逆转乳腺癌内分泌治疗耐药的表观遗传学机制及相关研究进展

李霖，孟祥朝，张富全

天津市第三中心医院甲乳疝外科，天津 300170

近年来，乳腺癌发病率逐年升高，其是最常见的严重威胁女性生命健康和生活质量的恶性肿瘤之一。激素受体（hormone receptor，HR）阳性是女性乳腺癌的重要病理学特征。约70%的乳腺癌患者存在雌激素受体（estrogen receptor，ER）阳性[1]。针对HR阳性乳腺癌的治疗，目前主要采用以手术、放化疗为主的综合治疗方案，其中内分泌治疗是重要的治疗手段。内分泌治疗是早期HR阳性乳腺癌患者的重要辅助治疗手段[2]，但治疗中易出现耐药，治疗后易出现复发和转移，导致HR阳性乳腺癌患者的总体预后并不理想。目前认为，逆转内分泌耐药或可使乳腺癌患者得以继续接受治疗，甚至完成全部治疗，有利于使乳腺癌回归慢性病，为患者带来生存获益[3-5]。

内分泌治疗的耐药性及耐药逆转均是目前的研究热点[6-8]。关于内分泌治疗中的耐药现象，已有研究在体内外肿瘤细胞生长抑制、信号转导（通路）、诱导凋亡、细胞周期阻滞等多个层面进行了探讨。表观遗传学修饰指DNA序列不发生改变、基因表达过程发生可遗传变化。研究认为，表观遗传学修饰是内分泌治疗耐药的重要因素[9-11]。因此，本文对内分泌治疗耐药的机制进行回顾，对逆转乳腺癌内分泌治疗耐药的表观遗传学机制及相关研究进展进行综述。

1 乳腺癌内分泌治疗概述

内分泌辅助治疗已成为乳腺癌最有效的治疗方式之一[12]。研究表明，内分泌辅助治疗可降低近40%的HR阳性乳腺癌患者的复发风险[13]。目前已在临床中应用的内分泌治疗药物主要分为3大类：①芳香化酶抑制剂，如来曲唑（Letrozole）；②选择性ER调节剂，如他莫昔芬（Tamoxifen）、托瑞米芬（Toremifene）、雷洛昔芬（Raloxifene）等；③选择性ER下调剂，如氟维司群（Fulvestrant）。其中来曲唑等芳香化酶抑制剂可阻断芳构化反应，抑制雌激素合成；他莫昔芬等选择性ER调节剂可竞争性抑制雌激素与ER的结合，从而抑制雌激素的合成；氟维司群等选择性ER下调剂可阻断ER信号转导通路，降低ER稳定性，抑制雌激素的合成[14-16]。

2 乳腺癌内分泌治疗耐药性的发生机制

内分泌治疗HR阳性乳腺癌已取得了较大进展，但其临床有效性受到肿瘤对内分泌治疗产生原发性耐药的制约。约30%的晚期HR阳性乳腺癌患者接受内分泌治疗最终会出现获得性耐药[17]。乳腺癌细胞对内分泌治疗产生耐药，是限制乳腺癌患者完成治疗方案、获得治疗成功的不利因素。肿瘤细胞对内分泌治疗的耐药性体现在以下2个方面[18-19]：①原发性耐药，指治疗2年内出现复发和转移，或者转移性乳腺癌6个月内出现疾病进展；②继发性（获得性）耐药，指治疗≥2年或治疗完成后1年内出现复发和转移，或者转移性乳腺癌6个月后出现疾病进展。研究表明，约30%的ER阳性乳腺癌患者对任何内分泌疗法均会表现出原发性耐药；30%～40%的ER阳性乳腺癌患者最初表现出对内分泌疗法有反应，但后期会出现继发性耐药，产生药效抵抗（无效）[17,20]。对内分泌治疗原发性耐药的乳腺癌患者，即使更换其他类别药物后疗效显著，最终也将对治疗耐药。可见，内分泌治疗耐药已成为乳腺癌临床治疗中亟需解决的重要课题。

内分泌治疗耐药的产生主要源于以下3个方面的机制[21-23]：①ER基因突变，如人表皮生长因子受体 2（human epidermal growth factor receptor 2，HER2）、胰岛素样生长因子受体（insulin-like growth factor receptor，IGFR）、成纤维细胞生长因子受体（fibroblast growth factor receptor，FGFR）基因扩增；②肿瘤微环境变化，如雌激素浓度升高；③表观遗传学改变，如大鼠肉瘤癌基因（rat sarcoma oncogene，RAS）、快速加速纤维肉瘤（rapidly accelerated fibrosarcoma，RAF）基因突变。上述多种机制可能导致内分泌治疗耐药[24]。

目前，关于表观遗传修饰的研究主要集中于组蛋白修饰、DNA甲基化、DNA乙酰化、非编码RNA调控等方面。研究发现，表观遗传学改变很大程度是可逆的、酶系学上的改变[25]，因此，逆转其表观遗传学改变机制的治疗思路正逐步成为攻克乳腺癌内分泌治疗耐药的可行、有效的选择。

2.1 组蛋白修饰

组蛋白是基因组蛋白质骨架，组蛋白翻译后修饰决定基因组的翻译活性。组蛋白修饰在组蛋白从基因型向表达型的转化过程中发挥了关键作用[26]。组蛋白修饰主要包括H1（或H5）、H2A、H2B、H3和H4等5种类型。组蛋白修饰可调控ERα阴性乳腺癌细胞表达ER，ERα阴性指ERα表达缺失，可导致机体对他莫昔芬耐药；而乳腺癌ERα阳性表达是内分泌治疗的适应证。研究发现，肿瘤转移相关蛋白1（metastasis associated 1，MTA1）可诱导干扰素诱导蛋白 16（interferon inducible protein 16，IFI16）的表达，从而抑制ERα的表达。下调MTA1、IFI16的表达可恢复ERα表达，进而提高乳腺癌对内分泌治疗的敏感性。

2.2 DNA甲基化

正常细胞中抑癌基因多为非甲基化状态，具有转录活性；而恶性肿瘤中的抑癌基因多表现为高甲基化。其中赖氨酸的组蛋白甲基化最为常见，主要由组蛋白甲基转移酶（组蛋白赖氨酸甲基转移酶、组蛋白精氨酸甲基转移酶）催化而成。已有多项研究证明，乳腺癌内分泌治疗的耐药性与组蛋白甲基化异常相关。研究发现，获得性耐药细胞中组蛋白H3第4位赖氨酸残基（histone H3 lysine 4，H3K4）丢失、组蛋白H3第9位赖氨酸残基（histone H3 lysine 9，H3K9）表达上调，研究认为，H3K4甲基化与基因激活转录有关，H3K9甲基化与基因沉默有关[27]。研究证实，SET结构域分支型组蛋白赖氨酸甲基转移酶1（SET domain bifurcated histone lysine methyltransferase 1，SETDB1）可调控肿瘤细胞对化疗药物的敏感性[28]。研究显示，H3K4、H3K9或可作为多种肿瘤患者耐药性及预后的预测指标[29]。

研究发现，HR阳性乳腺癌患者在内分泌治疗中的耐药性与DNA甲基化相关[30]。前列腺素E受体4（prostaglandin E receptor 4，PTGER4）、Ras蛋白激酶类似物 1（Ras protein activator like 1，RASAL1）、双特异性磷酸酶7（dual specificity phosphatase 7，DUSP7）、细胞膜钙转运 ATP 酶 4（plasma membrane calcium-transporting ATPase 4，PMCA4）、生长分化因子15（growth differentiation factor 15，GDF15）等基因甲基化，均可能诱导耐药并降低内分泌治疗的疗效。

研究表明，乳腺癌细胞对他莫昔芬的耐药性受组蛋白甲基转移酶zeste 2多梳抑制复合物2亚基增强子（enhancer of zeste 2 polycomb repressive complex 2 subunit，EZH2）-ERα辅助因子-雌激素受体调节因子1（growth regulating estrogen receptor binding 1，GREB1）信号通路的调控[31]。一项基础实验将EZH2选择性抑制剂GSK126和EPZ-6438用于他莫昔芬耐药小鼠，结果显示，EZH2抑制剂可显著上调小鼠GREB1蛋白的表达[32]。表明选择性EZH2抑制剂可在对他莫昔芬耐药HR阳性乳腺癌的治疗中发挥作用。此外，对接受他莫昔芬治疗的乳腺癌患者临床标本的检测分析发现，EZH2抑制剂浓度与GREB1的表达呈负相关。

由此可见，HR阳性乳腺癌耐药细胞中存在DNA甲基化，提示EZH2抑制剂对HR阳性乳腺癌内分泌治疗耐药患者具有潜在的应用价值。

2.3 DNA 乙酰化

DNA乙酰化过程是可逆、动态的[33]。DNA乙酰化受组蛋白乙酰转移酶（histone acetyl transferase，HAT）和组蛋白去乙酰化酶（histone deacetylase，HDAC）共同调节。HAT可通过DNA乙酰化使染色质松弛、允许DNA与转录因子结合，从而激活基因转录；HDAC可通过DNA乙酰化将染色质压缩，从而阻止转录因子进入DNA、抑制基因转录。

3 逆转乳腺癌内分泌治疗的耐药性

近年来，国内外有关逆转乳腺癌内分泌耐药性的研究集中于逆转耐药、维持/增强内分泌治疗疗效方面，特别是逆转乳腺癌内分泌治疗的耐药性。其中，表观遗传学药物HDAC抑制剂、DNA甲基化转移酶（DNA methyltransferase，DNMT）抑制剂已用于多种肿瘤的治疗中。

3.1 HDAC 抑制剂

研究发现，在HR阳性乳腺癌细胞中，HDAC抑制剂可抑制ER及其应答基因的转录；在HR阴性乳腺癌细胞中，HDAC抑制剂可促进ER的表达，提示HDAC抑制剂具有增强、恢复抗雌激素治疗效果的作用[34]。因此，已有临床试验将HDAC抑制剂用于HR阳性乳腺癌的内分泌治疗中，以逆转内分泌治疗的耐药性。目前已有多种HDAC抑制剂陆续研发问世并逐渐进入临床研究或应用阶段。

恩替司他是一种选择性HDAC抑制剂，口服恩替司他可上调乳腺癌患者ER的表达和芳香化酶水平，恢复乳腺癌细胞对芳香化酶抑制剂（aromatase inhibitor，AI）治疗的敏感性。恩替司他具有对抗肿瘤对内分泌治疗耐药的作用，推测其机制可能为对HER2基因翻译的调控和转录调控[35-36]。恩替司他Ⅲ期E2112临床研究结果证实了临床前和Ⅱ期临床研究结果，证实内分泌治疗在HR阳性乳腺癌治疗中有效，且HDAC抑制剂恩替司他可通过影响表观遗传修饰基因的表达来对抗肿瘤细胞对内分泌治疗的耐药性。

伏立诺他也是一种HDAC抑制剂，可通过抑制HDAC促进肿瘤细胞的分化，阻断细胞周期，诱导细胞凋亡。一项Ⅱ期临床研究结果发现，乳腺癌患者血清中Ki-67呈低表达、热休克蛋白70（heat shock protein 70，HSP70）呈高表达，推测伏立诺他增强了微管蛋白的乙酰化作用，抑制了HDAC6和热休克蛋白 90（heat shock protein 90，HSP90）病变蛋白在乳腺癌细胞中的表达[37]。一项Ⅲ期临床研究结果证实，伏立诺他可通过抑制HDAC6和HSP90病变蛋白的表达使乳腺癌细胞对紫杉类和单抗类药物更加敏感[38]。

西达本胺的细胞增殖实验结果发现，西达本胺单药、4-羟他莫昔芬单药或两药联合均可抑制ER阳性乳腺癌细胞MCF-7的增殖。推测表皮生长因子可诱导乳腺癌细胞MCF-7对4-羟他莫昔芬产生耐药性，而西达本胺可通过抑制其引起的丝裂原活化蛋白激酶的激酶（mitogen-activated protein kinase kinase，MEK）、细胞外信号调节激酶（extracellular signal-regulated kinase，ERK）和蛋白激酶 B（protein kinase B，PKB，也称AKT）等激酶及ER的磷酸化，发挥逆转耐药的作用。西达本胺的Ⅲ期临床研究结果证实了其在逆转ER阳性乳腺癌内分泌治疗耐药中的作用[39-40]。

3.2 DNMT 抑制剂

DNMT可使DNA甲基化，将甲基基团转移到新生DNA而维持细胞分裂。目前已有5-氮杂-2’-脱氧胞苷（5-aza-2’-deoxycytidine，5-Aza-dC）和己二酸二辛酯（dioctyladipate，DOA）两种DNMT抑制剂治疗多种恶性肿瘤的报道。DNMT1在他莫昔芬耐药性乳腺癌细胞中表达上调，可导致第10号染色体缺失的磷酸酶与张力蛋白同源物（phosphatase and tensin homolog，PTEN）启动子甲基化，而5-Aza-dC可完全逆转PTEN的表达缺失。DOA是特级初榨橄榄成分中的酚类物质，研究发现，雷帕霉素靶蛋白（mechanistic target of rapamycin kinase，MTOR）-DNMT双抑制剂——DOA可抑制干细胞在小鼠体内成瘤，而经DOA预处理后的肿瘤干细胞可保持无瘤状态（连续数月）[41-42]。DOA是取自植物中的化学物质，这种天然的MTOR-DNMT抑制剂对肿瘤干细胞介导的肿瘤细胞耐药有明显的逆转作用，有望成为未来更有前途的肿瘤预防、治疗和对抗耐药性的新药物。

4 小结与展望

克服内分泌治疗的耐药性，可提高乳腺癌患者经内分泌治疗的受益率。HR阳性乳腺癌患者在内分泌治疗中的耐药性及发生机制，目前已知是由多种分子信号通路异常导致，其中表观遗传学（如DNA甲基化、DNA乙酰化、组蛋白修饰）已获得国内外学者的逐渐认可，为逆转内分泌治疗耐药提供了新药研发的数据支持、治疗思路。目前，逆转HR阳性乳腺癌内分泌治疗耐药方面的研究已取得了一定进展，包括HDAC抑制剂恩替司他、西达本胺等逐步上市并应用于临床；逆转内分泌治疗耐药的DNMT抑制剂、HDAC抑制剂联合依西美坦等的治疗方案，正逐步成为临床治疗乳腺癌新的标准内分泌治疗方案。继续深入了解乳腺癌内分泌治疗耐药的机制，探讨预测耐药的生物标志物，有助于发掘出更有益于患者完成治疗、获得良好预后的相关药物。