逆轉(zhuǎn)乳腺癌內(nèi)分泌治療耐藥的表觀遺傳學機制及相關(guān)研究進展

李霖，孟祥朝，張富全

天津市第三中心醫(yī)院甲乳疝外科，天津 300170

近年來，乳腺癌發(fā)病率逐年升高，其是最常見的嚴重威脅女性生命健康和生活質(zhì)量的惡性腫瘤之一。激素受體（hormone receptor，HR）陽性是女性乳腺癌的重要病理學特征。約70%的乳腺癌患者存在雌激素受體（estrogen receptor，ER）陽性[1]。針對HR陽性乳腺癌的治療，目前主要采用以手術(shù)、放化療為主的綜合治療方案，其中內(nèi)分泌治療是重要的治療手段。內(nèi)分泌治療是早期HR陽性乳腺癌患者的重要輔助治療手段[2]，但治療中易出現(xiàn)耐藥，治療后易出現(xiàn)復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致HR陽性乳腺癌患者的總體預(yù)后并不理想。目前認為，逆轉(zhuǎn)內(nèi)分泌耐藥或可使乳腺癌患者得以繼續(xù)接受治療，甚至完成全部治療，有利于使乳腺癌回歸慢性病，為患者帶來生存獲益[3-5]。

內(nèi)分泌治療的耐藥性及耐藥逆轉(zhuǎn)均是目前的研究熱點[6-8]。關(guān)于內(nèi)分泌治療中的耐藥現(xiàn)象，已有研究在體內(nèi)外腫瘤細胞生長抑制、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)（通路）、誘導(dǎo)凋亡、細胞周期阻滯等多個層面進行了探討。表觀遺傳學修飾指DNA序列不發(fā)生改變、基因表達過程發(fā)生可遺傳變化。研究認為，表觀遺傳學修飾是內(nèi)分泌治療耐藥的重要因素[9-11]。因此，本文對內(nèi)分泌治療耐藥的機制進行回顧，對逆轉(zhuǎn)乳腺癌內(nèi)分泌治療耐藥的表觀遺傳學機制及相關(guān)研究進展進行綜述。

1 乳腺癌內(nèi)分泌治療概述

內(nèi)分泌輔助治療已成為乳腺癌最有效的治療方式之一[12]。研究表明，內(nèi)分泌輔助治療可降低近40%的HR陽性乳腺癌患者的復(fù)發(fā)風險[13]。目前已在臨床中應(yīng)用的內(nèi)分泌治療藥物主要分為3大類：①芳香化酶抑制劑，如來曲唑（Letrozole）；②選擇性ER調(diào)節(jié)劑，如他莫昔芬（Tamoxifen）、托瑞米芬（Toremifene）、雷洛昔芬（Raloxifene）等；③選擇性ER下調(diào)劑，如氟維司群（Fulvestrant）。其中來曲唑等芳香化酶抑制劑可阻斷芳構(gòu)化反應(yīng)，抑制雌激素合成；他莫昔芬等選擇性ER調(diào)節(jié)劑可競爭性抑制雌激素與ER的結(jié)合，從而抑制雌激素的合成；氟維司群等選擇性ER下調(diào)劑可阻斷ER信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，降低ER穩(wěn)定性，抑制雌激素的合成[14-16]。

2 乳腺癌內(nèi)分泌治療耐藥性的發(fā)生機制

內(nèi)分泌治療HR陽性乳腺癌已取得了較大進展，但其臨床有效性受到腫瘤對內(nèi)分泌治療產(chǎn)生原發(fā)性耐藥的制約。約30%的晚期HR陽性乳腺癌患者接受內(nèi)分泌治療最終會出現(xiàn)獲得性耐藥[17]。乳腺癌細胞對內(nèi)分泌治療產(chǎn)生耐藥，是限制乳腺癌患者完成治療方案、獲得治療成功的不利因素。腫瘤細胞對內(nèi)分泌治療的耐藥性體現(xiàn)在以下2個方面[18-19]：①原發(fā)性耐藥，指治療2年內(nèi)出現(xiàn)復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移，或者轉(zhuǎn)移性乳腺癌6個月內(nèi)出現(xiàn)疾病進展；②繼發(fā)性（獲得性）耐藥，指治療≥2年或治療完成后1年內(nèi)出現(xiàn)復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移，或者轉(zhuǎn)移性乳腺癌6個月后出現(xiàn)疾病進展。研究表明，約30%的ER陽性乳腺癌患者對任何內(nèi)分泌療法均會表現(xiàn)出原發(fā)性耐藥；30%～40%的ER陽性乳腺癌患者最初表現(xiàn)出對內(nèi)分泌療法有反應(yīng)，但后期會出現(xiàn)繼發(fā)性耐藥，產(chǎn)生藥效抵抗（無效）[17,20]。對內(nèi)分泌治療原發(fā)性耐藥的乳腺癌患者，即使更換其他類別藥物后療效顯著，最終也將對治療耐藥?？梢?，內(nèi)分泌治療耐藥已成為乳腺癌臨床治療中亟需解決的重要課題。

內(nèi)分泌治療耐藥的產(chǎn)生主要源于以下3個方面的機制[21-23]：①ER基因突變，如人表皮生長因子受體 2（human epidermal growth factor receptor 2，HER2）、胰島素樣生長因子受體（insulin-like growth factor receptor，IGFR）、成纖維細胞生長因子受體（fibroblast growth factor receptor，F(xiàn)GFR）基因擴增；②腫瘤微環(huán)境變化，如雌激素濃度升高；③表觀遺傳學改變，如大鼠肉瘤癌基因（rat sarcoma oncogene，RAS）、快速加速纖維肉瘤（rapidly accelerated fibrosarcoma，RAF）基因突變。上述多種機制可能導(dǎo)致內(nèi)分泌治療耐藥[24]。

目前，關(guān)于表觀遺傳修飾的研究主要集中于組蛋白修飾、DNA甲基化、DNA乙?；?、非編碼RNA調(diào)控等方面。研究發(fā)現(xiàn)，表觀遺傳學改變很大程度是可逆的、酶系學上的改變[25]，因此，逆轉(zhuǎn)其表觀遺傳學改變機制的治療思路正逐步成為攻克乳腺癌內(nèi)分泌治療耐藥的可行、有效的選擇。

2.1 組蛋白修飾

組蛋白是基因組蛋白質(zhì)骨架，組蛋白翻譯后修飾決定基因組的翻譯活性。組蛋白修飾在組蛋白從基因型向表達型的轉(zhuǎn)化過程中發(fā)揮了關(guān)鍵作用[26]。組蛋白修飾主要包括H1（或H5）、H2A、H2B、H3和H4等5種類型。組蛋白修飾可調(diào)控ERα陰性乳腺癌細胞表達ER，ERα陰性指ERα表達缺失，可導(dǎo)致機體對他莫昔芬耐藥；而乳腺癌ERα陽性表達是內(nèi)分泌治療的適應(yīng)證。研究發(fā)現(xiàn)，腫瘤轉(zhuǎn)移相關(guān)蛋白1（metastasis associated 1，MTA1）可誘導(dǎo)干擾素誘導(dǎo)蛋白 16（interferon inducible protein 16，IFI16）的表達，從而抑制ERα的表達。下調(diào)MTA1、IFI16的表達可恢復(fù)ERα表達，進而提高乳腺癌對內(nèi)分泌治療的敏感性。

2.2 DNA甲基化

正常細胞中抑癌基因多為非甲基化狀態(tài)，具有轉(zhuǎn)錄活性；而惡性腫瘤中的抑癌基因多表現(xiàn)為高甲基化。其中賴氨酸的組蛋白甲基化最為常見，主要由組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶（組蛋白賴氨酸甲基轉(zhuǎn)移酶、組蛋白精氨酸甲基轉(zhuǎn)移酶）催化而成。已有多項研究證明，乳腺癌內(nèi)分泌治療的耐藥性與組蛋白甲基化異常相關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)，獲得性耐藥細胞中組蛋白H3第4位賴氨酸殘基（histone H3 lysine 4，H3K4）丟失、組蛋白H3第9位賴氨酸殘基（histone H3 lysine 9，H3K9）表達上調(diào)，研究認為，H3K4甲基化與基因激活轉(zhuǎn)錄有關(guān)，H3K9甲基化與基因沉默有關(guān)[27]。研究證實，SET結(jié)構(gòu)域分支型組蛋白賴氨酸甲基轉(zhuǎn)移酶1（SET domain bifurcated histone lysine methyltransferase 1，SETDB1）可調(diào)控腫瘤細胞對化療藥物的敏感性[28]。研究顯示，H3K4、H3K9或可作為多種腫瘤患者耐藥性及預(yù)后的預(yù)測指標[29]。

研究發(fā)現(xiàn)，HR陽性乳腺癌患者在內(nèi)分泌治療中的耐藥性與DNA甲基化相關(guān)[30]。前列腺素E受體4（prostaglandin E receptor 4，PTGER4）、Ras蛋白激酶類似物 1（Ras protein activator like 1，RASAL1）、雙特異性磷酸酶7（dual specificity phosphatase 7，DUSP7）、細胞膜鈣轉(zhuǎn)運 ATP 酶 4（plasma membrane calcium-transporting ATPase 4，PMCA4）、生長分化因子15（growth differentiation factor 15，GDF15）等基因甲基化，均可能誘導(dǎo)耐藥并降低內(nèi)分泌治療的療效。

研究表明，乳腺癌細胞對他莫昔芬的耐藥性受組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶zeste 2多梳抑制復(fù)合物2亞基增強子（enhancer of zeste 2 polycomb repressive complex 2 subunit，EZH2）-ERα輔助因子-雌激素受體調(diào)節(jié)因子1（growth regulating estrogen receptor binding 1，GREB1）信號通路的調(diào)控[31]。一項基礎(chǔ)實驗將EZH2選擇性抑制劑GSK126和EPZ-6438用于他莫昔芬耐藥小鼠，結(jié)果顯示，EZH2抑制劑可顯著上調(diào)小鼠GREB1蛋白的表達[32]。表明選擇性EZH2抑制劑可在對他莫昔芬耐藥HR陽性乳腺癌的治療中發(fā)揮作用。此外，對接受他莫昔芬治療的乳腺癌患者臨床標本的檢測分析發(fā)現(xiàn)，EZH2抑制劑濃度與GREB1的表達呈負相關(guān)。

由此可見，HR陽性乳腺癌耐藥細胞中存在DNA甲基化，提示EZH2抑制劑對HR陽性乳腺癌內(nèi)分泌治療耐藥患者具有潛在的應(yīng)用價值。

2.3 DNA 乙?；?/h3>

DNA乙?；^程是可逆、動態(tài)的[33]。DNA乙?；芙M蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶（histone acetyl transferase，HAT）和組蛋白去乙?；福╤istone deacetylase，HDAC）共同調(diào)節(jié)。HAT可通過DNA乙酰化使染色質(zhì)松弛、允許DNA與轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合，從而激活基因轉(zhuǎn)錄；HDAC可通過DNA乙?；瘜⑷旧|(zhì)壓縮，從而阻止轉(zhuǎn)錄因子進入DNA、抑制基因轉(zhuǎn)錄。

3 逆轉(zhuǎn)乳腺癌內(nèi)分泌治療的耐藥性

近年來，國內(nèi)外有關(guān)逆轉(zhuǎn)乳腺癌內(nèi)分泌耐藥性的研究集中于逆轉(zhuǎn)耐藥、維持/增強內(nèi)分泌治療療效方面，特別是逆轉(zhuǎn)乳腺癌內(nèi)分泌治療的耐藥性。其中，表觀遺傳學藥物HDAC抑制劑、DNA甲基化轉(zhuǎn)移酶（DNA methyltransferase，DNMT）抑制劑已用于多種腫瘤的治療中。

3.1 HDAC 抑制劑

研究發(fā)現(xiàn)，在HR陽性乳腺癌細胞中，HDAC抑制劑可抑制ER及其應(yīng)答基因的轉(zhuǎn)錄；在HR陰性乳腺癌細胞中，HDAC抑制劑可促進ER的表達，提示HDAC抑制劑具有增強、恢復(fù)抗雌激素治療效果的作用[34]。因此，已有臨床試驗將HDAC抑制劑用于HR陽性乳腺癌的內(nèi)分泌治療中，以逆轉(zhuǎn)內(nèi)分泌治療的耐藥性。目前已有多種HDAC抑制劑陸續(xù)研發(fā)問世并逐漸進入臨床研究或應(yīng)用階段。

恩替司他是一種選擇性HDAC抑制劑，口服恩替司他可上調(diào)乳腺癌患者ER的表達和芳香化酶水平，恢復(fù)乳腺癌細胞對芳香化酶抑制劑（aromatase inhibitor，AI）治療的敏感性。恩替司他具有對抗腫瘤對內(nèi)分泌治療耐藥的作用，推測其機制可能為對HER2基因翻譯的調(diào)控和轉(zhuǎn)錄調(diào)控[35-36]。恩替司他Ⅲ期E2112臨床研究結(jié)果證實了臨床前和Ⅱ期臨床研究結(jié)果，證實內(nèi)分泌治療在HR陽性乳腺癌治療中有效，且HDAC抑制劑恩替司他可通過影響表觀遺傳修飾基因的表達來對抗腫瘤細胞對內(nèi)分泌治療的耐藥性。

伏立諾他也是一種HDAC抑制劑，可通過抑制HDAC促進腫瘤細胞的分化，阻斷細胞周期，誘導(dǎo)細胞凋亡。一項Ⅱ期臨床研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，乳腺癌患者血清中Ki-67呈低表達、熱休克蛋白70（heat shock protein 70，HSP70）呈高表達，推測伏立諾他增強了微管蛋白的乙?；饔?，抑制了HDAC6和熱休克蛋白 90（heat shock protein 90，HSP90）病變蛋白在乳腺癌細胞中的表達[37]。一項Ⅲ期臨床研究結(jié)果證實，伏立諾他可通過抑制HDAC6和HSP90病變蛋白的表達使乳腺癌細胞對紫杉類和單抗類藥物更加敏感[38]。

西達本胺的細胞增殖實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，西達本胺單藥、4-羥他莫昔芬單藥或兩藥聯(lián)合均可抑制ER陽性乳腺癌細胞MCF-7的增殖。推測表皮生長因子可誘導(dǎo)乳腺癌細胞MCF-7對4-羥他莫昔芬產(chǎn)生耐藥性，而西達本胺可通過抑制其引起的絲裂原活化蛋白激酶的激酶（mitogen-activated protein kinase kinase，MEK）、細胞外信號調(diào)節(jié)激酶（extracellular signal-regulated kinase，ERK）和蛋白激酶 B（protein kinase B，PKB，也稱AKT）等激酶及ER的磷酸化，發(fā)揮逆轉(zhuǎn)耐藥的作用。西達本胺的Ⅲ期臨床研究結(jié)果證實了其在逆轉(zhuǎn)ER陽性乳腺癌內(nèi)分泌治療耐藥中的作用[39-40]。

3.2 DNMT 抑制劑

DNMT可使DNA甲基化，將甲基基團轉(zhuǎn)移到新生DNA而維持細胞分裂。目前已有5-氮雜-2’-脫氧胞苷（5-aza-2’-deoxycytidine，5-Aza-dC）和己二酸二辛酯（dioctyladipate，DOA）兩種DNMT抑制劑治療多種惡性腫瘤的報道。DNMT1在他莫昔芬耐藥性乳腺癌細胞中表達上調(diào)，可導(dǎo)致第10號染色體缺失的磷酸酶與張力蛋白同源物（phosphatase and tensin homolog，PTEN）啟動子甲基化，而5-Aza-dC可完全逆轉(zhuǎn)PTEN的表達缺失。DOA是特級初榨橄欖成分中的酚類物質(zhì)，研究發(fā)現(xiàn)，雷帕霉素靶蛋白（mechanistic target of rapamycin kinase，MTOR）-DNMT雙抑制劑——DOA可抑制干細胞在小鼠體內(nèi)成瘤，而經(jīng)DOA預(yù)處理后的腫瘤干細胞可保持無瘤狀態(tài)（連續(xù)數(shù)月）[41-42]。DOA是取自植物中的化學物質(zhì)，這種天然的MTOR-DNMT抑制劑對腫瘤干細胞介導(dǎo)的腫瘤細胞耐藥有明顯的逆轉(zhuǎn)作用，有望成為未來更有前途的腫瘤預(yù)防、治療和對抗耐藥性的新藥物。

4 小結(jié)與展望

克服內(nèi)分泌治療的耐藥性，可提高乳腺癌患者經(jīng)內(nèi)分泌治療的受益率。HR陽性乳腺癌患者在內(nèi)分泌治療中的耐藥性及發(fā)生機制，目前已知是由多種分子信號通路異常導(dǎo)致，其中表觀遺傳學（如DNA甲基化、DNA乙?；?、組蛋白修飾）已獲得國內(nèi)外學者的逐漸認可，為逆轉(zhuǎn)內(nèi)分泌治療耐藥提供了新藥研發(fā)的數(shù)據(jù)支持、治療思路。目前，逆轉(zhuǎn)HR陽性乳腺癌內(nèi)分泌治療耐藥方面的研究已取得了一定進展，包括HDAC抑制劑恩替司他、西達本胺等逐步上市并應(yīng)用于臨床；逆轉(zhuǎn)內(nèi)分泌治療耐藥的DNMT抑制劑、HDAC抑制劑聯(lián)合依西美坦等的治療方案，正逐步成為臨床治療乳腺癌新的標準內(nèi)分泌治療方案。繼續(xù)深入了解乳腺癌內(nèi)分泌治療耐藥的機制，探討預(yù)測耐藥的生物標志物，有助于發(fā)掘出更有益于患者完成治療、獲得良好預(yù)后的相關(guān)藥物。