CDK4/6抑制劑在乳腺癌治療中的耐藥機制

陳飛 程祺 隋殿晶

(吉林省腫瘤醫(yī)院 1內(nèi)四科,吉林 長春 130012;2中西醫(yī)結(jié)合科)

乳腺癌是女性常見的一種惡性腫瘤,其發(fā)病率呈逐年增長趨勢,已成為全球女性健康的主要威脅〔1,2〕。大部分乳腺癌患者確診時失去最佳根治時機,主要是因早期癥狀隱匿〔3,4〕。我國乳腺癌患者5年生存率顯著提高〔5〕。在所有乳腺癌癥亞型中,激素受體(HR)+/人表皮生長因子受體(HER)2-管腔亞型乳腺癌是最常見的乳腺癌形式。周期蛋白依賴性激酶4和6(CDK4/6)抑制劑是乳腺癌靶向治療領域的熱點,在一些臨床試驗中證明對HR+/HER2-乳腺癌患者有良好的療效〔6,7〕。目前,美國食品和藥物管理局已批準3種特異性CDK4/6抑制劑〔哌柏西利(Palbocicib)、瑞博西利(Ribociclib)和阿貝西利(Abemacilib)〕用于一線治療HR+/HER2-乳腺癌。盡管CDK4/6抑制劑延長了患者的生存期,但耐藥性是不可避免的。本文分析CDK4/6抑制劑在乳腺癌治療中的耐藥性機制,為后續(xù)治療決策提供依據(jù)。

1 CDK4/6抑制劑研究進展

1.1Abemaciclib Abemaciclib是唯一批準用于單藥治療的一種CDK4/6抑制劑,相比于其他CDK4/6抑制劑,該藥物具有更廣泛的抑制作用。Abemaciclib于2017年被獲批,聯(lián)合氟維司群用于HR+/HER-2-晚期乳腺癌或轉(zhuǎn)移性乳腺癌的治療〔8～12〕。Abemaciclib具有廣泛的抑制作用,并且會產(chǎn)生各種不同的毒性,疲勞主要是其劑量限制性毒性,腹瀉是最常見的不良反應。

1.2Ribociclib Ribociclib對CDK4的選擇性更高,是口服生物利用的一種CDK4/6選擇性抑制劑。Ribociclib活性組分主要是游離堿,琥珀酸鹽是其穩(wěn)定成分。Ribociclib作為CDK4/6抑制劑,能夠與細胞周期蛋白結(jié)合,啟動DNA合成,促進細胞周期時相轉(zhuǎn)變,并且能夠調(diào)控細胞轉(zhuǎn)變。Ribociclib主要在人體內(nèi)經(jīng)肝臟細胞色素CYP3A4酶廣泛代謝,主要通過糞便消除。

1.3Palbociclib Palbociclib在2015年獲得批準,是高度特異性的第一個CDK4/6抑制劑。同時,Palbociclib是具有選擇性、可逆性的CDK4/6抑制劑,能夠阻斷細胞周期從G1期向S期發(fā)展,并且能夠與抗雌激素藥物發(fā)揮協(xié)同作用〔13〕。研究顯示,Palbociclib聯(lián)合內(nèi)分泌治療方案可有效抑制雌激素受體(ER)陽性乳腺癌細胞從G1期進展至S期,Palbociclib與曲妥珠聯(lián)合用藥用于HER-2陽性乳腺癌細胞中取得相似療效〔14〕。周潔余等〔15〕研究表明,納入HR陽性乳腺癌患者57例,其中部分緩解患者25例,疾病穩(wěn)定患者26例,疾病進展患者6例,疾病控制率為89.5%,客觀緩解率為43.9%。常見不良反應主要為血液系統(tǒng)不良反應,可見Pallbocicib與內(nèi)分泌聯(lián)合用藥對HR陽性晚期乳腺癌患者取得良好臨床療效。

2 CDK4/6抑制劑作用機制

有絲分裂信號在正常細胞周期中主要通過哺乳動物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)、蛋白激酶B(AKT)、磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)、ER等途徑激活細胞周期蛋白D-CDK4/6復合物,使視網(wǎng)膜母細胞瘤蛋白磷酸化,磷酸化的視網(wǎng)膜母細胞瘤蛋白(Rb)與轉(zhuǎn)錄因子腺病毒2區(qū)早期結(jié)合因子(E2F)家族的結(jié)合,激活基因轉(zhuǎn)錄,啟動細胞周期從G1到S期〔16～18〕。CDK4/6抑制劑主要通過抑制CDK4/6激酶活性,達到抗腫瘤作用。

2.1改變腫瘤微環(huán)境 腫瘤微環(huán)境主要是指腫瘤細胞賴以生存的復雜環(huán)境。腫瘤的產(chǎn)生不僅是腫瘤微環(huán)境與突變細胞的順應進程,更是腫瘤細胞的基因突變。CDK4/6抑制劑主要通過影響腫瘤分泌細胞因子的活性對腫瘤微環(huán)境進行調(diào)控〔19〕。CDK4/6抑制劑可通過阻斷程序性死亡受體1,增強抗腫瘤免疫,并降低DNA甲基轉(zhuǎn)移酶活性〔20〕。

2.2觸發(fā)抗腫瘤免疫 通過有效的免疫應答,能夠使機體維護內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定。免疫應答指機體免疫系統(tǒng)對抗原刺激所產(chǎn)生的以排除抗原為目的的一種生理過程。惡性腫瘤細胞存在免疫逃逸現(xiàn)象,能夠在體內(nèi)迅速增殖。與此同時,CDK4/6抑制劑能夠經(jīng)誘導腫瘤細胞表面異常蛋白增加,從而使其變?yōu)槊庖咝盘?在體內(nèi)被識別、清除〔21,22〕。

2.3抑制腫瘤細胞失控增殖,恢復正常細胞周期 CDK4/6抑制劑主要通過抑制Rb磷酸化,并直接誘導腫瘤細胞凋亡,從而能夠誘導處于G1、G2期的細胞周期停滯〔23〕。CDK4/6抑制劑可通過改變底物誘導衰老,使多位點磷酸化缺失,導致轉(zhuǎn)錄因子叉頭框蛋白質(zhì)M1失穩(wěn),誘導活性氧介導的腫瘤細胞自噬,將細胞成分吞噬到自噬體中,進一步實現(xiàn)細胞成分的再循環(huán),促進成分溶解〔24〕。

3 CDK4/6抑制劑在乳腺癌中耐藥機制

3.1細胞周期非特異性機制 細胞周期非特異性機制主要包括ER受體的缺失、免疫機制、自噬激活、上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)/轉(zhuǎn)化生長因子(TGF)-β/信號傳導蛋白(Smad)3、PI3K/AKT/mTOR信號通路、成纖維生長因子受體(FGFR)通路激活和ERBB2突變、Ras/細胞外信號調(diào)節(jié)蛋白激酶(ERK)途徑激活等。

3.1.1ER受體的缺失 ER作為預測生物標志物。在Abemaciclib耐藥細胞中發(fā)現(xiàn),上游的ER是CDK4/6的主要驅(qū)動力,若出現(xiàn)ER則會導致細胞周期越過CDK4/6調(diào)控,對CDK4/6抑制劑產(chǎn)生耐藥〔25〕。

3.1.2免疫機制 通過Palbociclib耐藥細胞中發(fā)現(xiàn),人黏蛋白(MUC)16、MUC4和NCOR1基因的突變被認為與細胞相關(guān),由此可見CDK4/6抑制劑耐藥機制中免疫通路失調(diào)可能是原因之一,并且免疫微環(huán)境的改變會導致CDK4/6抑制劑耐藥,同時免疫逃逸也會導致CDK4/6抑制劑耐藥。研究發(fā)現(xiàn),免疫通路對克服CDK4/6抑制劑的耐藥發(fā)揮具有有利作用〔26〕。

3.1.3自噬激活 CDK4/6抑制劑的耐藥與自噬激活相關(guān),自噬激活不僅可逆轉(zhuǎn)CDK4/6抑制劑造成的細胞周期阻滯,并且可參與CDK4/6抑制劑的耐藥形成〔27〕。

3.1.4EMT/TGF-β/Smad3 阻滯CDK4/6能夠通過激活TGF-β促進EMT。EMT能夠促進腫瘤細胞轉(zhuǎn)移和侵襲。TGF-β可通過PI3K/AKT/mTOR途徑激活EMT,在CDK4/6抑制劑耐藥的腫瘤細胞中EMT調(diào)控基因差異表達。Smad3作為TGF-β信號通路的組成部分,能夠達到抑制G1細胞周期的作用。由激活的細胞周期素(cyclin)E-CDK2軸抑制Smad3可能是CDK4/6抑制劑的耐藥機制之一。

3.1.5PI3K/AKT/mTOR信號通路 3-磷酸肌醇依賴性蛋白激酶(PDK)1可介導AKT的活化而激活PI3K/AKT/mTOR通路,可對CDK4/6抑制劑產(chǎn)生抗性,同時CDK4/6抑制劑與PDK1抑制劑具有協(xié)同作用。10號染色體上缺失的磷酸酶與第10號染色體同源丟失性磷酸酶-張力蛋白基因(PTEN)的喪失激活AKT信號通路,導致CDK4和CDK2激活,產(chǎn)生獲得性耐藥。

3.1.6FGFR通路激活和ERBB2突變 FGFR2和ERBB2在CDK4/6抑制劑耐藥的一些患者中發(fā)現(xiàn)了改變〔28〕。FGFR過表達與無進展生存期的縮短和CDK4/6抑制劑的耐藥有關(guān),并且通過抑制FGFR活性能夠逆轉(zhuǎn)CDK4/6抑制劑的耐藥性。

3.1.7Ras/ERK途徑激活 CDK4/6抑制劑的耐藥與Ras/ERK通路激活相關(guān)。Ras/ERK信號通路激活能夠促進cyclinD-CDK4/6復合物形成,促進細胞周期所致的CDK4/6抑制劑耐藥。

3.2細胞周期特異性機制 細胞周期特異性耐藥機制包括組蛋白去乙酰化酶(HDAC)活化,WEE1和MDM2過表達,CDK2/4/6、cyclinE1擴增,Rb、FZR1、脂肪非典型鈣黏蛋白(FAT)1蛋白功能喪失等。由于CDK4/6可通過磷酸化Rb對細胞周期進行調(diào)控,故Rb被認為是CDK4/6抑制劑治療敏感性的重要影響因素〔29〕。Rb缺失可造成對CDK4/6抑制劑耐藥,Rb突變可引起腫瘤耐藥。除Rb功能喪失外,其他與細胞周期特異性耐藥機制相關(guān)蛋白研究較少。MDM2過表達可降低P53抑癌作用,從而會造成腫瘤細胞對CDK4/6抑制劑的耐藥,其中MDM2抑制劑能夠逆轉(zhuǎn)腫瘤對CDK4/6抑制劑的耐藥〔30〕。FAT1是可抑制Hippo通路的一種腫瘤抑制因子,FAT1缺失的腫瘤細胞中CDK6表達升高,會造成CDK4/6抑制劑耐藥。cyclinE過表達能夠通過cyclinE-CDK2軸,促進細胞周期完成G1/2期轉(zhuǎn)換,造成CDK4/6抑制劑耐藥。WEE1參與細胞周期G2/M期轉(zhuǎn)換,WEE1過表達可促進腫瘤細胞增殖。p27KIP1磷酸化能夠減少CDK2和CDK4活性,逆轉(zhuǎn)CDK4/6抑制劑耐藥。HDAC活化、FZR1蛋白功能喪失可能通過多種機制引起CDK4/6抑制劑耐藥。

綜上,乳腺癌分子學機制較為復雜,晚期HR+/HER2-乳腺癌患者在內(nèi)分泌治療及分子靶向治療方面有良好療效。CDK4/6抑制劑的研究改變HR+/HER2-乳腺癌患者預后。CDK4/6抑制劑聯(lián)合其他藥物,可達到提高臨床療效及降低對抗耐藥性產(chǎn)生的作用。