乳腺癌内分泌治疗耐药相关信号通路的研究进展

武星星，王伏生，胡耀峰，任栋梁，冯冬青，王宏宇

1山西医科大学第二临床医学院，太原030001

2山西医科大学第二医院乳腺外科，太原0300010

乳腺癌是性激素受体依赖的肿瘤之一，其中约有75%的乳腺癌患者为雌激素受体（estrogen receptor，ER）阳性[1]。目前，内分泌治疗在ER阳性乳腺癌患者的治疗中占有重要地位[2]。内分泌治疗是激素受体（hormone receptor，HR）阳性乳腺癌患者全身治疗的基础方法之一，研究表明，约50%的ER阳性乳腺癌患者，及约75%的ER和孕激素受体（progesterone receptor，PR）同时阳性乳腺癌患者将从内分泌治疗中获益[3]。选择性ER调节剂（如氟维司群等）、ER拮抗剂（如他莫昔芬等）和芳香化酶抑制剂（如阿那曲唑等）为乳腺癌内分泌治疗的主要药物。已有研究表明，对HR阳性乳腺癌患者行内分泌治疗，可将患者的复发风险降低约40%[4]。但是，在辅助内分泌治疗超过2年或完成辅助内分泌治疗12个月内，多数患者可对内分泌治疗产生耐药性（获得性耐药），而部分患者可能无法对初始治疗做出反应（原发性耐药），进而导致肿瘤复发转移[5]。因此，克服原发性或继发性乳腺癌内分泌治疗耐药是提高乳腺癌治疗效果的关键。目前，针对乳腺癌内分泌治疗耐药机制研究较多的为细胞周期蛋白依赖性激酶（cyclin dependent kinase，CDK）4/6-视网膜母细胞瘤（retinoblastoma，RB）轴、磷脂酰肌醇-3-激酶（phosphatidylinositol 3 kinase，PI3K）/蛋白激酶 B（protein kinase B，PKB，又称AKT）/雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycinm，MTOR）信号通路、ESR1基因突变和表观遗传修饰等。本文就乳腺癌内分泌治疗耐药相关的信号通路及靶向药物的研究进展作一综述。

1 CDK 4/ 6

细胞周期蛋白D1（cyclin D1）和CDK4是参与管腔上皮细胞增殖的重要因子，其在HR阳性乳腺癌的发生中具有重要作用。cyclin D1与CDK4结合可以形成蛋白复合物，P21蛋白通过抑制DNA复制，使该蛋白复合物稳定，进而呈现为一种活性全酶。随后，活性全酶单磷酸化RB蛋白，促进E2F转录因子释放，进而诱导细胞周期蛋白E的表达，促进细胞周期由G1期进入到S期[6]。cyclin D1-CDK4/6轴过度活跃时，能够促使细胞周期从G1期向S1期转变，导致乳腺癌细胞过度增殖。CDK4/6是细胞周期的关键调节因子，其被激活时便可以促进乳腺癌细胞的增殖。cyclin D1-CDK4/6复合物通过磷酸化关键的肿瘤抑制因子，使细胞周期进程中的转录因子释放，CDK4/6在细胞周期调控中的重要作用使之成为肿瘤治疗的有效靶点，尤其在乳腺癌中[7-8]。目前，已经用于临床的CDK4/6抑制剂有3种，分别为帕博西林、瑞博西林、玻玛西林，这些药物可以防止RB肿瘤抑制因子的磷酸化，从而引发肿瘤细胞的细胞周期在G1期停滞，发挥抑制肿瘤细胞增殖的作用。

帕博西林不仅可以通过阻断RB蛋白的磷酸化，下调E2F靶向基因，阻滞细胞周期，还可以使转录因子FXM1失活，抑制细胞增殖[9]。除了抗肿瘤细胞增殖作用外，帕博西林还可以抑制上皮-间充质转化及肿瘤细胞侵袭[10]。PALOMA-1试验[11]和PALOMA-2试验[12]针对未接受任何治疗的绝经后ER阳性、人表皮生长因子受体2（human epidermalgrowth factor receptor-2，HER2）阴性晚期乳腺癌患者进行研究，结果均显示帕博西林联合来曲唑组患者的无进展生存率高于来曲唑组患者，表明帕博西林联合来曲唑可能作为ER阳性、HER2阴性晚期乳腺癌患者的一线治疗方案。PALOMA-3试验对帕博西林联合氟维司琼治疗既往内分泌治疗失败的HR阳性、HER2阴性的绝经前或绝经后晚期乳腺癌患者的疗效进行评估，结果表明帕博西林联合氟维司琼组患者的无进展生存期为9.2个月，长于安慰剂组患者的3.8个月，差异有统计学意义（P＜0.05）[13]。

瑞博西林是一种高选择性的CDK4/6抑制剂，在乳腺癌中具有潜在的抗肿瘤活性[14]。研究表明，瑞博西林联合3-磷酸肌醇依赖性蛋白激酶1（3-phosphoinositide-dependent protein kinase 1，PDK1）抑制剂GSK23 34 470可以有效抑制ER阳性乳腺癌细胞的增殖，并促进细胞凋亡[15]。CDK4/6抑制剂联合内分泌治疗时，瑞博西林与PI3K/MTOR抑制剂在促进乳腺癌细胞凋亡方面具有协同作用。MONALEESA-2试验对CDK4/6抑制剂治疗HR阳性、HER2阴性的绝经后晚期乳腺癌患者的疗效进行分析，结果显示瑞博西林联合来曲唑组患者的无进展生存期明显长于安慰剂联合来曲唑组患者，但骨髓抑制发生率高于安慰剂联合来曲唑组患者[16]。

与帕博西林和瑞博西林相比，玻玛西林对CDK4和CDK6具有相同的亲和力，其对CDK4的选择性高于CDK6，且具有抗CDK9活性[17]。玻玛西林对三磷酸腺苷结合转运蛋白B1（adenosine triphosphate-binding cassette transporter protein B1，ABCB1）或三磷酸腺苷结合转运蛋白G2（adenosine triphosphate-binding cassette transporter protein G2，ABCG2）过表达的肿瘤细胞疗效显著，其可以通过抑制ABCB1和ABCG2将抗肿瘤药物运送到肿瘤细胞外，逆转ABCB1或ABCG2诱导的多药耐药[18]。MONARCH 2试验对玻玛西林治疗ER阳性、HER2阴性进展期乳腺癌患者的疗效进行分析，结果显示玻玛西林联合氟维司琼组患者的中位无进展生存期长于安慰剂联合氟维司琼组患者（16.4个月vs9.3个月），差异有统计学意义（P＜0.05）[19]。

2 PI 3K/AKT/MTOR

PI3K/AKT/MTOR信号通路促进了细胞的生长、增殖、转移和血管生成等[20]，细胞内信号通路相关因子的突变是肿瘤发生的关键驱动因素，因此在肿瘤治疗中具有重要意义。由受体酪氨酸激酶（receptor tyrosine kinase，RTK）激活后的PI3K可以磷酸化磷脂酰肌醇-4，5-双磷酸（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通过同源结构域与多个下游介质[如AKT、PDK1、3-磷酸肌醇依赖性蛋白激酶 2（3-phosphoinositide-dependent protein kinase 2，PDK2）等]相结合，促使PIP3向细胞膜聚集，进而激活AKT，活化的AKT直接磷酸化MTOR使其激活。PI3K/AKT/MTOR信号通路的异常激活与乳腺癌的发生发展密切相关，其可以促进乳腺癌细胞的增殖，加速乳腺癌的进展，增加乳腺癌的恶性程度，诱导内分泌治疗耐药的发生[21]。

第一代PI3K抑制剂LY294002和Wortmannin因低溶解性、不稳定性和高毒性而限制了临床应用价值[22]。BYL719是第一个特异性靶向P110亚型药物，在早期的临床试验中显示出可观的功效和可接受的毒性谱，为晚期管腔型乳腺癌患者提供了一种新型的治疗方法[23]。目前，针对新辅助治疗的PI3K抑制剂的试验也在进行中[24]。

依维莫司是雷帕霉素靶蛋白复合物1（mammalian target of rapamycin complex 1，MTORC1）中MTOR的变构抑制剂。美国食品药品管理局（Food and Drug Administration，FDA）批准依维莫司联合依西美坦用于AI治疗失败的绝经后HR阳性、HER2阴性的晚期乳腺癌患者的治疗。BOLERO-2试验[25]将HR阳性、HER2阴性绝经后非甾体类AI耐药性乳腺癌患者分为依维莫司联合依西美坦组和依维莫司联合安慰剂组，结果显示，依维莫司联合依西美坦组患者的无进展生存期较依维莫司联合安慰剂组患者明显延长（7.8个月vs3.2个月，P＜0.01）。依维莫司可以抑制MTORC1，但对雷帕霉素靶蛋白复合物2（mammalian target of rapamycin complex 2，MTORC2）无明显抑制作用，且且PI3K和AKT的反馈激活限制了依维莫司的有效性。新型MTOR抑制剂具有MTORC1和MTORC2双重抑制作用，这些抑制剂正处于临床试验阶段[26]。

3 表观遗传学修饰

表观遗传学修饰是指在D NA序列不发生改变，但在基因表达过程中发生的一组可遗传的变化，包括DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA调控[27]。表观遗传学修饰的作用主要是通过改变ER的表达来实现的，DNA甲基转移酶（DNA methyltransferases，DNMT）可以直接与组蛋白脱乙酰基酶（histone deacetylases，HDAC）基因启动子区的甲基-胞嘧啶磷酸鸟嘌呤（cytosine-phosphate-guanine，CpG）结合域蛋白家族相互作用，形成抑制性转录复合物，进而参与乳腺癌内分泌治疗的耐药过程[28]。DNA甲基化是在多梳抑制复合物和DNMT的作用下，以S-腺苷甲硫氨酸为甲基供体，CpG二核苷酸胞嘧啶环上5'端位置的氢被活性甲基取代的过程[29]。在正常细胞中，抑癌基因一般是非甲基化的，因此具有转录活性；但在乳腺癌中，抑癌基因高甲基化现象特别常见，DNA甲基化模式发生变化，导致抑癌基因转录失活，进而表达沉默，最终导致肿瘤发生[30-31]。

组蛋白修饰包括甲基化、乙酰化、磷酸化、泛素化等，其可以单独作用或与DNA甲基化共同作用于基因调控。组蛋白与DNA结合形成核小体，通过改变组蛋白的翻译后修饰可以改变基因的表达，但不改变DNA序列。组蛋白翻译后修饰决定了基因组的翻译活性，激活或反激活基因表达，进而导致肿瘤发生[32]。在乳腺癌中，ESR1基因的沉默可能继发于基因启动子区的高甲基化和乙酰转移酶编码基因的突变，而加入乙酰基的组蛋白可以改变染色质的结构，进而影响MYST1、MYST4基因的转录。因此，使用HDAC抑制剂可以解决乳腺癌内分泌治疗耐药的问题[33]。

恩替司他是一种选择性HDAC抑制剂，可以通过上调ER和芳香化酶表达，恢复细胞对非甾体类AI的敏感性[34]。Ⅱ期ENCORE301临床试验对非甾体类AI治疗后出现疾病进展的绝经后晚期乳腺癌患者进行研究，结果显示，依西美坦联合恩替司他组患者的无进展生存期长于依西美坦联合安慰剂组患者（4.3个月vs2.3个月），而且依西美坦联合恩替司他组患者的不良反应均可耐受，其中中性粒细胞减少（13%）和疲劳（11%）是该方案引起的最常见的3级或4级不良反应[35]。Ⅲ期E2112试验选择男性或绝经后女性、HR阳性、HER2阴性、局部晚期或发生转移，且以往非甾体类AI治疗后疾病进展的乳腺癌患者，给予依西美坦联合恩替司他或安慰剂治疗，观察患者的无进展生存期和总生存期，并对其安全性和耐受性进行评价，但试验结果尚未出现[36]。

4 ER基因突变

ER是乳腺癌内分泌治疗的重要靶点，ER基因的表达受多种因素调控，其基因序列受DNA甲基化[37]及miRNA调控[38]。DNA甲基化可以改变ER启动子序列，造成ER表达丢失，进而导致乳腺癌原发性内分泌治疗耐药。乳腺癌内分泌治疗耐药的另一种机制为ESR1基因改变，ESR1导致内分泌治疗耐药的主要改变形式为点突变和基因扩增。SOFFA试验对氟维司群和依西美坦治疗经非甾体类AI治疗敏感的绝经后乳腺癌患者的疗效进行分析，结果显示接受氟维司群和依西美坦治疗的ESR1突变患者的中位无进展生存期分别为5.7、2.9个月，差异有统计学意义（P=0.02）；而接受氟维司群和依西美坦治疗的野生型ESR1患者的中位无进展生存期分别为5.4个月和8.0个月，差异无统计学意义（P=0.77），表明ESR1突变患者可从含氟维司群的治疗方案中获益[39]。PALOMA-3试验对氟维司琼联合帕博西林或安慰剂治疗内分泌治疗失败的HER-2阴性乳腺癌患者的疗效进行分析，结果显示，ESR1突变患者接受氟维司群联合帕博西林治疗的疗效显著优于氟维司群联合安慰剂组[40-41]。新的选择性雌激素受体下调剂（selective estrogen receptor downregulator，SERD）或选择性雌激素受体调节 剂（selective estrogen receptor modulator，SERM）通过提高药代动力学和口服生物利用度，改善了ESR1突变型乳腺癌患者的预后。目前，已经合成了几种新的 SERDS（RAD1901、AZD9496、GDSC-0810）[42]。对于SERM药物，巴多昔芬已被批准用于骨质疏松症患者。在乳腺癌模型中，巴多昔芬可以抑制他莫昔芬耐药乳腺癌细胞的生长，且其与帕博西林具有协同作用[43]。

5 小结

乳腺癌内分泌治疗耐药的机制较多，包括未提及的生长因子信号通路、丝裂原活化蛋白激酶通路等，且各调控通路的深入机制尚未完全阐明，如何逆转和延缓乳腺癌内分泌治疗耐药的是目前临床研究的重点之一。由于细胞的信号转导通路是一个相互交叉复杂的网络，联合用药和靶向多位点的药物可能会有更好的疗效，临床前景更加广阔。利用基因检测对ER阳性乳腺癌进行精准的靶向治疗对改善内分泌治疗耐药的乳腺癌患者预后及生存意义重大。