成纖維生長(zhǎng)因子受體1在乳腺癌中的研究進(jìn)展

張麗霞綜述，李慶霞審校

0 引 言

乳腺癌是女性最常見的惡性腫瘤，近年來已居女性因癌癥死亡原因的首位［1］。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界每年新確診的乳腺癌患者約1400000例［2］。目前，盡管乳腺癌的治療已經(jīng)有了實(shí)質(zhì)性的改善，但內(nèi)分泌耐藥仍然是一個(gè)亟待解決的臨床問題。雌激素受體(Estrogen receptor，ER)和孕激素受體(Progesterone receptor，PR)作為內(nèi)分泌治療靶點(diǎn)及重要的預(yù)后相關(guān)指標(biāo)，有時(shí)并不能很好的指導(dǎo)臨床治療，ER陽(yáng)性乳腺癌中約30%內(nèi)分泌治療無效［3］，即使ER、PR均陽(yáng)性，也僅有70%的患者治療有效。因此，我們需要集中研究個(gè)體腫瘤的特定的基因變異，充分理解乳腺癌致癌途徑中可能成為靶點(diǎn)的分子基礎(chǔ)，從而實(shí)現(xiàn)更好的個(gè)體化的治療［4］。研究結(jié)果顯示［5-6］，成纖維生長(zhǎng)因子受體1(fibroblast growth factor receptors 1，F(xiàn)GFR1)與乳腺癌內(nèi)分泌治療耐藥密切相關(guān)。FGFR1在約10%的乳腺腫瘤中擴(kuò)增，其擴(kuò)增與乳腺癌早期復(fù)發(fā)及患者生存率降低有關(guān)，尤其在ER陽(yáng)性和(或)低分級(jí)的乳腺癌細(xì)胞中［5］。因此，關(guān)于FGFR1在乳腺癌發(fā)生、發(fā)展、治療及預(yù)后中作用的研究非常有必要。

1 FGFRs結(jié)構(gòu)和亞型

FGFR家族由 FGFR1-4組成［6］，分別位于染色體 8p12、10q26、4p16.3、5q35.1-qter。FGFRs 與大多數(shù)的受體酪氨酸蛋白激酶(Receptor tyrosine kinases，RTKs)整體結(jié)構(gòu)相似，F(xiàn)GFRs屬單跨膜蛋白，由胞外配體結(jié)合域、跨膜結(jié)構(gòu)域及胞內(nèi)酪氨酸激酶(Tyrosine kinase，TK)結(jié)構(gòu)域組成。胞內(nèi)激酶結(jié)構(gòu)域同血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子受體(Vascular endothelial growth factor receptor，VEGFR)和血小板衍生生長(zhǎng)因子受體相似，含有插入片斷，導(dǎo)致激酶結(jié)構(gòu)域的拆分。胞外結(jié)構(gòu)域由3種免疫球蛋白(Immunoglobulin，Ig)樣結(jié)構(gòu)域(IgⅠ-Ⅲ)組成。在一二結(jié)構(gòu)域之間，有1個(gè)含酸及富含絲氨酸的區(qū)域，稱為酸框，通常認(rèn)為其與IgⅠ在受體自主抑制中起重要作用，第2和第3個(gè)免疫球蛋白結(jié)構(gòu)域構(gòu)成成纖維生長(zhǎng)因子(Fibroblast growth factor，F(xiàn)GF)配體結(jié)合位點(diǎn)［7］。FGF家族包括18種配體，不同F(xiàn)GFs和其相應(yīng)的同源性高親和力的FGFRs(FGFR1-FGFR4)受體以組織特異性的方式結(jié)合。FGF通過分泌多肽生長(zhǎng)因子與靶細(xì)胞表面上的受體結(jié)合。除了FGF1和FGF2通過ER非經(jīng)典分泌途徑，大多數(shù)FGFs均有分泌的信號(hào)序列。此外，F(xiàn)GF家族中還包括4種FGF的同源因子(FGF homologous factor，F(xiàn)HFs)(FGF11-FHF14)，F(xiàn)HFs不能與FGFRs結(jié)合，僅在細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用，調(diào)控電壓門控鈉離子通道及鈣離子通道及其功能，F(xiàn)GF13是在成年小鼠心肌細(xì)胞的主要FHF［8］。FGFR1-3選擇性剪接 IgⅢ結(jié)構(gòu)域，形成 2種特異性剪接變異體，分為ⅢB和ⅢC亞型，分別在上皮細(xì)胞和間質(zhì)細(xì)胞中表達(dá)［7］，硫酸乙酰肝素蛋白多糖(Heparan sulfate proteoglycans，HSPGs)由一個(gè)蛋白多糖核心結(jié)合兩到三個(gè)線性多糖(硫酸乙酰肝素鏈)組成，通過靜電作用，F(xiàn)GFs結(jié)合到帶負(fù)電荷的多糖上。HSPGs既保護(hù)了配體免于降解，同時(shí)又參與了FGFs和FGFRs之間復(fù)合物的形成，有研究表明，HSPGs還與癌細(xì)胞的增殖、黏附、遷移和侵襲有關(guān)［9］。FGFs與受體的結(jié)合促進(jìn)了由FGF、FGFR和HSPGs的二聚體化，從而形成一個(gè)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。FGF結(jié)合受體的親和力增加，可導(dǎo)致受體的激活增強(qiáng)［10］。

2 FGFRs信號(hào)

配體與FGFRs結(jié)合并二聚體化，從而激活細(xì)胞內(nèi)的激酶結(jié)構(gòu)域，導(dǎo)致存在于受體胞漿中的酪氨酸殘基磷酸化［6］。FGFRs的胞質(zhì)結(jié)構(gòu)域包含1個(gè)催化蛋白酷氨酸激酶核心和多個(gè)調(diào)節(jié)序列。相對(duì)于其他受體的TK，F(xiàn)GFRs的近膜結(jié)構(gòu)域相對(duì)較長(zhǎng)，此區(qū)含有1個(gè)高度保守的序列作為FGFRs底物FRS2(FRS2 a和FRS2b)的磷酸酪氨酸結(jié)合域。FGFRs激活下游通路，主要包括RAS-MAPK信號(hào)通路和PI3K(PIK3CA)-AKT(AKT1)通路，其激活由FRS2a和其他幾個(gè)適配器分子介導(dǎo)。此外，F(xiàn)GFR1羧基末端tyr766的自身磷酸化為磷脂酶Cγ(Phospholipase Cγ，PLCγ)SH2結(jié)構(gòu)域提供了特定結(jié)合位點(diǎn)，PLCγ水解磷脂酰肌醇-4，5-二磷酸產(chǎn)生第二信使二酰基甘油和三磷酸肌醇，從而觸發(fā)鈣釋放和隨后的蛋白激酶C的激活，最終產(chǎn)生信號(hào)傳導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子信號(hào)［11］。事實(shí)上，F(xiàn)GFR信號(hào)通路的異常與腫瘤的發(fā)生之間關(guān)系已明確［12］，F(xiàn)GFRs信號(hào)通路在細(xì)胞增殖、分化、抑制細(xì)胞凋亡以及遷移中發(fā)揮了重要作用，此外，有研究證實(shí)FGFRs信號(hào)還參與血管生成和傷口修復(fù)［6］。

3 FGFR1 與乳腺癌

3.1 FGFR1在乳腺癌中的擴(kuò)增與過表達(dá) 正常情況下，F(xiàn)GFR1的激活可導(dǎo)致有絲分裂原化蛋白激酶及蛋白激酶B的轉(zhuǎn)錄，是乳腺發(fā)育必不可少的，包括管腔上皮細(xì)胞的生長(zhǎng)和分化。然而，當(dāng)FGFR1活性增加，如通過基因擴(kuò)增，可能導(dǎo)致管腔細(xì)胞增生，這種增生可能最終導(dǎo)致生成乳腺原位癌和浸潤(rùn)性癌［17］。FGFR1 所在的染色體區(qū)域 8p11.2，在許多類型的癌癥，包括腎癌、肺癌、前列腺癌和白血病中均擴(kuò)增。多項(xiàng)研究已經(jīng)證實(shí)了FGFR1在乳腺癌中擴(kuò)增(8p11.2-p12 擴(kuò)增)［13-15］，但由于不同研究所用的技術(shù)和腫瘤樣本有所差異，使測(cè)得的FGFR1擴(kuò)增的百分范圍在7.5%-17%。具體來說，大約10%的乳腺癌FGFR1擴(kuò)增，其擴(kuò)增與mRNA和蛋白質(zhì)的表達(dá)增加有關(guān)［16］，與單純性乳腺導(dǎo)管癌相比，浸潤(rùn)性乳腺癌FGFR1兩倍擴(kuò)增［17］。FGFRs的異?；罨赡芡ㄟ^促進(jìn)細(xì)胞增殖，血管生成和抑制細(xì)胞凋亡等方面促進(jìn)腫瘤的發(fā)生，有證據(jù)表明FGFRs的遺傳變異與乳腺癌有關(guān)。

3.2 FGFR1與乳腺癌臨床病理參數(shù)、預(yù)后 有試驗(yàn)利用免疫組織化學(xué)S-P法研究FGFR1與臨床病理參數(shù)之間的關(guān)系發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)GFR1的擴(kuò)增與患者ER、PR及 HER-2狀態(tài)均無相關(guān)性，而與病理分型、TOPOⅡα及 GST-π 有關(guān)［18］，F(xiàn)GFR1 對(duì)于細(xì)胞增殖是促進(jìn)因素;然而，Elbauomy Elsheikh等［19］認(rèn)為FGFR1的擴(kuò)增常發(fā)生在年齡 ＞50歲的患者，與HER-2的過表達(dá)呈負(fù)相關(guān)，趨向于PR(-)。此外，有試驗(yàn)證明FGFR1擴(kuò)增的患者更容易向遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移［19］，F(xiàn)GFR1擴(kuò)增和較短的無病生存率(Diseasefree survival，DFS)和總生存期(Overall survival，OS)有關(guān)，獨(dú)立于腫瘤分級(jí)、腫瘤大小、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、ER狀態(tài)等其他預(yù)后因素。有趣的是，雖然在ER(+)患者中，F(xiàn)GFR1擴(kuò)增與DFS和OS縮短有關(guān)，但在ER(-)的患者中卻并未觀察到［19］，這表明或許是FGFR1擴(kuò)增與ER兩者之間存在相互作用從而使預(yù)后較差。近來有研究表明神經(jīng)元細(xì)胞系的FGFR1可通過 FGF-8 進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)［20］。Tarkkonen 等［21］研究也表明，在S115細(xì)胞中FGFR1的表達(dá)水平受條件培養(yǎng)基中FGF-2與肝素結(jié)合生長(zhǎng)因子成分(含分泌型FGF-8)調(diào)節(jié)。Turner等［5］用試驗(yàn)的方法證實(shí)FGFR1表達(dá)與拷貝數(shù)高度相關(guān)，通過87例ER陽(yáng)性乳腺癌患者和乳腺浸潤(rùn)性癌組織芯片發(fā)現(xiàn)FGFR1 mRNA的過度表達(dá)僅在FGFR1擴(kuò)增的腫瘤中，證實(shí)FGFR的過度表達(dá)與FGFR的擴(kuò)增有很強(qiáng)的聯(lián)系，F(xiàn)GFR1擴(kuò)增在增殖，luminal B型ER陽(yáng)性的腫瘤經(jīng)常出現(xiàn)，從而表明FGFR1的過度表達(dá)是導(dǎo)致這些腫瘤不良預(yù)后的主要因素。同時(shí)發(fā)現(xiàn)FGFR1擴(kuò)增的細(xì)胞系對(duì)4-羥基治療耐藥，這表明FGFR1擴(kuò)增可能參與內(nèi)分泌耐藥。此外，誘導(dǎo)型FGFR1是FGFR1的突變體，其缺乏細(xì)胞外配體結(jié)構(gòu)域，通過結(jié)合特異的細(xì)胞通透性化學(xué)配體B/B激活，該化學(xué)配體可引起同型二聚體化及下游FGFR1信號(hào)靶點(diǎn)的配體單獨(dú)激活。Reed等［22］通過一系列研究發(fā)現(xiàn)乳腺癌上皮細(xì)胞中的誘導(dǎo)型FGFR1激活可導(dǎo)致可溶性CX3CL1的產(chǎn)生增多，使巨噬細(xì)胞的聚集，通過多種機(jī)制促進(jìn)腫瘤的發(fā)展，包括血管生成所需要的誘導(dǎo)因子，如血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子，及通過產(chǎn)生生長(zhǎng)因子及細(xì)胞外基質(zhì)重塑蛋白。

除了FGFR1位于染色體8p11-12外，一些研究已確定其他幾種位于8p11-12潛在的致癌基因，包括 PPAPDC1B、RAB11FIP1、LSM1、BAG4、C8ORF4和 WHSC1L 1［23，25］，因此位于 8p11-12 區(qū)域的多種基因可能作為致癌基因，甚至不排除互相合作的可能性。此外，有研究發(fā)現(xiàn)約10%的浸潤(rùn)性乳腺癌樣本FGFR1缺失［15］，表明FGFR1可能具有抑制腫瘤的功能，但還需進(jìn)一步研究。

4 靶向FGFRs治療

FGFRs是癌癥治療的理想靶點(diǎn)，F(xiàn)GF信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng)在調(diào)控腫瘤干細(xì)胞、細(xì)胞增殖、侵襲及血管生成的癌變過程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。目前多種靶向FGFRs的TK抑制劑已開發(fā)出來，這些小分子與ATP競(jìng)爭(zhēng)性和受體結(jié)合，導(dǎo)致激酶結(jié)構(gòu)域的活性降低［25］，有些已經(jīng)處于臨床試驗(yàn)階段。目前研究的FGFR 小分子抑制劑包括 PD173074［20］、MK-2461［26］和 brivanib［27］等，其中除 PD173074 是特定靶向FGFR的抑制劑外，其他均為廣譜 TKIs。其中，brivanib是一種靶向FGFR和VEGFRs抑制劑，目前正在進(jìn)行肝癌和大腸癌的II期臨床試驗(yàn)，是一種有潛力的抗癌藥物。Shiang等［16］研究發(fā)現(xiàn)在FGFR-1擴(kuò)增的細(xì)胞中，brivanib減少了受體的自主磷酸化，抑制了FGF2誘導(dǎo)的TK的激活，從而減少了ERK和AKT的磷酸化。同時(shí)還觀察到與非擴(kuò)增細(xì)胞系相比，F(xiàn)GFR-1擴(kuò)增和蛋白過表達(dá)的乳腺癌細(xì)胞系對(duì)brivanib更敏感，表明FGFR-1擴(kuò)增或過表達(dá)可能是brivanib治療的潛在理想指標(biāo)。

Issa等［28］利用自分泌激活FGFR的乳腺癌細(xì)胞系4T1或67NR轉(zhuǎn)染小鼠，通過抑制劑單獨(dú)給藥和聯(lián)合給藥，證實(shí)了FGFR抑制劑聯(lián)合PI3K/mTOR抑制劑或pan-Erb-B抑制劑治療具有最佳的抗腫瘤反應(yīng)。Massabeau等［29］通過對(duì)S1(居里研究所實(shí)施的第二階段的前瞻性研究)中能夠提供足夠的腫瘤組織活檢標(biāo)本組織塊的32名患者的研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)GFR1蛋白未表達(dá)的腫瘤比那些FGFR1表達(dá)的腫瘤更易耐受放療、化療，從而提出FGFR1的表達(dá)可能成為放療和化療反應(yīng)的標(biāo)記物。

5 結(jié) 語(yǔ)

FGFRs信號(hào)在乳腺癌發(fā)生和發(fā)展方面的重要作用和機(jī)制已經(jīng)有了較深入的了解，F(xiàn)GFRs在不同的分子亞型乳腺癌患者中的基因變異及其對(duì)于腫瘤特征和預(yù)后的影響已經(jīng)部分闡明。FGFRs是乳腺癌治療中非常有潛力的藥物作用靶點(diǎn)，許多基礎(chǔ)試驗(yàn)研究也證實(shí)了這一點(diǎn);但我們還需進(jìn)一步的進(jìn)行基礎(chǔ)和臨床試驗(yàn)，深入地發(fā)掘FGFRs在各分子亞型的乳腺癌中發(fā)生發(fā)展及治療預(yù)后的分子機(jī)制，使靶向FGFRs成為乳腺癌治療領(lǐng)域中真正有價(jià)值的一種治療手段。

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