熱休克蛋白90在乳腺癌發(fā)生發(fā)展及治療中的研究進(jìn)展

宗禹萱 綜述 龐達(dá) 審校

乳腺癌是我國(guó)女性最常見(jiàn)的癌癥。生活中一些因素會(huì)增加乳腺癌發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)，包括攜帶BRCA基因突變、家族史、乳腺密度高、初潮過(guò)早、未生育未哺乳和飲酒等[1]。乳腺癌根據(jù)侵犯范圍可分為原位癌和浸潤(rùn)性癌。不同的乳腺癌細(xì)胞可能存在雌激素受體、孕激素受體和HER2蛋白表達(dá)差異，根據(jù)這些特征，乳腺癌又可分為激素受體陽(yáng)性乳腺癌、HER2陽(yáng)性乳腺癌和三陰性乳腺癌。因此乳腺癌依據(jù)其類(lèi)型和分期，治療方法也是多學(xué)科、多模式，目前主要包括局部治療(手術(shù)、放療)和系統(tǒng)治療(化療、靶向治療和免疫治療)[2]。近年來(lái)，研究發(fā)現(xiàn)熱休克蛋白在多數(shù)腫瘤中高表達(dá)，并參與腫瘤的增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移等[3]。越來(lái)越多的研究發(fā)現(xiàn)，熱休克蛋白90(Heat shock protein 90，HSP90)在乳腺癌的發(fā)生發(fā)展過(guò)程中起關(guān)鍵性作用，本文就近年來(lái)HSP90與乳腺癌的關(guān)系做一概述，并對(duì)HSP90抑制劑介導(dǎo)的乳腺癌治療新模式做進(jìn)一步闡述。

1 熱休克蛋白及HSP90

熱休克蛋白又叫應(yīng)激反應(yīng)蛋白，是細(xì)菌及哺乳動(dòng)物中廣泛存在的急性反應(yīng)蛋白。當(dāng)有機(jī)體暴露于高溫的時(shí)候，為保護(hù)機(jī)體自身，通過(guò)熱激發(fā)合成此種蛋白[4]。熱休克蛋白參與細(xì)胞凋亡、細(xì)胞周期調(diào)控、細(xì)胞活力、蛋白質(zhì)折疊和降解以及信號(hào)傳導(dǎo)等重要的細(xì)胞過(guò)程和調(diào)控途徑[5]。熱休克蛋白家族由5個(gè)成員組成，這些成員由HSPC1-5基因編碼，這些基因可調(diào)節(jié)腫瘤增殖、粘附、侵襲、轉(zhuǎn)移、血管生成和凋亡[6]。

HSP90在多種疾病中發(fā)揮作用[7]。HSP90的過(guò)表達(dá)與許多病理狀況有關(guān)，如癌癥、病毒感染、炎癥和神經(jīng)退行性病變，HSP90作為熱休克蛋白家族的一員，具有熱休克蛋白家族的特性，與癌細(xì)胞增殖、分化、侵襲、轉(zhuǎn)移和耐藥性相關(guān)。HSP90家族抑制細(xì)胞凋亡并在多種癌癥性相關(guān)的蛋白質(zhì)折疊、穩(wěn)定、激活和蛋白水解降解中發(fā)揮重要作用[8]。

2 HSP90在乳腺癌中的作用

2.1 HSP90與乳腺癌血管生成的關(guān)系

血管生成是惡性腫瘤細(xì)胞發(fā)展過(guò)程中的關(guān)鍵步驟之一[9]。在血管生成這一過(guò)程中HSP90與缺氧誘導(dǎo)因子1α(HIF-1α)相關(guān)。在低氧條件下，HSP90可阻止蛋白酶體降解HIF-1α，進(jìn)而刺激HIF-1轉(zhuǎn)錄因子的活性。HIF-1α通過(guò)誘導(dǎo)葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體(GLUT)和糖酵解酶的編碼基因表達(dá)，并激活Krebs循環(huán)的抑制劑丙酮酸脫氫酶激酶1(PDK1)，負(fù)責(zé)缺氧應(yīng)激期間的氧穩(wěn)態(tài)和細(xì)胞存活[10]。此外，HIF-1α可誘導(dǎo)促血管生成因子，包括血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)和促紅細(xì)胞生成素。VEGF通過(guò)結(jié)合和激活其受體，并誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞增殖和遷移來(lái)促進(jìn)血管生成。抑制HSP90可以減少VEGF的產(chǎn)生和分泌，此外，HSP90抑制劑還能刺激VEGF受體的降解。研究表明，HSP90還通過(guò)與蛋白激酶D(PrKD2)結(jié)合來(lái)支持腫瘤生長(zhǎng)和血管生成，這是缺氧誘導(dǎo)的HIF-1α增加和核因子-κB(NF-κB)途徑激活所必需的。HSP90的抑制可導(dǎo)致HIF-1α和NF-κB的下調(diào)。因此，靶向HSP90可能通過(guò)抑制血管生成、侵襲、運(yùn)動(dòng)和上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)為癌癥治療提供一種臨床有效的方法。一氧化氮(NO)是血管生成的另一個(gè)重要介質(zhì)，是對(duì)VEGF的反應(yīng)。催化NO產(chǎn)生的酶NOS需要與HSP90形成異源復(fù)合物，以防止酶降解。因此，抑制HSP90可以阻止內(nèi)皮細(xì)胞的增殖和分化，從而阻止腫瘤新生血管的生成[11]。HSP90過(guò)表達(dá)導(dǎo)致乳腺癌細(xì)胞增殖、遷移、侵襲和依賴(lài)性腫瘤血管在體外和體內(nèi)的生成[12]。

2.2 HSP90表達(dá)與乳腺癌形成

許多研究表明，HSP90在乳腺癌中過(guò)表達(dá)并與預(yù)后不良有關(guān)[13]。HSP90在多種癌癥類(lèi)型患者的腫瘤細(xì)胞和血清中都有過(guò)表達(dá)，如乳腺癌、皮膚癌、白血病、結(jié)腸癌和前列腺癌。此外，HSP90的表達(dá)與腫瘤的惡性程度和預(yù)后不良呈正相關(guān)[14]。HSP90還可以穩(wěn)定多種腫瘤生長(zhǎng)所需的蛋白質(zhì)[15]，并且在乳腺導(dǎo)管內(nèi)原位癌(DCIS)和浸潤(rùn)性乳腺癌中都過(guò)表達(dá)[16]。在許多癌癥類(lèi)型也發(fā)現(xiàn)了HSP90的過(guò)表達(dá)，包括乳腺癌這種“異位”表面表達(dá)是腫瘤特有的[17]。但在非典型性導(dǎo)管增生病(ADH)和DCIS并未顯示出明顯的HSP90上調(diào)，而乳腺浸潤(rùn)性導(dǎo)管癌(IDC)卻表現(xiàn)出HSP90高表達(dá)。在IDC中，更高級(jí)別的腫瘤、更大的腫瘤大小、更高的ER表達(dá)和c-erbB-2陽(yáng)性與更高水平的HSP90表達(dá)相關(guān)。三陰性乳腺癌表現(xiàn)出HSP90的表達(dá)降低。以上指出了HSP90表達(dá)存在顯著的差異，對(duì)抗HSP90藥物的有效性和局限性具有重要意義。并且部分研究者利用HSP90在乳腺癌中的高表達(dá)，準(zhǔn)備把血漿中HSP90開(kāi)發(fā)成為乳腺癌的一種非侵入性診斷依據(jù)[18]。這或許將為今后的乳腺癌診斷提供一種新的方式。

3 HSP90抑制劑在乳腺癌治療中的應(yīng)用

3.1 HSP90抑制劑與ER陽(yáng)性乳腺癌

ER受體為陽(yáng)性的乳腺癌，說(shuō)明其對(duì)內(nèi)分泌治療較敏感，一般需要口服內(nèi)分泌藥物3～5年，服用內(nèi)分泌藥物主要看患者有無(wú)絕經(jīng)，沒(méi)有絕經(jīng)的情況下通常是口服他莫昔芬3～5年，通過(guò)這種方法可以有效地預(yù)防腫瘤復(fù)發(fā)及轉(zhuǎn)移，提高治愈率，控制腫瘤進(jìn)展。在乳腺癌中，雖然ER陽(yáng)性乳腺癌患者分別接受了抗ER治療，但ER陽(yáng)性乳腺癌患者的治愈率仍受到耐藥性、對(duì)當(dāng)前靶向藥物的臨床反應(yīng)差和治療過(guò)程中腫瘤復(fù)發(fā)的限制[19]。以他莫昔芬(一種廣泛使用的抗ER藥物)為例，50%ER陽(yáng)性乳腺癌患者對(duì)他莫昔芬沒(méi)有反應(yīng)，即使是最初有反應(yīng)的患者最終也會(huì)產(chǎn)生他莫昔芬耐藥性，導(dǎo)致腫瘤進(jìn)展和患者死亡[20]。盡管靶向治療已經(jīng)改善了乳腺癌患者的臨床結(jié)果，但非小細(xì)胞肺癌患者仍然缺乏靶向治療，ER陽(yáng)性乳腺癌患者的治療面臨著對(duì)目前可用的靶向治療產(chǎn)生抵抗或無(wú)反應(yīng)的挑戰(zhàn)[19]。HSP90和HDAC6通過(guò)調(diào)節(jié)復(fù)雜的信號(hào)網(wǎng)絡(luò)在促進(jìn)腫瘤發(fā)生中起著關(guān)鍵作用，它們都被認(rèn)為是癌癥治療的有效靶點(diǎn)[21]。然而，如何將抗HSP90和抗HDAC6策略應(yīng)用于乳腺癌的精準(zhǔn)治療尚不清楚。相關(guān)研究顯示，研究者提供了體外和體內(nèi)證據(jù)，表明抗HSP90策略更適合于治療對(duì)ER陽(yáng)性三苯氧胺耐藥的乳腺癌患者，可以推薦使用抗HDAC6策略。HDAC6乙酰化HSP90以抑制HSP90的伴侶功能[22]。研究者發(fā)現(xiàn)，抑制HSP90導(dǎo)致HDAC6蛋白水平下降，HDAC6和HSP90都通過(guò)調(diào)節(jié)微管蛋白乙?；瘉?lái)調(diào)節(jié)微管蛋白網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。研究者的發(fā)現(xiàn)為HSP90和HDAC6之間的相互作用提供了額外的支持證據(jù)。由于他莫昔芬是治療ER陽(yáng)性乳腺癌患者最常用的藥物，而耐藥是ER陽(yáng)性乳腺癌患者臨床治療中的一個(gè)重要而常見(jiàn)的問(wèn)題。除了ERα突變[23]，在介導(dǎo)ER轉(zhuǎn)錄激活中起關(guān)鍵作用的共激活子和共抑制子的表達(dá)和/或活性的改變也可能導(dǎo)致他莫昔芬耐藥。盡管協(xié)同激活因子SRC-1的過(guò)表達(dá)和NCoR的下調(diào)被認(rèn)為與他莫昔芬耐藥有關(guān)，但在他莫昔芬耐藥患者的乳腺腫瘤中沒(méi)有證據(jù)[24]。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)α如果與其他信號(hào)通路分離就不能發(fā)揮作用，大量研究證實(shí)了內(nèi)質(zhì)網(wǎng)α與信號(hào)通路之間的相互作用，包括EGFR/HER2、MAPK/ERK和PI3K信號(hào)通路。部分研究的結(jié)果體現(xiàn)HSP90-HDAC6的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，為乳腺癌的精準(zhǔn)治療提供了有價(jià)值的信息。

3.2 HSP90抑制劑與HER2陽(yáng)性乳腺癌

在乳腺癌中，大量實(shí)驗(yàn)證據(jù)表明HER2過(guò)表達(dá)的腫瘤對(duì)HSP90抑制劑尤為敏感[25]。在臨床前研究中，HER2是已知最敏感的17-AAG客戶(hù)蛋白之一?；谶@些數(shù)據(jù)和相關(guān)研究，研究者對(duì)17-AAG與曲妥珠單抗一起進(jìn)行晚期難治性HER2陽(yáng)性乳腺癌的第二階段研究。坦西霉素加曲妥珠單抗對(duì)先前進(jìn)展為曲妥珠單抗的HER2陽(yáng)性轉(zhuǎn)移性乳腺癌患者具有顯著的抗癌活性。由于HER2是分子伴侶HSP90的客戶(hù)蛋白，靶向HSP90對(duì)HER2陽(yáng)性乳腺癌可能是有益的。鑒于HER2是對(duì)HSP90抑制劑較敏感的一類(lèi)服務(wù)蛋白，因此HSP90抑制劑(如17-AAG、17-DMAG和IPI-504等)對(duì)于HER2陽(yáng)性表達(dá)型乳腺癌的治療是具有潛在價(jià)值的，特別是IPI-504，無(wú)論是單用還是與其他藥物聯(lián)合使用，其抗腫瘤的效果均較強(qiáng)[25]。對(duì)于藥物耐受的乳腺癌，一般使用HSP90抑制劑的療效會(huì)更好[26]。鑒于HER2是已知最依賴(lài)HSP90的客戶(hù)蛋白之一，因此正在單獨(dú)針對(duì)這種HSP90抑制劑或與HER2靶向的單克隆抗體曲妥珠單抗組合使用HSP90抑制劑應(yīng)進(jìn)行積極研究。HSP90抑制劑還導(dǎo)致HER2信號(hào)傳導(dǎo)途徑的許多下游成員耗竭[27]。在17-AAG與曲妥珠單抗的Ⅱ期臨床試驗(yàn)中，先前接受曲妥珠單抗治療進(jìn)展的轉(zhuǎn)移性HER2陽(yáng)性轉(zhuǎn)移性乳腺癌患者的客觀緩解率為22%[28]。此外，NVP-AUY922抑制HER2陽(yáng)性和曲妥珠單抗耐藥的乳腺癌細(xì)胞的增殖[29]。基于這些結(jié)果，HER2陽(yáng)性乳腺癌仍是使用新型HSP90抑制劑進(jìn)行積極臨床試驗(yàn)的領(lǐng)域。最近的一項(xiàng)研究提供了先例，在先前接受曲妥珠單抗治療的患者中，小分子HER2激酶抑制劑拉帕替尼和曲妥珠單抗的組合優(yōu)于單獨(dú)拉帕替尼，另一個(gè)非常重要的問(wèn)題是，在未經(jīng)治療的HER2陽(yáng)性患者中，曲妥珠單抗和HSP90抑制劑的預(yù)先聯(lián)合治療是否可以預(yù)防或延緩曲妥珠單抗的出現(xiàn)[30]。這一發(fā)現(xiàn)將會(huì)對(duì)HER2陽(yáng)性乳腺癌提供治療方案。

3.3 HSP90抑制劑與三陰性乳腺癌

相關(guān)研究顯示，HSP90抑制劑除了對(duì)HER2陽(yáng)性表達(dá)型乳腺癌有作用外，還對(duì)三陰性乳腺癌起作用。三陰性乳腺癌是乳腺癌的一種高風(fēng)險(xiǎn)類(lèi)型，具有侵襲性強(qiáng)、預(yù)后差和缺乏有效靶向治療藥物等特點(diǎn)。最近出現(xiàn)的多效性HSP90抑制劑可能在三陰性乳腺癌的治療方面也具有可觀的潛力。在轉(zhuǎn)移瘤模型中，PUH71和PF-4942847這兩類(lèi)藥物均對(duì)三陰性乳腺癌的多種信號(hào)傳導(dǎo)通路進(jìn)行了干擾，導(dǎo)致癌細(xì)胞的增殖、侵襲和凋亡受到不同程度的影響。

在三陰性乳腺癌中，部分試驗(yàn)研究已經(jīng)證明C端HSP90抑制劑L80通過(guò)抑制多種信號(hào)通路(包括Akt、MEK/ERK和JAK2/STAT3)以及BCSC樣特征(如CD44、CD49f和ALDH1活性)來(lái)抑制三陰性乳腺癌細(xì)胞增殖。L80給藥通過(guò)STAT3激活的失調(diào)來(lái)抑制腫瘤增殖、血管生成和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移。這些發(fā)現(xiàn)表明，L80 可能提供了一條可同時(shí)靶向STAT3 和三陰性乳腺癌的有效治療途徑[31]。17-AAG以及17-DMAG均通過(guò)調(diào)節(jié)相關(guān)蛋白水平以及減少腫瘤細(xì)胞增殖的方式對(duì)激素受體陽(yáng)性表達(dá)乳腺癌起作用[32]。值得一提的是，當(dāng)使用17-AAG同時(shí)使用內(nèi)分泌藥物他莫昔芬會(huì)受到干擾，因此應(yīng)當(dāng)避免聯(lián)合使用這兩種藥物。盡管HSP90抑制劑作為目前標(biāo)準(zhǔn)療法的激活劑或者作為替代療法時(shí)可能會(huì)提高特定病人的治療比率[33]，但目前尚未被批準(zhǔn)用于臨床。雖然在臨床研發(fā)階段里，有的熱休克蛋白抑制劑顯示了一些副作用，但它們的應(yīng)用前景還是較為樂(lè)觀的。

HSP90抑制劑可以阻斷腫瘤細(xì)胞內(nèi)的多個(gè)與細(xì)胞生長(zhǎng)以及細(xì)胞信號(hào)通路中的多個(gè)靶點(diǎn)，因此不易產(chǎn)生單一通路阻斷后的耐藥性。需要進(jìn)一步完善HSP90抑制劑結(jié)構(gòu)及作用機(jī)制的研究，開(kāi)發(fā)出更好的HSP90抑制劑，用于腫瘤的臨床治療。

4 小結(jié)與展望

HSP90在乳腺癌的發(fā)生發(fā)展及侵襲轉(zhuǎn)移過(guò)程中發(fā)揮著重要的作用，乳腺癌的病因及診治將進(jìn)入一個(gè)新的階段，HSP90與乳腺癌的密切關(guān)系將成為乳腺癌治療領(lǐng)域中的一個(gè)熱點(diǎn)，HSP90抑制劑可以阻斷腫瘤細(xì)胞及信號(hào)通路的多靶點(diǎn)，不易產(chǎn)生單一通路阻斷導(dǎo)致的耐藥性，HSP90抑制劑已成為惡性腫瘤的研究重點(diǎn)及新目標(biāo)。進(jìn)一步了解乳腺癌與HSP90的關(guān)系，對(duì)乳腺癌的臨床診斷、治療和預(yù)后有重大意義。關(guān)于HSP90對(duì)乳腺癌的免疫與靶向治療正在發(fā)展階段，未來(lái)有可能對(duì)乳腺癌的治療提供新的指導(dǎo)依據(jù)。