雄激素受體與Luminal型乳腺癌內分泌耐藥的研究進展△

張夢璐,王昕,邢澤宇,劉嘉琦,王杰,王翔

國家癌癥中心/國家腫瘤臨床醫(yī)學研究中心/中國醫(yī)學科學院北京協(xié)和醫(yī)學院腫瘤醫(yī)院乳腺外科,北京100021

乳腺癌是女性最常見的腫瘤,也是誘發(fā)癌性病死率最高的腫瘤,占全部女性新發(fā)惡性腫瘤的15%.在亞太地區(qū)的女性中,乳腺癌發(fā)生的年增長率為1.7%,遠高于其他地區(qū)[1-2].隨著治療理念的更新,乳腺癌的治療目前已進入規(guī)范化綜合治療的新時代.根據(jù)乳腺癌患者病理分子分型、組織學分級、淋巴結轉移、TNM分期等的不同,可針對性的選擇手術、放療、化療、內分泌治療和靶向治療等多種治療手段,以提高乳腺癌患者的治愈率.據(jù)統(tǒng)計,從1989年至2015年,乳腺癌病死率已下降39%[1].

以雌激素受體(estrogen receptor,ER)陽性為分子生物學特征的Luminal型乳腺癌的激素依賴性較高.通過選擇性雌激素受體調節(jié)劑(selective estrogen receptor modulator,SERM)、芳香化酶抑制藥(aromatase inhibitor,AI)、孕激素、卵巢去勢等針對ER信號通路的內分泌治療后,Luminal型乳腺癌患者的生存率明顯提高,療效顯著且經(jīng)濟.相關研究表明,規(guī)范化使用他莫昔芬治療可以使乳腺癌患者治療后10年復發(fā)率降低約50%,10年病死率降低約33%[3].然而,在Luminal型乳腺癌中,30%～50%的患者會對內分泌治療產生原發(fā)性耐藥,僅有約50%～70%的患者可以從輔助內分泌治療中獲益,但經(jīng)過一段時間的有效治療后該類患者中仍有部分患者不可避免地出現(xiàn)繼發(fā)性耐藥[4],最終導致腫瘤復發(fā)或轉移.患者出現(xiàn)耐藥的原因可能與除雌激素、孕激素外,仍有其他激素在乳腺癌的發(fā)生、發(fā)展過程中起重要的生物調節(jié)作用有關.隨著現(xiàn)代分子生物學技術的發(fā)展以及精準醫(yī)療的推廣,一方面,臨床工作者希望能夠從Luminal型乳腺癌患者中進一步區(qū)分出對內分泌治療敏感和耐藥的患者,進而篩選出最適宜行內分泌治療的患者,真正實施個體化治療;另一方面,面對耐藥難題的出現(xiàn),亟待發(fā)現(xiàn)全新的治療靶點來控制Luminal型乳腺癌的進展.

隨著研究的不斷深入,雄激素受體(androgen receptor,AR)與Luminal型乳腺癌的關系被越來越多的臨床研究和基礎研究所證實.Vera-Badillo等[5]通過對7693例乳腺癌患者進行系統(tǒng)性綜述發(fā)現(xiàn),AR在乳腺癌組織中的表達率高達60.5%,與ER在乳腺癌組織中的表達率相當,甚至更高;而Luminal型乳腺癌患者的AR陽性率明顯高于非Luminal型乳腺癌患者(74.8%vs31.8%,P<0.01).對于Luminal型乳腺癌患者,一方面,AR陽性往往與腫瘤直徑小、組織學分級低、細胞增殖活性差、淋巴結受累數(shù)目少有關,提示通過AR途徑可以抑制部分乳腺癌細胞的生長,在腫瘤的發(fā)生發(fā)展過程中起一定程度的抑癌作用[6];另一方面,有研究指出AR與他莫昔芬治療失敗有關[7].而對于ER陰性乳腺癌患者,AR陽性可能與預后無關,甚至是預后不佳的分子生物學指標之一[8-9].綜上所述,AR作為一種高表達于乳腺癌中的激素受體,受ER表達狀態(tài)的影響,在乳腺癌的發(fā)生、發(fā)展、耐藥及預后等方面發(fā)揮著重要的信號調控作用.

1 AR的結構與功能

AR屬于核受體超家族成員,由X染色體長臂(Xq11.2-q12)上的一段全長約90 kb的基因編碼,該基因共有7個內含子和7個外顯子,mRNA有2種異構體,分別編碼920個和388個氨基酸殘基組成的蛋白質.AR與ER同屬于類固醇受體,廣泛分布于女性乳腺、子宮、心臟、肝臟及肌肉等組織[10].AR由位于N端的轉錄激活區(qū)、位于C端的配體結合結構域、高保守DNA結合區(qū)、具有細胞核定位信號的鉸鏈區(qū)4個功能結構域組成[11].細胞質中處于基態(tài)的AR與熱休克蛋白結合,使C端的配體結合結構域暴露并處于穩(wěn)定狀態(tài);當AR的C端與循環(huán)中的雄激素結合形成復合物,三維構象發(fā)生改變后,AR被激活,并進入細胞核作用于靶基因的雄激素反應元件,調節(jié)下游基因的轉錄與翻譯,最終調控相關蛋白的表達[12].女性體內的雄激素包括由卵巢分泌的睪丸酮和由腎上腺分泌的睪丸酮、雄烯二酮、脫氫表雄酮(dehydroepiandrosterone,DHEA),并且在芳香化酶的作用下,雄激素在一定程度上可以向雌激素轉化[13].Yeh等[14]在動物實驗中發(fā)現(xiàn),敲除AR基因的小鼠的乳腺發(fā)育遲緩,成熟期腺體中二級和三級導管分支減少,說明AR對于乳腺組織的生長發(fā)育至關重要.

2 AR和ER的交互作用

乳腺癌細胞中,AR與ER的交互作用可能與AR在Luminal型乳腺癌中所起的作用有關[10].ER包括ERα和ERβ兩種異構體[15],一方面,ERα與雌激素結合,可以使乳腺細胞在雌激素的驅動下快速增殖,弱化DNA修復機制從而造成基因突變的累積,進而發(fā)揮出雌激素的致癌作用;另一方面,ERα信號通路可以激活細胞周期蛋白D(cyclin D)-細胞周期蛋白依賴性激酶4/6(cyclin-dependent kinase 4/6,CDK4/6)-視網(wǎng)膜母細胞瘤(retinoblastoma,Rb)基因通路,使細胞從G1期進入S期,促進乳腺細胞的增殖與分化[16].ERβ作為ER的另一種形式,可與ERα發(fā)揮相反的作用.

當循環(huán)中的雌二醇出現(xiàn)后,AR位于N端的轉錄激活區(qū)和ERα的配體結合結構域發(fā)生直接相互作用,導致兩者的轉錄活性均受到抑制[17].在一項對HeLa細胞進行暫時性轉染的臨床前研究項目中,免疫共沉淀實驗結果顯示:當ERα過表達(ERα∶AR=5∶1)時,類固醇受體共活化劑--ARA70(NCOA4)可以促使ERα發(fā)揮作用;相反,當AR過表達(ERα∶AR=1∶5)時,AR可以通過拮抗ERα使ARA70特異性地促使AR活化,從而誘導AR信號級聯(lián)放大與轉錄[10].D'Amato等[18]檢測到大量激活的AR在雌激素反應元件處聚集,進而推測AR可能會與ERα競爭性結合反應元件,從而抑制雌激素的致癌效應.Need等[19]利用乳腺癌ZR-75-1細胞株分析Luminal型乳腺癌中AR與ERα的關系,結果發(fā)現(xiàn):AR通過與雄激素結合或連續(xù)高表達進入激活狀態(tài),使ERα的生物活性降低,減少其作用的發(fā)揮從而抑制乳腺癌細胞增殖.此外,Rizza等[20]通過對AR陽性但ERα狀態(tài)不同的兩組細胞株[MCF-7(ERα陽性)、MDA-MB-231(ERα陰性)]的研究發(fā)現(xiàn),AR與AR激動劑結合后,可以通過與ERβ啟動子區(qū)的雄激素反應元件結合,相對上調ERβ mRNA和蛋白在乳腺細胞中的表達水平,增強ERβ對ERα產生的拮抗作用,并降低p21和cyclin D的表達水平,使MCF-7細胞從G1期進入S期的過程受阻,最終抑制腫瘤細胞的增殖并促進其凋亡,遏制乳腺癌的進展.上述研究結論可部分闡明AR陽性與Luminal型乳腺癌患者預后良好的關系,但由于研究對象不同,缺乏對大批量研究對象的長期隨訪,及對AR陽性的判定標準差異等問題,AR在Luminal型乳腺癌中的實際意義尚待進一步研究.

3 AR與Luminal型乳腺癌內分泌治療耐藥的關系

乳腺癌內分泌治療耐藥的機制眾多.現(xiàn)有研究發(fā)現(xiàn),ER旁路的激活、ER相關輔助因子對其信號轉導通路的影響、ER基因突變或基因多態(tài)性的存在、ER在內分泌治療后不明原因的丟失、細胞周期調控機制的異常、外泌體在腫瘤細胞之間傳遞耐藥分子以及腫瘤微環(huán)境的改變等多種因素,均可誘導乳腺癌細胞過度增殖,使乳腺癌內分泌治療發(fā)生原發(fā)性或繼發(fā)性耐藥現(xiàn)象[21].

由于耐藥現(xiàn)象的出現(xiàn),Luminal型乳腺癌全新的分子治療靶點,例如CDK4/6和AR通路,成為該領域的研究熱點.相關研究發(fā)現(xiàn),CDK4/6與cyclin D結合并激活后,兩者形成的復合物cyclin DCDK4/6可使Rb磷酸化,繼而釋放轉錄因子E2F,促進細胞基因轉錄,催化乳腺細胞從G1期進入S期[16].目前,CDK4/6已被大量研究,其在細胞周期中所發(fā)揮的分子調控機制已得到基本闡明,CDK4/6抑制劑也已在內分泌治療耐藥的Luminal型乳腺癌患者中初見治療成效[22].然而,關于AR在乳腺癌內分泌治療耐藥過程中所起作用的研究仍存在欠缺[23].Cochrane等[24]報道,在192例接受內分泌治療的乳腺癌患者中,內分泌治療有效患者的乳腺腫瘤細胞中平均AR陽性率為57.5%,而內分泌治療耐藥患者的乳腺腫瘤細胞平均AR陽性率則明顯提高(70.0%);該研究還發(fā)現(xiàn),AR∶ERα≥2.0的患者接受他莫昔芬治療失敗的風險比AR∶ERα<2.0的患者增加了4倍,提示AR過表達可能與乳腺癌患者對他莫昔芬耐藥有關,并且提出AR與ERα的比值可以作為乳腺癌患者無疾病進展生存期和疾病特異性生存率的獨立預測指標.隨后,Ciupek等[25]仔細研究他莫昔芬耐藥株時發(fā)現(xiàn),AR在該類耐藥株中的表達水平明顯增高.以上研究顯示的AR相關的耐藥現(xiàn)象均為AR可誘導乳腺癌患者對內分泌治療耐藥提供了證據(jù).

關于AR誘導耐藥的相關機制,Ciupek等[25]針對耐藥細胞進行研究后發(fā)現(xiàn),耐藥細胞中AR水平升高,且可與表皮生長因子受體(epidermal growth factor receptor,EGFR)發(fā)生相互作用,促使乳腺癌細胞中的EGFR及其下游ERK1/2磷酸化進入激活狀態(tài).活化的ERK1/2可使ERα磷酸化,即引起ERα旁路激活,導致內分泌治療失敗.Basile等[10]研究認為,AR誘導耐藥的相關機制可能與在AR的誘導下,乳腺腫瘤從雌激素依賴轉化為雄激素依賴有關.Spinola等[26]在動物實驗中使用AI治療小鼠乳腺癌,結果顯示:AI治療可明顯降低乳腺癌小鼠血漿及腫瘤組織中孕烯醇酮和黃體酮的水平,提升瘤體內睪酮的水平.同樣也研究認為,雄激素是雌激素的前體,例如睪酮被氧化后可轉化為雌二醇[18].AI作為絕經(jīng)后婦女乳腺癌內分泌治療的一線藥物,其作用機制為抑制雄激素向雌激素的轉化,導致循環(huán)中游離睪酮和DHEA含量增多,而雌二醇含量降低[27-29].因此,當乳腺腫瘤因活化的AR信號通路由雌激素依賴轉化為雄激素依賴時,雄激素取代雌激素成為此時的致癌因子,AI治療后導致的雄激素水平升高恰好可增加雄激素介導的致癌效應,導致治療失敗,即產生耐藥[30].

4 AR可能成為新的乳腺癌治療靶點

鑒于細胞信號通路的復雜性和乳腺腫瘤細胞的高度異質性,關于克服原發(fā)性或繼發(fā)性耐藥導致的內分泌治療失敗,提高乳腺癌患者的臨床獲益率方面取得顯著成果.針對AR的生物靶向治療,尋求AR與ER的平衡被逐漸認可,且AR聯(lián)合其他內分泌治療藥物也成為具有可行性的治療方案[31].一方面,以AR與ER的交互作用為切入點,有臨床試驗表明,皮下植入雄激素緩釋劑可使AR與之結合并進入激活狀態(tài),進而通過AR與ER的交互作用拮抗ERα的生物功能,改善Luminal型乳腺癌患者治療效果[32].植入的雄激素緩釋劑不僅能夠預防乳腺癌治療后的復發(fā)與轉移,同時還可以改善患者由于雄激素缺乏所致的顏面潮紅、夜間睡眠障礙、情緒焦慮等伴隨癥狀.與雄激素緩釋劑作用相近的Enobosarm,作為新一代選擇性雄激素受體激動劑的代表,也可以通過上述類似途徑控制乳腺癌的進展[33].此外,考慮AR可誘導耐藥,因此使用AR抑制劑來增加患者對內分泌治療的敏感度也可能成為克服患者耐藥情況的全新治療策略.值得一提的是,口服AR抑制劑--Enzalutammide聯(lián)合依西美坦治療激素依賴性乳腺癌患者的Ⅱ期隨機雙盲臨床試驗正在進行中[34],期待其結果可以提供更多的關于AR治療乳腺癌的臨床證據(jù).

5 展望

由于AR在不同分子亞型乳腺癌中的表達率及臨床病理學意義不同,因此AR未來有望成為新的劃分乳腺癌亞型的生物學指標.Luminal型是乳腺癌最常見的類型,因此內分泌治療在乳腺癌患者的治療手段中始終占據(jù)不可或缺的地位.盡管耐藥機制復雜多樣,但鑒于內分泌治療耐藥難題帶來的困擾,如AR在Luminal型乳腺癌中對腫瘤發(fā)生發(fā)展及原發(fā)性或繼發(fā)性耐藥所產生的影響,靶向作用于AR信號通路的全新治療策略逐漸成為傳統(tǒng)內分泌治療的重要補充.目前,中國越來越多的醫(yī)院的病理科能夠將AR列入乳腺癌病理檢查常規(guī)項目,這不僅方便研究者對AR的更深入探索,而且還可以在一定程度上指導臨床醫(yī)師做出更加個體化的醫(yī)療決策.