腫瘤干細(xì)胞與乳腺癌療效關(guān)系的研究進(jìn)展

葛潔，楊正軍，曹旭晨

(天津醫(yī)科大學(xué)腫瘤醫(yī)院·國家腫瘤臨床醫(yī)學(xué)研究中心，天津300060)

乳腺癌是一種異質(zhì)性疾病，這種異質(zhì)性是乳腺癌治療所面對的重要挑戰(zhàn)。目前將乳腺癌分為雌激素受體(ER)陽性乳腺癌(Luminal A型和Luminal B型)、人表皮生長因子受體-2(HER2)過表達(dá)乳腺癌、三陰性乳腺癌。上述不同分子分型的乳腺癌治療方案有所差異。研究發(fā)現(xiàn)，在上述不同分子分型的乳腺癌中，乳腺腫瘤干細(xì)胞的比例以及腫瘤干細(xì)胞表達(dá)的分子標(biāo)記有明顯差異。本文就乳腺腫瘤干細(xì)胞對不同分子分型乳腺癌患者療效的影響作一綜述。

1 腫瘤細(xì)胞的可塑性

許多學(xué)者認(rèn)為，乳腺腫瘤干細(xì)胞可以調(diào)控乳腺癌的侵襲轉(zhuǎn)移、對放化療的治療抵抗，從而導(dǎo)致腫瘤的復(fù)發(fā)。雖然已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，乳腺腫瘤干細(xì)胞存在多種分子標(biāo)志，但是不同的分子標(biāo)志是否代表不同類型的腫瘤干細(xì)胞目前仍未有定論。目前有關(guān)腫瘤干細(xì)胞的假說，主要有以下兩種觀點：一種假說認(rèn)為腫瘤干細(xì)胞是導(dǎo)致腫瘤發(fā)生的細(xì)胞，另一種觀點認(rèn)為腫瘤干細(xì)胞的本質(zhì)是維持腫瘤的增殖和進(jìn)展。最新研究發(fā)現(xiàn)，乳腺腫瘤干細(xì)胞存在兩種截然不同的細(xì)胞表型，并且可以通過上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化和間質(zhì)上皮轉(zhuǎn)化來實現(xiàn)這兩種表型的相互轉(zhuǎn)化。一種是表達(dá)乙醛脫氫酶(ALDH)分子標(biāo)志的具有較強(qiáng)增殖能力的上皮表型。另一種是表達(dá)CD44+/CD24-、增殖能力較弱，但具有較強(qiáng)侵襲和轉(zhuǎn)移能力的間質(zhì)表型，從而使乳腺腫瘤干細(xì)胞具有腔面表型和基底樣表型的能力[1]。這兩種表型的腫瘤干細(xì)胞可以產(chǎn)生相應(yīng)的上皮表型或間質(zhì)表型的體細(xì)胞后代，從而通過釋放細(xì)胞因子來增強(qiáng)腫瘤干細(xì)胞的自我更新能力[2]。這兩種表型的改變是通過腫瘤微環(huán)境的調(diào)節(jié)從而引起表觀遺傳學(xué)的改變所介導(dǎo)的[3]。

體細(xì)胞是否可以通過去分化成為腫瘤干細(xì)胞目前尚無定論。有學(xué)者認(rèn)為可以通過這一途徑產(chǎn)生腫瘤干細(xì)胞。但是如果在山中因子(包括Oct3/4, Sox2, Klf4, 以及c-Myc)存在的情況下，分化的體細(xì)胞可以去分化變?yōu)槎嗄芨杉?xì)胞[4]。有研究發(fā)現(xiàn)，分化的乳腺癌細(xì)胞在SLUG和SOX9蛋白存在的情況下可以通過去分化變?yōu)楦杉?xì)胞特性的乳腺癌細(xì)胞[5]。但是這些能夠發(fā)生去分化的過程只是在體外細(xì)胞學(xué)試驗中得到證實，在機(jī)體腫瘤的發(fā)生過程中是否發(fā)揮重要作用尚不明確[5]。數(shù)學(xué)模型已經(jīng)表明，細(xì)胞的去分化過程和可塑性可以顯著降低針對干細(xì)胞靶向治療的敏感性以及增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞的耐藥性[6]。腫瘤細(xì)胞存在強(qiáng)可塑性的另一個表現(xiàn)是“血管擬態(tài)”的出現(xiàn)，腫瘤細(xì)胞的一小部分腫瘤干細(xì)胞可以分化產(chǎn)生類似血管的結(jié)構(gòu)[7]。有研究發(fā)現(xiàn)，在乳腺癌細(xì)胞中，絲氨酸蛋白酶抑制劑E2和分泌性白細(xì)胞蛋白酶抑制劑蛋白參與了這一過程的發(fā)生[8]。

2 腫瘤干細(xì)胞與乳腺癌分子分型

乳腺癌是一種異質(zhì)性疾病，可以根據(jù)ER、孕激素受體(PR)表達(dá)的狀態(tài)以及HER2的表達(dá)狀態(tài)將乳腺癌分為激素受體陽性型、HER2過表達(dá)型以及三陰性?；驕y序的出現(xiàn)將以上的分子分型進(jìn)一步分為Luminal型(Luminal A 和Luminal B型)、HER2過表達(dá)型以及基底樣型[9]。根據(jù)不同的分子分型可以給予患者個性化的治療。

不同分子分型的乳腺癌體細(xì)胞中上皮表型/間質(zhì)表型的腫瘤干細(xì)胞比例存明顯差別。低鈣黏素表型的乳腺癌——通常是三陰性乳腺癌，這類乳腺癌細(xì)胞中通常含有較高比例的CD44+/CD24-和間質(zhì)表型ALDH1的腫瘤干細(xì)胞。具有高增殖能力的干細(xì)胞通常具有上皮表型但是缺乏ER或PR的表達(dá)，HER2陽性的乳腺癌通常具有高比例表達(dá)ALDH1蛋白標(biāo)志的干細(xì)胞，并且具有較強(qiáng)的增殖活性[10]。與HER2過表達(dá)型或三陰性乳腺癌相比，Luminal B型的乳腺癌腫瘤干細(xì)胞比率較低。Luminal A型的乳腺癌患者干細(xì)胞的比率最低，預(yù)后最好。

細(xì)胞之間的重塑性對于細(xì)胞的正常生理狀態(tài)和機(jī)體的穩(wěn)態(tài)發(fā)揮著重要作用。但是腫瘤發(fā)生的標(biāo)志之一是細(xì)胞之間的重塑能力增強(qiáng)。上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化/間質(zhì)上皮轉(zhuǎn)化是促進(jìn)腫瘤干細(xì)胞發(fā)生這一過程的重要機(jī)制之一。腫瘤細(xì)胞發(fā)生上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化會增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞的侵襲轉(zhuǎn)移能力，同時降低腫瘤細(xì)胞的增殖活性并引起化療耐藥。相反，如果腫瘤細(xì)胞發(fā)生間質(zhì)上皮轉(zhuǎn)化，那么這一過程會促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖、并促進(jìn)轉(zhuǎn)移灶的產(chǎn)生[11]。應(yīng)用阻礙這兩種表型之間相互轉(zhuǎn)化的藥物，比如肝細(xì)胞生長因子受體、轉(zhuǎn)化生長因子-β或許可以增強(qiáng)針對腫瘤干細(xì)胞靶向治療的效果[12,13]。

3 腫瘤干細(xì)胞與不同分子分型乳腺癌療效的關(guān)系

乳腺癌治療的進(jìn)展使乳腺癌患者的生存得到了明顯改善。由于基因表達(dá)以及表觀遺傳學(xué)的調(diào)控作用，乳腺癌是一種異質(zhì)性疾病。在ER陽性的乳腺癌中，組蛋白的甲基化與他莫西芬或芳香化酶抑制劑的耐藥有關(guān)，并且與預(yù)后不良有關(guān)[14]。研究表明，應(yīng)用組蛋白去乙?；敢种苿┛梢栽鰪?qiáng)他莫西芬治療的敏感性[15]。臨床試驗結(jié)果表明，聯(lián)用不同種類的組蛋白去乙?；敢种苿┛梢阅孓D(zhuǎn)內(nèi)分泌耐藥，然而單用一種組蛋白去乙酰化酶抑制劑并不能逆轉(zhuǎn)內(nèi)分泌耐藥[16,17]。

腫瘤干細(xì)胞假說在腫瘤治療中有重要意義。研究發(fā)現(xiàn)，腫瘤干細(xì)胞對化療治療不敏感，事實上放化療會刺激腫瘤干細(xì)胞通過分泌細(xì)胞因子或DNA損傷修復(fù)機(jī)制增強(qiáng)自我更新的能力[18]?，F(xiàn)在腫瘤的治療方案主要是針對腫瘤原發(fā)灶瘤體細(xì)胞，基因突變或是表觀遺傳學(xué)的改變會引起遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移灶的出現(xiàn)以及治療的失敗[19]。雖然腫瘤干細(xì)胞和它分化產(chǎn)生的腫瘤細(xì)胞存在某些相同的基因突變位點，但是腫瘤干細(xì)胞有一些獨立的信號傳導(dǎo)途徑，并且不依賴于乳腺癌的分子分型。因此如果在針對分子分型進(jìn)行個體化治療的同時能夠加用針對腫瘤干細(xì)胞的靶向治療或許會顯著提高乳腺癌治療的效果[20]。

3.1 ER陽性乳腺癌 ER陽性的乳腺癌根據(jù)Ki-67指數(shù)可以分為Luminal A型和Luminal B型。雖然都可以進(jìn)行內(nèi)分泌治療，但是總體來說Luminal A型患者預(yù)后優(yōu)于Luminal B型。或許與Luminal A型的乳腺癌腫瘤干細(xì)胞比例比較低，分化的腫瘤細(xì)胞異質(zhì)性低且對內(nèi)分泌治療敏感有關(guān)；而Luminal B型乳腺癌可能會表達(dá)一定比例ER/PR陰性的腫瘤干細(xì)胞，因此對內(nèi)分泌治療效果較差[21]。有研究發(fā)現(xiàn)，ALDH陽性的腫瘤干細(xì)胞不表達(dá)正常的ERα，而表達(dá)另一種亞型的ERα，從而影響內(nèi)分泌治療的效果。體外實驗證實，內(nèi)分泌治療的耐藥與伴隨腫瘤干細(xì)胞的比例上升有關(guān)[22]。臨床治療也同樣發(fā)現(xiàn)，新輔助內(nèi)分泌治療會引起CD44+/CD24-的腫瘤干細(xì)胞比例升高。提示同時進(jìn)行內(nèi)分泌治療和靶向治療腫瘤干細(xì)胞或許可以提高內(nèi)分泌治療的療效。

激素受體陽性的腫瘤干細(xì)胞除受到雌激素調(diào)控外，還受許多生長因子有關(guān)的信號通路，比如磷脂酰肌醇3-激酶、哺乳動物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)以及HER2等的調(diào)控。已有研究證實，內(nèi)分泌治療聯(lián)用mTOR抑制劑或CDK4/6抑制劑可延長ER陽性乳腺癌患者的無病生存期[23，24]。這些研究結(jié)果提示應(yīng)用mTOR或CDK4/6抑制劑或許可以增強(qiáng)ER陽性乳腺癌患者內(nèi)分泌治療的效果。

3.2 HER2陽性乳腺癌 HER2陽性乳腺癌患者應(yīng)用曲妥珠單抗治療可以顯著降低復(fù)發(fā)的風(fēng)險，除曲妥珠單抗外，目前還有帕妥珠單抗以及TDM-1等靶向藥物。HER2信號通路對乳腺癌患者的疾病發(fā)生以及預(yù)后有重要作用，其與乳腺癌腫瘤干細(xì)胞的自我更新有關(guān)[25]。HER2基因的擴(kuò)增可以增強(qiáng)腫瘤干細(xì)胞比例，而應(yīng)用曲妥珠單抗可以降低細(xì)胞的增殖能力。雖然目前曲妥珠單抗僅批準(zhǔn)應(yīng)用于HER2陽性的乳腺癌患者，但是回顧性臨床研究發(fā)現(xiàn)，HER2陰性患者應(yīng)用曲妥珠單抗治療同樣可以改善預(yù)后[26]。

盡管HER2靶向治療可以改善HER2陽性乳腺癌患者的預(yù)后，但是仍有很大一部分患者會出現(xiàn)治療耐藥。與耐藥有關(guān)的常見突變基因為第10號染色體同源丟失性磷酸酶張力蛋白(PTEN)基因，通常PTEN基因缺失會刺激HER2陽性乳腺癌產(chǎn)生上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化樣的腫瘤干細(xì)胞。由于上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化樣的腫瘤干細(xì)胞存在不同的表型，因此需要聯(lián)合治療策略。

3.3 三陰性乳腺癌 與其他分子分型的乳腺癌相比，三陰性乳腺癌腫瘤干細(xì)胞表達(dá)的比例是最高的，三陰性乳腺癌患者內(nèi)分泌治療及抗HER2靶向治療無效，僅有的治療為化療。雖然化療可明顯改善三陰性乳腺癌患者的預(yù)后，但是也易引起化療耐藥。腫瘤干細(xì)胞比例的升高是引起化療耐藥的重要機(jī)制之一?；熆梢酝ㄟ^激活I(lǐng)L-6和IL-8來上調(diào)腫瘤干細(xì)胞的比例。最近有研究報道，分化抑制因子4是調(diào)控乳腺干細(xì)胞自我更新的重要因子，并且是三陰性乳腺癌患者預(yù)后不良的指標(biāo)之一[27]。還有許多其他調(diào)控三陰性乳腺癌腫瘤干細(xì)胞的信號通路，比如Notch、Hedgehog以及IL-8-CXCR1。目前有許多臨床試驗正在檢測上述信號通路的抑制劑是否可以改善三陰性乳腺癌患者的預(yù)后。細(xì)胞免疫治療目前也是治療三陰性乳腺癌的一個熱點方向，雖然最近有研究提示，應(yīng)用免疫治療如程序性細(xì)胞死亡蛋白-1抑制劑可以改善一部分三陰性乳腺癌患者的預(yù)后，但是腫瘤干細(xì)胞可以通過多種機(jī)制逃脫免疫監(jiān)視，因此對于腫瘤干細(xì)胞的免疫治療仍然存在很大挑戰(zhàn)。

4 展望

隨著新化療藥物和靶向藥物的不斷出現(xiàn)，如何為乳腺癌患者制定個性化治療方案成為目前研究重點。對乳腺癌干細(xì)胞進(jìn)行靶點治療是未來治療的方向和熱點。