上皮钙黏素在乳腺癌预后评价应用中的研究进展

李艳敏，吴雪卿，万华

(上海中医药大学附属曙光医院乳腺科，上海200021)

乳腺癌是全球女性最常见的恶性肿瘤之一，发病率逐年升高，据统计，全球每年新增的乳腺癌患者由2012年的167.7万增加到2018年的208.9万[1-2]，发病率居女性恶性肿瘤之首。复发和转移是导致晚期乳腺癌患者治疗失败，甚至死亡的主要原因，2018年全球乳腺癌患者病死率为11.6%[2]。随着早期诊断、精准治疗的开展，研究相关分子标志物在乳腺癌预后评估中的作用，对于指导乳腺癌的治疗，改善乳腺癌患者的生存质量尤为重要。上皮钙黏素(E-cadherin)是近年来肿瘤研究中的一个热点，与肺癌[3]、胃癌[4]、肝癌[5]、结直肠癌[6]及乳腺癌[7]等多种恶性肿瘤密切相关。E-cadherin主要表达于上皮细胞，其表达水平的降低提示上皮细胞向间质细胞发生转化，这种变化会影响上皮源性肿瘤细胞的侵袭、增殖和转移等多种行为[8]。此外，多项研究表明，E-cadherin与乳腺癌细胞中干细胞特性关系密切，而乳腺癌干细胞在肿瘤转移、耐药、复发等多种恶性行为中发挥了重要作用[9-11]。因此，明确E-cadherin在乳腺癌患者体内的表达情况，了解其作用机制，研究影响E-cadherin表达的因素，对于评估患者病情进展及预后、指导个体化治疗有重要意义。现就E-cadherin在乳腺癌预后评价中的研究进展予以综述。

1 E-cadherin的结构与功能

人类编码E-cadherin的钙黏蛋白1(cadherin 1，CDH1)基因定位于第16号染色体q22.1附近，由跨膜区的疏水基团、细胞膜外的N端和细胞质内的C端组成，其中N端为钙离子的结合位点，C端与由α、β、γ三个亚单位及其他一些连接蛋白组成的肌动蛋白相连接，对于维持细胞形态和调节细胞黏附具有重要作用[12]。

E-cadherin在正常上皮细胞表达，是钙离子依赖的细胞黏附分子家族的成员之一，是调节细胞与细胞之间、细胞与基质之间黏附反应的跨膜糖蛋白，主要通过控制早期细胞分化途径，在原肠胚形成过程中起关键作用。鉴于在胚胎发育过程中，细胞易位与癌症转移之间的相似性，E-cadherin被认为是上皮源肿瘤转移过程的重要候选调节因子[13]。同时，E-cadherin 的表达异常是上皮-间充质转化(epithelial mesenchymal transition，EMT)的重要起始步骤，在EMT过程中，上皮细胞极性消失、细胞间黏附下降、细胞外形发生变化，E-cadherin、细胞角蛋白等上皮细胞表型标志物表达下降，而神经钙黏素、波形蛋白、纤维连接蛋白等间充质细胞表型标志物表达上调，极化的上皮细胞转化为间充质细胞[14]。但在肿瘤细胞转移中，EMT被视为一个过渡阶段，在远处转移灶中，肿瘤细胞需要经历相反的过程(即EMT)才能重新定植生长[15]。在乳腺癌患者中发现，62%的肝、肺、脑等转移灶中E-cadherin的表达高于原发灶[16]。Gloushankova[17]认为，肿瘤组织中的E-cadherin表达水平降低，细胞原有的稳定结构被破坏并发生侵袭转移，在细胞迁移到新的位置后，E-cadherin重新表达，使肿瘤细胞在继发部位生长、增殖，从而形成新的病灶。

2 E-cadherin与乳腺癌预后相关的临床研究

作为一种肿瘤抑制蛋白，E-cadherin可作为评估乳腺癌预后的分子标志物之一。一般来说，在乳腺癌中，E-cadherin表达降低或缺失可以使乳腺癌细胞分化特征丧失，获得侵袭性，同时转移行为和不良预后的发生率也增加[8]。

2.1E-cadherin与乳腺癌病理学特征有关 在乳腺癌患者的肿瘤组织中，E-cadherin阳性表达于细胞膜，细胞膜阳性率评分划分为：0，0%～10%；1+，10%～30%；2+，30%～70%；3+，>70%；当E-cadherin评分≥2时，被定义为阳性表达，当评分≤1时，则为阴性表达[18]。乳腺癌最常见的病理类型包括浸润性导管癌、浸润性小叶癌、导管原位癌和小叶原位癌等。E-cadherin在导管原位癌中几乎100%阳性表达，在部分高级别导管癌中降低或缺失，在乳腺小叶原位癌及浸润性癌中仅部分缺失[8]。在浸润性小叶癌中，E-cadherin的完全缺失率为86%～100%[19]；在浸润性导管癌中，E-cadherin表达的降低率为30%～60%，完全缺失率仅为7.2%[20]。在组织学特征不明的肿瘤中，E-cadherin可作为鉴别乳腺导管癌和小叶癌的重要分子标志物。在浸润性导管癌中，E-cadherin表达降低或缺失是一种复杂的生物学现象，并非在乳腺癌初期发生，可能与肿瘤后期基因组不稳定有关，并对浸润性小叶癌产生不同的影响[21]。

研究表明，E-cadherin表达下调与肿瘤大小、淋巴结状况、TNM分期和组织学分级有关[22]。在TNM分期为Ⅰ期、Ⅱ期以及Ⅲ期的乳腺癌患者中，E-cadherin的表达率逐渐下降[23]。此外，与TNM分期为Ⅰ～Ⅱ期和无淋巴结转移的乳腺癌患者相比，TNM分期Ⅲ～Ⅳ期和有淋巴结转移者的E-cadherin阳性表达率均较低[24]。在肿瘤大小、组织学分级和淋巴结状态一致的基础上，多中心或多灶性乳腺癌中E-cadherin的表达较单一病灶者显著下调，提示E-cadherin的低表达可能促进乳腺癌多发病灶的发生，预后较差[25]。

与非三阴性乳腺癌患者相比，三阴性乳腺癌患者肿瘤组织中E-cadherin阳性表达率较低，且与肿瘤大小、TNM分期及淋巴结转移有关，当肿瘤直径<2 cm、TNM分期为Ⅰ期，无淋巴结转移时，E-cadherin阳性表达率较高，但与患者年龄、绝经状态及组织学分级无关[26]。Liu等[27]运用回顾性研究和荟萃分析的方法，探讨E-cadherin表达与浸润性非小叶性乳腺癌分子亚型的关系，结果发现，三阴性乳腺癌患者E-cadherin低表达率(31.6%)显著高于Luminal A型(10%)、Luminal B型(14.9%)以及人表皮生长因子受体2过表达型(7.1%)。还有研究发现，人表皮生长因子受体2和雌激素受体可能参与了E-cadherin表达降低的调控[28]，但具体机制需要进一步研究。

2.2E-cadherin与乳腺癌预后评估有关 E-cadherin低表达会导致乳腺癌细胞转移潜能提高，预后较差。荟萃分析显示，E-cadherin表达的降低与乳腺癌患者总生存期(overall survival，OS)和无病生存期降低显著相关[22]。洪超群等[29]研究发现，E-cadherin低表达的三阴性乳腺癌患者平均生存期为71.5个月，显著低于E-cadherin高表达者(103.0个月)；并通过多因素分析发现，E-cadherin高表达为三阴性乳腺癌患者独立的保护预后因子。在Ⅱ期三阴性乳腺癌患者中，E-cadherin阴性表达者的OS显著低于E-cadherin阳性表达的患者，预后较差；同时具备E-cadherin阴性和Ki67阳性的患者OS显著降低，而辅助化疗可使这部分患者获益[18]。在乳腺癌复发的患者中，E-cadherin和细胞角蛋白5/6均为阴性者的无事件生存期为39.64个月，显著少于E-cadherin和细胞角蛋白5/6均为阳性者(83.87个月)或其一为阴性者(64.23个月)[30]。但Querzoli等[31]提出了不同的观点，即E-cadherin表达为0～1+或3+时均与预后不良相关，而E-cadherin表达为2+时则与不良预后无显著相关性。因此，不能仅根据二分法，以E-cadherin阴性或阳性状态来评估乳腺癌患者的预后，因为E-cadherin的阳性表达可能实际上隐藏了复杂的生物相互作用，这些相互作用可能影响乳腺癌的预后。因此，要将E-cadherin的表达水平作为评价乳腺癌患者预后的指标，可能需要更深入、更大量的临床证据支持。

此外，组织中的E-cadherin可被多种蛋白酶水解切割，释放入血，因此，正常人血清中亦可检测到可溶性E-cadherin。在肿瘤组织中，E-cadherin表达的降低与其切割成可溶性E-cadherin、促进恶性肿瘤细胞浸润及转移有关[32]。研究表明，乳腺癌患者血清可溶性E-cadherin的水平显著升高，与肿瘤组织中完整E-cadherin的低表达相反[33]。这种表达差异预示着组织中完整E-cadherin与血清中可溶性E-cadherin的表达调控机制不同，并且与肿瘤病理分期以及淋巴结转移显著相关，可能成为乳腺癌患者预后的预测因素。

3 E-cadherin与乳腺癌预后相关的实验研究

E-cadherin是上皮细胞的特征性标志物，其表达降低可被多种因素直接或间接调控。同时，E-cadherin表达降低也被认为是EMT的重要标志，参与肿瘤细胞侵袭性、干细胞特性及耐药等恶性行为。

3.1E-cadherin表达降低的原因 E-cadherin表达降低与CDH1基因突变、杂合性丧失、启动子超甲基化、RNA转录抑制因子的调控作用等多种因素密切相关。Figueiredo等[34]的研究表明，E-cadherin的基因CDH1发生突变可以增加弥漫性胃癌和乳腺癌发生的风险。除拷贝数降低外，启动子区CpG岛的甲基化亦可使CDH1基因沉默，导致E-cadherin蛋白的表达降低或功能丧失，进而使细胞黏附稳定性和细胞极性丧失，最终影响上皮组织结构和功能的完整性[35]。此外，一些转录抑制因子亦可对正常表达的基因产生影响，进而影响其作用发挥。E-cadherin的转录抑制因子包括锌指转录因子Snail家族成员Snail、Slug，锌指E盒结合同源框(zinc finger E-box binding homeobox，ZEB)家族成员ZEB1、ZEB2，碱性螺旋-环-螺旋因子Twist-1及胚胎转录因子叉头框蛋白C2等[36-38]，这些因子通过直接或间接与启动子的E-box结合的方式抑制E-cadherin的转录。还有研究发现，一些微RNA可在转录后水平上调控肿瘤细胞E-cadherin信使RNA的表达，导致信使RNA降解或翻译抑制，使E-cadherin在肿瘤发生过程中的表达水平显著降低，甚至完全丧失[39]。

3.2E-cadherin表达降低对乳腺癌细胞的影响

3.2.1促进乳腺癌细胞发生侵袭、迁移 恶性肿瘤的复发或转移与肿瘤细胞侵袭和迁移能力密切相关。Hugo等[40]研究表明，E-cadherin过表达的MDA-MB-468细胞以增殖为主，较少发生迁移，而敲低E-cadherin后，细胞迁移性和侵袭性增强，增殖能力变弱，肿瘤的形成时间更长。

学者围绕下调E-cadherin表达会增加乳腺癌细胞侵袭、迁移能力展开了相关研究。胡露等[41]研究发现，将人乳腺癌ZR-75-1细胞用DERL1(Der1-like domain family,member 1)过表达质粒转染48 h后，细胞中E-cadherin信使RNA和蛋白水平均显著降低，形态由鹅卵石形上皮样转化为纺锤形间质样，细胞的迁移和侵袭能力均显著增强，而DERL1干扰组细胞则呈现出相反趋势。彭博等[42]的研究表明，筋骨草总环烯醚萜能够增加E-cadherin和ZO-1(zonula occludens 1)的表达，降低波形蛋白表达，从而降低高转移三阴性乳腺癌细胞的侵袭、迁移能力。朱智杰等[43]的体内外研究均表明，隐丹参酮有显著抗乳腺癌转移作用，其机制可能与通过抑制核因子κB相对启动子的活性、升高E-cadherin的表达、降低神经钙黏素的表达来逆转乳腺癌细胞的EMT有关。

3.2.2参与乳腺癌细胞获得干细胞特性过程 肿瘤干细胞是肿瘤细胞中一类具有自我更新能力和多向分化潜能的特殊干细胞，可能是肿瘤生长、转移、耐药及复发的原因之一。乳腺癌干细胞(breast cancer stem cells，BCSCs)是上皮样和间质样肿瘤干细胞的混杂体，位于中心部位的BCSCs具有上皮样干细胞的特点，主要表达上皮样标志物醛酸脱氢酶1和上皮细胞黏附分子(epithelial cell adhesion molecule，EpCAM)+CD49f+，E-cadherin呈高表达，具有活跃的增殖能力；边缘部位的BCSCs则具有间质样干细胞的特征，表达间质样标志物CD24-、CD44+和EpCAM-CD49f+，E-cadherin表达较低，且大部分处于静止状态[9]。位于中心部位和边缘部位的两种干细胞在肿瘤转移及定植过程中各有分工，肿瘤通过间质样的BCSCs获得转移潜能，但只有转化为上皮样表型才能重新在转移灶中增殖，表明在干细胞群体内部亦存在间质样和上皮样不同表型的转化过程，这种异质性与肿瘤转移密切相关[9-10]。

另有研究表明，EMT也参与了细胞的可塑性过程，即非干细胞获得干细胞特性的过程[44]。乳腺癌在体外以乳球的形式传播，E-cadherin的表达与乳球形成的能力密切相关。Manuel Iglesias等[45]通过研究发现，在人乳腺癌MCF-7细胞中，当E-cadherin基因被沉默时，细胞迅速获得疏松的(间质样)形态，不再显示出乳球生长的能力，而在人乳腺腺癌SKBR3细胞中，含有E-cadherin基因的区域呈现纯合缺失，重新表达后促使细胞形成乳球。由此认为，E-cadherin表达的缺失有利于乳腺癌细胞中干细胞特性的诱导形成。

3.2.3诱导乳腺癌细胞耐药 耐药是导致乳腺癌治疗失败的重要原因之一，发生耐药的乳腺癌细胞亦具有EMT的特征[46]。研究表明，乳腺癌细胞MCF-7经他莫昔芬诱导耐药后，出现了EMT样特性，这一过程受到多肽-脯氨酸异构酶Pin1调控，亦可被miR-375逆转；多柔比星诱导耐药的乳腺癌细胞亦具有EMT特征，且转录因子Snail呈过表达，细胞侵袭、转移能力显著增强[47-49]。更加值得注意的是，E-cadherin表达降低会导致肿瘤细胞表现出肿瘤干细胞样特性，而肿瘤干细胞往往更容易产生耐药性。经转化生长因子-β诱导后，BCSCs上皮细胞标志物E-cadherin表达降低，间质细胞标志物神经钙黏素及转录因子Snail、Slug、Twist、ZEB1表达增高，此时的BCSCs亦表现出更为强大的自我更新能力、致癌性以及对抗奥沙利铂、紫杉醇等化疗药物的能力[11]。在化疗后三阴性乳腺癌或者激素治疗后的Luminal A/B型乳腺癌中，残留的肿瘤细胞表现出EMT样BCSCs特征[50]，且CD24-/CD44+型EMT样BCSCs与治疗耐药有关[51]。

4 小 结

自E-cadherin被发现以来，逐渐成为人们关注和研究的热点。编码E-cadherin的基因或蛋白的缺失(或下调)可诱导乳腺癌细胞发生EMT，使其侵袭、迁移能力增强，促进乳腺癌转移的发生。针对E-cadherin及EMT的综合治疗手段能够一定程度上预防或减少乳腺癌转移的发生，提高患者的生存率。此外，E-cadherin低表达的乳腺癌细胞往往对某些化疗药物及放疗具有耐受性，因此，根据E-cadherin的表达水平合理选择治疗方案或者采用联合用药的方式增加E-cadherin的表达，或许可以逆转耐药，提高治疗效率。但如何从多个层面调控E-cadherin的表达，从而改善乳腺癌患者的预后，还有待进一步研究。