晚期乳腺癌治疗的耐药机制

曲妥珠单抗单药或者与化疗药物联合应用治疗晚期乳腺癌能够延长患者的OS。然而对多种方案治疗后的晚期乳腺癌患者,曲妥珠单抗单药治疗的有效率仅为15%~20%,而且大部分初始治疗有效的患者往往在1年内出现耐药。

曲妥珠单抗耐药问题是乳腺癌靶向治疗过程中面临的最大挑战,其可能机制主要包括受体后信号转导增加、受体水平变化及受体前抑制。PTEN、P95HER-2、PI3K/Akt信号通路、IGF-1R、EGFR家族其他成员等均可能与抗HER-2药物的耐药相关。

PTEN下调或缺失

PTEN是迄今为止发现的第一个具有磷酸化酯酶活性的抑癌基因,PTEN能特异性地使磷脂酰肌醇-3,4,5-磷酸去磷酸化,拮抗PI3K信号通路,具有调节细胞生长、增殖、迁移、分化等多种功能。PTEN基因的缺失、突变或表达异常与多种肿瘤有关。Nagata等对47例HER-2过表达型原发性乳腺癌患者发展成转移性乳腺癌后给予曲妥珠单抗和多西他赛治疗,37例无HER-2过表达患者给予多西他赛单药治疗,并分析其PTEN表达。研究发现,PTEN下调患者对曲妥珠单抗和多西他赛治疗的有效率明显低于PTEN表达正常的患者,分别为11.1%和65.8%,而PTEN下调患者对多西他赛单药的有效率与PTEN表达正常患者相同。该研究结果说明PTEN活性有助于曲妥珠单抗的抗肿瘤活性,PTEN下调往往预示着曲妥珠单抗耐药。乳腺癌新辅助治疗和晚期复发转移性乳腺癌的临床试验均显示,拉帕替尼对PTEN低表达的HER-2阳性乳腺癌也有肯定疗效。

p95HER-2

P95HER-2是全长HER-2的C末端部分。P95HER-2阳性肿瘤细胞的HER-2蛋白没有了胞外域,曲妥珠单抗无法与肿瘤细胞结合,故不能发挥抗肿瘤作用。HER-2阳性的乳腺癌患者中大约25%表达p95HER-2,其缺少了HER-2胞外域但保留了激酶活性,与临床不良预后及曲妥珠单抗治疗耐药相关。但Neosphere新辅助临床试验提示,曲妥珠单抗和帕妥珠单抗的疗效与P95HER-2的表达状态无关。德国的GeparQuattro新辅助治疗研究得出了完全相反的结果,P95HER-2阳性患者和阴性患者的病理学完全缓解率分别为59%和24%(P = 0.001)。而Arribas等综述相关文献,认为p95HER-2可引起抗HER-2的抗体药物的耐药。目前已研发出针对p95HER-2的特异性抗体,希望能够早期开展临床试验,验证是否能够逆转对曲妥珠单抗的耐药。

临床前研究显示,EGFR和HER-2酪氨酸激酶双重抑制剂拉帕替尼在p95HER-2阳性肿瘤中表现出活性。西班牙研究者对两项临床研究[单药拉帕替尼(EGF20009)或拉帕替尼联合卡培他滨(EGF100151)治疗HER-2阳性乳腺癌]患者的治疗前标本用免疫荧光检测p95HER-2的表达,用Logistic回归和Cox比例风险模型分析p95HER-2的表达与临床受益率(CBR)和PFS的相关性。结果显示,在EGF20009研究中p95HER-2阳性率为20.5%,EGF100151中p95HER-2阳性率为28.5%,CBR和PFS在p95HER-2阳性与阴性组间没有显著差异。证明拉帕替尼单药或拉帕替尼联合卡培他滨的疗效不依赖p95HER-2的表达状态。

PI3K通路

PI3K是催化磷脂酰肌醇的肌醇环上3位羟基发生磷酸化反应,生成PI3K的关键酶,主要调节细胞存活信号通路、基因表达调控、细胞代谢和细胞骨架重建等生理功能。PI3K信号通路失调与多种恶性肿瘤发生有关。近来研究表明,PI3K/Akt信号通路活性上调可能与抗HER-2药物的耐药性有关,可能涉及Akt磷酸化、p27(kip1)水平及其下游信号调控等。

PI3K通路的激活与曲妥珠单抗的耐药有关。复旦大学附属肿瘤医院的Ⅱ期临床试验入组了67例HER-2阳性的转移性乳腺癌患者,其中有57例得到足够的标本用于分析PI3K通路状态。用PTEN的低表达或无表达或PIK3CA突变来提示PI3K通路激活。试验发现,接受曲妥珠单抗治疗时,PI3K通路激活组和未激活组的中位PFS分别为4.5个月和9.0个月(P = 0.013)。接受拉帕替尼加卡培他滨治疗时,有效率分别为9.1%和31.4%(P = 0.05),CBR分别为36.4%和68.6%(P = 0.017)。提示PI3K通路激活也可能导致拉帕替尼耐药。Neosphere新辅助临床试验提示,曲妥珠单抗和帕妥珠单抗的耐药与PIK3CA的第9外显子突变相关。García-García等利用3个动物模型,其中两个是对曲妥珠单抗和拉帕替尼均耐药的细胞株建立的模型,另外一个是用接受曲妥珠单抗治疗后复发的乳腺癌患者标本建立的模型。研究发现联合mTORC1/2抑制剂与拉帕替尼有协同作用,诱导凋亡和引起肿瘤退缩。

胰岛素样生长因子-1受体

胰岛素样生长因子-1受体(insulin-like growth factor-1 receptor, IGF-1R)信号系统在乳腺癌发生发展中起着十分重要的作用,近年来临床前研究显示其与曲妥珠单抗耐药相关。Lu等在研究中发现,当IGF-1R信号降到最小时,在过表达HER-2和IGF-1R的MCF-7/HER2-18细胞株中曲妥珠单抗可引起生长抑制。如在1%的胎牛血清中曲妥珠单抗可明显抑制细胞增殖,而在10%的胎牛血清或者IGF-1培养液中曲妥珠单抗对细胞增殖无影响。在HER-2过表达而IGF-1R极少表达的SKBR3细胞株中,曲妥珠单抗明显抑制肿瘤细胞增殖,曲妥珠单抗抑制肿瘤细胞增殖的作用与培养液中IGF-1浓度无关。当使SKBR3细胞株表达IGF-1R后,然后在含IGF-1培养液中再培养,曲妥珠单抗对其生长无影响;而当给予IGF连接蛋白3处理后,即减少IGF-1R信号,曲妥珠单抗又重新抑制SKBR3细胞株的增殖。

Nahta等研究发现,曲妥珠单抗耐药与IGF-1R/HER-2异源二聚体形成相关。IGF-1R激活导致耐药株中HER-2磷酸化增加,应用IGF-1R抑制剂I-Ome-AG538可引起耐药株中HER-2的磷酸化降低。用抗IGF-1R抗体α-1R3干扰HER-2/IGF-1R异源二聚体形成后,可明显恢复耐药株对曲妥珠单抗的敏感性,而在曲妥珠单抗敏感细胞株中并没有观察到此种现象发生。Camirand等研究发现,同时靶向HER-2和IGF-1R对抑制肿瘤细胞生长抑制有协同作用,进一步证明IGF-1R信号活性与曲妥珠单抗的耐药相关。

虽然近年来的临床前研究显示IGF-1R信号系统的激活与曲妥珠单抗耐药存在相关性,但是并没有临床证据表明其与曲妥珠单抗耐药相关。Kostler等对72例接受曲妥珠单抗治疗的HER-2过表达的转移性乳腺癌患者,用IHC方法分析患者的IGF-1R表达与肿瘤临床特征、生物学特性和曲妥珠单抗疗效的相关性,结果显示IGF-1R染色强度和模式与乳腺癌临床和生物学特征无关。单因素分析和多因素分析显示,治疗有效率、CBR、PFS、OS不依赖于IGF-1R的表达。由此可见,虽然IGF-1R信号在曲妥珠单抗耐药中可能有一定的作用,但阐明两者之间的复杂关系仍需进一步的基础和临床研究。

抗体连接位点改变

Nagy等研究发现,曲妥珠单抗耐药株JIMT-1中膜黏蛋白4(membrane mucin 4,MUC4)表达明显增加。封闭细胞表面HER-2蛋白与曲妥珠单抗的连接位点,阻断曲妥珠单抗与HER-2的连接,抑制MUC4后发现结合明显增加。Price-Schiavi等研究发现,MUC4/唾液酸黏蛋白复合物SMC能够抑制曲妥珠单抗连接到乳腺癌细胞表面的HER-2受体。

尽管曲妥珠单抗的耐药机制多种多样,但是目前能够在临床上让乳腺癌患者从中获益的药物只有拉帕替尼和帕妥珠单抗,而且无论在HER-2阳性乳腺癌的一线治疗,还是曲妥珠单抗耐药患者的治疗,或是新辅助治疗,两者均需要与曲妥珠单抗联合使用,即双靶向治疗。我们期待像T-DM1和针对P95HER-2的单抗等能够尽快进入常规临床应用。

(胡夕春曹君)

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