HER2阳性乳腺癌脑转移的靶向治疗研究进展

王 帅，崔中豪综述，杨 毅审校

0 引 言

乳腺癌是当今世界女性发病率最高的恶性肿瘤[1-2]，约15%～25%的脑转移癌来自乳腺癌[3]，仅次于肺癌为脑转移癌的第二大来源[4]。乳腺癌中20%～25%为人表皮生长因子受体2阳性型乳腺癌(breast cancer with overexpressed human epidermal growth factor receptor-2,HER2+BC)[5]，该型乳腺癌侵袭性强，预后不良，随着抗HER2靶向药物的研发应用，该型乳腺癌的预后得到改善[6]，病患总生存期得以延长，但脑转移的发病率也随之增长，约34%的HER2+BC患者会发生脑转移[7]。HER2+乳腺癌脑转移(HER2-positive breast cancer brain metastases,HER2+BCBM)预后差，生存期短，从诊断之日起中位生存期为10～13个月[8]，且严重影响患者的生活质量。但对于HER2+BCBM的有效治疗方法较少，目前仍以手术及放疗为主[4]，手术切除仅适用于局限性脑转移，术后复发率较高需辅助术后放疗[9]，放疗导致认知障碍等晚期不良反应明显。另外，现有大部分化疗或大分子靶向药物不能有效通过血脑屏障，因此研发出能克服血脑屏障针对脑转移灶有效的靶向药物及相关治疗方法尤为重要。本文将简单介绍血脑屏障，并对目前可用或未来有望用于HER2+BCBM的靶向治疗作一综述。

1 血脑屏障

血脑屏障是由脑毛细血管内皮细胞、星形胶质细胞终足、周细胞和基底膜等组合而成的复杂屏障，起到限制血液与脑组织物质交换、维持神经元微环境相对稳定的作用，脑组织所需的营养物质被允许进入，有损脑组织的物质被限制进入屏障，同时部分药物也被限制进入，这影响了脑内病灶如脑转移癌的治疗[10-11]。具体而言，血脑屏障中脑内皮细胞能够限制被动扩散密胞内结，具有低胞饮作用和高电阻率；超出这个物理屏障，周围的星形胶质细胞和周细胞会分泌多种影响传输的分子、信号；此外脑内皮细胞还含有转运蛋白，如P-糖蛋白，多药耐药蛋白MDRP1-9，乳腺癌耐药蛋白ABCG2和有机阴离子转运蛋白，作为外排泵从脑中去除药物和毒素，以上均参与限制药物进入血脑屏障。目前，只有一些亲脂性、低氢键且分子量通常<400～500 D的小分子可穿过血脑屏障被动扩散。但有研究者发现许多常用化疗药物(如紫杉醇、多柔比星)的摄取显著受到血浆蛋白结合的影响，且是外排泵的底物，这也将为药物有效到达颅内病灶增大难度。有研究者提出放疗及脑转移灶的存在会对血脑屏障产生一定破坏[12]，使某些药物在转移灶中的浓度高于正常脑细胞，但只有极少部分达到药物的细胞毒性水平[7]。因此，攻克血脑屏障这一难关，努力研发脑渗透率高的靶向药物及治疗方法，使药物进入颅内转移灶，才能对肿瘤细胞生长起到有效地抑制作用、控制颅内病灶。

2 靶向药物研究

2.1抗HER2单克隆抗体及相关药物曲妥珠单抗是比较成熟的靶向治疗药物，临床治疗HER2+BC应用也较为广泛，但其分子量大透过血脑屏障进入中枢神经系统的能力有限。Figura等[13]研究评估了鞘内注射曲妥珠单抗与鞘内化疗、全脑放射治疗(whole brain radiation therapy,WBRT)对晚期乳腺癌软脑膜病的临床疗效，结果表明鞘内注射曲妥珠单抗治疗在颅骨无进展生存期(progression free survival,PFS)和总生存期(overall survival,OS)方面占显著优势。该研究鞘内注射曲妥珠单抗组和鞘内化疗组、WBRT组的6个月颅脑PFS率分别为44%，18%和26%(P=0.04)，12个月 OS率分别为54%和10%、19%(P=0.01)。由此可见，鞘内注射曲妥珠单抗治疗软脑膜瘤更具优势，在治疗HER2 +乳腺软脑膜病时可考虑鞘内注射曲妥珠单抗这种治疗方式。另外，西妥昔单抗、帕妥珠单抗也有望用治HER2+BCBM。

曲妥珠单抗-美坦新偶联物(ado-trastuzumab emtansine，T-DM1)，是一种具有类曲妥珠单抗生物活性的新型抗体-药物偶联物，可将DM1这种强效抗微管药物释放到HER2+的癌细胞内。在临床前模型中，T-DM1显示出克服HER2驱动或PI3K驱动的乳腺癌脑损伤中对曲妥珠单抗治疗抗性的能力，可显著延迟转移性肿瘤生长。有研究表明因脑转移灶存在被破坏的血脑屏障可允许T-DM1通过[14]。也有研究证明了T-DM1在脑转移微环境中的功效及T-DM1治疗进展性HER2+BCBM患者的益处[15-18]。Krop等[16]研究分析了T-DM1与卡培他滨-拉帕替尼分别对HER2+BCBM患者的治疗效果，结果表明，对于接受治疗的无症状中枢神经系统转移的患者，T-DM1能更明显地改善OS。

马西替坦是一种内皮素受体抑制剂，近年来有研究表明，活化的星形胶质细胞和脑内皮细胞通过直接的物理作用对癌细胞具有保护作用，有研究证实内皮素轴介导HER2+脑转移性乳腺癌对抗T-DM1。马西替坦是内皮素受体A和B的双重抑制剂，可提高T-DM1对脑转移灶的疗效，当抗信号剂和细胞毒剂结合使用时，靶向内皮素轴可能是有益的[19]。Morikawa等[19]用单独的T-DM1或与马西替坦联合治疗了携带人HER2+的BT474脑肿瘤的小鼠，该研究表明，在T-DM1中添加马西替坦会延迟小鼠脑肿瘤的生长，使小鼠中位生存期从单独T-DM1组的42 d提高至53 d(HR=0.79，P=0.042)。这些发现可能有助于开发在脑微环境中增强疗效的临床治疗方法。

2.2酪氨酸激酶抑制剂及相关药物拉帕替尼是表皮生长因子受体的双靶点小分子络氨酸激酶抑制剂，因其分子量低及具有亲脂性，能穿透血脑屏障。许多研究证实拉帕替尼对HER2+BCBM具有颅内活性，联合其他药物或治疗方法治疗HER2+BCBM有效且可行。Parsai等[20]研究表明对于HER2+BCBM患者，拉帕替尼与立体定向放射治疗 (stereotactic radiosurgery,SRS)同时使用可改善局部脑转移控制，不会增加放射性坏死率，且任何时间点与SRS同时使用均有助于生存获益。Gavilá等[21]研究表明拉帕替尼联合曲妥珠单抗治疗之前用过拉帕替尼或曲妥珠单抗的HER2+BCBM,有效且耐受性好，适用于重度预处理患者。Morikawa等[22]研究了间歇性高剂量拉帕替尼与卡培他滨交替的合理药物调度，发现使用卡培他滨间歇给药时，高剂量拉帕替尼可耐受，并观察到抗肿瘤活性。Hurvitz等[23]研究表明拉帕替尼和依维莫司、卡培他滨这种新型三联体组合治疗HER2+BCBM具有良好的耐受性及响应率。

盐酸依克立达是一种P-糖蛋白(P-gp; ABCB1)和乳腺癌耐药蛋白(BCRP; ABCG2)的抑制剂。因ABCB1和ABCG2参与限制药物如化疗药物透过血脑屏障和血脑脊液屏障，故盐酸依克立达可抑制这两种蛋白限制药物透过血脑屏障的作用。Karbownik等[24]研究了盐酸依克立达对拉帕替尼的脑组织(brain tissue,BT)和脑脊液(cerebrospinal fluid,CSF)摄取的影响。结果表明，盐酸依克立达可影响拉帕替尼的药代动力学，其对ABCB1和ABCG2转运蛋白的抑制显著增强了拉帕替尼向CSF和BT的渗透。由此可见，转运蛋白的阻断可能成为乳腺癌和脑转移患者治疗中不可或缺的一部分。

奈拉替尼是一种有效的不可逆的泛酪氨酸激酶抑制剂，作为针对HER2+BCBM的一线疗法的功效尚未得到充分探索，部分原因是缺乏概括这种疾病的相关临床前模型。Nagpal等[25]通过研究描述自发HER2+BCBM的新型同系模型来评估了奈拉替尼的功效和作用机制，并在转移和新辅助环境中对奈拉替尼进行体外和体内评估。结果表明，奈拉替尼以促进铁死亡这种非凋亡形式的细胞死亡为机制，为治疗干预提供新机会，有效抑制肿瘤生长、转移，并延长生存期，特别是用作新辅助疗法时效果更好。Freedman等[26]研究表明奈拉替尼加卡培他滨对难治性HER2+BCBM具有活性，证明抗HER2定向治疗联合化疗在大脑中的功效。

2.3抗肿瘤血管生成药物贝伐珠单抗是一种抗血管内皮生长因子的重组人源化单克隆抗体，是分子靶向治疗方案中的代表性药物。HER2+BCBM接受放疗后可能会产生一些辐射损伤，以周围组织水肿和脑坏死为特征，其发生的关键机制就是血管损伤后血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)高表达。贝伐单抗可抑制VEGF作用于脑坏死区域周围的血管组织，有研究证实一定剂量的贝伐单抗能延迟脑坏死的发生、有效缓解脑坏死引起的症状，改善患者的卡氏评分和脑坏死成像[27]。然而，坏死是不可逆的，停药后，局部缺氧缺血的脑坏死区域很容易导致放射性脑坏死的复发[28]，进一步研究探讨贝伐单抗适应症、最佳给药方式及其耐药性都是非常必要的。

2.4其他131I-抗HER2单域抗体2Rs15d偶联物(131I coupled with her2 targeting single-domain antibody 2Rs15d,131I-抗her2 sdAb 2Rs15d,CAM-H2)是一种放射性标记的药物，sdAb是小的(15kDa)仅有重链的抗体片段。由于其有利的药代动力学，sdAb可作为靶向载体，用于将细胞毒性辐射递送至脑内外的癌症病变，治疗剂量的CAM-H2与曲妥珠单抗相比可显著增加存活[29]。目前，有一项评估该类药在健康志愿者和HER2+BC患者中安全性、生物分布和放射剂量以及摄取情况的人类研究(NCT02683083)正在进行[30]。

腺病毒载体包含曲妥珠单抗轻链和重链编码序列(hdad-曲妥珠单抗)。Zafir-Lavie等[31]研究开发了两种利用腺病毒载体将曲妥珠单抗传递到大脑的基因治疗方法。第一种方法，人类和小鼠来源的真皮成纤维细胞通过自体修复基因治疗平台体外转导hdad-曲妥珠单抗载体，使局部细胞持续分泌活性曲妥珠单抗，再将这些基因工程细胞植入小鼠体内，使曲妥珠单抗在脑内持续分泌；第二种方法，直接向HER2+乳腺癌细胞接种部位的对侧、腔内注射hdad-曲妥珠单抗载体。以上两种方法均能在体内持续分泌脑内活性曲妥珠单抗。Rothwell等[32]研究表明鞘内注射一种腺相关病毒血清9型(AAV9)载体来传递曲妥珠单抗对HER2+BCBM患者而言可能具有显著抗肿瘤活性，并将在完成必要临床前研究后，再开展临床人类研究。这类方法为基于基因治疗的颅内肿瘤和其他脑疾病提供了广阔治疗前景，其在HER2+BCBM患者中的使用潜力及临床疗效有待进一步研究。

3 其他治疗前景

由于海马区对记忆保存起重要作用，因此保留海马的WBRT或调强放疗通过海马回避WBRT能显著减轻辐射引起的神经认知和生活质量下降[7，9]。美金刚这种非竞争性n-甲基-d-天冬氨酸受体拮抗剂，可用于HER2+BCBM辅助改善WBRT引起的神经认知功能下降。有研究提出针对HER2+BCBM可应用聚焦超声(focused ultrasound,FUS)、纳米技术及放射的远隔效应治疗。其中，FUS加微泡可暂时破坏血脑屏障的紧密连接使药物穿透，有研究证实曲妥珠单抗和FUS组合对鼠模型的HER2+乳腺肿瘤具有抗癌活性[9]，还有研究表明脉冲FUS预处理脑组织可促进转基因表达的多重增强，可提高基因载体纳米颗粒在中枢神经系统中的穿透力和功效[33]，这都显示了这种非侵入性技术对靶向药物输送到大脑的治疗潜力；纳米颗粒可与许多抗癌剂结合，且已成功用作载体以跨血脑屏障递送治疗剂，涂有肿瘤穿透肽的纳米颗粒可能是预防脑转移有希望的治疗方法[9]；放射的远隔效应是指局部照射诱导肿瘤在非照射的远处肿瘤部位消退。该机制被认为是通过免疫原性细胞死亡引起随后的宿主免疫刺激来对抗肿瘤[7]。

还有研究表明脂肪酸结合蛋白7有望成为HER2+BCBM治疗的潜在靶点，因其在脑微环境中促进HER2+乳腺癌细胞的生长，且其水平的增加与乳腺癌患者中低存活率和高脑转移发生率相关[34]。Sambade等[35]研究报告了神经胶质增生、免疫浸润、出血、坏死这四种组织生物标志物在BCBM中的预后意义，其中免疫浸润和出血与HER2+ BCBM预后良好有关。了解BCBM的脑微环境有助于改善预后，并可能揭示新的针对HER2+BCBM的治疗策略。

4 结语与展望

随着曲妥珠单抗的应用，HER2+BCBM患者的总生存期显著延长，然而HER2阳性乳腺癌患者的脑转移发病率一直在增加，患者死于颅内进展的比例增加，这使得HER2+BCBM的治疗得到广泛重视。目前HER2+BCBM的靶向治疗取得一定进展，但仍需大量临床试验数据的支持及临床验证，仍面临巨大挑战，进一步探索HER2+BCBM的发病机制、大脑微环境串扰机制、各通路耐药机制，研发更多血脑屏障渗透性更高的靶向药物和克服血脑屏障的新靶向治疗策略，结合手术及放疗实现更好的颅内病灶控制，这将是未来工作的重中之重。