IL-8 在三阴性乳腺癌中的研究现状

唐云辉，蒋林余，陈璟泰，钱双强，高砚春

（川北医学院附属医院,四川 南充）

0 引言

乳腺癌是源于乳腺导管上皮的恶性肿瘤，近30 年来其发病率呈逐渐上升的趋势，在许多国家已成为女性患者中发病率最高的肿瘤。三阴性乳腺癌（triple negative breast cancer，TNBC）是其中一种独特的亚型:不表达雌激素受体(estrogen receptor，ER)、孕 激 素 受 体(progesterone receptor，PR) 和 人表皮生长因子受体(human epidermal growth factor receptor，HER-2)，其发病率约占乳腺癌的20%-25%[1][2]。由于缺乏相应的受体，TNBC 患者内分泌治疗和HER-2 靶向治疗多无效，因此临床上多采用手术和辅助化疗的治疗方式，这与ER 阳性乳腺癌的处理并无太大差异，但术后3 年的复发转移率和死亡风险，TNBC 患者明显较高。此外，TNBC 出现局部区域转移和内脏器官转移概率更高，例如首次转移在肝脏、脑部、肺部。同时，研究表明与乳腺癌其他亚型相比，TNBC 患者短期预后更差[3]。此外，约30%的TNBC 患者出现放化疗抵抗。综上，TNBC 患者表现出预后不良、五年复发率高、总体生存率低的临床特征。因此，为TNBC 患者寻找新的药物或者治疗靶点迫在眉睫。对此，已有三阴性乳腺癌新的靶向治疗剂的研究报道，例如EGFR、ALDH1A1、PD-L1、AR[4-6]等，但在前期试验过程中显示出效果不佳，靶向受体分子通路之间的机制也尚不明确。我们只有更好地了解TNBC 行为特征的关键基因和关键信号通路才可能特异性针对靶点基因，为TNBC的治疗提供更有效的方法。

白细胞介素8(interleukin8，IL-8)又名CXC 趋化因子配体8(CXC chemokinelig and 8，CXCL8)，是最早发现的一种趋化细胞因子，由巨噬细胞、上皮细胞和呼吸道平滑肌细胞分泌。IL-8 的人类基因位于4 号染色体4q13 和4q21 之间[7]，在生理状态下几乎检测不到，但可由促炎性细胞因子如肿瘤坏死因子A(TNF-a) 和白细胞介素-1b(IL-1b) 迅速诱导[8]。在体内，其主要通过与其受体IL-8RA[CXC 趋化因子受体1(CXC chemokine receptor1，CXCR1)] 和IL-8RB[CXC 趋 化因子受体2(CXC chemokine receptor2，CXCR1)]特异性结合，发挥促炎性生物学作用。在近年来的研究报道中,IL-8 具有诱导肿瘤血管增生、调节血管通透性、促进肿瘤细胞增殖的作用，同多种肿瘤的生长、浸润、转移都具有显著相关性[9]。研究报道显示，IL-8 作为一种促炎因子与结肠癌、胃癌、神经胶质瘤等多种肿瘤的发生发展密切相关[10,11]。

朱江等通过检测122 例乳腺肿瘤及其邻近正常乳腺组织中IL-8mRNA 表达水平，在国内外首次报道乳腺癌组织中IL-8 表达显著高于良性肿瘤组织及正常乳腺组织,且乳腺癌组织中IL-8 表达的T/N 比值与淋巴结转移呈正相关[12]，提示了IL-8 与乳腺癌的发生发展关系密切，展开了IL-8 在乳腺癌中的研究进程。随后，Benrik 发现IL-8 在ER 阴性的乳腺癌细胞株中呈过度表达，而在ER 阳性中则表达较低[13]。同时，Choi 等报道IL-8 在TNBC 细胞中有更高分泌量，而与此对应的患者预后相对较差[14]，这与朱江的研究报道基本一致。然而，目前IL-8 影响三阴性乳腺癌发生发展的具体信号机制尚不清楚。此文通过综述IL-8 在肿瘤中的信号通路机制、促肿瘤作用等方面的研究现状来讨论其在三阴性乳腺癌的进一步的研究方向。

1 IL-8 与TNBC 干细胞性的相关性（乳腺癌干细胞）

肿瘤干细胞学说认为肿瘤干细胞(cancer stem cells,CSC)是肿瘤中含量极少的一类干细胞样细胞群，具有无限增殖的能力和多向分化的潜能，是肿瘤发生发展、侵袭转移、耐药复发的根本动力，也称为肿瘤启动细胞(tumor initiative cell,TIC)[15]。CSCs 的关键特性是自我更新和分化潜能，这意味着允许肿瘤在原发部位和转移部位长期再繁殖[16,17]。当前临床放化疗主要对G1 期的肿瘤细胞有效，而处于慢周期的CSCs 往往逃脱放化疗药物的杀灭作用[18,19]。Arnold 提出，肿瘤干细胞在耐药型乳腺癌的细胞群中有所增加，这类细胞群被称为乳腺癌干细胞(BCSC)，其类似于正常干细胞，能够增加细胞存活途径及脱氧核糖核酸(DNA)修复酶的表达，具有高度的致瘤性[20]。黄琳等人研究发现，TNBC 的高复发率、耐药性以及易发生远处脏器转移的特性与组织内富含较多的CSC关系密切[21]。相关研究报道，IL-6 和IL-8 的表达与乳腺癌干细胞数量的增加及其对化疗的耐药性有关[21]。在Samanta的研究中，化疗诱导的HIF 活性通过IL-6 和IL-8 信号传导丰富了乳腺癌干细胞群，并增加了多药耐药性的表达[25]。Korkaya 等人提出，间充质干细胞和化疗剂如多西他赛和曲妥珠单抗可以诱导IL-8 分泌增加，表明化疗可能会诱导耐药干细胞的增殖，从而产生耐药性和增强侵袭性。据报道,紫杉醇在人卵巢癌细胞中诱导IL-8 高表达，多西他赛能够增加癌症患者IL-6 和IL-8 的产生，在此研究的基础上，越来越多的证据表明，许多抗癌药物，如舒尼替尼、阿霉素和吉西他滨，只能抑制不同分化阶段癌细胞的生长，但不能消除甚至可能扩大CSC 数量[26]。在Burnett 的体外实验中发现，多西他赛虽然缩小了肿瘤体积，实际上却增加了IL-6 和IL-8 的产生，从而增加了乳腺癌干细胞的数量[26]。这一数据与其前期的体内研究结果一致，证明多西他赛增加患者IL-6 和IL-8 的表达，进而刺激乳腺干细胞的增殖。同时研究表明，CXCR1 被CXCR1 特异性阻断抗体或小分子CXCR1 抑制剂再分泌素阻断，能够选择性地杀灭人乳腺癌干细胞，从而有效改善临床化疗抵抗[27]。因此，IL-8 信号的抑制也被认为是阻断乳腺癌干细胞群根源的目标[28,29]。进一步了解在TNBC 组织中CSC 活化的机理，干预肿瘤干细胞驱动细胞因子IL-8 的信号转导，对于抑制CSC 群来改善癌症的进展、复发和药物抵抗及预后可能具有重要的临床病理意义。同时，IL-8 也有望成为根除肿瘤干细胞的潜在治疗靶点，并指导开发新型抗癌药物。

2 IL-8 与TNBC 发生EMT 的关系

上皮间质转化(epithelial-mesenchymal transition，EMT)是指上皮细胞在特定的生理和病理情况下向间充质细胞分化的现象。EMT 途径是当下研究肿瘤转移过程的热点之一，许多研究表明发生EMT 的上皮细胞可以分泌多种细胞因子、生长因子和趋化因子来增强肿瘤的扩散[30]。EMT 的特征是上皮细胞的形态学及分化表型转换并获得侵袭性间充质细胞的表型，使细胞的迁移和运动能力增强，同时TNBC 细胞失去上皮细胞标记，如EGFR、上皮钙粘蛋白，并显示出间充质细胞标志物的表达增强，如波形蛋白和神经元钙粘蛋白，进而促进癌细胞的迁移和侵入。研究表明，乳腺肿瘤细胞长期暴露于炎性细胞因子中会发生上皮-间质转化(EMT)，从而导致肿瘤侵袭性增强和整体预后不良。在ER(-)乳腺癌细胞中，IL-8 的异常表达可以诱导紧密连接蛋白分泌带-1 诱发EMT[31]。BalacescuO[32]验证了瘦素能够显著增加STAT3、AKT 和ERK1/2 的磷酸化，提高IL-8 的表达，并诱导乳腺癌细胞EMT 的发生。同时，研究者发现PI3K/AKT 抑制剂LY294002 可以让IL-8 表达下降，波形蛋白、纤连蛋白和E-钙粘蛋白等EMT 生物标志物也被明显消除，最后得出结论：乳腺癌细胞通过PI3K/AKT 信号通路激活IL-8，进一步诱发EMT。在Samanta 的研究中[33]，肿瘤来源的IL-8 主要通过AKT、MAPK/ERK 和JAK2/STAT3 信号通路在自分泌回路中发挥作用，以维持肿瘤细胞的间充质表型[33]。另外，相关实验报告显示，发生EMT 的癌细胞具有癌症干细胞(CSC)的特性，包括化学和放射抗性以及自我更新的能力[34]。以此，IL-8 对于三阴性乳腺癌的发生发展可能具有多重交叉效应，有待进一步探索。

3 IL-8 与肿瘤微环境的相关性

肿瘤微环境（TME）是肿瘤存在的细胞环境，由增生的肿瘤细胞、肿瘤基质、血管、浸润的炎症细胞和多种相关的组织细胞组成，还包括细胞外基质（extracellular matrix，ECM）[35]、生长因子、细胞因子以及局部和/或全身产生的其他蛋白质、微生物菌群也可以存在TME 中，它们和氧气水平、pH 一起构成了TME[36]。肿瘤微环境近年来被认为是癌症发生的主要调节场所，是肿瘤生长的催化剂，调节肿瘤、基质和细胞之间的复杂合作[32]。相关研究多方面阐述了肿瘤微环境在各种细胞因子调节干细胞生长分化中的关键作用，这些细胞因子包括IL-6、IL-8、TGF-b 等，在乳腺肿瘤中常处于高表达状态，IL-8 在癌细胞、浸润嗜中性细胞和肿瘤相关巨噬细胞中的高表达,表明IL-8 在肿瘤微环境的调节中可能发挥作用，如血管生成、肿瘤进展和细胞侵袭[8,37]。TAMs（肿瘤相关巨噬细胞）是乳腺癌细胞入侵的驱动因素[38,39]。IL-8 通过旁分泌方式向肿瘤部位募集中性粒细胞和TAMs，TAMs 通过NF-κB激活分泌第二信使，如IL-8 或IL-6，在肿瘤微环境中发挥关键作用，从而促进肿瘤微环境的形成并调节血管生成，这反过来又与乳腺癌的不良结局和恶性特征密切相关[40,41]。同时，CXCL8-CXCR1/2 信号通路中的基因在肿瘤微环境和肿瘤干细胞中也发挥重要作用,它们积极参与肿瘤进展和干细胞迁移、侵袭。许多癌细胞分泌高水平的CXCR1/2 配体而不表达受体，这表明CXCR1/2 配体也可能以旁分泌的方式参与肿瘤微环境[42,43]。同时，已经发现IL-6 和IL-8 通过激活STAT3-NFkB 信号传导来促进侵袭性肿瘤微环境的形成。因此对于抗IL-8 及其受体的表达，可能有望解决临床TNBC 化疗抵抗耐药及早期转移的现状。

4 IL8-CXCR1/2 轴及其相关信号通路

IL-8 最初被描述为趋化因子，其主要功能是吸引作用于CXCR1/2 的多核炎性白细胞浸润[42, 43]。其发挥功能主要依赖于与特定细胞表面G 蛋白偶联受体(GPCR)、CXCR1 和CXCR2 的相互作用[45]。作为IL-8 受体，CXCR1 和CXCR2选择性地与IL-8 结合组成同源和异源二聚体[46]，两者都在粒细胞、单核细胞、肥大细胞和一些自然杀伤细胞上表达。[47]但IL-8 与两个受体的亲和力不同，产生的效应也不同：CXCR1主要与IL-6 和IL-8 结合，在IL-8 诱导的免疫应答趋化中起作用；而CXCR2 与IL-1、2、3、5、6、7 和8 结合，在细胞迁移中发挥作用，IL-8 与受体CXCR2 有更高的亲和力。[48]IL-8是炎症介导过程的重要组成部分，IL-8 及其受体的异常调节与许多炎症介导的疾病有关，如肺癌、结肠癌、前列腺癌[49]。此外，在肿瘤异种移植模型中，表达IL-8 的肿瘤细胞形成了比对照组细胞大得多的肿瘤，说明了IL-8 对肿瘤的发生发展起着重要作用。据报道，CXCR2 是多种肿瘤转移的关键受体[50,51]。近来，相关研究报道，CXCL8-CXCR1/2 信号轴参与了多种肿瘤的发病[44]。在另外的报告分析和体内癌症模型中都证实了CXCR1/2 参与肿瘤进展，表明IL-8-CXCR1/2 信号通路在肿瘤发生发展和侵袭转移中也起着重要作用[52]。至此，随后也展开了关于IL-8 拮抗剂以及抑制CXCR1/2 介导的信号内传导的相关试验，并取得初步进展。其中最常见的两种IL-8 中和抗体ABX-IL8 和HumX-IL8，通过拮抗IL-8 的信号转导可以明显抑制肿瘤血管的生成以及肿瘤细胞的生长和转移[44]。此外，也开展了多项CXCR1/2 抑制剂试验，在David JM 的研究中[53]，CXCR1/2 抑制剂雷帕霉素对IL-8 信号通路的抑制阻止了MDA-MB-231 细胞的生长和转移；同时，敲除CXCR2 后也可明显抑制MDA-MB-231 细胞的增殖和迁移，表明CXCR1/2 有潜力成为转移性三阴性乳腺癌的潜在治疗靶点。除了受体通路之外，Kim 等人研究报道[54]，应用特异性EGFR 抑制剂作用于癌株细胞后，细胞分泌的IL-8 显著降低，证明在TNBC 细胞中IL-8 的异常表达可能由EGFR 途径调节。基于这些研究基础，kim 等人在实验中观察到AKT、ERK 和STAT3 的磷酸化，证明IL-8 异常表达可能通过TNBC细胞中EGFR/MEK/ERK 途径来调节细胞的生物活性。近年来，在许多实体肿瘤中也发现丝氨酸/苏氨酸激酶雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin，mTOR)信号通路的过度激活，其中在乳腺癌患者中发现这条信号通路的活化高达70%，该通路的活化往往意味着临床预后差[55]、[56]。同时，体外实验证实mTORC1 和mTORC2 抑制剂可以有效封闭PI3K/AKT/mT0R 信号通路，从而发挥抑制乳腺癌发展的作用[56]。Lehmann 等人体外实验研究发现[57]，与Basal-like 亚型细胞株相比，LAR 亚型TNBC 细胞株对PI3K/mTOR 抑制剂NVPBEZ235 敏感性更高。说明对三阴性乳腺癌按亚型分层研究，更有利于精准治疗和个体化治疗。相关研究提出[58]，IL-8 水平可能是Basal-like 型乳腺癌患者的预后因素，因此，针对IL-8 及其受体的药物，包括IL-8 单克隆抗体和雷帕霉素，在治疗病理类型为Basal-like 型的TNBC 患者中可能发挥着重要的作用。

5 结语

许多研究已证实IL-8 在多种实体肿瘤中发挥了促肿瘤作用，与肿瘤的侵袭、转移也密切相关，其发挥作用的机制在一些试验中得到了验证，但具体机制还尚不清楚。目前有研究提出IL-8-CXCR1/2 轴在肿瘤发生发展发挥的作用，通过这条信号通路条调控癌干细胞的扩张从而导致临床放化疗的耐药增加。因此，能否通过靶向抑制乳腺癌干细胞从而抑制乳腺癌的进展，是目前尚未深入研究的领域。相比于IL-8的异常表达，对于其受体CXCR1/2 的研究更有价值[53]，因为IL-8 可以受多种因素的影响而出现异常表达，受体的表达相对具有特异性。此外，临床上也有关于CXCR1/2 受体抑制剂的相关报道，初步证实抑制IL-8 的高表达及阻断IL8-CXCR1/2 信号通路，对于治疗三阴性乳腺癌具有巨大临床价值，而相关抑制剂的药物效应，有待进一步临床试验。近来越来越多的证据表明，肿瘤的发展与机体免疫系统的监测失效和破坏密切相关，IL-8-CXCR1/2 轴与肿瘤免疫和免疫治疗之间的联系值得高度关注，但目前尚且无充足的试验数据予以支撑。同时在乳腺癌中PI3K/Akt/mTOR 信号通路活化比例高，也有相关研究报道了IL-8 与此条通路之间存在密切的联系，但在IL-8 调控该通路时，是否有更具特异性的靶向点，以及是否有其他的信号通路同时被激活，目前尚不清楚。因此，通过探索IL-8 与该信号通路是否与三阴性乳腺癌患者的发生发展及预后密切相关，也具有重大的临床价值。