上皮鈣黏素在乳腺癌預后評價應用中的研究進展

李艷敏，吳雪卿，萬華

(上海中醫(yī)藥大學附屬曙光醫(yī)院乳腺科，上海200021)

乳腺癌是全球女性最常見的惡性腫瘤之一，發(fā)病率逐年升高，據(jù)統(tǒng)計，全球每年新增的乳腺癌患者由2012年的167.7萬增加到2018年的208.9萬[1-2]，發(fā)病率居女性惡性腫瘤之首。復發(fā)和轉(zhuǎn)移是導致晚期乳腺癌患者治療失敗，甚至死亡的主要原因，2018年全球乳腺癌患者病死率為11.6%[2]。隨著早期診斷、精準治療的開展，研究相關(guān)分子標志物在乳腺癌預后評估中的作用，對于指導乳腺癌的治療，改善乳腺癌患者的生存質(zhì)量尤為重要。上皮鈣黏素(E-cadherin)是近年來腫瘤研究中的一個熱點，與肺癌[3]、胃癌[4]、肝癌[5]、結(jié)直腸癌[6]及乳腺癌[7]等多種惡性腫瘤密切相關(guān)。E-cadherin主要表達于上皮細胞，其表達水平的降低提示上皮細胞向間質(zhì)細胞發(fā)生轉(zhuǎn)化，這種變化會影響上皮源性腫瘤細胞的侵襲、增殖和轉(zhuǎn)移等多種行為[8]。此外，多項研究表明，E-cadherin與乳腺癌細胞中干細胞特性關(guān)系密切，而乳腺癌干細胞在腫瘤轉(zhuǎn)移、耐藥、復發(fā)等多種惡性行為中發(fā)揮了重要作用[9-11]。因此，明確E-cadherin在乳腺癌患者體內(nèi)的表達情況，了解其作用機制，研究影響E-cadherin表達的因素，對于評估患者病情進展及預后、指導個體化治療有重要意義?，F(xiàn)就E-cadherin在乳腺癌預后評價中的研究進展予以綜述。

1 E-cadherin的結(jié)構(gòu)與功能

人類編碼E-cadherin的鈣黏蛋白1(cadherin 1，CDH1)基因定位于第16號染色體q22.1附近，由跨膜區(qū)的疏水基團、細胞膜外的N端和細胞質(zhì)內(nèi)的C端組成，其中N端為鈣離子的結(jié)合位點，C端與由α、β、γ三個亞單位及其他一些連接蛋白組成的肌動蛋白相連接，對于維持細胞形態(tài)和調(diào)節(jié)細胞黏附具有重要作用[12]。

E-cadherin在正常上皮細胞表達，是鈣離子依賴的細胞黏附分子家族的成員之一，是調(diào)節(jié)細胞與細胞之間、細胞與基質(zhì)之間黏附反應的跨膜糖蛋白，主要通過控制早期細胞分化途徑，在原腸胚形成過程中起關(guān)鍵作用。鑒于在胚胎發(fā)育過程中，細胞易位與癌癥轉(zhuǎn)移之間的相似性，E-cadherin被認為是上皮源腫瘤轉(zhuǎn)移過程的重要候選調(diào)節(jié)因子[13]。同時，E-cadherin 的表達異常是上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial mesenchymal transition，EMT)的重要起始步驟，在EMT過程中，上皮細胞極性消失、細胞間黏附下降、細胞外形發(fā)生變化，E-cadherin、細胞角蛋白等上皮細胞表型標志物表達下降，而神經(jīng)鈣黏素、波形蛋白、纖維連接蛋白等間充質(zhì)細胞表型標志物表達上調(diào)，極化的上皮細胞轉(zhuǎn)化為間充質(zhì)細胞[14]。但在腫瘤細胞轉(zhuǎn)移中，EMT被視為一個過渡階段，在遠處轉(zhuǎn)移灶中，腫瘤細胞需要經(jīng)歷相反的過程(即EMT)才能重新定植生長[15]。在乳腺癌患者中發(fā)現(xiàn)，62%的肝、肺、腦等轉(zhuǎn)移灶中E-cadherin的表達高于原發(fā)灶[16]。Gloushankova[17]認為，腫瘤組織中的E-cadherin表達水平降低，細胞原有的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)被破壞并發(fā)生侵襲轉(zhuǎn)移，在細胞遷移到新的位置后，E-cadherin重新表達，使腫瘤細胞在繼發(fā)部位生長、增殖，從而形成新的病灶。

2 E-cadherin與乳腺癌預后相關(guān)的臨床研究

作為一種腫瘤抑制蛋白，E-cadherin可作為評估乳腺癌預后的分子標志物之一。一般來說，在乳腺癌中，E-cadherin表達降低或缺失可以使乳腺癌細胞分化特征喪失，獲得侵襲性，同時轉(zhuǎn)移行為和不良預后的發(fā)生率也增加[8]。

2.1E-cadherin與乳腺癌病理學特征有關(guān) 在乳腺癌患者的腫瘤組織中，E-cadherin陽性表達于細胞膜，細胞膜陽性率評分劃分為：0，0%～10%；1+，10%～30%；2+，30%～70%；3+，>70%；當E-cadherin評分≥2時，被定義為陽性表達，當評分≤1時，則為陰性表達[18]。乳腺癌最常見的病理類型包括浸潤性導管癌、浸潤性小葉癌、導管原位癌和小葉原位癌等。E-cadherin在導管原位癌中幾乎100%陽性表達，在部分高級別導管癌中降低或缺失，在乳腺小葉原位癌及浸潤性癌中僅部分缺失[8]。在浸潤性小葉癌中，E-cadherin的完全缺失率為86%～100%[19]；在浸潤性導管癌中，E-cadherin表達的降低率為30%～60%，完全缺失率僅為7.2%[20]。在組織學特征不明的腫瘤中，E-cadherin可作為鑒別乳腺導管癌和小葉癌的重要分子標志物。在浸潤性導管癌中，E-cadherin表達降低或缺失是一種復雜的生物學現(xiàn)象，并非在乳腺癌初期發(fā)生，可能與腫瘤后期基因組不穩(wěn)定有關(guān)，并對浸潤性小葉癌產(chǎn)生不同的影響[21]。

研究表明，E-cadherin表達下調(diào)與腫瘤大小、淋巴結(jié)狀況、TNM分期和組織學分級有關(guān)[22]。在TNM分期為Ⅰ期、Ⅱ期以及Ⅲ期的乳腺癌患者中，E-cadherin的表達率逐漸下降[23]。此外，與TNM分期為Ⅰ～Ⅱ期和無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的乳腺癌患者相比，TNM分期Ⅲ～Ⅳ期和有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移者的E-cadherin陽性表達率均較低[24]。在腫瘤大小、組織學分級和淋巴結(jié)狀態(tài)一致的基礎上，多中心或多灶性乳腺癌中E-cadherin的表達較單一病灶者顯著下調(diào)，提示E-cadherin的低表達可能促進乳腺癌多發(fā)病灶的發(fā)生，預后較差[25]。

與非三陰性乳腺癌患者相比，三陰性乳腺癌患者腫瘤組織中E-cadherin陽性表達率較低，且與腫瘤大小、TNM分期及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關(guān)，當腫瘤直徑<2 cm、TNM分期為Ⅰ期，無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移時，E-cadherin陽性表達率較高，但與患者年齡、絕經(jīng)狀態(tài)及組織學分級無關(guān)[26]。Liu等[27]運用回顧性研究和薈萃分析的方法，探討E-cadherin表達與浸潤性非小葉性乳腺癌分子亞型的關(guān)系，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，三陰性乳腺癌患者E-cadherin低表達率(31.6%)顯著高于Luminal A型(10%)、Luminal B型(14.9%)以及人表皮生長因子受體2過表達型(7.1%)。還有研究發(fā)現(xiàn)，人表皮生長因子受體2和雌激素受體可能參與了E-cadherin表達降低的調(diào)控[28]，但具體機制需要進一步研究。

2.2E-cadherin與乳腺癌預后評估有關(guān) E-cadherin低表達會導致乳腺癌細胞轉(zhuǎn)移潛能提高，預后較差。薈萃分析顯示，E-cadherin表達的降低與乳腺癌患者總生存期(overall survival，OS)和無病生存期降低顯著相關(guān)[22]。洪超群等[29]研究發(fā)現(xiàn)，E-cadherin低表達的三陰性乳腺癌患者平均生存期為71.5個月，顯著低于E-cadherin高表達者(103.0個月)；并通過多因素分析發(fā)現(xiàn)，E-cadherin高表達為三陰性乳腺癌患者獨立的保護預后因子。在Ⅱ期三陰性乳腺癌患者中，E-cadherin陰性表達者的OS顯著低于E-cadherin陽性表達的患者，預后較差；同時具備E-cadherin陰性和Ki67陽性的患者OS顯著降低，而輔助化療可使這部分患者獲益[18]。在乳腺癌復發(fā)的患者中，E-cadherin和細胞角蛋白5/6均為陰性者的無事件生存期為39.64個月，顯著少于E-cadherin和細胞角蛋白5/6均為陽性者(83.87個月)或其一為陰性者(64.23個月)[30]。但Querzoli等[31]提出了不同的觀點，即E-cadherin表達為0～1+或3+時均與預后不良相關(guān)，而E-cadherin表達為2+時則與不良預后無顯著相關(guān)性。因此，不能僅根據(jù)二分法，以E-cadherin陰性或陽性狀態(tài)來評估乳腺癌患者的預后，因為E-cadherin的陽性表達可能實際上隱藏了復雜的生物相互作用，這些相互作用可能影響乳腺癌的預后。因此，要將E-cadherin的表達水平作為評價乳腺癌患者預后的指標，可能需要更深入、更大量的臨床證據(jù)支持。

此外，組織中的E-cadherin可被多種蛋白酶水解切割，釋放入血，因此，正常人血清中亦可檢測到可溶性E-cadherin。在腫瘤組織中，E-cadherin表達的降低與其切割成可溶性E-cadherin、促進惡性腫瘤細胞浸潤及轉(zhuǎn)移有關(guān)[32]。研究表明，乳腺癌患者血清可溶性E-cadherin的水平顯著升高，與腫瘤組織中完整E-cadherin的低表達相反[33]。這種表達差異預示著組織中完整E-cadherin與血清中可溶性E-cadherin的表達調(diào)控機制不同，并且與腫瘤病理分期以及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移顯著相關(guān)，可能成為乳腺癌患者預后的預測因素。

3 E-cadherin與乳腺癌預后相關(guān)的實驗研究

E-cadherin是上皮細胞的特征性標志物，其表達降低可被多種因素直接或間接調(diào)控。同時，E-cadherin表達降低也被認為是EMT的重要標志，參與腫瘤細胞侵襲性、干細胞特性及耐藥等惡性行為。

3.1E-cadherin表達降低的原因 E-cadherin表達降低與CDH1基因突變、雜合性喪失、啟動子超甲基化、RNA轉(zhuǎn)錄抑制因子的調(diào)控作用等多種因素密切相關(guān)。Figueiredo等[34]的研究表明，E-cadherin的基因CDH1發(fā)生突變可以增加彌漫性胃癌和乳腺癌發(fā)生的風險。除拷貝數(shù)降低外，啟動子區(qū)CpG島的甲基化亦可使CDH1基因沉默，導致E-cadherin蛋白的表達降低或功能喪失，進而使細胞黏附穩(wěn)定性和細胞極性喪失，最終影響上皮組織結(jié)構(gòu)和功能的完整性[35]。此外，一些轉(zhuǎn)錄抑制因子亦可對正常表達的基因產(chǎn)生影響，進而影響其作用發(fā)揮。E-cadherin的轉(zhuǎn)錄抑制因子包括鋅指轉(zhuǎn)錄因子Snail家族成員Snail、Slug，鋅指E盒結(jié)合同源框(zinc finger E-box binding homeobox，ZEB)家族成員ZEB1、ZEB2，堿性螺旋-環(huán)-螺旋因子Twist-1及胚胎轉(zhuǎn)錄因子叉頭框蛋白C2等[36-38]，這些因子通過直接或間接與啟動子的E-box結(jié)合的方式抑制E-cadherin的轉(zhuǎn)錄。還有研究發(fā)現(xiàn)，一些微RNA可在轉(zhuǎn)錄后水平上調(diào)控腫瘤細胞E-cadherin信使RNA的表達，導致信使RNA降解或翻譯抑制，使E-cadherin在腫瘤發(fā)生過程中的表達水平顯著降低，甚至完全喪失[39]。

3.2E-cadherin表達降低對乳腺癌細胞的影響

3.2.1促進乳腺癌細胞發(fā)生侵襲、遷移 惡性腫瘤的復發(fā)或轉(zhuǎn)移與腫瘤細胞侵襲和遷移能力密切相關(guān)。Hugo等[40]研究表明，E-cadherin過表達的MDA-MB-468細胞以增殖為主，較少發(fā)生遷移，而敲低E-cadherin后，細胞遷移性和侵襲性增強，增殖能力變?nèi)?，腫瘤的形成時間更長。

學者圍繞下調(diào)E-cadherin表達會增加乳腺癌細胞侵襲、遷移能力展開了相關(guān)研究。胡露等[41]研究發(fā)現(xiàn)，將人乳腺癌ZR-75-1細胞用DERL1(Der1-like domain family,member 1)過表達質(zhì)粒轉(zhuǎn)染48 h后，細胞中E-cadherin信使RNA和蛋白水平均顯著降低，形態(tài)由鵝卵石形上皮樣轉(zhuǎn)化為紡錘形間質(zhì)樣，細胞的遷移和侵襲能力均顯著增強，而DERL1干擾組細胞則呈現(xiàn)出相反趨勢。彭博等[42]的研究表明，筋骨草總環(huán)烯醚萜能夠增加E-cadherin和ZO-1(zonula occludens 1)的表達，降低波形蛋白表達，從而降低高轉(zhuǎn)移三陰性乳腺癌細胞的侵襲、遷移能力。朱智杰等[43]的體內(nèi)外研究均表明，隱丹參酮有顯著抗乳腺癌轉(zhuǎn)移作用，其機制可能與通過抑制核因子κB相對啟動子的活性、升高E-cadherin的表達、降低神經(jīng)鈣黏素的表達來逆轉(zhuǎn)乳腺癌細胞的EMT有關(guān)。

3.2.2參與乳腺癌細胞獲得干細胞特性過程 腫瘤干細胞是腫瘤細胞中一類具有自我更新能力和多向分化潛能的特殊干細胞，可能是腫瘤生長、轉(zhuǎn)移、耐藥及復發(fā)的原因之一。乳腺癌干細胞(breast cancer stem cells，BCSCs)是上皮樣和間質(zhì)樣腫瘤干細胞的混雜體，位于中心部位的BCSCs具有上皮樣干細胞的特點，主要表達上皮樣標志物醛酸脫氫酶1和上皮細胞黏附分子(epithelial cell adhesion molecule，EpCAM)+CD49f+，E-cadherin呈高表達，具有活躍的增殖能力；邊緣部位的BCSCs則具有間質(zhì)樣干細胞的特征，表達間質(zhì)樣標志物CD24-、CD44+和EpCAM-CD49f+，E-cadherin表達較低，且大部分處于靜止狀態(tài)[9]。位于中心部位和邊緣部位的兩種干細胞在腫瘤轉(zhuǎn)移及定植過程中各有分工，腫瘤通過間質(zhì)樣的BCSCs獲得轉(zhuǎn)移潛能，但只有轉(zhuǎn)化為上皮樣表型才能重新在轉(zhuǎn)移灶中增殖，表明在干細胞群體內(nèi)部亦存在間質(zhì)樣和上皮樣不同表型的轉(zhuǎn)化過程，這種異質(zhì)性與腫瘤轉(zhuǎn)移密切相關(guān)[9-10]。

另有研究表明，EMT也參與了細胞的可塑性過程，即非干細胞獲得干細胞特性的過程[44]。乳腺癌在體外以乳球的形式傳播，E-cadherin的表達與乳球形成的能力密切相關(guān)。Manuel Iglesias等[45]通過研究發(fā)現(xiàn)，在人乳腺癌MCF-7細胞中，當E-cadherin基因被沉默時，細胞迅速獲得疏松的(間質(zhì)樣)形態(tài)，不再顯示出乳球生長的能力，而在人乳腺腺癌SKBR3細胞中，含有E-cadherin基因的區(qū)域呈現(xiàn)純合缺失，重新表達后促使細胞形成乳球。由此認為，E-cadherin表達的缺失有利于乳腺癌細胞中干細胞特性的誘導形成。

3.2.3誘導乳腺癌細胞耐藥 耐藥是導致乳腺癌治療失敗的重要原因之一，發(fā)生耐藥的乳腺癌細胞亦具有EMT的特征[46]。研究表明，乳腺癌細胞MCF-7經(jīng)他莫昔芬誘導耐藥后，出現(xiàn)了EMT樣特性，這一過程受到多肽-脯氨酸異構(gòu)酶Pin1調(diào)控，亦可被miR-375逆轉(zhuǎn)；多柔比星誘導耐藥的乳腺癌細胞亦具有EMT特征，且轉(zhuǎn)錄因子Snail呈過表達，細胞侵襲、轉(zhuǎn)移能力顯著增強[47-49]。更加值得注意的是，E-cadherin表達降低會導致腫瘤細胞表現(xiàn)出腫瘤干細胞樣特性，而腫瘤干細胞往往更容易產(chǎn)生耐藥性。經(jīng)轉(zhuǎn)化生長因子-β誘導后，BCSCs上皮細胞標志物E-cadherin表達降低，間質(zhì)細胞標志物神經(jīng)鈣黏素及轉(zhuǎn)錄因子Snail、Slug、Twist、ZEB1表達增高，此時的BCSCs亦表現(xiàn)出更為強大的自我更新能力、致癌性以及對抗奧沙利鉑、紫杉醇等化療藥物的能力[11]。在化療后三陰性乳腺癌或者激素治療后的Luminal A/B型乳腺癌中，殘留的腫瘤細胞表現(xiàn)出EMT樣BCSCs特征[50]，且CD24-/CD44+型EMT樣BCSCs與治療耐藥有關(guān)[51]。

4 小 結(jié)

自E-cadherin被發(fā)現(xiàn)以來，逐漸成為人們關(guān)注和研究的熱點。編碼E-cadherin的基因或蛋白的缺失(或下調(diào))可誘導乳腺癌細胞發(fā)生EMT，使其侵襲、遷移能力增強，促進乳腺癌轉(zhuǎn)移的發(fā)生。針對E-cadherin及EMT的綜合治療手段能夠一定程度上預防或減少乳腺癌轉(zhuǎn)移的發(fā)生，提高患者的生存率。此外，E-cadherin低表達的乳腺癌細胞往往對某些化療藥物及放療具有耐受性，因此，根據(jù)E-cadherin的表達水平合理選擇治療方案或者采用聯(lián)合用藥的方式增加E-cadherin的表達，或許可以逆轉(zhuǎn)耐藥，提高治療效率。但如何從多個層面調(diào)控E-cadherin的表達，從而改善乳腺癌患者的預后，還有待進一步研究。