芳香化酶抑制劑的耐藥機(jī)制

北京大學(xué)人民醫(yī)院乳腺中心 王殊

內(nèi)分泌治療耐藥其實(shí)是一個(gè)很古老的話題，從最經(jīng)典的EBCTCT試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用他莫西酚(tamoxifen, TAM) 5年，乳腺癌的復(fù)發(fā)率為15%，隨訪15年中，有33.2%的患者出現(xiàn)復(fù)發(fā)[2,3]。Meta分析結(jié)果顯示，芳香化酶抑制劑(aromatase inhibitors, AI)在療效上優(yōu)于TAM，但是仍然有10%的患者在5年內(nèi)復(fù)發(fā)，8年的復(fù)發(fā)率達(dá)到15%；一線解救治療，AI的反應(yīng)率為21%～33%，臨床獲益率為49%～59%；二線解救治療，AI的反應(yīng)率為10%～24%，臨床獲益率為24%～37%；而在新輔助治療中，AI的反應(yīng)率為34%～55%。從前述的臨床試驗(yàn)的結(jié)果，以及我們的臨床經(jīng)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)并不是每一個(gè)激素受體陽(yáng)性的絕經(jīng)后女性都能從AI的治療中受益。對(duì)部分患者一開始就無(wú)效，而另一部分剛開始有效，之后又變成無(wú)效，也就是所謂的原發(fā)性耐藥和繼發(fā)性耐藥。

1 原發(fā)性耐藥的機(jī)制

1.1 雌激素受體(estrogen receptor, ER)表達(dá)和功能缺失 ER的表達(dá)水平與內(nèi)分泌治療的反應(yīng)性早有研究，隨著ER表達(dá)水平的升高，有效率明顯升高。ALLred評(píng)分通過(guò)和TAM治療后患者的遠(yuǎn)期生存，更證明了這一點(diǎn)[3]。Allred同時(shí)評(píng)價(jià)ER陽(yáng)性細(xì)胞的比例和染色強(qiáng)度，發(fā)現(xiàn)Allred 3分以上的患者均能從中受益。分值越高，對(duì)內(nèi)分泌治療的反應(yīng)越好。IMPACT試驗(yàn)分析了ER表達(dá)水平與阿那曲唑的反應(yīng)性，得出了同樣的結(jié)論[4]。

ER的功能變化也與內(nèi)分泌治療的反應(yīng)性密切相關(guān)。ER的變體ER-36通過(guò)Her-2 MAPK等旁路激活導(dǎo)致TAM耐藥。Barone等發(fā)現(xiàn)ER-908核苷酸突變, 導(dǎo)致ER 303 殘基上的Lys303Arg, 可通過(guò)PI3K/Akt通路引起對(duì)阿那曲唑的耐藥而使用PI3K /Ak t抑制劑可能逆轉(zhuǎn)A I 耐藥。

另外有研究顯示，孕激素受體(progesterone receptor, PR)表達(dá)的缺失與內(nèi)分泌治療耐藥相關(guān)[5]。PR基因是一個(gè)雌激素反應(yīng)性的基因，所以有理由相信PR陰性的腫瘤細(xì)胞不具備完整的ER的功能。

1.2 芳香化酶的多態(tài)性芳香化酶是絕經(jīng)后女性體內(nèi)雄激素轉(zhuǎn)化為雌激素的重要因素，有學(xué)者認(rèn)為芳香化酶結(jié)構(gòu)和功能的變化可能和AI耐藥相關(guān)[6]。芳香化酶共有88種基因多態(tài)性，其中85種為SNP，4種位于編碼區(qū)，分別為Trp39Arg、Thr201Met、Arg264Cys和Met364Thr。Met364Thr型原發(fā)對(duì)依西美坦耐藥。

2 獲得性耐藥的機(jī)制

獲得性耐藥最主要的機(jī)制是ER與GFR之間的旁路激活，另外由于AI作用機(jī)制的特殊性，降低體內(nèi)雌激素水平，長(zhǎng)期的雌激素剝奪導(dǎo)致ER超敏，并引起旁路激活[7,8]。兩者之間關(guān)系密切。

體內(nèi)的信號(hào)傳導(dǎo)通路網(wǎng)絡(luò)是非常復(fù)雜的。經(jīng)典的雌激素與ER結(jié)合后，通過(guò)與ER反應(yīng)元件結(jié)合，誘導(dǎo)轉(zhuǎn)錄，翻譯和細(xì)胞增殖。RTK信號(hào)傳導(dǎo)通路通過(guò)逐級(jí)磷酸化可以導(dǎo)致不依賴于雌激素的ER通路激活，這就是我們所說(shuō)的crosstalk。簡(jiǎn)單的說(shuō)，ER陽(yáng)性的腫瘤細(xì)胞同時(shí)受到雌激素信號(hào)傳導(dǎo)通路和生長(zhǎng)因子-酪氨酸激酶信號(hào)傳導(dǎo)通路的共同控制。

長(zhǎng)期應(yīng)用AI后，體內(nèi)雌激素水平降低，腫瘤細(xì)胞逐漸產(chǎn)生適應(yīng)性，要么對(duì)雌激素超敏，要么通過(guò)旁路激活，最終導(dǎo)致治療耐藥。體外實(shí)驗(yàn)顯示，LTED對(duì)雌激素超敏不是由于上調(diào)ER的表達(dá)，而是通過(guò)激活MAPK、PI3K及EGFR等通路造成的。

一直以來(lái)，我們沒(méi)有太好的體外模型來(lái)研究AI抑制劑的耐藥[9]。由于芳香化酶存在于人體的腎上腺，脂肪，肌肉組織，腫瘤組織并不表達(dá)芳香化酶，所以沒(méi)有現(xiàn)成的腫瘤細(xì)胞系可以較為真實(shí)的模擬體內(nèi)情況，因此沒(méi)有太好的體外模型來(lái)研究AI抑制劑的耐藥。CITY OF HOPE的腫瘤細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室將芳香化酶過(guò)表達(dá)與MCF細(xì)胞中，應(yīng)用雄激素刺激模擬絕經(jīng)后女性的乳腺癌細(xì)胞，長(zhǎng)期應(yīng)用阿那曲唑、來(lái)曲唑或依西美坦處理細(xì)胞，最后生成AI耐藥細(xì)胞系，這是迄今為止最為完整的一整套AI耐藥細(xì)胞系，為研究不同AI耐藥機(jī)制提供了便利條件。共包括6個(gè)細(xì)胞系，MCF-7aro、LTEDaro、T+ANA R、T+LET R、T+EXE R和T+TAM R。通過(guò)全基因組關(guān)聯(lián)分析不同耐藥細(xì)胞與敏感細(xì)胞的基因差異[10]。聚類分析結(jié)果顯示AI耐藥與TAM耐藥與LTED以及敏感細(xì)胞的基因表型截然不同。

不同AI耐藥細(xì)胞之間的基因表型也不同。ANA耐藥和LET耐藥擁有64%的基因重疊,ANA/LET耐藥和EXE耐藥有48%的基因重疊。這和我們所指的AI的作用機(jī)制也是吻合的。ANA和LET是非甾體類的，EXE是甾體類的。AI耐壓與TAM耐藥擁有35%的基因重疊，進(jìn)一步說(shuō)明兩者耐藥機(jī)制不盡相同。AI耐藥與LTED(長(zhǎng)期雌激素剝奪)擁有25%的基因重疊。LTED是公認(rèn)的晚期耐藥的模型，說(shuō)明早期耐藥與晚期耐藥的機(jī)制也是不相同的。

進(jìn)一步分析AI耐藥細(xì)胞與敏感細(xì)胞的差異基因，可以發(fā)現(xiàn)從敏感細(xì)胞到TAM R 到AI R再到LTED,不同通路呈現(xiàn)遞增或遞減趨勢(shì)(圖1)。

3 克服AI耐藥的思路

3.1 阻斷雌激素受體通路氟維司群(FULVESTRANT)具有和雌二醇相似的甾體結(jié)構(gòu)，因呈現(xiàn)拮抗特性的7-α位置添加的長(zhǎng)側(cè)鏈而有所不同，側(cè)鏈決定了其抗雌激素的活性。因此，氟維司群能完全阻斷ER，且沒(méi)有類雌激素樣作用；這類化合物在文獻(xiàn)中被稱為“純”ER拮抗劑。氟維司群的甾體結(jié)構(gòu)與其他3種選擇性雌激素受體調(diào)節(jié)劑他莫昔芬、雷洛昔芬和托瑞米芬都不相同。

體外實(shí)驗(yàn)顯示，氟維司群可以明顯降低ER和PR的表達(dá)水平。對(duì)他莫昔芬產(chǎn)生抗藥性(即持續(xù)應(yīng)用他莫昔芬細(xì)胞仍生長(zhǎng))的MCF-7細(xì)胞移植入去勢(shì)的雌、雄裸鼠體內(nèi)，之后應(yīng)用他莫昔芬會(huì)刺激腫瘤生長(zhǎng)，而給予氟維司群后，則抑制了他莫昔芬對(duì)該腫瘤的生長(zhǎng)刺激作用。

FULVESTRANT：0020/0021臨床試驗(yàn)顯示[12]，激素敏感性絕經(jīng)后晚期乳腺癌婦女，既往因晚期疾病接受激素治療后復(fù)發(fā)或疾病進(jìn)展，經(jīng)過(guò)氟維司群治療后，腫瘤緩解情況與阿那曲唑組相當(dāng)，客觀緩解率略高于阿那曲唑組(19.2% vs 16.5%)。中位隨訪22.1個(gè)月后，對(duì)治療有效的患者氟維司群組的緩解持續(xù)時(shí)間高于阿那曲唑組。中位緩解持續(xù)時(shí)間分別為16.7和13.7個(gè)月。氟維司群治療后緩解的患者中，52%的患者緩解持續(xù)時(shí)間 ≥12 月(瑞寧得組43%)。

FULVESTRANT已經(jīng)開始在晚期乳腺癌的臨床應(yīng)用，文獻(xiàn)顯示，即使三線治療，也能達(dá)到40%的獲益率[13]。這可能與其獨(dú)特的作用機(jī)制相關(guān)，完全阻斷ER通路，也阻斷了相應(yīng)的旁路激活。三線治療以后，F(xiàn)ULVESTRANT臨床獲益率降低，已有臨床前研究顯示，F(xiàn)UL聯(lián)合TRK抑制劑有很好的協(xié)同作用，對(duì)于其應(yīng)用于臨床，我們?cè)嚹恳源?/p>

3.2 不同機(jī)制的AI之間的換藥細(xì)胞實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，非甾體類AI耐藥細(xì)胞換用甾體類AI仍然可以獲得很好的療效，反之亦然。在一項(xiàng)小型研究中, 來(lái)曲唑/阿那曲唑治療失敗后換用依西美坦, 臨床獲益率為43.5%, 中位TTP為5.1 個(gè)月, 而依西美坦治療失敗后換用來(lái)曲唑/阿那曲唑的臨床獲益率為55.6% , 中位TTP為9.3個(gè)月。

3.3 阻斷旁路激活多個(gè)體外實(shí)驗(yàn)顯示多藥聯(lián)合治療達(dá)到多靶點(diǎn)抑制阻斷腫瘤異?；罨驮錾ＥR床實(shí)驗(yàn)亦有證實(shí)。TAnDEM試驗(yàn)將患者隨機(jī)分為兩組, 一組僅接受阿那曲唑(1 mg/d)治療, 另一組接受曲妥珠單抗周療和阿那曲唑聯(lián)合治療[14]。結(jié)果顯示, 聯(lián)合治療組的無(wú)進(jìn)展生存期、臨床獲益率和疾病進(jìn)展時(shí)間均顯著優(yōu)于阿那曲唑單藥組(P值分別為0. 001 6、0.026和0. 000 7) ，總反應(yīng)率和總生存期雖然差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但較后者出現(xiàn)優(yōu)勢(shì)趨勢(shì)( P值分別為0.018 和0.325)。EGF 30008研究結(jié)果證實(shí)拉帕替尼可顯著增強(qiáng)內(nèi)分泌治療對(duì)ER/PR陽(yáng)性、Her-2陽(yáng)性轉(zhuǎn)移性乳腺癌患者的療效[15]，拉帕替尼聯(lián)合來(lái)曲唑組與來(lái)曲唑單藥組的無(wú)進(jìn)展生存期(progression-free surial,PFS)分別為8.2個(gè)月和3.0個(gè)月(P=0.019)。在剛剛結(jié)束的SAN Antonio會(huì)議上，BOLERO-2試驗(yàn)結(jié)果顯示依西美坦聯(lián)用MTOR抑制劑，DFS和OS明顯優(yōu)于單用依西美坦。

腫瘤細(xì)胞的激活通路非常復(fù)雜。前述的實(shí)驗(yàn)基本都是把靶點(diǎn)放在通路的上游位置，如果換一個(gè)思路想，如果靶點(diǎn)選在下游位置，是否會(huì)有更廣泛的通路抑制作用。CJUN，HSP90，還有一些學(xué)者提出，間斷應(yīng)用AI，可以重建內(nèi)分泌治療耐藥的敏感性。EXE/LET臨床前研究都取得了很好的效果，我們期待真正臨床實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。

4 總結(jié)

內(nèi)分泌耐藥的機(jī)制，就是腫瘤細(xì)胞不斷適應(yīng)環(huán)境變化，尋求平衡和生存的過(guò)程。我們嘗試用各種方法來(lái)打破這種平衡，達(dá)到一個(gè)有利于患者的更新的平衡。希望我們能夠更加清楚地認(rèn)識(shí)內(nèi)分泌耐藥的機(jī)制，盡可能延長(zhǎng)內(nèi)分泌治療的有效期，讓更多的患者從中受益。

[1] Tamoxifen for early breast cancer: an overview of the randomised trials. Early Breast Cancer Trialists' Collaborative Group [J]. Lancet,1998, 351(9114): 1451–1467.

[2] EBCTCG. Effects of chemotherapy and hormonal therapy for early breast cancer on recurrence and 15-year survival: an overview of the randomised trials [J]. Lancet, 2005, 356(9472):1687-1717.

[3] Harvey J M, Clark G M, Osborne C K, et al. Estrogen receptor status by immunohistochemistry is superior to the ligand-binding assay for predicting response to adjuvant endocrine therapy in breast cancer [J].J Clin Oncol, 1999, 17(5):1474-1481.

[4] SMITH I E, DOWSETT M, EBBS S R, et al. Neoadjuvant treatment of postmenopausal breast cancer with anastrozole, tamoxifen, or both in combination: the Immediate Preoperative Anastrozole, Tamoxifen,or Combined with Tamoxifen (IMPACT) multicenter double-blind randomized trial [J]. J Clin Oncol, 2005, 23(22): 5108-5116.

[5] Bardou VJ, Arpino G, Elledge RM, et al. Progesterone receptor status significantly improves outcome prediction over estrogen receptor status alone for adjuvant endocrine therapy in two large breast cancer databases [J]. J Clin Oncol, 2003, 21(10):1973-1979.

[6] MA C X, ADJEI A A, SALAVAGGIONE O E, et al. Human aromatase: gene resequencing and functional genomics [J]. Cancer Res, 2005, 65(23): 11071-11082.

[7] BRODIE A, SABNIS G. Adaptive changes result in activation of alternate signaling pathways and acquisition of resistance to aromatase inhibitors [J]. Clin Cancer Res, 2011, 17(13): 4208-4213.

[8] MASAMURA S, SANTNER S J, HEITJAN D F, et al. Estrogen deprivation causes estradiol hypersensitivity in human breast cancer cells [J]. J Clin Endocrinol Metab, 1995, 80(10): 2918-2925.

[9] CHEN S, MASRI S, HONG Y, et al. New experimental models for aromatase inhibitor resistance [J]. J Steroid Biochem Mol Biol, 2007,106:8-15.

[10] MASRI S, PHUNG S, WANG X, et al. Genome-wide analysis of aromatase inhibitor-resistant, tamoxifen-resistant, and long-term estrogen-deprived cells reveals a role for estrogen receptor [J].Cancer Res, 2008,68(12): 4910-4918.

[11] SHIUAN CHEN. An ''Omics'' approach to determine the mechanisms of acquired aromatase inhibitor resistance [J]. OMICS, 2011, 15(6):347-352.

[12] ROBERTSON J F, OSBORNE C K, HOWELL A, et al. Fulvestrant versus anastrozole for the treatment of advanced breast carcinoma in postmenopausal women: a prospective combined analysis of two multicenter trials [J]. Cancer, 2003, 98(2): 229-238.

[13] STEGER G G, GIPS M, SIMON S D, et al. Fulvestrant ("Faslodex"):clinical experience from the Compassionate Use Programme [J].Cancer Treat Rev, 2005,31(Suppl 2): S10-S16.

[14] KAUFMAN B, MACKEY JR, CLEMENS MR, et al. Trastuzumab plus anastrozole versus anastrozole alone for the treatment of postmenopausal women with human epidermal growth factor receptor 2-positive, hormone receptor-positive metastatic breast cancer: results from the randomized phase Ⅲ TAnDEM study [J]. J Clin Oncol,2009,27(33): 5529-5537.

[15] JOHNSTON S, PIPPEN J J R, PIVOT X, et al. Lapatinib combined with letrozole versus letrozole and placebo as first-line therapy for postmenopausal hormone receptor-positive metastatic breast cancer[J]. J Clin Oncol, 2009, 27(33): 5538-5546.