PI3K/AKT/mTOR信號通路在三陰乳腺癌靶向治療中的研究進展

楊冠楠　張雪鵬

【摘要】 三陰乳腺癌（TNBC）為乳腺癌重要亞型，因其三陰性特點導致分子靶向治療效果較差，臨床多采用新輔助化療治療TNBC，但療效一般，預后差。磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B/哺乳動物雷帕霉素靶點（PI3K/AKT/mTOR）信號通路及解聚素-金屬蛋白酶17（ADAM17）在多種腫瘤中都出現異常激活狀態，是抗腫瘤的重要靶點。本文結合近年來相關文獻，對PI3K/AKT/mTOR信號通路及ADAM17在腫瘤發生中的作用機制、相關靶點及TNBC靶向治療中的研究進行匯總與分析，以期為多靶點聯合治療TNBC提供新思路。

【關鍵詞】 磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B/哺乳動物雷帕霉素靶點信號通路 解聚素-金屬蛋白酶17 三陰乳腺癌 靶向治療

[Abstract] Triple-negative breast cancer （TNBC） is an important subtype of breast cancer， because of its triple-negative characteristics， the molecular targeted therapy effect is poor， and neoadjuvant chemotherapy is used in the clinic to treat TNBC， but the efficacy is general and the prognosis is poor. The phosphatidylositol 3-kinase/protein kinase B/mammalian rapamycin target （PI3K/AKT/mTOR） signaling pathway， and depolymer-metalloproteinase 17 （ADAM17） have abnormal activation states in a variety of tumors and are important anti-tumor targets. In this paper， combined with the relevant literature in recent years， the research on the PI3K/AKT/mTOR signaling pathway，and ADAM17 in tumorigenesis， related targets and TNBC targeted therapy is summarized and analyzed， in order to provide new ideas for the multi-target combination therapy of TNBC.

[Key words] PI3K/AKT/mTOR signaling pathway Depolymerin-metalloproteinase 17 Triple-negative breast cancer Targeted therapy

乳腺癌是女性群體中的常見惡性腫瘤，我國乳腺癌發病率與死亡率均呈現逐年上升趨勢。乳腺癌的診斷逐漸從體格檢查、鉬靶X射線檢查發展到CT檢查與超聲檢查、核磁共振成像（MRI）檢查。乳腺癌致死率高，早期特異性不明顯是女性癌癥死亡的首要原因。盡管針對乳腺癌篩查不斷被推廣，但種種因素導致乳腺癌發現時多為中晚期，其早期診斷仍是防治的重點難點[1]。乳腺癌為乳腺細胞受癌癥因子侵襲所致，三陰乳腺癌（TNBC）為乳腺癌重要亞型，占比約為15%，多發于年輕女性群體，因雌激素受體（ER）、孕激素受體（PR）及表皮細胞生長因子受體（HER2）表達均呈現陰性而得名[2-3]。因其三陰性特點導致激素受體內分泌治療TNBC療效不佳，且尚未發現特異性靶點與相關受體表達，分子靶向治療效果較差，臨床治療TNBC除新輔助化療外較無有效手段，且對于患者5年生存率的提升收效甚微[4-6]。與其他乳腺癌亞型相比，TNBC侵襲早、病灶轉移快、致死率高，預后極差，研究工作者目前仍在不斷尋找治療TNBC的新靶點[7]。本研究從TNBC分子分型入手，結合國內外文獻，對磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B/哺乳動物雷帕霉素靶點（PI3K/AKT/mTOR）[8]在TNBC靶向治療中的研究進展加以匯總與分析，并對解聚素-金屬蛋白酶17（ADAM17）[9]在TNBC中的表達及對信號通路的關系研究進行整理與討論，以期為多靶點聯合治療TNBC提供新思路。

1 三陰乳腺癌分子分型

TNBC特異性較強，可根據基因表達的差異分為基底細胞樣TNBC（BL-TNBC）、免疫相關TNBC（I-TNBC）、間質樣TNBC（ML-TNBC）及管腔/分泌型TNBC（LA-TNBC）[10-11]。BL-TNBC核染色數較高且基因擴增，可分為BL1與BL2兩種亞型，BL1型生長因子通路蛋白表達較BL2型高，BL2型表皮生長因子及其相關受體表達較高。I-TNBC免疫反應增強，主要與免疫系統信號通路相關聯，因此預后相對其他TNBC分型較好。ML-TNBC主要表現出細胞活動基因及因子的高表達與細胞外基質受體的編譯，與轉移性乳腺癌有相似臨床表現。LA-TNBC表現為雄激素受體表達較高，因此治療LA-TNBC時多采用雄激素抑制劑。

2 PI3K/AKT/mTOR信號通路

PI3K/AKT/mTOR信號通路起細胞信號傳導的重要作用，過度激活后可加速細胞增殖與異常的分化，抑制細胞凋亡，加速腫瘤形成與轉移[12]。磷脂酰肌醇為細胞膜中的重要組成，可被磷脂酰肌醇酶（PIKs）這一信號轉導分子磷酸化，PI3K與磷酸化酪氨酸殘基相互作用[13]，引發二聚體改變與PI3K的激活。激活后的PI3K與生長因子受體相結合，PI3K對上游抑癌基因進行負反饋調節，加速PI3K/AKT/mTOR信號通路激活，磷酸化AKT蛋白Thr308結構并使AKT完全活化，加速腫瘤細胞增殖。AKT由氨基酸殘基構成，與蛋白激酶同源，為PI3K的下游分子，有三種亞型[14]，蛋白質高級結構大同小異，在多種組織中均有表達，被激活后可從細胞膜轉移至細胞質及細胞核，并在磷酸化影響下對其下游靶蛋白進行調節，從而對腫瘤細胞的增殖、轉移與凋亡進行影響。mTOR為PI3K/AKT下游重要底物，為PI3K/AKT/mTOR信號通路的重要蛋白激酶，起調控腫瘤細胞增殖與腫瘤血管生成的作用[15]。AKT磷酸化后mTOR被激活，進而對核糖體S6蛋白激酶下游通路這一蛋白翻譯因子加以調節并使其磷酸化，加速腫瘤細胞增殖，并調節腫瘤細胞及蛋白質的合成。

PI3K/AKT/mTOR信號通路在多種惡性腫瘤中均有激活[16]，如Shen等[17]對多個癌癥數據庫及基因表達綜合數據庫微陣列數據行匯總、搜集處理，選出靶基因并對其數據加以測定，通過定量逆轉錄聚合酶鏈反應、蛋白質印跡與免疫組化法，發現PI3K/AKT/mTOR信號通路在膽管癌中起關鍵作用，可增殖膽管癌腫瘤細胞；Golden等[18]則對PI3K/AKT/mTOR信號通路在雌激素受體陽性乳腺癌中的價值進行報道；Maric等[19]發現糖蛋白Nmb在TNBC中過度表達，進而采用小鼠模型對糖蛋白Nmb在TNBC發生中的作用及該通路在乳腺癌其起始中的作用機制進行分析，PI3K/AKT/mTOR通路也逐漸成為乳腺腫瘤學科的新型研究靶點。

乳腺癌的發生發展與原癌基因異常激活，抑癌基因突變或失活有關[20]，相關蛋白合成出現障礙，細胞信號傳導紊亂，細胞生物學行為被改變，TNBC腫瘤隨之出現。mTOR為PI3K/AKT/mTOR信號通路中的調控基因，可上調金屬基質蛋白酶-2（MMP-2）表達[21]，加速MMP-2對細胞外基質的分解與對血管基膜的破壞進展，加速TNBC腫瘤侵襲，因此沉默AKT表達可抑制TNBC腫瘤細胞增殖逐漸成為臨床共識。mTOR抑制劑則主要對細胞內周期轉換進行抑制，降低腫瘤細胞DNA的復制與有絲分裂速率，進而抑制TNBC腫瘤細胞生長。雷帕霉素為常見mTOR抑制劑，可加速腫瘤細胞凋亡，發揮抗腫瘤功效，并于細胞蛋白結合，結合后的復合物可與mTOR結合，抑制下游蛋白，影響腫瘤組織生長，通過線粒體介導加速TNBC細胞凋亡。除雷帕霉素外，依維莫司、地磷莫斯均作為mTOR抑制劑在乳腺癌治療中有一定應用。基于該通路對TNBC發病的影響，Xu等[22]采用MTT測定法測定MDA-MB-231和EFM-192A細胞增殖情況，并通過染色法觀察TNBC細胞核形態的變化，通過流式細胞術檢測細胞周期和凋亡比例，以確定衰減PI3K/AKT/mTOR信號通路對TNBC細胞的影響，發現毛蘭素可衰減PI3K/AKT/mTOR信號通路，下調pPI3K與pAKT表達，進而誘導癌細胞衰亡。但TNBC的發病機制與多個靶點均有關聯，因此單個靶點抑制劑用于TNBC治療可能會出現反饋刺激，且雄激素受體陽性的TNBC患者更容易出現記憶突變，但對于PI3K/AKT/mTOR信號通路雙重抑制劑用于TNBC的作用尚在研究之中。

3 ADAM17

表皮生長因子受體（EGFR）為哺乳動物多種細胞表面均有廣泛分布的糖蛋白，分子量170 kDa，存在于細胞膜表面，是上皮生長因子（EGF）的受體，用于EGF的信號傳導與增殖，通過與EGF配體結合激活。隨EGFR激活，包含多個激活位點的激酶通路也隨之激活，EGFR表達異常，下游傳導信號增強，受體下調機制紊亂，進而導致癌細胞增殖，因此臨床治療TNBC時常選用抗EGFR藥物，如Si等[23]就對抗EGFR藥物用于TNBC治療的效果加以報道，選取了抗體-藥物偶聯物（ADC）來靶向EGFR，證明了抗EGFR ADC的TNBC靶向特異性，且藥代動力學研究表明其循環穩定性較高，表明抑制EGFR在治療TNBC方面潛力較大；Rontogianni等[24]則對抑制EGFR表達對TNBC癌細胞的抑制作用進行觀測等均證明EGFR與TNBC細胞生長、轉移及凋亡有關，且通過吉非替尼抑制EGFR可抑制TNBC細胞增殖。

ADAM17是細胞膜表面糖蛋白家族中研究較多的成員，作為跨膜金屬蛋白酶擁有多種生物學功能，可有效水解腫瘤壞死因子-α（TNF-α），使TNF-α前體變為可溶性TNF-α，因此也稱TNF-α轉化酶[25-26]。除此之外，ADAM17還有著黏附和蛋白水解特及蛋白剪切酶樣作用，可對雙調蛋白、EGFR配體行剪切活化脫落處理，使相應信號通路被激活，從而對細胞活性進行調節。正常生理狀態下ADAM17廣泛存在于多種細胞中，但表達水平較低，而在腫瘤患者體內表達較高，如Pavlenko等[27]發現ADAM17在結直腸癌中的表達上調，且ADAM17缺陷的結直腸癌小鼠腫瘤負擔較輕；Pelullo等[28]同樣對ADAM17在結直腸癌中的表達上調進行報道。因觀測到ADAM17可釋放EGFR配體，且EGFR配體在卵巢癌患者腹水中表達較高，Hedemann等[29]為明確ADAM17對卵巢癌細胞的作用機制，對ADAM17進行沉默處理，發現ADAM17被抑制后卵巢癌細胞凋亡敏感且活力降低，可有效提升順鉑療效且減少患者化療耐藥性。Wei等[30]通過實驗發現ADAM17可加速胃癌患者淋巴結轉移與胃癌進展，且胃癌患者生存時間與ADAM17表達有強相關性，并提出可將ADAM17作為胃癌淋巴結轉移診斷標志物。除ADAM17在腫瘤患者體內表達較高外，也發現ADAM17與Notch信號通路這一在腫瘤組織中積極參與的信號通路有關。

ADAM17是EGFR與HER2上游因子，可釋放EGFR并活化多種HER2配體，導致乳腺癌的發生。乳腺癌患者體內ADAM17多由巨噬細胞生成，ADAM17由此發揮出白細胞特異性，并通過激活如EGFR/PI3K/AKT等EGFR相關通路加速腫瘤細胞增殖，且不受患者年齡影響。胡寶山等[31]通過細胞劃痕實驗利用蛋白質印跡法檢測ADAM17對乳腺癌細胞的侵襲作用，且發現對ADAM17/EGFR/PI3K/AKT這一信號通路進行抑制后，乳腺癌細胞侵襲速率變慢，生長受到抑制，提示ADAM17有希望成為TNBC治療的又一切入口。

4 小結與展望

TNBC的發生受到多種因素影響，對乳腺疾病的病因學預防實現有較大難度，因此應重視起TNBC的二級預防手段，即TNBC早期篩查工作，但因種種因素導致乳腺癌發現時多為中晚期，其早期診斷仍是防治的重點難點。PI3K/AKT/mTOR信號通路及ADAM17均在TNBC腫瘤細胞的增殖、分化、凋亡中占重要地位，隨臨床對TNBC研究的深入，針對TNBC的化療方案也在不斷優化改進，PI3K/AKT/mTOR信號通路中的多個關鍵蛋白也逐漸成為TNBC熱門藥物作用靶點，PI3K/AKT/mTOR信號通路抑制劑及ADAM17抑制劑聯合現有抑制劑在其他亞型乳腺癌中的療效實驗也使得以上抑制劑應用于TNBC治療成為可能，TNBC有效靶向藥的空白有望被填補。但由于TNBC分子分型較多，具有較強異質性，其發病機制與多種基因及靶點均有關聯，為多因素過程，不同分化階段TNBC腫瘤細胞信號通路與增殖機制均不相同。目前對PI3K/AKT/mTOR信號通路、ADAM17在TNBC發病中的具體機制研究仍不夠深入，對多個信號通路聯合或多個靶點共同作用于TNBC的療效研究尚無定論，具體療效仍需大量臨床研究數據證實。且PI3K/AKT/mTOR信號通路抑制劑均有一定毒副作用，易出現發熱、皮膚瘙癢、血糖升高或皮疹等不良反應，信號通路抑制劑毒性作用如何有效降低也是臨床研究關鍵。

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