郭奕阳1,朱彩虹2(综述),郭秀娟1(审校)
(1.河北医科大学第四医院检验科,河北 石家庄 050011;2.河北医科大学第四医院药学部,河北 石家庄 050011)
[关键词]乳腺肿瘤;受体,表皮生长因子;综述文献
doi:10.3969/j.issn.1007-3205.2018.01.028
乳腺癌是世界上女性最常见的恶性肿瘤之一。美国癌症协会估计,2014年约23.5万美国女性被诊断出患有乳腺癌[1]。乳腺癌在我国发病率也比较高,2013年全国肿瘤登记结果分析显示,乳腺癌居女性恶性肿瘤发病首位。乳腺癌的诊断和治疗与人类表皮因子受体2(human epidermal growth factor receptor 2,HER-2)和雌激素受体(estrogen receptor,ER)关系密切,两者也是乳腺癌分类和治疗的一个重要依据。有研究认为,HER-2阳性的乳腺癌患者预后较差,恶性度较高,故针对HER-2阳性乳腺癌患者的治疗非常重要[2-4]。现就HER-2表达与乳腺癌关系、HER-2阳性乳腺癌的治疗新进展、HER-2阳性乳腺癌对药物的抵抗及HER-2阳性乳腺癌耐药的诊断4个方面综述如下。
人类表皮因子受体家族属于酪氨酸激酶(receptor tyrosine kinases,RTKs)跨膜蛋白受体,该家族包括4种RTKs跨膜蛋白受体,分别被命名为HER-1、HER-2、HER-3和HER-4,其中HER-2与肿瘤的关系最为密切[5-8]。HER-2在正常人体内只在少数组织有低表达,但在很多肿瘤组织内HER-2基因处于激活状态,其表达大量增加。文献显示HER-2与许多肿瘤关系密切,其中研究比较多的是乳腺癌[2,5,9]。
HER-2没有特异性配体,EGFR其他家族成员均可与HER-2分子形成异源二聚体,间接连接配体,参与信号转导[10-11]。HER-2蛋白介导的信号转导途径主要有Ras/Raf/分裂素活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)途径、磷脂酰肌醇3羟基激酶(phosphoinositide3-kinase,P13K)/Akt途径、信号转导及转录激活(signal transducer and activator of transcription,STAT)途径和PLC通路等[12-14]。这些通路与细胞增殖密切相关。在发生与细胞增生相关的病理改变时,HER-2的表达会发生变化,进而影响到这些信号的传导。在一些肿瘤发生过程中,这些通路非常重要[15-17]。HER-2蛋白在传递这些信号时,与HER-1或HER-4会形成二聚体,从而开启与细胞增殖密切的信号传递,进一步促进细胞的生长,抑制细胞的凋亡,诱导血管新生,提高细胞的运动能力,这些作用与肿瘤的发生、发展和预后紧密相关。所以,抑制HER-2蛋白与HER-1或HER-4形成二聚体可以阻断这些细胞信号的传导,从而影响肿瘤的生长。
乳腺癌组织HER-2过表达的患者大概占到患者总数的15%,而HER-2过表达往往恶性度较高、预后不良。Luoh等[18]认为乳腺癌患者预后与HER-2过表达关系密切。HER-2过表达与乳腺癌肿瘤大小和转移等有关[19]。在HER-2阳性的乳腺癌治疗过程中,针对HER-2的单克隆抗体也起到了很好的作用,能够极大改善HER-2阳性乳腺癌的预后[20-21]。
在乳腺癌患者中存在着相当比例的HER-2阳性者,4类重要的靶向HER-2受体的辅助性药物被用于HER-2阳性乳腺癌患者的治疗,并取得了良好的效果,包括曲妥单抗(trastuzumab)、拉帕替尼(lapatinib)、帕妥珠单抗(pertuzumab)和曲妥珠单抗(emtansine trastuzumab emtansine,T-DM1),其中曲妥单抗最早用于临床。这4类药物按作用部位不同可分为:作用于HER-2胞外区的曲妥单抗、帕妥珠单抗和曲妥珠单抗;作用于HER-2胞内区的拉帕替尼。
曲妥单抗是第一种针对HER-2受体的单克隆抗体药物,其作用机制是通过直接结合HER-2胞外区阻止人体表皮生长因子与HER-2的结合,从而阻断癌细胞的生长[22]。帕妥珠单抗的作用与曲妥单抗有所不同。帕妥珠单抗于2003年开始应用于临床,也是最早用于治疗前列腺癌的药物,其作用机理是抑制HER-2与其他受体结合而起到阻断癌细胞生长的作用。在应用这些药物时,需要联合应用其他抗肿瘤药物达到更好的效果,但能杀死乳腺癌细胞的药物如多西他赛等往往具有较强的免疫抑制等不良反应,是否可以在治疗过程中,在保持疗效不变前提下减少药物的不良反应呢?后来T-DM1的出现实现了这个作用,T-DM1是抗体-药物共轭物,T-DM1既保留了曲妥珠单抗对HER-2阳性乳腺癌的靶向性,又携带高效的细胞毒类药物,可以通过抗体特异性进入杀伤肿瘤细胞[23]。这3种药物均是通过作用于HER-2胞外区而起作用的。不仅如此,这3种药物通过作用于胞外区还可以激活人体的NK细胞等免疫细胞杀伤肿瘤细胞,从而加强治疗作用[24]。
除了直接作用于HER-2胞外区抑制乳腺癌细胞外,还可以通过抑制HER-2通路上的一些分子抑制HER-2通路,拉帕替尼就是这种药物的代表[25-30]。HER-2属于酪氨酸激酶家族,HER-2与人体表皮生长因子结合后,其胞内的酪氨酸激酶将活化。而拉帕替尼是一种口服的小分子表皮生长因子酪氨酸激酶抑制剂,该药物可以抑制酪氨酸激酶活化,从而阻止肿瘤细胞的增殖。
PI3K/AKT/mTOR信号通路与细胞的增殖和糖代谢等关系密切,在HER-2受体阳性的乳腺癌细胞中,该途径过度活化。作用在PI3K/AKT/mTOR信号通路上的抑制剂与靶向HER-2受体药物联用后可以增强靶向HER-2受体的药物的作用。有学者报道,p110α的抑制剂BYL719与靶向HER-2受体药物联合应用后可以使原来对HER-2受体药物耐药的乳腺癌细胞恢复对HER-2受体药物的敏感性[31]。作为PI3K/AKT/mTOR信号通路上的另一种下游分子,6-磷酸果糖-2激酶(6-phosphofructo-2-kinase/fructose-2,6-bisphosphatase 3 isozyme,PFKFB3)是影响HER-2阳性的乳腺癌细胞新陈代谢的重要调节因子,PFKFB3可以通过调节乳腺癌细胞TLR4和MyD88的表达促进乳腺癌细胞对抗癌药物如紫杉醇等的抵抗,从而减弱抗癌药物的作用。不仅如此,PFKFB3还可以促进乳腺癌细胞无氧酵解过程,从而有利于乳腺癌细胞的生存。这些现象说明,PFKFB3对于乳腺癌细胞生存和免疫逃避非常重要,故抑制PFKFB3可以有效杀死乳腺癌细胞。抑制该分子也可以抑制乳腺癌细胞糖酵解途径,从而杀死乳腺癌细胞,该分子的抑制剂与拉帕替尼联用后可以更有效杀死乳腺癌细胞。尤其当乳腺癌细胞对靶向HER-2受体的辅助性药物耐药时,该途径抑制剂可以杀伤那些耐药的乳腺癌细胞[32]。
除PI3K/AKT/mTOR信号通路抑制剂外,免疫治疗在乳腺癌的治疗中也占据重要地位,因为在乳腺癌的治疗中,药物只能杀死部分肿瘤细胞,更多肿瘤细胞的清除依赖免疫系统的作用,不仅如此,很多乳腺癌化疗药的疗效也部分依赖免疫系统的活化。有报道认为,乳腺癌化疗药可以通过2个机制激活免疫系统杀伤肿瘤细胞:一是一些化疗药可以杀死部分肿瘤细胞,这些死亡的肿瘤细胞可以作为免疫原直接刺激树突细胞等免疫细胞并使之活化杀伤性T细胞等免疫细胞,这些免疫细胞可以有效杀伤肿瘤细胞;二是一些化疗药可以直接激活部分免疫细胞产生免疫效果[33]。但乳腺癌细胞可以通过很多机制抑制免疫细胞的激活,从而逃避免疫系统的攻击,如果能够解除这种抑制作用,就可以促进杀伤性T细胞等免疫细胞更好的活化,从而加强抗肿瘤免疫,在这一方面,细胞程序性死亡受体1(programmed cell death 1receptor,PD-1)的研究越来越受到重视。有报道认为,检查点(checkpoint)抑制剂和PD-1抑制剂与靶向HER-2受体的辅助性药物联用对乳腺癌可以起到很好的治疗效果[27-30]。PD-1抑制剂Opdivo在国外已经上市,在治疗其他肿瘤过程中已经起到很好的作用,但在国内尚未上市。所以,将来该种类药物在国内上市后,可能会对乳腺癌的治疗产生有益的作用,甚至会更新一些传统的乳腺癌治疗方案。
为增强抗癌药对乳腺癌的治疗效果,往往联用2种以上的辅助药物。有报道认为,曲妥单抗与拉帕替尼联用再辅以常规的抗肿瘤药物如紫杉碱等治疗会收到良好效果[20]。另有报道认为,对HER-2阳性乳腺癌患者治疗而言,与单用曲妥单抗相比,应用2种靶向HER-2受体的药物尽管可能一定程度改善了疗效,但在一些患者中并不会大幅度增加病理彻底反应率(pathologic complete response rates,pCRs)[34]。造成这个认识差异的原因可能与乳腺癌患者的肿瘤细胞存在着基因异质性、肿瘤细胞存在其他替代受体增殖活化和HER-2受体本身变异有关,这些因素导致在一些乳腺癌患者中,应用曲妥单抗与拉帕替尼等靶向HER-2受体的辅助性药物后疗效不佳。乳腺癌细胞存在着基因异质性,即便是HER-2阳性乳腺癌患者也是如此。造成基因异质性的原因包括HER-2变异、DNA甲基化位点的变异、PI3K/AKT/mTOR信号通路异常活化和IGF-1R信号增加等,这些变异会影响肿瘤细胞的代谢,最终影响肿瘤细胞的耐药性。所以,为取得更好的疗效,根据这些变异,开发更多的抗肿瘤药物是非常重要的。此外,当HER-2受到抑制后,肿瘤细胞可以通过其他替代受体如ER等活化增殖。其他受体也可以通过与RTKs胞内区或其下游分子作用而影响MAPK等途径,通过影响MAPK等途径影响细胞的增殖分化等活动。有文献报道,HER-2与ER表达呈负相关,ER也能通过与RTKs胞内区或其下游分子作用而影响MAPK等途径[34-35]。这说明当应用靶向HER-2受体的辅助性药物治疗时,一些肿瘤细胞克隆可以通过其他受体途径,这些肿瘤细胞的增殖和变异可能会影响HER-2相关途径的变异,从而导致肿瘤出现耐药性。所以,在肿瘤治疗中应考虑到肿瘤细胞通过其他受体活化增殖产生新变异的可能性。
此外,在一些HER-2阳性乳腺癌患者中,HER-2也会出现变异,HER-2阳性乳腺癌患者肿瘤细胞中也会表达HER-2的变异体Δ16HER2,这种变异HER-2可以导致靶向HER-2受体的辅助性药物失效,不仅如此,细胞表面表达该变异体的乳腺癌细胞具有更强的侵袭性,治疗起来更加困难[29]。这些证据表明,开发新的乳腺癌药物和新的治疗方法非常紧迫。
当出现这些HER-2阳性乳腺癌对药物抵抗的现象时,靶向HER-2受体的辅助性药物与其他药物联用或开发新的抗乳腺癌药物就非常重要了。但新的抗乳腺癌药物开发需要比较长的时间,故在临床上靶向HER-2受体的辅助性药物与其他药物联用非常重要。已经有关于靶向HER-2受体的辅助性药物与其他药物联用的报道[33],联用这些化疗药物可以抑制较少变异的乳腺癌细胞生长并杀灭这些乳腺癌细胞,还能通过杀死部分患者体内的乳腺癌细胞导致患者免疫系统的活化,而免疫系统的活化可以更有效清除乳腺癌细胞,尤其是当HER-2阳性乳腺癌患者出现耐药或者在治疗三阴性的乳腺癌过程中,这些化疗药物的联用对乳腺癌的治疗来说是一个有益的尝试。乳腺癌细胞本身可以导致免疫细胞对乳腺癌细胞免疫反应的抑制,而这种抑制与PD-1关系极其密切,PD-1抑制剂与靶向HER-2受体的辅助性药物联用可以对乳腺癌起到很好的治疗效果。
目前,对HER-2检测的方法非常多,大致可以分为对HER-2基因的检测、对HER-2蛋白的检测和对HER-2转录水平的检测,用的最多的方法是免疫组织化学(immunohistochemistry,IHC)和荧光原位杂交(fluorescence in situ hybridization,FISH)。IHC属于对蛋白的检测,具有操作简单、检测成本低、便于保存等优点。但IHC是一种半定量方法,其准确性受到组织固定时间、固定液和抗原复性条件等多因素影响。FISH属于对基因的检测,与IHC相比FISH更为准确,但操作和设备较IHC复杂,而且还受到17号染色体变异等影响。由于有这些缺点,一些新的方法也正在开发之中。
当然,因为存在HER-2变异的问题,一些HER-2阳性的乳腺癌患者可能会被以上方法诊断为HER-2阴性,从而未能应用抗HER-2的新型药物;而变异的HER-2被诊断为阳性后,应用常规的靶向HER-2受体辅助性药物进行治疗,效果较差。这是将来在诊断乳腺癌时应考虑的问题,期待通过进一步研究,找到更好的能适用于临床治疗的诊断方法。还有由于基因异质性,会导致肿瘤组织不同部位分别表现出HER-2阳性和HER-2阴性,尤其是HER-2表达水平不是很高、介于阳性和阴性之间的类型,对这些患者如何诊断才有利于临床治疗,也是一个需要探索的问题。同时,HER-2阳性乳腺癌因为HER-2的变异使得应用辅助治疗效果不佳[12],故在将来的诊断试剂开发中应考虑上述情况,从而开发出能够用于临床诊断HER-2途径变异的试剂。
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[收稿日期]2017-04-24;
[修回日期]2017-12-15
[基金项目]河北省医学科学研究重点课题(ZL20140109)
[作者简介]郭奕阳(1981-),女,满族,河北承德人,河北医科大学第四医院主管技师,医学硕士,从事肿瘤免疫和感染免疫研究。
[中图分类号]R737.9
[文献标志码]A
[文章编号]1007-3205(2018)01-0120-05
(本文编辑:赵丽洁)