芳香化酶抑制剂的耐药机制

北京大学人民医院乳腺中心 王殊

内分泌治疗耐药其实是一个很古老的话题，从最经典的EBCTCT试验发现，应用他莫西酚(tamoxifen, TAM) 5年，乳腺癌的复发率为15%，随访15年中，有33.2%的患者出现复发[2,3]。Meta分析结果显示，芳香化酶抑制剂(aromatase inhibitors, AI)在疗效上优于TAM，但是仍然有10%的患者在5年内复发，8年的复发率达到15%；一线解救治疗，AI的反应率为21%～33%，临床获益率为49%～59%；二线解救治疗，AI的反应率为10%～24%，临床获益率为24%～37%；而在新辅助治疗中，AI的反应率为34%～55%。从前述的临床试验的结果，以及我们的临床经验中发现并不是每一个激素受体阳性的绝经后女性都能从AI的治疗中受益。对部分患者一开始就无效，而另一部分刚开始有效，之后又变成无效，也就是所谓的原发性耐药和继发性耐药。

1 原发性耐药的机制

1.1 雌激素受体(estrogen receptor, ER)表达和功能缺失 ER的表达水平与内分泌治疗的反应性早有研究，随着ER表达水平的升高，有效率明显升高。ALLred评分通过和TAM治疗后患者的远期生存，更证明了这一点[3]。Allred同时评价ER阳性细胞的比例和染色强度，发现Allred 3分以上的患者均能从中受益。分值越高，对内分泌治疗的反应越好。IMPACT试验分析了ER表达水平与阿那曲唑的反应性，得出了同样的结论[4]。

ER的功能变化也与内分泌治疗的反应性密切相关。ER的变体ER-36通过Her-2 MAPK等旁路激活导致TAM耐药。Barone等发现ER-908核苷酸突变, 导致ER 303 残基上的Lys303Arg, 可通过PI3K/Akt通路引起对阿那曲唑的耐药而使用PI3K /Ak t抑制剂可能逆转A I 耐药。

另外有研究显示，孕激素受体(progesterone receptor, PR)表达的缺失与内分泌治疗耐药相关[5]。PR基因是一个雌激素反应性的基因，所以有理由相信PR阴性的肿瘤细胞不具备完整的ER的功能。

1.2 芳香化酶的多态性芳香化酶是绝经后女性体内雄激素转化为雌激素的重要因素，有学者认为芳香化酶结构和功能的变化可能和AI耐药相关[6]。芳香化酶共有88种基因多态性，其中85种为SNP，4种位于编码区，分别为Trp39Arg、Thr201Met、Arg264Cys和Met364Thr。Met364Thr型原发对依西美坦耐药。

2 获得性耐药的机制

获得性耐药最主要的机制是ER与GFR之间的旁路激活，另外由于AI作用机制的特殊性，降低体内雌激素水平，长期的雌激素剥夺导致ER超敏，并引起旁路激活[7,8]。两者之间关系密切。

体内的信号传导通路网络是非常复杂的。经典的雌激素与ER结合后，通过与ER反应元件结合，诱导转录，翻译和细胞增殖。RTK信号传导通路通过逐级磷酸化可以导致不依赖于雌激素的ER通路激活，这就是我们所说的crosstalk。简单的说，ER阳性的肿瘤细胞同时受到雌激素信号传导通路和生长因子-酪氨酸激酶信号传导通路的共同控制。

长期应用AI后，体内雌激素水平降低，肿瘤细胞逐渐产生适应性，要么对雌激素超敏，要么通过旁路激活，最终导致治疗耐药。体外实验显示，LTED对雌激素超敏不是由于上调ER的表达，而是通过激活MAPK、PI3K及EGFR等通路造成的。

一直以来，我们没有太好的体外模型来研究AI抑制剂的耐药[9]。由于芳香化酶存在于人体的肾上腺，脂肪，肌肉组织，肿瘤组织并不表达芳香化酶，所以没有现成的肿瘤细胞系可以较为真实的模拟体内情况，因此没有太好的体外模型来研究AI抑制剂的耐药。CITY OF HOPE的肿瘤细胞生物学实验室将芳香化酶过表达与MCF细胞中，应用雄激素刺激模拟绝经后女性的乳腺癌细胞，长期应用阿那曲唑、来曲唑或依西美坦处理细胞，最后生成AI耐药细胞系，这是迄今为止最为完整的一整套AI耐药细胞系，为研究不同AI耐药机制提供了便利条件。共包括6个细胞系，MCF-7aro、LTEDaro、T+ANA R、T+LET R、T+EXE R和T+TAM R。通过全基因组关联分析不同耐药细胞与敏感细胞的基因差异[10]。聚类分析结果显示AI耐药与TAM耐药与LTED以及敏感细胞的基因表型截然不同。

不同AI耐药细胞之间的基因表型也不同。ANA耐药和LET耐药拥有64%的基因重叠,ANA/LET耐药和EXE耐药有48%的基因重叠。这和我们所指的AI的作用机制也是吻合的。ANA和LET是非甾体类的，EXE是甾体类的。AI耐压与TAM耐药拥有35%的基因重叠，进一步说明两者耐药机制不尽相同。AI耐药与LTED(长期雌激素剥夺)拥有25%的基因重叠。LTED是公认的晚期耐药的模型，说明早期耐药与晚期耐药的机制也是不相同的。

进一步分析AI耐药细胞与敏感细胞的差异基因，可以发现从敏感细胞到TAM R 到AI R再到LTED,不同通路呈现递增或递减趋势(图1)。

3 克服AI耐药的思路

3.1 阻断雌激素受体通路氟维司群(FULVESTRANT)具有和雌二醇相似的甾体结构，因呈现拮抗特性的7-α位置添加的长侧链而有所不同，侧链决定了其抗雌激素的活性。因此，氟维司群能完全阻断ER，且没有类雌激素样作用；这类化合物在文献中被称为“纯”ER拮抗剂。氟维司群的甾体结构与其他3种选择性雌激素受体调节剂他莫昔芬、雷洛昔芬和托瑞米芬都不相同。

体外实验显示，氟维司群可以明显降低ER和PR的表达水平。对他莫昔芬产生抗药性(即持续应用他莫昔芬细胞仍生长)的MCF-7细胞移植入去势的雌、雄裸鼠体内，之后应用他莫昔芬会刺激肿瘤生长，而给予氟维司群后，则抑制了他莫昔芬对该肿瘤的生长刺激作用。

FULVESTRANT：0020/0021临床试验显示[12]，激素敏感性绝经后晚期乳腺癌妇女，既往因晚期疾病接受激素治疗后复发或疾病进展，经过氟维司群治疗后，肿瘤缓解情况与阿那曲唑组相当，客观缓解率略高于阿那曲唑组(19.2% vs 16.5%)。中位随访22.1个月后，对治疗有效的患者氟维司群组的缓解持续时间高于阿那曲唑组。中位缓解持续时间分别为16.7和13.7个月。氟维司群治疗后缓解的患者中，52%的患者缓解持续时间 ≥12 月(瑞宁得组43%)。

FULVESTRANT已经开始在晚期乳腺癌的临床应用，文献显示，即使三线治疗，也能达到40%的获益率[13]。这可能与其独特的作用机制相关，完全阻断ER通路，也阻断了相应的旁路激活。三线治疗以后，FULVESTRANT临床获益率降低，已有临床前研究显示，FUL联合TRK抑制剂有很好的协同作用，对于其应用于临床，我们试目以待。

3.2 不同机制的AI之间的换药细胞实验结果显示，非甾体类AI耐药细胞换用甾体类AI仍然可以获得很好的疗效，反之亦然。在一项小型研究中, 来曲唑/阿那曲唑治疗失败后换用依西美坦, 临床获益率为43.5%, 中位TTP为5.1 个月, 而依西美坦治疗失败后换用来曲唑/阿那曲唑的临床获益率为55.6% , 中位TTP为9.3个月。

3.3 阻断旁路激活多个体外实验显示多药联合治疗达到多靶点抑制阻断肿瘤异常活化和增生。临床实验亦有证实。TAnDEM试验将患者随机分为两组, 一组仅接受阿那曲唑(1 mg/d)治疗, 另一组接受曲妥珠单抗周疗和阿那曲唑联合治疗[14]。结果显示, 联合治疗组的无进展生存期、临床获益率和疾病进展时间均显著优于阿那曲唑单药组(P值分别为0. 001 6、0.026和0. 000 7) ，总反应率和总生存期虽然差异无统计学意义，但较后者出现优势趋势( P值分别为0.018 和0.325)。EGF 30008研究结果证实拉帕替尼可显著增强内分泌治疗对ER/PR阳性、Her-2阳性转移性乳腺癌患者的疗效[15]，拉帕替尼联合来曲唑组与来曲唑单药组的无进展生存期(progression-free surial,PFS)分别为8.2个月和3.0个月(P=0.019)。在刚刚结束的SAN Antonio会议上，BOLERO-2试验结果显示依西美坦联用MTOR抑制剂，DFS和OS明显优于单用依西美坦。

肿瘤细胞的激活通路非常复杂。前述的实验基本都是把靶点放在通路的上游位置，如果换一个思路想，如果靶点选在下游位置，是否会有更广泛的通路抑制作用。CJUN，HSP90，还有一些学者提出，间断应用AI，可以重建内分泌治疗耐药的敏感性。EXE/LET临床前研究都取得了很好的效果，我们期待真正临床实验的结果。

4 总结

内分泌耐药的机制，就是肿瘤细胞不断适应环境变化，寻求平衡和生存的过程。我们尝试用各种方法来打破这种平衡，达到一个有利于患者的更新的平衡。希望我们能够更加清楚地认识内分泌耐药的机制，尽可能延长内分泌治疗的有效期，让更多的患者从中受益。

[1] Tamoxifen for early breast cancer: an overview of the randomised trials. Early Breast Cancer Trialists' Collaborative Group [J]. Lancet,1998, 351(9114): 1451–1467.

[2] EBCTCG. Effects of chemotherapy and hormonal therapy for early breast cancer on recurrence and 15-year survival: an overview of the randomised trials [J]. Lancet, 2005, 356(9472):1687-1717.

[3] Harvey J M, Clark G M, Osborne C K, et al. Estrogen receptor status by immunohistochemistry is superior to the ligand-binding assay for predicting response to adjuvant endocrine therapy in breast cancer [J].J Clin Oncol, 1999, 17(5):1474-1481.

[4] SMITH I E, DOWSETT M, EBBS S R, et al. Neoadjuvant treatment of postmenopausal breast cancer with anastrozole, tamoxifen, or both in combination: the Immediate Preoperative Anastrozole, Tamoxifen,or Combined with Tamoxifen (IMPACT) multicenter double-blind randomized trial [J]. J Clin Oncol, 2005, 23(22): 5108-5116.

[5] Bardou VJ, Arpino G, Elledge RM, et al. Progesterone receptor status significantly improves outcome prediction over estrogen receptor status alone for adjuvant endocrine therapy in two large breast cancer databases [J]. J Clin Oncol, 2003, 21(10):1973-1979.

[6] MA C X, ADJEI A A, SALAVAGGIONE O E, et al. Human aromatase: gene resequencing and functional genomics [J]. Cancer Res, 2005, 65(23): 11071-11082.

[7] BRODIE A, SABNIS G. Adaptive changes result in activation of alternate signaling pathways and acquisition of resistance to aromatase inhibitors [J]. Clin Cancer Res, 2011, 17(13): 4208-4213.

[8] MASAMURA S, SANTNER S J, HEITJAN D F, et al. Estrogen deprivation causes estradiol hypersensitivity in human breast cancer cells [J]. J Clin Endocrinol Metab, 1995, 80(10): 2918-2925.

[9] CHEN S, MASRI S, HONG Y, et al. New experimental models for aromatase inhibitor resistance [J]. J Steroid Biochem Mol Biol, 2007,106:8-15.

[10] MASRI S, PHUNG S, WANG X, et al. Genome-wide analysis of aromatase inhibitor-resistant, tamoxifen-resistant, and long-term estrogen-deprived cells reveals a role for estrogen receptor [J].Cancer Res, 2008,68(12): 4910-4918.

[11] SHIUAN CHEN. An ''Omics'' approach to determine the mechanisms of acquired aromatase inhibitor resistance [J]. OMICS, 2011, 15(6):347-352.

[12] ROBERTSON J F, OSBORNE C K, HOWELL A, et al. Fulvestrant versus anastrozole for the treatment of advanced breast carcinoma in postmenopausal women: a prospective combined analysis of two multicenter trials [J]. Cancer, 2003, 98(2): 229-238.

[13] STEGER G G, GIPS M, SIMON S D, et al. Fulvestrant ("Faslodex"):clinical experience from the Compassionate Use Programme [J].Cancer Treat Rev, 2005,31(Suppl 2): S10-S16.

[14] KAUFMAN B, MACKEY JR, CLEMENS MR, et al. Trastuzumab plus anastrozole versus anastrozole alone for the treatment of postmenopausal women with human epidermal growth factor receptor 2-positive, hormone receptor-positive metastatic breast cancer: results from the randomized phase Ⅲ TAnDEM study [J]. J Clin Oncol,2009,27(33): 5529-5537.

[15] JOHNSTON S, PIPPEN J J R, PIVOT X, et al. Lapatinib combined with letrozole versus letrozole and placebo as first-line therapy for postmenopausal hormone receptor-positive metastatic breast cancer[J]. J Clin Oncol, 2009, 27(33): 5538-5546.