PI3K/AKT/mTOR信号通路在三阴乳腺癌靶向治疗中的研究进展

杨冠楠　张雪鹏

【摘要】 三阴乳腺癌（TNBC）为乳腺癌重要亚型，因其三阴性特点导致分子靶向治疗效果较差，临床多采用新辅助化疗治疗TNBC，但疗效一般，预后差。磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B/哺乳动物雷帕霉素靶点（PI3K/AKT/mTOR）信号通路及解聚素-金属蛋白酶17（ADAM17）在多种肿瘤中都出现异常激活状态，是抗肿瘤的重要靶点。本文结合近年来相关文献，对PI3K/AKT/mTOR信号通路及ADAM17在肿瘤发生中的作用机制、相关靶点及TNBC靶向治疗中的研究进行汇总与分析，以期为多靶点联合治疗TNBC提供新思路。

【关键词】 磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B/哺乳动物雷帕霉素靶点信号通路 解聚素-金属蛋白酶17 三阴乳腺癌 靶向治疗

[Abstract] Triple-negative breast cancer （TNBC） is an important subtype of breast cancer， because of its triple-negative characteristics， the molecular targeted therapy effect is poor， and neoadjuvant chemotherapy is used in the clinic to treat TNBC， but the efficacy is general and the prognosis is poor. The phosphatidylositol 3-kinase/protein kinase B/mammalian rapamycin target （PI3K/AKT/mTOR） signaling pathway， and depolymer-metalloproteinase 17 （ADAM17） have abnormal activation states in a variety of tumors and are important anti-tumor targets. In this paper， combined with the relevant literature in recent years， the research on the PI3K/AKT/mTOR signaling pathway，and ADAM17 in tumorigenesis， related targets and TNBC targeted therapy is summarized and analyzed， in order to provide new ideas for the multi-target combination therapy of TNBC.

[Key words] PI3K/AKT/mTOR signaling pathway Depolymerin-metalloproteinase 17 Triple-negative breast cancer Targeted therapy

乳腺癌是女性群體中的常见恶性肿瘤，我国乳腺癌发病率与死亡率均呈现逐年上升趋势。乳腺癌的诊断逐渐从体格检查、钼靶X射线检查发展到CT检查与超声检查、核磁共振成像（MRI）检查。乳腺癌致死率高，早期特异性不明显是女性癌症死亡的首要原因。尽管针对乳腺癌筛查不断被推广，但种种因素导致乳腺癌发现时多为中晚期，其早期诊断仍是防治的重点难点[1]。乳腺癌为乳腺细胞受癌症因子侵袭所致，三阴乳腺癌（TNBC）为乳腺癌重要亚型，占比约为15%，多发于年轻女性群体，因雌激素受体（ER）、孕激素受体（PR）及表皮细胞生长因子受体（HER2）表达均呈现阴性而得名[2-3]。因其三阴性特点导致激素受体内分泌治疗TNBC疗效不佳，且尚未发现特异性靶点与相关受体表达，分子靶向治疗效果较差，临床治疗TNBC除新辅助化疗外较无有效手段，且对于患者5年生存率的提升收效甚微[4-6]。与其他乳腺癌亚型相比，TNBC侵袭早、病灶转移快、致死率高，预后极差，研究工作者目前仍在不断寻找治疗TNBC的新靶点[7]。本研究从TNBC分子分型入手，结合国内外文献，对磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B/哺乳动物雷帕霉素靶点（PI3K/AKT/mTOR）[8]在TNBC靶向治疗中的研究进展加以汇总与分析，并对解聚素-金属蛋白酶17（ADAM17）[9]在TNBC中的表达及对信号通路的关系研究进行整理与讨论，以期为多靶点联合治疗TNBC提供新思路。

1 三阴乳腺癌分子分型

TNBC特异性较强，可根据基因表达的差异分为基底细胞样TNBC（BL-TNBC）、免疫相关TNBC（I-TNBC）、间质样TNBC（ML-TNBC）及管腔/分泌型TNBC（LA-TNBC）[10-11]。BL-TNBC核染色数较高且基因扩增，可分为BL1与BL2两种亚型，BL1型生长因子通路蛋白表达较BL2型高，BL2型表皮生长因子及其相关受体表达较高。I-TNBC免疫反应增强，主要与免疫系统信号通路相关联，因此预后相对其他TNBC分型较好。ML-TNBC主要表现出细胞活动基因及因子的高表达与细胞外基质受体的编译，与转移性乳腺癌有相似临床表现。LA-TNBC表现为雄激素受体表达较高，因此治疗LA-TNBC时多采用雄激素抑制剂。

2 PI3K/AKT/mTOR信号通路

PI3K/AKT/mTOR信号通路起细胞信号传导的重要作用，过度激活后可加速细胞增殖与异常的分化，抑制细胞凋亡，加速肿瘤形成与转移[12]。磷脂酰肌醇为细胞膜中的重要组成，可被磷脂酰肌醇酶（PIKs）这一信号转导分子磷酸化，PI3K与磷酸化酪氨酸残基相互作用[13]，引发二聚体改变与PI3K的激活。激活后的PI3K与生长因子受体相结合，PI3K对上游抑癌基因进行负反馈调节，加速PI3K/AKT/mTOR信号通路激活，磷酸化AKT蛋白Thr308结构并使AKT完全活化，加速肿瘤细胞增殖。AKT由氨基酸残基构成，与蛋白激酶同源，为PI3K的下游分子，有三种亚型[14]，蛋白质高级结构大同小异，在多种组织中均有表达，被激活后可从细胞膜转移至细胞质及细胞核，并在磷酸化影响下对其下游靶蛋白进行调节，从而对肿瘤细胞的增殖、转移与凋亡进行影响。mTOR为PI3K/AKT下游重要底物，为PI3K/AKT/mTOR信号通路的重要蛋白激酶，起调控肿瘤细胞增殖与肿瘤血管生成的作用[15]。AKT磷酸化后mTOR被激活，进而对核糖体S6蛋白激酶下游通路这一蛋白翻译因子加以调节并使其磷酸化，加速肿瘤细胞增殖，并调节肿瘤细胞及蛋白质的合成。

PI3K/AKT/mTOR信号通路在多种恶性肿瘤中均有激活[16]，如Shen等[17]对多个癌症数据库及基因表达综合数据库微阵列数据行汇总、搜集处理，选出靶基因并对其数据加以测定，通过定量逆转录聚合酶链反应、蛋白质印迹与免疫组化法，发现PI3K/AKT/mTOR信号通路在胆管癌中起关键作用，可增殖胆管癌肿瘤细胞；Golden等[18]则对PI3K/AKT/mTOR信号通路在雌激素受体阳性乳腺癌中的价值进行报道；Maric等[19]发现糖蛋白Nmb在TNBC中过度表达，进而采用小鼠模型对糖蛋白Nmb在TNBC发生中的作用及该通路在乳腺癌其起始中的作用机制进行分析，PI3K/AKT/mTOR通路也逐渐成为乳腺肿瘤学科的新型研究靶点。

乳腺癌的发生发展与原癌基因异常激活，抑癌基因突变或失活有关[20]，相关蛋白合成出现障碍，细胞信号传导紊乱，细胞生物学行为被改变，TNBC肿瘤随之出现。mTOR为PI3K/AKT/mTOR信号通路中的调控基因，可上调金属基质蛋白酶-2（MMP-2）表达[21]，加速MMP-2对细胞外基质的分解与对血管基膜的破坏进展，加速TNBC肿瘤侵袭，因此沉默AKT表達可抑制TNBC肿瘤细胞增殖逐渐成为临床共识。mTOR抑制剂则主要对细胞内周期转换进行抑制，降低肿瘤细胞DNA的复制与有丝分裂速率，进而抑制TNBC肿瘤细胞生长。雷帕霉素为常见mTOR抑制剂，可加速肿瘤细胞凋亡，发挥抗肿瘤功效，并于细胞蛋白结合，结合后的复合物可与mTOR结合，抑制下游蛋白，影响肿瘤组织生长，通过线粒体介导加速TNBC细胞凋亡。除雷帕霉素外，依维莫司、地磷莫斯均作为mTOR抑制剂在乳腺癌治疗中有一定应用。基于该通路对TNBC发病的影响，Xu等[22]采用MTT测定法测定MDA-MB-231和EFM-192A细胞增殖情况，并通过染色法观察TNBC细胞核形态的变化，通过流式细胞术检测细胞周期和凋亡比例，以确定衰减PI3K/AKT/mTOR信号通路对TNBC细胞的影响，发现毛兰素可衰减PI3K/AKT/mTOR信号通路，下调pPI3K与pAKT表达，进而诱导癌细胞衰亡。但TNBC的发病机制与多个靶点均有关联，因此单个靶点抑制剂用于TNBC治疗可能会出现反馈刺激，且雄激素受体阳性的TNBC患者更容易出现记忆突变，但对于PI3K/AKT/mTOR信号通路双重抑制剂用于TNBC的作用尚在研究之中。

3 ADAM17

表皮生长因子受体（EGFR）为哺乳动物多种细胞表面均有广泛分布的糖蛋白，分子量170 kDa，存在于细胞膜表面，是上皮生长因子（EGF）的受体，用于EGF的信号传导与增殖，通过与EGF配体结合激活。随EGFR激活，包含多个激活位点的激酶通路也随之激活，EGFR表达异常，下游传导信号增强，受体下调机制紊乱，进而导致癌细胞增殖，因此临床治疗TNBC时常选用抗EGFR药物，如Si等[23]就对抗EGFR药物用于TNBC治疗的效果加以报道，选取了抗体-药物偶联物（ADC）来靶向EGFR，证明了抗EGFR ADC的TNBC靶向特异性，且药代动力学研究表明其循环稳定性较高，表明抑制EGFR在治疗TNBC方面潜力较大；Rontogianni等[24]则对抑制EGFR表达对TNBC癌细胞的抑制作用进行观测等均证明EGFR与TNBC细胞生长、转移及凋亡有关，且通过吉非替尼抑制EGFR可抑制TNBC细胞增殖。

ADAM17是细胞膜表面糖蛋白家族中研究较多的成员，作为跨膜金属蛋白酶拥有多种生物学功能，可有效水解肿瘤坏死因子-α（TNF-α），使TNF-α前体变为可溶性TNF-α，因此也称TNF-α转化酶[25-26]。除此之外，ADAM17还有着黏附和蛋白水解特及蛋白剪切酶样作用，可对双调蛋白、EGFR配体行剪切活化脱落处理，使相应信号通路被激活，从而对细胞活性进行调节。正常生理状态下ADAM17广泛存在于多种细胞中，但表达水平较低，而在肿瘤患者体内表达较高，如Pavlenko等[27]发现ADAM17在结直肠癌中的表达上调，且ADAM17缺陷的结直肠癌小鼠肿瘤负担较轻；Pelullo等[28]同样对ADAM17在结直肠癌中的表达上调进行报道。因观测到ADAM17可释放EGFR配体，且EGFR配体在卵巢癌患者腹水中表达较高，Hedemann等[29]为明确ADAM17对卵巢癌细胞的作用机制，对ADAM17进行沉默处理，发现ADAM17被抑制后卵巢癌细胞凋亡敏感且活力降低，可有效提升顺铂疗效且减少患者化疗耐药性。Wei等[30]通过实验发现ADAM17可加速胃癌患者淋巴结转移与胃癌进展，且胃癌患者生存时间与ADAM17表达有强相关性，并提出可将ADAM17作为胃癌淋巴结转移诊断标志物。除ADAM17在肿瘤患者体内表达较高外，也发现ADAM17与Notch信号通路这一在肿瘤组织中积极参与的信号通路有关。

ADAM17是EGFR与HER2上游因子，可释放EGFR并活化多种HER2配体，导致乳腺癌的发生。乳腺癌患者体内ADAM17多由巨噬细胞生成，ADAM17由此发挥出白细胞特异性，并通过激活如EGFR/PI3K/AKT等EGFR相关通路加速肿瘤细胞增殖，且不受患者年龄影响。胡宝山等[31]通过细胞划痕实验利用蛋白质印迹法检测ADAM17对乳腺癌细胞的侵袭作用，且发现对ADAM17/EGFR/PI3K/AKT这一信号通路进行抑制后，乳腺癌细胞侵袭速率变慢，生长受到抑制，提示ADAM17有希望成为TNBC治疗的又一切入口。

4 小结与展望

TNBC的发生受到多种因素影响，对乳腺疾病的病因学预防实现有较大难度，因此应重视起TNBC的二级预防手段，即TNBC早期筛查工作，但因种种因素导致乳腺癌发现时多为中晚期，其早期诊断仍是防治的重点难点。PI3K/AKT/mTOR信号通路及ADAM17均在TNBC肿瘤细胞的增殖、分化、凋亡中占重要地位，随临床对TNBC研究的深入，针对TNBC的化疗方案也在不断优化改进，PI3K/AKT/mTOR信号通路中的多个关键蛋白也逐渐成为TNBC热门药物作用靶点，PI3K/AKT/mTOR信号通路抑制剂及ADAM17抑制剂联合现有抑制剂在其他亚型乳腺癌中的疗效实验也使得以上抑制剂应用于TNBC治疗成为可能，TNBC有效靶向药的空白有望被填补。但由于TNBC分子分型较多，具有较强异质性，其发病机制与多种基因及靶点均有关联，为多因素过程，不同分化阶段TNBC肿瘤细胞信号通路与增殖机制均不相同。目前对PI3K/AKT/mTOR信号通路、ADAM17在TNBC发病中的具体机制研究仍不够深入，对多个信号通路联合或多个靶点共同作用于TNBC的疗效研究尚无定论，具体疗效仍需大量临床研究数据证实。且PI3K/AKT/mTOR信号通路抑制剂均有一定毒副作用，易出现发热、皮肤瘙痒、血糖升高或皮疹等不良反应，信号通路抑制剂毒性作用如何有效降低也是临床研究关键。

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