非小細胞肺癌上皮間質轉化與靶向藥物耐藥關系的研究進展

張余飛　綜述　康靜波#　審校

1安徽醫(yī)科大學，合肥230032

2解放軍海軍總醫(yī)院腫瘤診療中心，北京100048

非小細胞肺癌上皮間質轉化與靶向藥物耐藥關系的研究進展

張余飛1 2綜述康靜波1 2#審校

1安徽醫(yī)科大學，合肥230032

2解放軍海軍總醫(yī)院腫瘤診療中心，北京100048

腫瘤的上皮間質轉化（EMT）是指腫瘤在各種因素作用下由上皮細胞轉化為具有轉移侵襲能力的間質細胞的過程。EMT與上皮細胞表型標志物（如E-鈣黏蛋白等）表達下調(diào)、間質細胞表型標志物（如波形蛋白等）上調(diào)和相關基因表達及信號通路改變相關。EMT的發(fā)生能夠促進肺癌轉移、侵襲以及腫瘤干細胞特性獲得，誘導肺癌細胞對靶向藥物、化療藥物產(chǎn)生獲得性耐藥。因此，研究肺癌細胞EMT可以幫助人們在腫瘤抗耐藥治療中找到新的策略。本文旨在對EMT與非小細胞肺癌靶向治療產(chǎn)生獲得性耐藥之間關系的最新研究進展進行綜述。

非小細胞肺癌；靶向治療，耐藥；上皮間質轉化

上皮間質轉化（epithelial-mesenchymal transitions，EMT）是一種復雜的病理生理現(xiàn)象，參與胚胎的形成、器官塑形和腫瘤的侵襲轉移等過程，并以上皮表型（如E-鈣黏蛋白、角蛋白）缺失和間質表型（如波形蛋白、纖維連接素）獲得為主要特征。在EMT過程中，腫瘤上皮細胞失去其功能，而獲得間質細胞的特性，從而獲得侵襲轉移的能力［1］。通過目前有限的間質和上皮特征表型測定，在許多上皮細胞來源腫瘤中觀察到EMT現(xiàn)象，包括非小細胞肺癌（non-small cell lung cancer，NSCLC）。目前多種腫瘤細胞的增殖、侵襲、遷移和轉移等已被證實與EMT關系密切［2-4］，并且EMT與化療耐藥性及放療抵抗性亦密切相關［5-6］。

肺癌是目前最常見的惡性腫瘤之一，也是目前我國發(fā)病率以及死亡率最高的腫瘤，按照病理類型區(qū)分，NSCLC在其中約占80％。許多實驗研究證實，在NSCLC的發(fā)生、發(fā)展過程中EMT起到了重要的作用，并與表皮生長因子受體-酪氨酸激酶抑制劑（epidermal growth factor receptor-tyrosine kinase inhibitors，EGFR-TKI）靶向治療發(fā)生獲得性耐藥密切相關。本文就EMT與肺癌細胞發(fā)生EGFRTKI獲得性耐藥之間關系和EMT逆轉的最新研究進展進行綜述。

1　EMT與EGFR-TKI獲得性耐藥

1.1EGFR-TKI耐藥的定義

在肺癌的發(fā)生發(fā)展過程中，表皮生長因子受體（epidermal growth factor receptor，EGFR）信號通路在調(diào)控細胞的增殖、血管生成、細胞遷移、細胞侵襲及轉移等方面，發(fā)揮了重要作用。近些年來，以厄洛替尼和吉非替尼為標志的EGFR-TKI分子靶向藥物在肺腺癌治療領域中顯現(xiàn)了重要作用，給部分患者帶來了生存獲益。然而，無論短期效果如何，在臨床實踐中，絕大多數(shù)患者在EGFR-TKI治療后的6～12個月，都不可避免地發(fā)生EGFRTKI獲得性耐藥，緊接著腫瘤進展惡化［7-8］。

EGFR-TKI耐藥可分為原發(fā)性耐藥和獲得性耐藥。原發(fā)性耐藥的定義是第一次接受EGFRTKI類藥物治療時即顯現(xiàn)為對藥物無效應，患者的癥狀、疾病的控制和生存時間均無顯著獲益。Jackman等［9］對獲得性耐藥給出了以下幾點明確定義：①患者既往曾經(jīng)接受過EGFR-TKI單藥治療；②以下兩項至少符合其中一項：患者存在與EGFR-TKI敏感相關的EGFR突變，患者能在EGFRTKI藥物的臨床治療中獲益；③患者持續(xù)用藥1個月后發(fā)生疾病惡化，在患者停止使用EGFR-TKI類藥物和開始使用新的治療方案之間未接受其他全身治療方案。目前，獲得性耐藥的發(fā)生機制主要分為3個方面：EGFR原有通路的改變、旁路途徑的激活以及其他機制，其中EMT可能為其中重要的耐藥機制之一［10］。

1.2EMT可能為EGFR-TKI獲得性耐藥的重要機制

Rho等［11］研究表明，如果將NSCLC A549細胞株持續(xù)暴露于吉非替尼中，能夠使細胞株發(fā)生EMT，同時發(fā)現(xiàn)該細胞株對EGFR-TKI的敏感性降低，產(chǎn)生耐藥。Su等［12］的研究顯示，對EGFR-TKI耐藥的肺癌細胞，表現(xiàn)為E-鈣黏蛋白表達水平下調(diào)而間質細胞表型Vimentin表達增高，揭示EMT可能是腫瘤細胞對EGFR-TKI敏感性下降的其中一個重要因素。Suda等［13］研究通過將對厄洛替尼治療敏感的細胞株HCC4006持續(xù)暴露在不斷加量的厄洛替尼聚集物中，從而構建出耐藥株群HCC4006ER，發(fā)現(xiàn)該耐藥細胞株中E-鈣黏蛋白的表達較初始細胞明顯下降，而出現(xiàn)了間質細胞的表型，表明在耐藥的過程中，EMT起著一定的作用。當恢復E-鈣黏蛋白表達時，可適度恢復耐藥細胞對厄洛替尼的敏感性。另外，Thomson等［14］的研究顯示，NSCLC未發(fā)生EMT或EMT程度較低的腫瘤細胞相較于EMT程度較高的腫瘤細胞對EGFR-TKI更敏感。Uramoto等［15］發(fā)現(xiàn)，EMT能夠降低肺腺癌細胞對EGFR-TKI的敏感性，并且使肺腺癌細胞獲得耐藥性。Sequist等［16］對37例獲得性EGFR-TKI類藥物耐藥的NSCLC患者的病理學標本進行遺傳組織學分析，發(fā)現(xiàn)2例獲得性耐藥患者的標本中出現(xiàn)了表皮細胞表型明顯下降及間質細胞表型明顯上升的現(xiàn)象，且沒有發(fā)現(xiàn)其他已知的耐藥通路，表明EMT在耐藥過程中發(fā)揮著獨特的重要作用。也有研究表明EGFR基因突變的NSCLC患者的肺癌細胞E-鈣黏蛋白的表達較EGFR野生型患者明顯升高，且在較早期的肺癌和較晚期的肺癌間沒有發(fā)現(xiàn)上皮表型的差異，這與EGFR突變型的結構性活化會導致間質轉化、腫瘤細胞遷移、侵襲和遠處轉移等結果并不一致［17-18］。

1.3相關信號通路

越來越多的研究證實，EMT與腫瘤細胞耐藥之間存在著共同的信號轉導通路。EMT相關信號傳導通路在腫瘤細胞發(fā)生耐藥的過程中發(fā)揮了協(xié)同調(diào)控作用。近年一些研究證實，與調(diào)控腫瘤細胞發(fā)生EMT相關的信號通路包括：Norch2、MAPK/線粒體、JNK/線粒體等，這些通路都已被證明在順鉑、吉西他濱、吉非替尼等抗腫瘤藥物的耐藥過程中顯現(xiàn)出重要作用［19-21］。

另外有研究表明，上皮細胞表型E-鈣黏蛋白的下調(diào)可以激活促進NSCLC侵襲的EGFR-MEK/ ERK/ZEB1、MMP2信號通路，腫瘤細胞發(fā)生EMT后也會促進一些特殊信號因子的分泌，包括細胞因子、趨化因子和生長因子的分泌，這些信號因子可能在腫瘤進展中發(fā)揮重要的作用，例如已經(jīng)在多種腫瘤中被證明可以誘導EMT發(fā)生的信號因子TGF-β、EGF和HGF等。其他已報道的可能與EMT發(fā)生相關的信號因子包括IL-8、IL-6、Notch-1、SOX9、FOXO4 Src和Cripto-1［22-26］。

2　EMT逆轉

Zhang等［27］通過建立對EGFR-TKI耐藥的耐藥細胞株及耐藥小鼠模型，并對其進行基因譜篩選，發(fā)現(xiàn)Axl基因擴增并與EMT密切相關。Axl基因活化后通過激活PI3K/Akt通路可誘導EMT生成。Byers等［28］報道，EMT能夠使NSCLC細胞Axl受體增多，將Axl受體抑制劑SGI-7079與厄洛替尼聯(lián)合用藥能夠使肺癌細胞對厄洛替尼重新獲得敏感。研究發(fā)現(xiàn)，EMT相關轉錄因子（ZEB1、Slug）在吉非替尼獲得性耐藥的過程中也起到關鍵性的調(diào)控作用，靶向消除Slug的表達能逆轉耐藥細胞株的間質化特征，恢復耐藥細胞株對吉非替尼的敏感性［29］。Xie等［30］發(fā)現(xiàn)在吉非替尼耐藥的PC9/AB2細胞株中Notch-1表達水平上調(diào)，Notch-1受體的細胞內(nèi)結構域（N1IC）促進PC9細胞株發(fā)生EMT，利用siRNA沉默Notch-1可以逆轉細胞EMT表型和恢復其對吉非替尼的敏感性。Wilson等［31］報道通過Src/FAK信號通路抑制劑可以克服EMT相關的腫瘤耐藥。曾云云等［32］研究報道，通過基因轉染提高E-鈣黏蛋白表達水平能逆轉PC9/AB和H460/ER耐藥細胞的EMT，使其對EGFR-TKI的敏感性增加，其機制可能與EGFR磷酸化水平降低有關。以上研究表明，EMT與肺癌細胞EGFR-TKI獲得性耐藥具有明顯相關性，并可能是重要耐藥機制之一。因此，EMT相關信號轉導通路中的受體、轉錄因子等可作為重要靶點，研制相應抑制劑阻止其調(diào)控能力，逆轉耐藥腫瘤細胞的間質化狀態(tài)，重新獲得對抗腫瘤藥物的敏感性。

綜上所述，越來越多的研究表明，EMT與NSCLC靶向治療EGFR-TKI獲得性耐藥密切相關，但具體與耐藥相關的分子機制尚未研究清楚。EMT發(fā)生后，腫瘤細胞在進行細胞表型重大變化的同時，基因表達及細胞結構都伴隨著改變及重組，這是一個細胞結構構成、信號轉導通路和基因表達均發(fā)生對應改變的多維過程。逆轉EMT不但能夠使腫瘤恢復其對治療的反應性，還對揭示腫瘤細胞發(fā)生EMT的特征、功能改變及其機制研究有重要意義。因而，針對NSCLC細胞EMT的研究能夠有助于人們對EGFR-TKI獲得性耐藥的NSCLC患者尋找到新的治療策略。

［1］Thomson S，Petti F，Sujka-Kwok I，et al.A systems view of epithelial-mesenchymal transition signaling states［J］.Clin Exp Metastasis，2011，28（2）：137-155.

［2］Micalizzi DS，F(xiàn)arabaugh SM，F(xiàn)ord HL.Epithelial-mesenchymal transition in cancer：parallels between normal development and tumor progression［J］.J Mammary Gland Biol Neoplasia，2010，15（2）：117-134.

［3］Polyak K，Weinberg RA.Transitions between epithelial and mesenchymal states：acquisition of malignant and stem cell traits［J］.Nat Rev Cancer，2009，9（4）：265-273.

［4］Thompson EW，Haviv I.The social aspects of EMT-MET plasticity［J］.Nat Med，2011，17（9）：1048-1049.

［5］Zheng X，Carstens JL，Kim J，et al.2015.Epithelial-to-mesenchymal transition is dispensable for metastasis but induces chemoresistance in pancreatic cancer［J］.Nature，2015，527（7579）：525-530.

［6］Shimura T，Kakuda S，Ochiai Y，et al.Targeting the AKT/ GSK3β/cyclin D1/Cdk4 survival signaling pathway for eradication of tumor radioresistance acquired by fractionated radiotherapy［J］.Int J Radiat Oncol Biol Phys，2011，80 （2）：540-548.

［7］Mok TS，Wu YL，Thongprasert S，et al.Gefitinib or carboplatin-paclitaxel in pulmonary adenocarcinoma［J］.N Engl J Med，2009，361（10）：947-957.

［8］Rosell R，Moran T，Queralt C，et al.Screening for epidermal growth factor receptor mutations in lung cancer［J］.N Engl J Med，2009，361（10）：958-967.

［9］Jackman D，Pao W，Riely GJ，et al.Clinical definition of acquired resistance to epidermal growth factor receptor tyrosine kinase inhibitors in non-small-cell lung cancer［J］.J Clin Oncol，2010，28（2）：357-360.

［10］Huang L，F(xiàn)u L.Mechanisms of resistance to EGFR tyrosine kinase inhibitors［J］.Acta Pharm Sini B，2015，5（5）：390-401.

［11］Rho JK，Choi YJ，Lee JK，et al.Epithelial to mesenchymal transition derived from repeated exposure to gefitinib determines the sensitivity to EGFR inhibitors in A549，a nonsmall cell lung cancer cell line［J］.Lung Cancer，2009，63 （2）：219-226.

［12］Su HY，Lai HC，Lin YW，et al.Epigenetic silencing of SFRP5 is related to malignant phenotype and chemoresistance of ovarian cancer through Wnt signaling pathway［J］.Int J Cancer，2010，127（3）：555-567.

［13］Suda K，Tomizawa K，F(xiàn)ujii M，et al.Epithelial to mesenchymal transition in an epidermal growth factor receptormutant lung cancer cell line with acquired resistance to erlotinib［J］.J Thorac Oncol，2011，6（7）：1152-1161.

［14］Thomson S，Buck E，Petti F，et al.Epithelial to mesenchymal transition is a determinant of sensitivity of non-smallcell lung carcinoma cell lines and xenografts to epidermal growth factor receptor inhibition［J］.Cancer Res，2005，65 （20）：9455-9462.

［15］Uramoto H，Iwata T，Onitsuka T，et al.Epithelial-mesenchymal transition in EGFR-TKI acquired resistant lung adenocarcinoma［J］.Anticancer Res，2010，30（7）：2513-2517.

［16］Sequist LV，Waltman BA，Dias-Santagata D，et al.Genotypic and histological evolution of lung cancers acquiring resistance to EGFR inhibitors［J］.Sci Transl Med，2011，3 （75）：75ra26.

［17］鄧沁芳，周彩存，蘇春霞.非小細胞肺癌上皮-間質轉化與EGFR突變以及臨床病理特征之間的關系［J］.腫瘤防治研究，2008，35（4）：258-262.

［18］Pedersen MW，Tkach V，Pedersen N，et al.Expression of a naturally occurring constitutively active variant of the epidermal growth factor receptor in mouse fibroblasts increases motility［J］.Int J Cancer，2004，108（5）：643-653.

［19］Maseki S，Ijichi K，Tanaka H，et al.Acquisition of EMT phenotype in the gefitinib-resistant cells of a head and neck squamous cell carcinoma cell line through Akt/GSK-3β/snail signaling pathway［J］.Br J Cancer，2012，106（6）：1196-1204.

［20］Bonavida B，Baritaki S.The novel role of Yin Yang 1 in the regulation of epithelial to mesenchymal transition in cancer via the dysregulated NF-κB/Snail/YY1/RKIP/PTEN Circuitry［J］.Crit Rev Oncog，2011，16（3-4）：211-226.

［21］Jiao M，Nan KJ.Activation of PI3 kinase/Akt/HIF-1α pathway contributes to hypoxia-induced epithelial-mesenchymal transition and chemoresistance in hepatocellular carcinoma［J］.Int J Oncol，2012，40（2）：461-468.

［22］Palena C，Hamilton DH，F(xiàn)ernando RI.Influence of IL-8 on the epithelial-mesenchymal transition and the tumor microenvironment［J］.Future Oncol，2012，8（6）：713-722.

［23］Xie M，He CS，Wei SH，et al.Notch-1 contributes to epidermal growth factor receptor tyrosine kinase inhibitor acquired resistance in non-small cell lung cancer in vitro and in vivo［J］.Eur J Cancer，2013，49（16）：3559-3572.

［24］Capaccione KM，Hong X，Morgan KM，et al.Sox9 mediates Notch1-induced mesenchymal features in lung adenocarcinoma［J］.Oncotarget，2014，5（11）：3636-3650.

［25］Xu MM，Mao GX，Liu J，et al.Low expression of the FoxO4 gene may contribute to the phenomenon of EMT in non-small cell lung cancer［J］.Asian Pac J Cancer Prev，2014，15（9）：4013-4018.

［26］Park KS，Raffeld M，Moon YW，et al.CRIPTO1 expression in EGFR-mutant NSCLC elicits intrinsic EGFR-inhibitor resistance［J］.JClinInvest，2014，124（7）：3003-3015.

［27］Zhang Z，Lee JC，Lin L，et al.Activation of the AXL kinase causes resistance to EGFR-targeted therapy in lung cancer［J］.Nat Genet，2012，44（8）：852-860.

［28］Byers LA，Diao L，Wang J，et al.An epithelial-mesenchymal transition gene signature predicts resistance to EGFR and PI3K inhibitors and identifies Axl as a therapeutic target for overcoming EGFR inhibitor resistance［J］.Clin Cancer Res，2013，19（1）：279-290.

［29］Chang TH，Tsai MF，Su KY，et al.Slug confers resistance to the epidermal growth factor receptor tyrosine kinase inhibitor［J］.Am J Respir Crit Care Med，2011，183（8）：1071-1079.

［30］Xie M，Zhang L，He CS，et al.Activation of Notch-1 enhances epithelial-mesenchymal transition in gefitinib-acquired resistant lung cancer cells［J］.J Cell Biochem，2012，113（5）：1501-1513.

［31］Wilson C，Nicholes K，Bustos D，et al.Overcoming EMT-associated resistance to anti-cancer drugs via Src/FAK pathway inhibition［J］.Oncotarget，2014，5（17）：7328-7341.

［32］曾云云，張為民，張曦.上皮間質轉化在非小細胞肺癌EGFR-TKIs獲得性耐藥中的作用研究［J］.臨床腫瘤學雜志，2015，20（5）：393-399.

R734.2

A

10.11877/j.issn.1672-1535.2016.14.03.08

2016-01-05）

（corresponding author），郵箱：kjbnet@126.com