雌激素在非小細(xì)胞肺癌中的研究進(jìn)展

丁小勝 湯傳昊 王志杰 梁軍

肺癌居全球癌癥發(fā)病率及病死率首位，其中非小細(xì)胞肺癌（non-small cell lung cancer, NSCLC）占肺癌發(fā)病率80%以上，雖以手術(shù)、放化療、靶向治療等為基礎(chǔ)的綜合治療使NSCLC治療效果取得了長足的進(jìn)步，但生存時間的延長并不滿意。既往大量研究證實雌激素可以促進(jìn)肺癌細(xì)胞增殖，抗雌激素治療可以抑制腫瘤發(fā)展，因此有學(xué)者提出肺癌也是激素依賴性腫瘤[1]。本文就雌激素系統(tǒng)在NSCLC發(fā)生、發(fā)展中的作用及抗雌激素治療的相關(guān)研究進(jìn)展作一綜述。

1 雌激素與NSCLC

1.1 雌激素生理功能 雌激素是一種甾體類固醇性激素，主要包括雌二醇（E2）、雌三醇和雌酮，在體內(nèi)發(fā)揮

促性器官發(fā)育、維持女性正常生理周期及促進(jìn)骨鈣沉積等功能。育齡期女性體內(nèi)的雌激素主要由卵巢和胎盤產(chǎn)生，而絕經(jīng)后女性及男性體內(nèi)的雌激素主要是由內(nèi)源性雄激素通過芳香化酶通路轉(zhuǎn)化而來。雌激素可以通過基因組途徑和非基因組途徑兩種方式發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)，前者由雌激素反應(yīng)元件介導(dǎo)的經(jīng)典途徑和以AP1為代表的轉(zhuǎn)錄因子介導(dǎo)的非經(jīng)典途徑組成，后者則為雌激素與胞膜性雌激素受體（membrane estrogen receptor, mER）結(jié)合后通過細(xì)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)分子的快速激活發(fā)揮作用。

1.2 雌激素在NSCLC中的表達(dá) 在NSCLC組織和肺癌細(xì)胞株中運(yùn)用質(zhì)譜法均檢測出高水平的β雌二醇，癌組織中β雌二醇濃度明顯高于非腫瘤組織[2]。女性NSCLC患者血清中雌激素水平較同齡正常女性更高，且這種高雌激素水平在治療后出現(xiàn)顯著下降。肺癌患者體內(nèi)的高雌激素水平及與治療的關(guān)系也為不斷發(fā)現(xiàn)的證據(jù)證實。

1.3 雌激素與NSCLC發(fā)生、發(fā)展和預(yù)后 吸煙是肺癌的明確誘因，在吸煙暴露量相同時，女性罹患肺癌的風(fēng)險要比男性高出2倍以上[3]。雌激素具有致癌及促癌作用。E2對肺癌細(xì)胞和正常肺成纖維細(xì)胞均有促增殖效應(yīng)，使用E2培育肺癌細(xì)胞系可使其增殖能力提高16倍，而正常肺成纖維細(xì)胞僅提高2.8倍。在肺癌小鼠移植瘤模型中，E2可顯著刺激移植瘤的生長[4]。雌激素不僅可以誘導(dǎo)多種原癌基因的活化，還可抑制抑癌基因（如P53、Rb）的激活來誘發(fā)正常細(xì)胞惡變[5]。多項大樣本研究均證實激素替代治療（hormone replacement therapy, HRT）與肺癌發(fā)生風(fēng)險及預(yù)后有關(guān)。絕經(jīng)期女性為了延緩及阻止與絕經(jīng)相關(guān)的疾病常常接受HRT，但臨床研究發(fā)現(xiàn)長期接受HRT的女性，肺癌的發(fā)病風(fēng)險及死亡風(fēng)險均明顯升高[6,7]。有研究報道接受HRT的女性確診肺癌時年齡更?。?3歲 vs 68歲，P＜0.000,1）、生存期更短（39個月 vs 79個月，RR=1.97）。婦女健康倡議以16,608例絕經(jīng)后女性為研究對象，進(jìn)行隨機(jī)對照雙盲臨床試驗，經(jīng)過5年多的密切隨訪證實接受HRT的實驗組肺癌相關(guān)死亡率明顯高于對照組，且腫瘤呈現(xiàn)出分化更差、更易轉(zhuǎn)移的趨勢[7]。研究人員在瑞士選取6,655例乳腺癌患者，其中3,066例接受了抗雌激素治療，結(jié)果顯示接受抗雌激素治療的乳腺癌患者盡管其肺癌發(fā)病率沒有明顯下降，但因肺癌導(dǎo)致的死亡率下降了87%[8]。但也有研究[9]認(rèn)為絕經(jīng)后女性接受HRT可降低NSCLC的發(fā)病風(fēng)險。分析上述研究結(jié)果差異的原因可能與接受HRT的持續(xù)時間有關(guān)，短期使用可能具有保護(hù)作用，長時間使用則有害。

腫瘤血管內(nèi)皮生長因子基因的非編碼區(qū)與雌激素反應(yīng)元件至少存在60%的同源性，因此雌激素還可以通過增加腫瘤血管內(nèi)皮生長因子表達(dá)來促進(jìn)腫瘤血管生成[10,11]。雌激素在癌細(xì)胞浸潤、轉(zhuǎn)移過程中同樣扮演著重要角色，其機(jī)制可能是通過產(chǎn)生尿激酶型纖維蛋白溶酶原激活物降解細(xì)胞外基質(zhì)、上調(diào)Osteopontin和MMP2表達(dá)水平等方式促進(jìn)癌細(xì)胞向周圍組織浸潤和轉(zhuǎn)移[12-14]。

Moore等[15]分析了絕經(jīng)前后女性肺癌患者的生存情況，發(fā)現(xiàn)絕經(jīng)前女性與同齡組男性相比并無生存優(yōu)勢，而絕經(jīng)后女性明顯優(yōu)于同齡組男性。在不吸煙的女性肺腺癌人群中，與絕經(jīng)后患者相比，未絕經(jīng)者腫瘤侵襲性更強(qiáng)，生存時間更短[12]。

2 ER與NSCLC

2.1 ER的構(gòu)成 ER包括2類，一是經(jīng)典的核受體ERα、ERβ，結(jié)合配體后進(jìn)入細(xì)胞核，結(jié)合至靶基因上的雌激素反應(yīng)元件發(fā)揮“基因型”調(diào)節(jié)效應(yīng)；二是膜性受體，包括經(jīng)典核受體的膜性成分和屬于G蛋白偶聯(lián)受體家族的GPER1，其通過快速的非基因組途徑發(fā)揮作用。目前發(fā)現(xiàn)ERα存在3種亞型，即ERα66、ERα46、ERα36，ERβ存在5種亞型，即ERβ1-5。ERα主要分布于卵巢、乳腺和子宮內(nèi)膜，而ERβ多表達(dá)于肺和卵巢。

2.2 ER在NSCLC中的表達(dá) 自從Chaudhuri首次報道肺癌組織表達(dá)ER，此后研究人員分別采用IHC、Western blot及RT-PCR等多種方法對肺癌組織中ER的表達(dá)及功能展開了研究。ERα和ERβ在NSCLC中的表達(dá)水平文獻(xiàn)報道差異較大，前者在0-96.8%之間，后者在9%-98%之間。GPER1在肺癌組織中表達(dá)率高于70%，而在癌旁組織及正常肺組織中表達(dá)率卻低于3%。ERα和ERβ均可表達(dá)于NSCLC細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核中[16-19]，而且ER表達(dá)水平與腫瘤組織學(xué)類型和分化程度等臨床特征有關(guān)，NSCLC高于小細(xì)胞肺癌，腺癌高于鱗癌[17]，這也是女性腺癌發(fā)病率高于男性的原因之一。通過檢測不同分化程度的肺癌組織，發(fā)現(xiàn)ER表達(dá)與肺癌細(xì)胞分化更佳相關(guān)[20]。

2.3 ER與NSCLC的預(yù)后及治療

2.3.1 ER與NSCLC預(yù)后 基礎(chǔ)及臨床研究均證實ER的表達(dá)水平對預(yù)測NSCLC患者預(yù)后有重要的意義。Kawai等[16]發(fā)現(xiàn)ERα及ERβ均廣泛表達(dá)于NSCLC組織中，ERα(-)/ERβ(+)的患者預(yù)后明顯優(yōu)于其他亞組。Rades等[21]分析了接受放療的II期/III期NSCLC患者，發(fā)現(xiàn)ERα表達(dá)的患者存在更低的局部控制率和3年生存率（10% vs 54%, P＜0.05）。其他研究[22,23]也進(jìn)一步證實ERα表達(dá)是NSCLC不良的預(yù)后因素。NSCLC中ERβ特異性激動劑可激活其下游信號分子發(fā)揮促進(jìn)腫瘤生長作用，而ERα不能，越來越多的研究證實ERβ是雌激素在肺部發(fā)揮作用的主要功能受體[24,25]，其在NSCLC中的預(yù)后意義一直備受關(guān)注。Chen等[26]報道在187例接受手術(shù)治療的II期/III期NSCLC患者中，伴有ERβ高表達(dá)的患者中位生存期更長，Skov等[27]也發(fā)現(xiàn)表達(dá)ERβ的男性NSCLC患者死亡率更低。但也有研究與之不一致，有研究[28]報道存在ERβ1細(xì)胞核染色的晚期肺癌患者生存時間明顯縮短，Skjefstad等[29]在女性肺癌中也發(fā)現(xiàn)這種情況，Stabile等[30]則發(fā)現(xiàn)細(xì)胞漿中高表達(dá)ERβ的患者預(yù)后更差（1.87年 vs 3.5年，P=0.021）。有文獻(xiàn)[31]報道ERβ在細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核中的作用存在差異。因此，NSCLC中ERβ預(yù)后意義的差異，可能與ERβ1-5的表達(dá)、分布及功能不同有關(guān)[32]。

2.3.2 ER與表皮生長因子受體酪氨酸激酶抑制劑（epidermal growth factor receptor tyrosine kinase inhibitor,EGFR-TKIs）治療和抗雌激素治療 目前人類EGFR-TKIs已廣泛應(yīng)用于晚期肺癌的治療，在取得顯著療效的同時明顯改善了患者的生活質(zhì)量。近年來多位學(xué)者提出在肺癌、乳腺癌及頭頸部腫瘤等多種實體瘤中，ER與EGFR下游通路之間存在信號交叉。有研究[33]證實ER和EGFR信號通路可以協(xié)同激活P42/P44 MAPK通路，使用siRNA干擾ERα和ERβ表達(dá)，可以顯著減弱NSCLC細(xì)胞的體外增殖。Tang等[4,34]報道雌激素可以激活MAPK和Akt分子信號通路來促進(jìn)小鼠肺腺癌的生長。Pinton等[35]在研究惡性胸膜間皮瘤ER和EGFR相互作用時發(fā)現(xiàn)若過表達(dá)ERβ，則癌細(xì)胞對Gefitinib耐藥，而當(dāng)沉默ERβ表達(dá)時，EGFR呈現(xiàn)磷酸化且細(xì)胞恢復(fù)對Gefitinib的敏感。臨床研究中，Nose等[36-38]報道存在ERβ核表達(dá)的患者有更高的EGFR突變率及更長的EGFR-TKIs無進(jìn)展生存期（progression-free survival, PFS）。我們前期的研究也發(fā)現(xiàn)進(jìn)展期NSCLC組織存在ERβ細(xì)胞漿和細(xì)胞核表達(dá)，而且存在胞漿/胞核共表達(dá)的患者使用EGFR-TKIs時mPFS明顯更短（3.0個月 vs 7.8個月，P＜0.05），原因可能與肺癌細(xì)胞中存在多種ERβ亞型以及ERβ非基因組途徑快速激活導(dǎo)致EGFR下游信號分子活化有關(guān)[39]?；贓R和EGFR分子通路之間存在的信號交叉，有學(xué)者提出抗雌激素治療和EGFR-TKIs治療之間可能存在協(xié)同抗癌效應(yīng)[33,39-41]。在肺癌細(xì)胞株A549和H1650中，三苯氧胺和吉非替尼聯(lián)合用藥比任一單藥都可以更加顯著地增加癌細(xì)胞的凋亡和降低細(xì)胞增殖[40]，還有研究[42,43]證實兩類藥物聯(lián)合使用對抑制肺癌細(xì)胞生長效果更好。動物實驗也證實與氟維司群或特羅凱單藥相比，聯(lián)合用藥可以更有效地抑制腫瘤的生長[33,43]。我們的研究也發(fā)現(xiàn)肺癌細(xì)胞株對吉非替尼耐藥后可被ER拮抗劑-氟維司群逆轉(zhuǎn)[39]。我們在臨床工作中遇到1例57歲伴組織EGFR 19外顯子敏感突變的女性IV期肺腺癌患者，在接受吉非替尼治療8.7個月后肺部原發(fā)病灶進(jìn)展，加用局部放療后腫瘤仍快速進(jìn)展，并出現(xiàn)胸腔積液和骨轉(zhuǎn)移，免疫組化證實部分腺癌細(xì)胞同時在細(xì)胞漿和細(xì)胞核中表達(dá)ERβ，在充分知情同意的情況下加用氟維司群1.5個月后患者胸腔積液明顯減少，肺部病灶縮小，使PFS延長了3個月[39]。氟維司群聯(lián)合吉非替尼的臨床研究顯示出良好的安全性，對女性晚期NSCLC尤其是高表達(dá)ERβ的患者，可增加生存時間。II期臨床試驗顯示在EGFR陽性肺癌患者中，聯(lián)合用藥較單獨(dú)用藥可延長患者生存期[44]。目前已有多項臨床研究正在進(jìn)行中，以進(jìn)一步評估聯(lián)合氟維司群和EGFR抑制劑對晚期NSCLC的臨床價值。

2.3.3 ER與其他信號通路的活化 NSCLC細(xì)胞中ER和IGFR信號通路之間也存在信號交叉，雌激素可通過活化ERβ促進(jìn)IGFR表達(dá)上調(diào)來促進(jìn)腫瘤進(jìn)展[45,46]。近期有研究[47]報道雌激素還可促進(jìn)FGF2釋放、活化肺癌細(xì)胞中FGFR信號通路進(jìn)而促進(jìn)癌細(xì)胞增殖，氟維司群聯(lián)合FGFR抑制劑AZD4547明顯降低了腫瘤的生長、Ki67指數(shù)及干細(xì)胞標(biāo)志物的表達(dá)。

2.3.4 ER與肺癌化療 一項早期臨床試驗顯示三苯氧胺輔助治療肺癌可以取得良好療效，尤其對ER陽性患者的有效率可達(dá)58.3%。另一項研究中，三苯氧胺與順鉑聯(lián)合治療NSCLC同樣顯示較好的療效及耐受性。Che[48]使用高劑量三苯氧胺（每天單劑量150 mg/m2）聯(lián)合順鉑化療，增加了順鉑化療的敏感性。近期研究發(fā)現(xiàn)氟維司群還可降低腫瘤細(xì)胞的間充質(zhì)特性進(jìn)而增加免疫治療及化療的敏感性[49]。此外，雌激素還可通過ER導(dǎo)致肺癌患者順鉑化療耐藥，原因可能與ERα/ERβ相對表達(dá)水平變化及P53通路活化水平有關(guān)[50]。

3 芳香化酶與NSCLC

3.1 芳香化酶的結(jié)構(gòu)和生理功能 芳香化酶是微粒體細(xì)胞色素P450酶超家族的成員，是P450產(chǎn)物中唯一由單基因編碼的復(fù)合酶，由位于染色體15q21.2區(qū)位的CYP19基因編碼。芳香化酶可氧化脫去C19類固醇（雄烯二酮和睪酮）的19-甲基，使A環(huán)芳香化，從而轉(zhuǎn)變成C18雌激素（雌酮和β雌二醇），是雌激素合成的最后一步限速酶。

3.2 芳香化酶在NSCLC中的表達(dá) 芳香化酶在肺癌組織和肺癌細(xì)胞系中均存在表達(dá)[2,51,52]，促進(jìn)癌組織中β雌二醇的自身合成。有研究[6]通過免疫組織化學(xué)發(fā)現(xiàn)85%NSCLC組織中表達(dá)芳香化酶，且多伴隨ERβ的表達(dá)。還有研究[7]發(fā)現(xiàn)肺癌組織中芳香化酶表達(dá)與患者雌激素水平呈正相關(guān)，而在對照的正常組織中未檢測到芳香化酶表達(dá)。

3.3 芳香化酶與NSCLC預(yù)后及治療

3.3.1 芳香化酶與NSCLC預(yù)后 芳香化酶水平與預(yù)后的關(guān)系在乳腺癌等激素依賴性腫瘤中已被廣泛證明，而在NSCLC中的報道卻寥寥無幾。Mah等[53]發(fā)現(xiàn)在早期不吸煙的老年NSCLC女性中，芳香化酶高表達(dá)患者預(yù)后明顯更差，可作為預(yù)測預(yù)后的一種生物標(biāo)記物。Mikihiro和Kazumi也發(fā)現(xiàn)高表達(dá)芳香化酶的NSCLC患者術(shù)后無復(fù)發(fā)生存時間和總生存期更短。

3.3.2 芳香化酶與NSCLC治療 芳香化酶促進(jìn)腫瘤組織局部產(chǎn)生高濃度的雌激素進(jìn)而促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖、抑制凋亡。對于絕經(jīng)后女性而言，體內(nèi)的循環(huán)雌激素水平較低，腫瘤組織表達(dá)芳香化酶產(chǎn)生的雌激素可能是患者雌激素水平高低的決定因素。芳香化酶抑制劑可與芳香化酶結(jié)合并抑制其活性，阻斷內(nèi)源性雄激素向雌激素的轉(zhuǎn)化，從而下調(diào)局部雌激素水平，抑制肺癌的進(jìn)展。多項基礎(chǔ)研究均發(fā)現(xiàn)在肺癌細(xì)胞系中使用芳香化酶抑制劑可明顯抑制癌細(xì)胞的增殖[51,52]，動物實驗也發(fā)現(xiàn)阿那曲唑可顯著降低NSCLC異種移植瘤的生長。在NSCLC患者化療過程中，芳香化酶抑制劑聯(lián)合順鉑具有明顯的協(xié)同抗癌效應(yīng)，可以更加強(qiáng)烈地抑制肺癌的進(jìn)展，降低腫瘤侵襲性。以芳香化酶為靶標(biāo)的研究一直都是抑制劑研究的熱點(diǎn)，其為肺癌的治療提供了一種新的選擇。

4 展望

雌激素系統(tǒng)與激素依賴性腫瘤的研究由來已久，而與肺癌關(guān)系的探索才剛剛起步，越來越多的研究證實雌激素系統(tǒng)在肺癌發(fā)生、發(fā)展及預(yù)后方面起著重要作用，抗雌激素治療在與化療、靶向藥物聯(lián)合治療NSCLC方面也取得了一定的成績。筆者相信肺癌抗雌激素治療是值得探索的治療方式，深入研究其中的分子機(jī)制對NSCLC的預(yù)防、治療有著重要的臨床意義。