而降低了SASH1的轉錄活性，從而抑制了SASH1的表達。這項研究發現的SCAMP1- TV2/PUM2/INSM1通路并不是單純針對神經內分泌型乳腺癌，因為他們的研究采用的是luminal A型及三陰性乳腺癌細胞，免疫組化采用的也并不是神經內分泌型乳腺癌，但并不排除免疫組化切片中的癌組織伴隨甚至存在神經內分泌型乳腺癌可能，證明INSM1的靶點并不是以前我們所以為的單純局限于神經內分泌泌腫瘤。Chen等[47]研究表明，在神經母細胞中，INSM1通過激活PI3K/AKT/GSK3β信號通路增加MYC水平并增強MYC的穩定性，MYC和INSM1的正反饋環刺激神經內分泌細胞增殖。MYC基因包括N- MYC、C- MYC和L- MYC 3種類型，其中C- MYC基因表達失調被認為發生在高達70%的人類癌癥中[48]，C- MYC是研究最廣泛的致癌基因之一，與不同來源癌癥的生長、進展和維持密切相關，C- MYC蛋白調節參與不同細胞的生長、細胞周期分化、凋亡、血管生成、代謝、DNA修復、蛋白質翻譯、免疫反應和干細胞形成過程[49]。在神經內分泌肺癌中的研究表明，INSM1活化促進神經內分泌肺癌細胞中MYC的穩定，并且INSM1是MYC羧酸化所必須的信號轉導途徑，提示INSM1正向調節MYC[50]。這些發現也為今后乳腺癌的機制研究提供了新的思路和方向。

7 總結與展望

INSM1在多種神經內分泌腫瘤中的生物標志性已經被證明，被認為是除了CGA和SYN具有能標記腫瘤神經內分泌性質的新靶點。但神經內分泌型乳腺癌或者是伴神經內分泌化的乳腺癌的診療尚未得到深入的研究，目前也沒有任何明確的規范化的指導及治療。我們可以看到，多項研究表明INSM1在乳腺癌組織中高表達，且有多個標本未被歸類為神經內分泌乳腺癌，可以作出這樣的推測：“純”神經內分泌乳腺癌在乳腺癌中較為少見，更多的是各類乳腺癌伴隨著神經內分泌化。相關研究表明INSM1與乳腺癌更差的預后相關，但其在乳腺癌中的作用機制尚不明確，關于亞型的分析研究也較少。本綜述旨在總結目前INSM1與乳腺癌關系的研究進展，為乳腺癌相關研究及治療提供新的思路及方向。