乳腺癌内分泌治疗耐药的信号通路研究进展

叶敬文 刘鷖雯 何怡青 杜 艳 张国良 高 锋 杨翠霞

在2020年全球新增癌症患者中，乳腺癌约占11.7%，为所有肿瘤中发生率最高的[1]。乳腺癌是来源于乳腺导管上皮细胞的肿瘤，临床上约有80.0%的患者表现为雌激素受体(estrogen receptor，ER)阳性[2]。研究表明，ER激活在ER阳性乳腺癌的发生、发展中具有重要作用[2, 3]。因此ER阳性乳腺癌患者多选用针对ER的内分泌治疗药物[2]。临床常用的内分泌治疗药物分为芳香化酶抑制剂、他莫昔芬和氟维司群等，主要发挥拮抗ER、竞争ER和降解ER的功效。尽管内分泌治疗的效果良好，可显著提高乳腺癌患者的预后，但仍有近20%的患者在辅助内分泌治疗1～2年后，获得耐药性，从而导致肿瘤复发和转移[2，4]。因此，解决内分泌治疗耐药是提高患者预后的关键。

近年来，越来越多的研究表明，肿瘤细胞内信号通路的过度激活与其产生耐药性有关[5]。发生内分泌治疗耐药时，乳腺癌细胞可出现多种信号通路的过度激活[2]。目前，针对信号通路在乳腺癌内分泌治疗耐药中的作用及其靶向药物已成为逆转耐药研究的热点之一。本文对介导乳腺癌内分泌治疗耐药发生的信号通路及其抑制剂的前沿研究做一综述。

一、PI3K/Akt/mTOR信号通路与内分泌治疗耐药

PI3K/Akt/mTOR信号通路主要由磷脂酰肌醇3-激酶(phosphoinositide 3-kinase, PI3K)、蛋白激酶B(protein kinase B, Akt)和哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin, mTOR)构成，受PIK3CA、PTEN和SHIP等基因的调控，参与调节细胞生物学功能[6]。PI3K/Akt/mTOR信号通路的活化过程为：PI3K经受体酪氨酸激酶(receptor tyrosine kinase，RTK)激活后活化Akt，活化的Akt进一步活化mTOR。PI3K被激活并作用于3，4-二磷酸磷脂酰肌醇(PI-4,5-P2，PIP2)，使其转变成活化态3，4，5-三磷酸磷脂酰肌醇(PI-3,4,5-P3，PIP3)。活化的PIP3可与磷脂酰肌醇依赖性蛋白激酶1(phosphoinositide-dependent kinase-1，PDK1)结合，促使Akt蛋白Thr308位点上的苏氨酸磷酸化。mTOR是Akt的一个重要下游靶点，受激活后可调控特定mRNA的翻译，进而影响细胞的增殖。PI3K/Akt/mTOR信号通路的激活可促进肿瘤细胞的生长、增殖和血管生成[6]。因此特异阻断PI3K/Akt/mTOR通路的方案对肿瘤治疗具有重要意义。

近年来研究表明，PI3K/Akt/mTOR信号通路与乳腺癌内分泌治疗耐药密切相关。Ghayad等[7]研究发现，乳腺癌细胞MCF7对他莫昔芬产生耐药性时，其PI3K/Akt/mTOR信号通路出现持续激活，使用PI3K抑制剂LY294002可逆转细胞对他莫昔芬的耐药性。同时，PI3K/Akt/mTOR信号通路可被IGF-1生长因子通路活化，从而诱导乳腺癌细胞产生对他莫昔芬的抵抗，提示其与乳腺癌内分泌治疗耐药有关[8]。由于PI3K/Akt/mTOR信号通路也可直接激活ER受体，使之产生不依赖配体的激活，发挥其调控转录的作用[3]。因此，PI3K/Akt/mTOR信号通路的过度激活被认为是导致乳腺癌细胞获得内分泌治疗耐受的机制之一，抑制其活性可能具有一定的临床价值[9]。

靶向针对PI3K/Akt/mTOR信号通路的抑制剂主要包括了PI3K抑制剂、Akt抑制剂和mTOR抑制剂。PI3K抑制剂根据其作用机制，分为泛PI3K抑制剂和PI3K亚基抑制剂。目前，联合使用泛PI3K抑制剂BKM120与内分泌治疗药物在Ⅰ期临床实验里表现出良好的效果，更进一步的临床试验也在进行中[10]。PI3K亚基抑制剂可选择性作用于特定的亚型异构体，如PI3Kα选择性抑制剂alpelisib (BYL719)等。与泛PI3K抑制剂比较，PI3K亚基抑制剂具有脱靶效应少，不良反应较轻等优点。SOLAR-1试验的结果显示，PI3Kα选择性抑制剂BYL719联用氟维司群将内分泌治疗耐药乳腺癌患者的无进展生存期(progression-free survival，PFS)从5.7个月延长至11.0个月[11]。然而部分PI3K亚基抑制剂的特异性低，如Taselisib在临床上疗效一般，这可能与它针对δ和γ亚型有关[12]。因此，设计特异性更强的PI3K亚基抑制剂将是该类信号通路药物研发的一个突破口。

基于与Akt结合位点的差异和作用方式的不同，Akt抑制剂可主要分为3类，即PIP类似物哌立福新、变构抑制剂MK2206和ATP竞争性抑制剂AZD5363。目前关于Akt抑制剂的研究多集中于Akt与ATP结合的特点上，如使用ATP竞争性抑制剂AZD5363可逆转乳腺癌细胞对他莫昔芬的耐药性[8]。但此类Akt抑制剂仅靶向抑制某一种mTORC复合体，这将导致其他的mTORC复合体通过负反馈激活Akt及其下游通路，影响药物疗效[13]。mTOR抑制剂可抑制mTOR变构，从而影响其发挥生物学作用。研究表明，使用mTOR抑制剂依维莫司能恢复内分泌治疗的敏感度[2]。在PrE0102试验中，依维莫司与氟维司群联用可将内分泌治疗耐药乳腺癌患者的PFS由5.1个月延长至10.3个月[11]。

上述研究提示，PI3K/Akt/mTOR信号通路抑制剂在内分泌治疗耐受乳腺癌中具有良好效果。目前，PI3K/Akt/mTOR通路抑制剂的研究侧重点是将其与其他药物联合用于内分泌治疗耐药的乳腺癌。

二、MAPK/ERK信号通路与内分泌治疗耐药

MAPK/ERK信号通路主要由丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase，MAPK)和细胞外调节蛋白激酶(extracellular regulated protein kinases，ERK)构成，受上游蛋白KRAS、NRAS和HRA的影响，共同调节细胞的生长、分化、应激、炎性反应等多种重要的生理或病理过程[14]。该通路活化过程为MAPK在接受上游信号激活后，活化MAPK激酶(如ERK等)，活化的MAPK激酶进入细胞核内激活相应转录因子，从而发挥调节作用。

据报道，在乳腺癌发生化疗耐药时，其MAPK/ERK通路被过度激活，抑制MAPK/ERK通路(例如使用miR34a)可明显降低乳腺癌细胞的耐药性[15]。除此之外，MAPK/ERK信号通路与乳腺癌产生内分泌治疗耐药密切相关。据报道，MAPK/ERK信号通路可以通过激活雌激素相关受体γ，诱导ER阳性的乳腺癌细胞发生他莫昔芬耐药[16]。MAPK/ERK信号通路亦可促进ER磷酸化，使其发生不依赖配体的激活[3]。有研究发现，缺氧会导致乳腺癌细胞的MAPK/ERK信号通路被过度激活，并发生他莫昔芬耐药[17, 18]。因此，使用抑制MAPK/ERK通路可有效逆转内分泌治疗耐药。例如，使用吉非替尼抑制内分泌治疗耐药乳腺癌细胞中MAPK/ERK信号通路的过度激活，可逆转其对他莫昔芬的耐药[19]。当前，将MAPK/ERK信号通路抑制剂和氟维司群等药物联合应用于内分泌治疗耐药乳腺癌的临床包括联合使用氟维司群与MAPK抑制剂司美替尼(AZD6244)治疗芳香化酶抑制剂耐药晚期乳腺癌(NCT01160718)等。既往RAS被认为是不可作为治疗靶点，因此先前关于MAPK/ERK信号通路抑制剂的研究多集中抑制ERK活化，但近年来研发KRAS直接抑制剂的成功表明，靶向RAS抑制在未来将会是逆转内分泌治疗耐药的方法之一。

三、Wnt信号通路与内分泌治疗耐药

Wnt信号通路由跨膜受体FZD蛋白家族、β-catenin和TCF/LEF转录因子构成，主要发挥调节细胞迁移、侵袭和黏附等生物学功能。其活化过程为Wnt信号通路通过跨膜受体FZD蛋白家族，使下游蛋白激酶磷酸化，进而抑制β-catenin的降解。随后累积的β-catenin进入细胞核后结合TCF/LEF转录因子，启动相应下游靶基因的转录[20]。

临床上，Wnt信号通路在乳腺癌中多被过度激活，且与乳腺癌肿瘤转移、肿瘤分期及肿瘤大小密切相关[21]。近年来报道显示，在耐药细胞中，促进Wnt信号通路活化的PORCN及Wnt信号通路激活后的转录基因(c-MYC和AXIN2等)表达升高，抑制Wnt信号通路的CXXC型锌指蛋白4 (CXXC-type zinc-finger protein 4, CXXC4)表达减少，提示Wnt信号通路的异常激活与乳腺癌内分泌治疗耐药密切相关[8]。另有研究表明，与天然MCF7细胞比较，他莫昔芬耐药细胞中Wnt信号通路相关基因的表达均增加，使用Wnt激动剂Wnt3a激活FZD蛋白家族，可增强细胞对他莫昔芬的耐药性，阻断Wnt信号通路，如使用IWP-2抑制抑制PORCN的表达，阻断Wnt的活化，可显著提高耐药细胞对他莫昔芬的敏感度，提示他莫昔芬耐药细胞存在Wnt信号通路的过度活化[8]。此外，研究发现CXXC4在他莫昔芬耐药的MCF7细胞中表达降低，敲除MCF7细胞的CXXC4基因可激活Wnt信号通路，使其获得他莫昔芬耐药性，通过过表达CXXC4抑制Wnt信号通路，可增强细胞对其敏感度[22]。另一项研究表明，他莫昔芬耐药细胞株中Wnt信号通路激活导致AXIN2和DKK1的基因表达明显增高，这被认为是细胞发生内分泌治疗耐药的适应性反应，有助于细胞获得他莫昔芬耐药性[23]。以上研究均提示Wnt信号通路在介导乳腺癌细胞发生内分泌治疗耐药中发挥作用。

目前，由于一些针对Wnt信号通路的药物目前仍处于临床前期研究，尽管在细胞水平上，抑制Wnt信号通路可有效降低乳腺癌细胞对他莫昔芬的耐药性，但在临床上，Wnt信号通路抑制剂对内分泌治疗耐受乳腺癌患者的具体疗效有待研究[8]。

四、细胞周期cyclinD1/CDK通路与内分泌治疗耐药

cyclinD1/CDK通路主要由细胞周期蛋白D1(cyclinD1)和周期蛋白依赖性激酶4/6(cyclin-dependent kinase 4/6，CDK4/6)蛋白构成，是多种生长信号通路最终发挥作用的一环，在调节细胞增殖与凋亡中发挥重要作用[4]。当受到有丝分裂信号刺激时，cyclinD1与CDK4或者CDK6发生相互作用，被激活的cyclinD1-CDK4/6复合物进一步活化下游信号，进而使转录抑制复合物解聚，激活细胞进入S期。在这条信号通路中，CDK4/6尤为重要，是调控细胞周期、分裂和癌症发生中至关重要的驱动因子[4]。CDK4/6属于丝氨酸/苏氨酸激酶，主要参与细胞G1期和S期, 其活性是受细胞周期蛋白以及CDK抑制剂INK(inhibitor of CDK)或CIP/KIP(CDK interacting protein/kinase inhibition protein)调控[24]。目前，对该通路的临床研究也多集中于抑制CDK4/6的活性。

临床上cyclinD1/CDK通路在乳腺癌患者中常被过度激活，且与患者的预后密切相关[2, 24]。研究发现，cyclinD1/CDK通路的过度激活与乳腺癌内分泌治疗耐药的发生有关[25]。Liu等[26]增加他莫昔芬耐药乳腺癌细胞中p27(一种抑制CDK4/6活化的基因)的表达，可成功逆转细胞对他莫昔芬的耐药性。综上所述，靶向抑制CDK4/6在攻克内分泌治疗耐药乳腺癌中具有较大潜力。

临床上，常用的CDK4/6抑制剂具有高选择性等优点。目前，美国FDA已经批准了3种选择性CDK4/6抑制剂, 即帕博西林(palbociclib)、瑞博西林(ribociclib)和玻玛西林(abemaciclib)用于治疗转移性 ER阳性/Her-2阴性乳腺癌。研究表明，玻玛西林联合氟维司群治疗可使患者的PFS由9.3个月延长至16.9个月[11]。亦有一项Ⅲ期临床试验显示，与使用氟维司群比较，联合使用CDK4/6抑制剂玻玛西林和氟维司群可显著提高内分泌治疗耐药乳腺癌患者的PFS，提示联合使用CDK4/6抑制剂和氟维司群是未来攻克内分泌治疗耐药乳腺癌的策略之一[27]。由于，cyclinD1/CDK通路亦是PI3K/Akt/mTOR通路的下游靶点，联合使用CDK4/6抑制剂和PI3K抑制剂可以更好避免单一用药导致的信号通路负反馈激活[28]。因此，研究和其他通路抑制剂的联合使用有助于解决内分泌治疗耐药乳腺癌，也是下一步研究的重点。

五、展 望

乳腺癌的内分泌治疗药物可根据其对ER的作用分为ER拮抗剂、ER调节剂和ER降解剂。乳腺癌内分泌治疗耐药的机制较多，信号通路的异常激活是导致乳腺癌发生内分泌治疗耐药的机制之一，但其机制尚未完全阐明[2]。临床上已用于解决内分泌治疗耐药的信号通路抑制剂主要包括PI3K抑制剂、mTOR抑制剂和CDK4/6抑制剂等。

鉴于细胞的信号转导通路是一个相互交叉复杂的网络，使用单一信号通路抑制剂往往代偿激活相关通路，最终导致治疗无效。因此，如何使用信号通路抑制剂逆转耐药仍是乳腺癌内分泌治疗亟待攻克的难题之一。当前，临床已采用联合用药克服乳腺癌内分泌治疗耐药，如联合使用Akt抑制剂和CDK4/6通路抑制剂与氟维司群，不仅可以治疗内分泌治疗耐药乳腺癌，还可以克服单一抑制CDK4/6引起的耐药[8]。然而信号通路抑制剂多用于已经发生内分泌治疗耐药的患者，如何使用其延缓内分泌治疗耐药的发生或有效逆转内分泌治疗耐药，仍需开展深入研究予以证实。