基于雌激素受體信號(hào)通路的肺癌靶向治療研究進(jìn)展

徐利強(qiáng) 廖永德 唐和孝 張超 劉昭國

1 前言

目前肺癌已成為男性和女性惡性腫瘤最常見的死因之一[1,2]。雖然采取了手術(shù)、放化療和靶向治療的綜合治療策略，肺癌的生存率仍較低[3]。因此，尋找新的肺癌治療切入點(diǎn)顯得尤為迫切。雖然肺癌的病因和機(jī)制尚不清楚，但是不斷發(fā)現(xiàn)的證據(jù)[4-9]表明：雌激素是促進(jìn)肺癌特別是女性肺腺癌進(jìn)展的因素之一?？勾萍に刂委熁蛘哚槍?duì)雌激素受體（estrogen receptor, ER）信號(hào)的靶向治療在肺癌中的應(yīng)用可能有助于改善患者的預(yù)后。

2 雌激素與肺癌

流行病學(xué)研究[10,11]表明，吸煙仍然是肺癌最主要的危險(xiǎn)因素，但在同等吸煙水平下，女性比男性患肺癌的風(fēng)險(xiǎn)更大；在不吸煙的肺癌患者中，女性也占多數(shù)，女性患肺癌的風(fēng)險(xiǎn)較男性高2.5倍。在絕經(jīng)后女性中進(jìn)行的激素替代治療（hormone replacement therapy, HRT）研究[12-15]發(fā)現(xiàn)，行HRT的絕經(jīng)后婦女發(fā)生肺癌的風(fēng)險(xiǎn)增高，而已患肺癌者生存期較對(duì)照組縮短。結(jié)合肺癌發(fā)生率的性別差異以及外源性雌激素對(duì)女性肺癌進(jìn)展的促進(jìn)作用，再考慮到女性體內(nèi)本身存在的較高循環(huán)血雌激素水平，可以推測(cè)高雌激素水平可能使得女性對(duì)肺癌更加易感[16]。目前，隨著女性吸煙人數(shù)的增加，美國每年死于肺癌的女性患者僅次于乳腺癌，居第二位[1]。

雖然男性肺癌患者體內(nèi)循環(huán)血雌激素水平較女性低，但是在非小細(xì)胞肺癌（non-small cell lung cancer,NSCLC）內(nèi)卻檢測(cè)到較高的雌激素水平，較良性病變中高2.2倍；特別是男性NSCLC，其局部雌激素濃度是絕經(jīng)后女性的3.7倍[7,17]。這些研究結(jié)果均提示雌激素可能也與男性肺癌密切相關(guān)。

雌激素的促肺癌進(jìn)展作用在NSCLC的細(xì)胞系和動(dòng)物模型中已經(jīng)得到許多研究的支持。雌激素與NSCLC細(xì)胞系共培養(yǎng)，能刺激細(xì)胞產(chǎn)生明顯的增殖，而抗雌激素藥物如他莫昔芬或氟維司群能阻斷這種效應(yīng)[6,8,11,18-20]。雖然有研究[21-23]在男性肺腺癌細(xì)胞中觀察到不同的結(jié)果，但是在將NSCLC細(xì)胞植入小鼠皮下形成的移植瘤模型中，雌激素仍顯示出促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)的作用，抗雌激素藥物處理可以明顯抑制腫瘤生長(zhǎng)[6,11,19,20]。這些研究表明，雌激素及其啟動(dòng)的ER信號(hào)通路可以促進(jìn)肺癌進(jìn)展。因此，抗雌激素或ER信號(hào)的靶向治療策略可能是肺癌治療的新切入點(diǎn)。

3 ER結(jié)構(gòu)和ER信號(hào)通路

雌激素經(jīng)腫瘤局部芳香化酶合成后，主要經(jīng)ER發(fā)揮作用。ER的兩種亞型——ERα和ERβ由不同染色體上的不同基因編碼，分別位于6q24區(qū)段和14q22-24區(qū)段。ER屬于核受體超家族成員，由6個(gè)保守的結(jié)構(gòu)域（A-F）組成，主要包括3個(gè)功能區(qū)：轉(zhuǎn)錄激活區(qū)（transcriptional activation function, TAF）、DNA結(jié)合區(qū)（DNA binding domain, DBD）和配體結(jié)合區(qū)（ligand binding domain,LBD）。位于C域中央的DNA結(jié)合區(qū)含有兩個(gè)高度保守的鋅指結(jié)構(gòu)，ER通過此區(qū)與靶基因啟動(dòng)子中的雌激素反應(yīng)組件（estrogen response element, ERE）結(jié)合，調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄。

在肺癌的ER信號(hào)通路中，雌激素與ER結(jié)合后主要通過非基因途徑和基因途徑產(chǎn)生效應(yīng)。其中非基因途徑的特點(diǎn)是由細(xì)胞內(nèi)信號(hào)分子如MAPK、Akt等通過蛋白之間的作用快速啟動(dòng)，并引起相關(guān)信號(hào)分子的磷酸化，這些產(chǎn)物一般在數(shù)分鐘左右作用達(dá)峰值[19,24,25]；基因途徑主要由ERE介導(dǎo)的經(jīng)典途徑和以AP-1（activator protein 1,AP-1）等為代表的轉(zhuǎn)錄因子（non-ERE）介導(dǎo)的非經(jīng)典途徑組成[26,27]。在經(jīng)典途徑中，活化的ER形成二聚體直接與靶基因啟動(dòng)子中的ERE結(jié)合，在共調(diào)節(jié)因子的參與下調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄。但在非經(jīng)典基因途徑中，活化的ER形成二聚體后不與ERE結(jié)合，而是通過蛋白間相互作用與Fos/jun等形成復(fù)合體，再與其它轉(zhuǎn)錄因子如AP-1結(jié)合，在共調(diào)節(jié)因子的參與下調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄[26]。

4 基于ER信號(hào)的肺癌靶向治療策略

ER介導(dǎo)的上述信號(hào)通路中，關(guān)鍵步驟包括局部環(huán)境雌激素的生成、雌激素與ER的結(jié)合、ER二聚體的形成、與DNA的結(jié)合以及共活化物的募集。在肺癌中，阻斷其中任何步驟，都可以阻斷或干擾ER信號(hào)的傳導(dǎo)，從而抑制其介導(dǎo)的腫瘤發(fā)展。因此，這些環(huán)節(jié)都可能成為肺癌潛在的治療靶點(diǎn)。

4.1 芳香化酶抑制劑（aromatase inhibitor, AI） 芳香化酶屬于細(xì)胞色素P450酶系，是雌激素合成過程中最后一步的限速酶。其不僅表達(dá)于卵巢，還表達(dá)于其它組織，如乳房、肺、肝臟和腦組織等[28]。多項(xiàng)研究[29-31]表明在不同性別的NSCLC組織標(biāo)本中都發(fā)現(xiàn)芳香化酶高表達(dá)。進(jìn)一步研究[7,29]發(fā)現(xiàn)，在86%的NSCLC腫瘤組織中，雌激素濃度和芳香化酶表達(dá)同時(shí)增加，且芳香化酶有較高的活性，與癌旁和良性組織中表達(dá)差異明顯。這些研究都提示，NSCLC腫瘤中雌激素的高表達(dá)可能與局部芳香化酶介導(dǎo)的雌激素合成有關(guān)。絕經(jīng)后女性NSCLC患者中，高表達(dá)芳香化酶提示預(yù)后不良[30]，這可能是由局部高濃度的雌激素持續(xù)刺激腫瘤生長(zhǎng)導(dǎo)致的[31,32]。

而AI則可以阻斷雌激素的合成，從而降低局部雌激素濃度，消除雌激素對(duì)腫瘤的促進(jìn)作用。由此推測(cè)，高表達(dá)芳香化酶的NSCLC患者可能從AI治療中獲益[20,31,32]。目前的第三代芳香化酶抑制劑分為兩類，包括可逆性非甾體類抑制劑（如阿那曲唑和來曲唑）和不可逆性甾體滅活劑（如依西美坦）。

Coombes等[33]報(bào)道，在隨機(jī)分組的原發(fā)性乳腺癌患者中，一組使用他莫昔芬2年-3年后改為芳香化酶抑制劑依西美坦，另一組則一直使用他莫昔芬，數(shù)年后發(fā)現(xiàn)改用依西美坦的患者患原發(fā)性肺癌的危險(xiǎn)性下降（使用他莫昔芬2年-3年后改為依西美坦組肺癌患者4例 vs 一直使用他莫昔芬組肺癌患者12例）。Weinberg等[29]在臨床前研究中發(fā)現(xiàn)，阿那曲唑不僅可以明顯抑制體外培養(yǎng)的NSCLC細(xì)胞增殖，在體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中也有明顯的抑制瘤體生長(zhǎng)的作用。Koutras等[34]在對(duì)NSCLC細(xì)胞系的研究中發(fā)現(xiàn)，依西美坦能夠抑制癌細(xì)胞增殖并促進(jìn)凋亡。Marquez等[20]在裸鼠的NSCLC中也驗(yàn)證了AI的抗腫瘤作用，同時(shí)還發(fā)現(xiàn)AI與化療聯(lián)用可以對(duì)腫瘤進(jìn)展產(chǎn)生明顯的協(xié)同抑制作用。更重要的是，研究證實(shí)局部轉(zhuǎn)移的癌組織高表達(dá)芳香化酶，這提示晚期NSCLC患者的遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移灶也可從AI治療中獲益。

以上這些研究結(jié)果從作用及機(jī)制方面對(duì)芳香化酶進(jìn)行了較為深入的研究，是芳香化酶抑制劑用于臨床肺癌治療的重要研究基礎(chǔ)和實(shí)驗(yàn)依據(jù)；并且后續(xù)的芳香化酶藥物的開發(fā)也是重要的嘗試，以期在芳香化酶抑制劑治療肺癌方面有所突破。目前，在患晚期NSCLC的絕經(jīng)后婦女中進(jìn)行的一項(xiàng)為期18個(gè)月的臨床實(shí)驗(yàn)（編號(hào)：NCT00932152）中，包括芳香化酶抑制劑阿那曲唑（1 mg/d，口服）在內(nèi)的抗雌激素藥物已被用來研究其對(duì)腫瘤進(jìn)展的抑制作用。這些研究都表明，AI在NSCLC臨床中具有良好的開發(fā)潛力。

4.2 選擇性雌激素受體調(diào)節(jié)劑（selective estrogen receptor modulator, SERM） SERM為ER競(jìng)爭(zhēng)性拮抗劑，在ER陽性表達(dá)的腫瘤組織中，SERM可與ER結(jié)合但不刺激轉(zhuǎn)錄或作用微弱[35]，并長(zhǎng)時(shí)間阻滯于ER的LBD區(qū)，干擾ER介導(dǎo)的信號(hào)通路，降低其介導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄生長(zhǎng)因子水平，從而抑制腫瘤增殖。SERM代表性藥物是他莫昔芬（tamoxifen,TAM），它作為最早被批準(zhǔn)用于乳腺癌臨床治療的SERM，目前已取得了良好的療效。

在NSCLC細(xì)胞系的體外實(shí)驗(yàn)中已經(jīng)證實(shí)了他莫昔芬的抗增殖作用。朱曉莉等[36]發(fā)現(xiàn)他莫昔芬和4-羥基他莫昔芬都能抑制ER(+)肺腺癌細(xì)胞株SPC-A-1的生長(zhǎng)，并呈劑量依賴性。其主要作用機(jī)制是阻滯細(xì)胞停留于靜止期，使增殖期細(xì)胞比例減少，從而抑制細(xì)胞增殖。Dougherty和Ivanova等[21,22]也分別在女性來源的肺腺癌細(xì)胞中證實(shí)了TAM對(duì)細(xì)胞增殖的抑制作用。

目前，在肺癌的綜合治療中，嘗試較多的SERM是TAM和托瑞米芬（toremifene, TOR）。約30%的乳腺癌患者在接受SERM治療后發(fā)生繼發(fā)性耐藥[37]。因此，TAM在肺癌中雖然可以作為ER的拮抗劑來抑制ER信號(hào)通路，但是不單用，而多作為化療多藥耐藥（multiple drug resistance, MDR）的調(diào)節(jié)劑[38-40]，逆轉(zhuǎn)肺癌對(duì)一線順鉑類化療藥物的耐藥，提高化療敏感性，從而增加療效。

Yang等[41]報(bào)道，高劑量的TAM（150 mg/m2/d）聯(lián)合常規(guī)化療，有助于改善晚期NSCLC患者的預(yù)后。Chen等[39]也發(fā)現(xiàn)，對(duì)一線順鉑類化療方案耐藥的NSCLC患者，在聯(lián)合TAM（120 mg/d）治療后，仍可獲得較好的療效。但是王昆等[42]在臨床實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照組相比，TAM（20 mg/d）聯(lián)合化療應(yīng)用于NSCLC沒有明顯改善患者的預(yù)后水平，這可能與TAM劑量過低、入選病例數(shù)過少等有關(guān)。Perez等[43]進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，聯(lián)合順鉑治療肺癌時(shí)，口服TAM（160 mg/m2/d）連續(xù)7天才能達(dá)到有效的作用水平（約5 mM），從而增加腫瘤對(duì)順鉑的敏感性，并且此時(shí)TAM的副作用仍可被接受。TAM口服耐受性好，僅少數(shù)患者出現(xiàn)不良反應(yīng)，如惡心嘔吐、月經(jīng)失調(diào)、顏面皮疹等。

4.3 選擇性雌激素受體下調(diào)劑（selective estrogen receptor downregulator, SERD） SERD為ER非競(jìng)爭(zhēng)性調(diào)節(jié)劑，與ER的LBD區(qū)結(jié)合后，誘導(dǎo)蛋白酶體介導(dǎo)的ER快速降解，從而抑制ER信號(hào)通路，抑制腫瘤增殖。其代表藥物是氟維司群（fulvestrant, ICI182780），其結(jié)構(gòu)與雌激素類似，僅在7α部位多出一個(gè)長(zhǎng)側(cè)鏈。與TAM相比，由于無雌激素激動(dòng)活性且具有不刺激子宮內(nèi)膜增殖等優(yōu)點(diǎn)，因此SERD被稱為純抗雌激素。它的作用機(jī)制包括以下幾個(gè)方面[44-47]：（1）競(jìng)爭(zhēng)性與ER結(jié)合后，促使ER快速降解；（2）抑制ER二聚體的形成及其向核內(nèi)轉(zhuǎn)移定位，從而阻斷ER信號(hào)的基因途徑；（3）抑制ER與ERE的結(jié)合，減少ERE介導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄效應(yīng)。

多項(xiàng)臨床前研究證實(shí)了氟維司群在NSCLC細(xì)胞系和移植瘤動(dòng)物模型中對(duì)肺癌進(jìn)展的抑制作用。Hershberger等[8]發(fā)現(xiàn)氟維司群可以抑制男性來源的肺腺癌201T和鱗癌273T細(xì)胞系增殖，Marquez等[11]進(jìn)一步報(bào)道，在卵巢切除后的裸鼠肺腺癌A549細(xì)胞皮下移植瘤模型中，氟維司群能夠明顯抑制腫瘤的生長(zhǎng)，與厄洛替尼聯(lián)用可產(chǎn)生明顯的協(xié)同抑制效應(yīng)。Stabile等[19]發(fā)現(xiàn)氟維司群不僅可以抑制NSCLC細(xì)胞系的增殖，還能有效抑制嚴(yán)重聯(lián)合免疫缺陷（severe combined immunodeficiency disease, SCID）鼠皮下移植瘤的生長(zhǎng)。

已經(jīng)有將氟維司群用于聯(lián)合吉非替尼治療絕經(jīng)女性NSCLC的臨床研究，肌注給藥250 mg/月耐受性良好[48]。目前，以患晚期NSCLC的絕經(jīng)后婦女為對(duì)象正在進(jìn)行的一項(xiàng)II期臨床實(shí)驗(yàn)（編號(hào)：NCT00932152）用于研究聯(lián)合氟維司群（負(fù)荷量：首輪第1天500 mg，第14天250 mg；以后250 mg/月，肌注）和阿那曲唑在一線化療后鞏固治療中的價(jià)值。這些研究從細(xì)胞和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)等不同角度對(duì)SERD進(jìn)行了重要的研究，為臨床實(shí)驗(yàn)積累了重要的實(shí)驗(yàn)依據(jù)和數(shù)據(jù)資料。在SERD治療肺癌方面正在進(jìn)行的臨床實(shí)驗(yàn)是新的探索，它的突破將是以后肺癌治療研究的熱點(diǎn)之一。

4.4 多靶點(diǎn)聯(lián)合治療 值得注意的是，在腫瘤的靶向治療中，單一靶點(diǎn)的治療往往阻斷不夠完全，因此效果差；同時(shí)因?yàn)榧?xì)胞內(nèi)相關(guān)信號(hào)通路的交互作用，阻斷其中一條通路又會(huì)導(dǎo)致其它通路的回饋性啟動(dòng)，進(jìn)而誘導(dǎo)繼發(fā)性耐藥的發(fā)生。正如目前肺癌中表皮生長(zhǎng)因子受體（epidermal growth factor receptor, EGFR）的靶向藥物吉非替尼存在的問題一樣，單藥治療不僅有效率低（10%左右），而且容易產(chǎn)生繼發(fā)性耐藥[49]。因此，在針對(duì)ER信號(hào)通路的肺癌靶向治療中，與其它靶點(diǎn)藥物聯(lián)合應(yīng)用是未來的發(fā)展方向，不僅可以相互協(xié)同產(chǎn)生更強(qiáng)的抗腫瘤效應(yīng)，還能延遲各自耐藥的發(fā)生。

4.4.1 他莫昔芬或氟維司群聯(lián)合EGFR抑制劑靶向治療在NSCLC中ER和EGFR兩條信號(hào)通路之間的交互對(duì)話已經(jīng)被證實(shí)[5]，因此聯(lián)合靶向抑制兩條信號(hào)可能產(chǎn)生協(xié)同抑制作用。在NSCLC細(xì)胞和動(dòng)物模型實(shí)驗(yàn)中，多項(xiàng)研究[11,18,20,50]已證實(shí)兩種信號(hào)通路抑制劑之間的協(xié)同作用，且已經(jīng)有早期臨床應(yīng)用的報(bào)道[48]。目前有多項(xiàng)臨床實(shí)驗(yàn)正在進(jìn)行中，以進(jìn)一步評(píng)估聯(lián)合氟維司群和EGFR抑制劑對(duì)晚期NSCLC的臨床價(jià)值（編號(hào)：NCT00100854，NCT01004419，NCT00592007）。

4.4.2 AI聯(lián)合EGFR靶向治療 研究[51,52]發(fā)現(xiàn)在乳腺癌細(xì)胞中前列腺素E2（prostaglandin E2, PGE2）和環(huán)氧合酶-2（cyclooxgenase-2, COX-2）不僅能刺激芳香化酶表達(dá)，還能增強(qiáng)其活性。而在NSCLC中的前期研究[53]提示，表皮生長(zhǎng)因子（epidermal growth factor, EGF）和β-轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子（transforming growth factor-β, TGF-β）等能通過誘導(dǎo)COX-2的表達(dá)來增加PGE2的濃度。進(jìn)一步研究[20]發(fā)現(xiàn)，在NSCLC中，EGFR信號(hào)可以增強(qiáng)芳香化酶的表達(dá)和活性。這說明EGFR和ER信號(hào)之間可能存在另一種模式的交互作用[19,20]，因而聯(lián)合AI和EGFR靶向藥物對(duì)NSCLC的抑制可能產(chǎn)生協(xié)同作用。

4.4.3 ER聯(lián)合胰島素樣生長(zhǎng)因子-1受體（IGF-1R）靶向治療 前期臨床研究發(fā)現(xiàn)：在肺癌患者外周血中，雌激素和胰島素樣生長(zhǎng)因子1（insulin-like growth factor 1, IGF-1）水平同時(shí)升高。而且在肺癌組織中，ERβ和IGF-1、IGF-1R在同一肺癌組織中同時(shí)過表達(dá)。進(jìn)一步體外研究發(fā)現(xiàn)，雌激素能上調(diào)IGF-1R信號(hào)通路關(guān)鍵分子IGF-1和磷酸化IGF-1R的表達(dá)。這些現(xiàn)象共同提示ER信號(hào)通路和IGF-1R信號(hào)通路在肺癌中可能存在交互作用。因此，聯(lián)合ER和IGF-1R靶向藥物治療肺癌也是發(fā)展方向之一。

5 展望

近年來許多研究報(bào)道了ERβ在肺癌中的過表達(dá)現(xiàn)象[54,55]以及其特異性激動(dòng)劑對(duì)肺癌細(xì)胞系的促增殖作用[24,25,56]，這些都提示ERβ可能是雌激素在肺癌中起作用的主要功能受體。因此，開發(fā)針對(duì)ERβ的特異性阻斷劑可能對(duì)肺癌的治療有積極意義。針對(duì)ER與DNA結(jié)合、共活化因子的募集等ER信號(hào)通路環(huán)節(jié)的靶向藥物已在研發(fā)中。目前，ER信號(hào)在肺癌發(fā)生發(fā)展中的作用機(jī)制尚不清楚，但我們有理由相信隨著這一機(jī)制的深入闡明可以為基于ER信號(hào)的靶向治療提供更多的新思路和切入點(diǎn)。

雖然對(duì)雌激素在肺癌進(jìn)展中的促進(jìn)作用已經(jīng)形成了初步的共識(shí)，諸多的臨床前研究也證實(shí)了針對(duì)ER信號(hào)通路的各種靶向治療策略的有效性，但是肺癌的抗雌激素治療在臨床上應(yīng)用的廣泛開展和效果的最終評(píng)價(jià)尚需要雌激素促肺癌機(jī)制的進(jìn)一步深入研究以及大樣本前瞻性的規(guī)范研究提供支持和依據(jù)。