乳腺癌内分泌治疗耐药机制的研究进展*

尹碧蓉 综述，罗泊涛，陆元志 审核

(广东医科大学病理学系/广东医科大学附属医院病理诊断与研究中心，广东湛江 524002)

·综述·

乳腺癌内分泌治疗耐药机制的研究进展*

尹碧蓉 综述，罗泊涛，陆元志△审核

(广东医科大学病理学系/广东医科大学附属医院病理诊断与研究中心，广东湛江 524002)

乳腺肿瘤；内分泌治疗； 雌激素受体；异质性；微环境

乳腺癌是全球女性高发的恶性肿瘤，中国每年乳腺癌新发病例和死亡人数分别占全世界的12.2% 和9.6%，而且患者更趋于年轻化[1]。已发现 60%～70%的乳腺癌为雌激素受体(ER)和孕激素受体(PR)阳性，是雌激素依赖性的恶性肿瘤[2]。近三十多年来，以他莫西芬(TAM)为代表的内分泌治疗已成为ER阳性乳腺癌患者综合治疗中最重要的手段。尽管TAM提高了乳腺癌患者生存率并降低患者复发率和病死率，但在TAM等内分泌治疗后，30%～40%的患者出现耐药并复发转移[3]。本文就乳腺癌内分泌治疗耐药机制研究新进展进行综述。

1 乳腺癌内分泌治疗作用机制

1.1ER结构及其功能 ER包括ERα与ERβ两种亚型，属于甾体激素核受体超家族成员。ER蛋白有5个功能区：非配体依赖转录活化功能区(AF-1)、DNA结合区(DBD)、核定位信号(NLS)、配体结合区(LBD)及配体依赖转录活化功能区(AF-2)。经典ER激活途径主要发生于核内受体：雌激素进入细胞与细胞核内ER的LBD结合，引起ER构象变化，暴露ER的DBD。在转录共激活因子的协同作用下，二聚体ER与靶基因上雌激素反应元件(ERE)结合，形成具有RNA聚合酶活性的复合物，从而启动基因转录。然而，定位于膜上的ER在与配体结合后，不直接启动基因转录，这些受体配体复合物首先与其他转录因子结合，然后再与激活蛋白1(AP-1)连接成二聚体，启动雌激素反应基因的转录[4]，此为ER激活的非经典途径。膜性ER不直接启动基因转录，主要是其与膜上多种蛋白形成复合物，这些分子能与各种生长因子受体、细胞内激酶如促分裂原活化蛋白激酶(MAPK)、磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B(PI3K/AKT)和环磷酸腺苷(cAMP)等结合并活化这些受体，而细胞内激酶使ER和共调节因子磷酸化，从而促进ER驱动的相关基因转录[5-8]。

1.2乳腺癌内分泌治疗策略及机制 内分泌治疗(ET)策略主要是使用ER拮抗剂或调节剂阻断ER信号传递或使用芳香化酶抑制剂抑制雌激素生成。目前公认的抗雌激素治疗药物大致分为三大类型：选择性雌激素受体调节剂(SERM)、选择性雌激素受体下调剂(SERDs)、芳香化酶抑制剂(AI)[9]。其中选择性雌激素受体调节剂主要用于绝经前乳腺癌患者，而芳香化酶抑制剂用于绝经后的乳腺癌患者。

TAM是绝经前ER阳性乳腺癌患者最常用治疗药物。TAM以低黏附力形式绑定在癌细胞ER上，使其胞质热休克蛋白90(HSP90)游离，TAM-ER以同源或异源二聚体复合物形式传导至胞核，激活活化因子1(AF1)区域和抑制活化因子2(AF2)区域。TAM-ER二聚体绑定于表达E2的核内回文序列(ERE)基因编码区，由于E2的共调解蛋白被TAM-ER复合体取代及AF2区域的非激活，使E2的基因转录减少[10]。

2 ER阳性乳腺癌内分泌治疗耐药机制

目前已发现多种因素参与调控乳腺癌的内分泌治疗耐药。

2.1ER结构与功能异常 ERα表达缺失是引起TAM耐药的原因之一。已发现17%～28%TAM耐药乳腺癌患者存在ERα表达缺失，ERα表达缺失与其基因的CpG岛异常甲基化增强密切相关[11]。新近研究发现，ERα突变是乳腺癌内分泌治疗耐药的一个关键因素，如ER基因LBD上536位、537位和538位氨基酸突变，将导致其结构改变，从而引起激素非依赖的肿瘤细胞生长和临床内分泌治疗耐药[12-16]。已发现ERα在乳腺原位癌中的突变率小于1%，但在转移性乳腺癌中突变率高达11%～55%[12,15-16]，接受内分泌治疗的乳腺癌患者ERα突变率较高[15]。可见，ER染色体结构或关键位点发生突变将降低内分泌治疗的敏感性[17]。这些改变可能是乳腺癌患者在内分泌治疗作用下的适应性变化，最终将导致乳腺癌细胞优势克隆的过度生长。此外，ERα66变异剪接体ERα36的过表达及其相关信号过度激活与TAM耐药相关[18]。已发现在乙醛脱氢酶1(ALDH1)高表达的乳腺癌干细胞上ERα36呈现显著高表达[19]。

2.2乳腺癌细胞生长相关替代信号通路异常激活

2.2.1PI3K-AKT-mTOR信号通路 PI3K/AKT/mTOR是调节细胞代谢与增殖的重要信号传导通路，在肿瘤细胞增殖、迁移及耐药中扮演重要角色[20]。癌症基因组图谱(TCGA)公布的结果显示：Luminal/ER阳性乳腺癌存在有PIK3CA基因(PI3K催化亚单位p110α)高频突变，PIK3CA基因在LuminalA、B型乳腺癌中的突变率分别为32%和49%[21]。实验表明：长期雌激素饥饿的ER阳性乳腺癌细胞系出现内分泌治疗耐药，同时伴PI3K/AKT/mTOR通路的过度活化[22]。临床上,PI3K/AKT/mTOR通路的抑制剂如GDC0941联合阿那曲唑能明显抑制癌细胞增殖[23]。然而，FERF临床Ⅱ期试验发现在芳香化酶抑制剂耐药的绝经后乳腺癌患者中，GDC0941联合氟维司群或单独应用后都未改善疾病的无进展期生存率，在PIK3CA突变的肿瘤中也没有差异性的效果[24]。提示乳腺癌内分泌耐药过程中PI3K/AKT/mTOR通路激活的同时，可能存在其他信号通路的异常激活并与其相互作用，最终使PI3K/AKT/mTOR通路抑制剂不能有效地抑制肿瘤生长。

2.2.2Hedghog信号通路异常激活 Hedghog(Hh)信号通路是高度保守的胚胎发育相关信号通路。哺乳动物细胞与Hh信号通路激活相关的配体有3种：即Sonic Hedghog (SHH)、India Hedghog (IHH)、Desert Hedghog (DHH)。Hh信号通路的激活起始于这些配体与细胞表面受体分子Patched1 (PTCH1)结合，Hh配体与受体使PTCH1解除与另一相关受体分子Smoothened (SMO)的绑定; SMO从胞质囊包中释放出来并转到细胞的纤毛上，同时与SMO相结合的转录因子GLI1(Glioma-associated oncogene transcription factors)进入核内，启动靶基因转录，进而促进细胞生长。GLI家族包括GLI1、GLI2和GLI3三种蛋白，其中GLI1具有转录激活活性，GLI3具备转录抑制功能，而GLI2经过不同的翻译加工后兼具转录激活和抑制功能[25]。已发现在各类型乳腺癌组织中存在Hh信号通路异常激活。临床上，ER阳性乳腺癌无病生存率和总生存率与GLI1的表达呈负相关[26]; 同时ER阳性乳腺癌细胞在TAM治疗发生耐药后Hh信号通路过度激活，且Hh信号通路的激活受到活化的PI3K/AKT信号通路调控。体外敲减Hh信号通路的关键分子SMO和GLI1能有效抑制TAM耐药的细胞生长，并提高耐药细胞对TAM的敏感性。此外，SMO的特异性抑制剂GDC0449(Vismodegib,维莫德吉)能有效抑制TAM耐药裸鼠移植瘤的生长[26]。 这些发现提示，Hh信号通路异常激活参与乳腺癌TAM耐药，而PI3K/AKT与Hh信号通路交互作用的发现，将为ER阳性乳腺癌耐药的联合靶向治疗提供新的依据。

2.3肿瘤异质性与内分泌治疗耐药 形态学上，同一患者的乳腺癌组织中常存在不同类型的病变，提示乳腺癌是一类高度异质性的恶性肿瘤，而且随着乳腺癌的演进，其异质性呈现出时间和空间上的动态变化[27-28]。更重要的是，在同一乳腺癌组织中，ERa、ER 及PR等关键蛋白分子表达存在明显差异性，提示内分泌治疗后ER阴性的癌细胞将可能被进一步富集而过度生长并出现耐药[29]。通常情况下，肿瘤内细胞异质性主要由于瘤细胞基因组不稳定造成,肿瘤细胞在不断演进过程中，其与微环境之间长期共进化将引起癌细胞遗传学和表观遗传学上的改变，增加基因组的不稳定性,使关键位点的突变率增加，从而降低癌细胞对内分泌治疗的敏感性[30-31]。已发现，在乳腺癌治疗过程中，ER的表达水平逐渐下降，同时ERα基因的突变频率明显增加[15]。此外，也有研究表明乳腺癌原发灶ERα阳性，但循环肿瘤细胞却为ERα阴性[32]。在药物压力作用下，乳腺癌的异质性还表现为干细胞样特性[33]。临床上，乳腺癌内分泌治疗耐药后的残余癌细胞出现EMT表型并伴有CD44过表达，TAM作用于离体细胞和裸鼠移植瘤都使癌细胞微球体形成能力增强[34-36]。提示乳腺癌内分泌治疗耐药后部分癌细胞获得干细胞潜能，从而加速耐药细胞的克隆性生长。然而，乳腺癌内分泌治疗后，癌细胞如何获得干细胞样特性，目前分子机制未完全清楚。

2.4肿瘤休眠、微环境与内分泌治疗耐药 临床上，ERα阳性与阴性乳腺癌的自然进程存在很大差异，ERα阴性乳腺癌极易复发与转移，但大多数ERα阳性乳腺癌患者常在内分泌治疗周期结束后10年甚至更长的时间后才出现复发转移，即使在ERα+乳腺癌早期阶段有癌细胞进入循环，但并未立即在远处器官出现致命性的转移灶。提示ERα+乳腺癌细胞可能在远处器官中进入休眠状态(Dormancy),而且休眠癌细胞对各种治疗手段几乎都失去敏感性[37]。体外与动物实验已初步证实，许多关键细胞信号分子参与调控癌细胞的休眠与再活化过程，以确保休眠癌细胞存活、自我更新与干性维持及再活化等；同时，休眠与再活化的每个步骤都涉及癌细胞与其微环境之间复杂相互作用[38]。动物实验表明，乳腺癌细胞在骨髓中休眠存活与Src癌基因及其相关信号通路异常激活有关，骨髓微环境中CXCL12和IGFI通过Src调节PI3K/AKT通路活性从而维持扩散癌细胞存活，临床上也发现ER阳性乳腺癌组织中常伴有Src激活[38-39]。新近研究表明，肺组织微环境中BMP2信号通路的正常激活能抑制乳腺癌细胞肺内种植及转移灶形成；相反，BMP2的天然抑制分子Coco的过表达，将使肺内休眠的乳腺癌细胞再活化并形成明显的转移灶[40]。另外，有研究也发现，乳腺癌细胞能诱导肺内成纤维细胞产生细胞外基质成分骨膜素(POSTN),进而促进癌内WNT信号通路激活并形成转移灶[41]。更重要的是，免疫监视机制失调可能是乳腺癌休眠细胞得以存活及再生长的主要机制。已发现，肺内巨噬细胞能通过整合素分子与癌细胞表面的血管内皮细胞表面分子1(VCAM-1) 结合并维持细胞的存活[42]。此外，癌细胞与组织微环境中各种成分相互作用还伴有代谢行为的改变，这些发现提示扩散癌细胞与远处器官微环境的共进化是维持癌细胞存活与再激活的关键。

3 展 望

内分泌治疗耐药是ER阳性乳腺癌临床实践的主要挑战，如何克服耐药是目前乳腺癌治疗研究的关键科学问题。ER表达缺失及结构和功能异常、癌细胞替代生长信号通路的异常激活、肿瘤异质性、癌细胞休眠和微环境等因素参与乳腺癌内分泌治疗耐药。然而，这些因素与乳腺癌内分泌治疗耐药的具体分子调控网络尚未完全阐明，包括癌细胞在耐药演进中其基因组是否需要进一步获得二次突变以维持克隆优势仍存在争论。此外，当前的免疫检测点抑制剂PD-1/PD-L1的应用在ER阳性乳腺癌患者中效果甚微，但内分泌治疗药物联合细胞周期抑制剂如CDK4/6抑制剂应用显示出良好效果[43]。因此，多方位深入研究乳腺癌内分泌治疗耐药的分子调控网络，将为克服耐药提供新的思路和手段。

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R36

A

1671-8348(2017)31-4429-04

10.3969/j.issn.1671-8348.2017.31.040

国家自然科学基金资助项目(81372298)；广东省“扬帆计划”引进紧缺拔尖人才项目(201433007)。

尹碧蓉(1990-)，在读硕士，主要从事乳腺癌内分泌耐药细胞研究。△

，E-mail:yzhlu01@yahoo.com。

2017-03-18

2017-06-26)