乳腺癌是女性常见肿瘤之一，在女性肿瘤相关死因中居第 2 位[1]。乳腺癌是一种复杂的异质性疾病，根据组织学特征可将其分为雌激素受体（estrogen receptor，ER）阳性乳腺癌、人表皮生长因子受体 2（human epidermal growth factor receptor 2，HER2）阳性乳腺癌和三阴性乳腺癌[2]。内分泌治疗是激素反应性乳腺癌的主要治疗方法，包括使用选择性 ER 调节剂、选择性 ER 降解剂和芳香酶抑制剂[3]。靶向 ER和 HER2 的药物是乳腺癌最广泛的治疗方法[4]。化疗、激素类药物和靶向治疗药物可降低乳腺癌的死亡率，但确定从此类治疗中获益的患者及患者可能会遭受到的药物毒性与耐药等问题仍是极具挑战的难题。随着医疗成本的升高和新的靶向治疗药物的引入，生物标志物的探索与应用已成为辅助乳腺癌诊断、治疗、预后及监测治疗期间和治疗后疾病的重要方法[5]。了解乳腺癌转移和化疗耐药性的机制对开发基于分子靶点的乳腺癌治疗方法至关重要。本文综述与乳腺癌发生发展密切相关的生物标志物和信号通路的研究进展，并探讨其在乳腺癌临床诊疗中的可行性。
核因子κB 信号通路
核因子 κB（nuclear factor-κB，NF-κB）是一组特异性转录因子，不仅可调控细胞增殖、凋亡相关基因的转录，还可调控炎症和次级免疫反应相关基因的转录和表达，在肿瘤生物学中起关键作用[6]。NF-κB 家族成员包括 NF-κB1（p105/p50）、NF-κB2（p100/p52）、RelA（p65）、RelB 和 c-REL[7]。NF-κB是包括乳腺在内的几种上皮组织正常器官发生所必需的，在乳腺癌细胞系和原发性人乳腺癌组织中均可检测到 NF-κB DNA 结合活性的异常升高[8]。研究表明，当 NF-κB 经典信号通路被特异性阻断时，模型小鼠表现出严重的泌乳缺陷[9]。
NF-κB 可诱导的基因包括尿激酶型纤溶酶原激活物、白细胞介素（interleukin，IL）-6、IL-8、巨噬细胞炎症蛋白-2、细胞间黏附分子-1、谷胱甘肽 S-转移酶、细胞凋亡抑制蛋白 2、肿瘤坏死因子受体相关因子 1、含铜与锌超氧化物歧化酶、含锰超氧化物歧化酶等[10]。NF-κB 可诱导基因超过 180 个，这些基因在乳腺癌等肿瘤的发生、发展、转移和化疗耐药性中扮演重要角色[11-12]。研究表明致癌基因 c-Myc是 NF-κB 信号通路的作用靶点，其在 30%的乳腺癌中过表达[13]。NF-κB 可促进细胞周期蛋白（cyclin）D1 的表达，而 c-Myc 可促进 cyclin A 和 cyclin E 的表达，从而加速细胞增殖[14]。NF-κB 还可调节上皮间质转化，这是乳腺癌进展的关键过程之一[15]。
NF-κB 信号通路的经典和替代途径的激活是促进上皮间质转化相关基因表达、刺激肿瘤起始细胞自我更新和增殖的先决条件[16]。综上，NF-κB 在乳腺癌的发病机制中发挥重要作用，NF-κB 的激活与促进乳腺癌细胞的生长有关，而抑制 NF-κB 信号通路可成为乳腺癌治疗的有效途径之一。
PI3K/Akt/mTOR 信号通路
磷脂酰肌醇 3 激酶（phosphoinositide 3-kinase，PI3K）/蛋白激酶 B（protein kinase B，PKB，又称Akt）/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin，mTOR）是细胞内主要的信号通路，该信号通路可介导细胞内营养代谢、激素分泌和生长因子的相关功能。PI3K/Akt/mTOR 信号通路在多种肿瘤的细胞生长和增殖中发挥重要作用，是乳腺癌最常见的异常基因组之一。
PI3K 是该级联反应中导致肿瘤细胞生长的关键分子[17]。PI3K 是由一个调节亚基 p85 和催化亚基
p110 组成的异源二聚体，其中催化亚基存在 4 种亚型（α、β、δ 和 γ）[18]。PI3K/Akt/mTOR 信号通路通过受体酪氨酸激酶而被激活，反向触发 PI3K 的激活，随后磷酸化 Akt 和哺乳动物雷帕霉素靶蛋白复合物（mammalian target of rapamycin complex，mTORC）1[19]。Akt 有 3 个亚型，包括 Akt1、Akt2 和 Akt3；其在葡萄糖代谢、细胞存活、细胞生长和细胞增殖中发挥核心作用[20]。mTOR 由 mTORC1 和 mTORC2 两种蛋白质复合物组成。mTORC1 是一种对雷帕霉素和生长因子等营养物质敏感的多蛋白复合物，位于 Akt下游[21]。mTORC1 可刺激细胞的生长和细胞周期的进展，参与应激、氧化等生化反应过程；mTORC2也对生长因子敏感，但对营养物质和雷帕霉素并不敏感，可调节细胞骨架、细胞代谢和细胞存活[22-23]。约 60%的乳腺癌存在 PI3K/Akt/mTOR 信号通路过度激活的情况[24]。目前，PI3K 抑制剂 alpelisib 和 mTOR抑制剂依维莫司已被美国食品药品监督管理局和欧洲药品管理局批准用于晚期 ER 阳性乳腺癌的治疗[25]。新一代 Akt 抑制剂 capivasertib 及高选择性 ATP 竞争性 mTOR 激酶抑制剂 sapanisertib 和西罗莫司仍有待广泛临床评估[26]。
JAK/STAT 信号通路
Janus 激酶（Janus kinase，JAK）是一类非受体酪氨酸激酶，是细胞因子和生长激素信号传导的介质。激活的 JAK 可使信号转导及转录活化因子（signal transducer and activator of transcription，STAT）磷酸化，导致核易位并调节细胞增殖、分化、凋亡相关基因的转录[27]。JAK/STAT 信号通路也可促进肿瘤的生长，诱导炎症[28]。JAK 家族由 JAK1、JAK2、JAK3和 TYK2 共 4 个非受体蛋白酪氨酸激酶组成，其中JAK1、JAK2 和 TYK2 在哺乳动物中广泛表达。JAK一旦被细胞因子激活，便可作为 STAT 等信号分子的对接位点；被激活的 STAT 从细胞质转移到细胞核，促进其他基因的转录[29]。
研究发现，STAT1、STAT2、STAT3、STAT4、STAT5a、STAT5b 和 STAT6 在乳腺癌细胞系或乳腺癌组织中表达异常[30]。STAT1 和 STAT2 有助于免疫应答相关基因的激活[31]。研究证实原发性乳腺肿瘤中 STAT3 水平升高；与正常乳腺组织相比，恶性乳腺癌细胞核中的 STAT3 水平明显升高[32]。此外，STAT5 在乳腺中首次被描述为可促进乳腺发育的特异性基因，STAT5a 的核表达与肿瘤分级呈显著正相关；STAT5a 的核定位在人乳腺癌中亦显著增加[33]。另有研究表明，STAT 的异常表达与 ER 阳性乳腺癌、孕激素受体阳性乳腺癌的不良预后有关[34]；与化疗敏感的乳腺癌细胞系 MCF7 比较，MCF7 耐药株细胞中被 JAK/STAT 信号通路和蛋白激酶 C 信号通路磷酸化的多肽具有广泛的激酶活性[35]。综上，JAK/STAT 信号通路通过多基因相互作用对转录的异常激活、肿瘤的发生发展及乳腺癌的化疗耐药性产生影响。
Notch 信号通路
Notch 信号通路存在于脊椎动物和无脊椎动物中，其在物种进化过程中高度保守，参与调控细胞的增殖、迁移、凋亡，并参与调节组织器官分化和血管形成等[36]。在哺乳动物中，Notch 信号通路的关键组成部分是 4 个 Notch 受体、5 个 Notch 配体和转录因子 CSL DNA 结合蛋白[37]。与其他信号通路相比，Notch 信号通路的结构相对简单，激活过程中无第二信使参与，因此不会和其他信号通路一样产生级联扩增[38]。
Notch 的不当激活可导致细胞过度增殖，甚至诱发癌症，其在多种癌症中发挥促肿瘤的作用。既往研究表明，乳腺肿瘤是第一个被发现与 Notch 信号通路相关的实体肿瘤；也有研究认为 Notch 信号通路是乳腺癌的三大“罪魁祸首”之一[39]。Notch受体的过表达与三阴性乳腺癌的侵袭性、转移性和耐药性高度相关[40]。Notch1 的过表达与患者的不良预后、乳腺癌进展及乳腺导管原位癌向侵袭性乳腺癌的转变相关；Notch2 的突变可增加乳腺癌的发生率，且突变率与 HER2 阳性乳腺癌的进展呈正相关；Notch3 的过表达与乳腺癌的侵袭和远处转移相关，也与 HER2 阴性乳腺癌的进展相关[40]。55.6%的三阴性乳腺癌患者中Notch4过表达，而45.8%的HER2阳性乳腺癌患者和25.5%的luminal型乳腺癌患者中也同样出现 Notch4 的异常表达[40]。DLL1、DLL3、DLL4、Jagged1 和 Jagged2 都是 Notch 受体的配体[41]。表达 DLL1 的乳腺癌干细胞可通过 NF-κB 信号通路驱动乳腺癌的化疗耐药，而 DLL3 的高表达与侵袭性乳腺癌患者的预后不良和免疫浸润相关[42]。综上，Notch 信号通路抑制剂可成为乳腺癌免疫治疗的新靶点。
转化生长因子-β信号通路
转化生长因子-β（transforming growth factor-β，TGF-β）属于生长因子多肽超家族，包括激活素、抑制素和骨形态发生蛋白（bone morphogenetic protein，BMP），其可调节多种细胞行为，包括细胞增殖、细胞分化、细胞凋亡和基质积累等[43]。经典 TGF-β 信号通路涉及 TGF-β 结合 TGF-βⅡ型受体、TGF-βⅠ型受体招募、TGF-βⅡ型受体激酶磷酸化及随后的受体调节 Smad（receptor-regulated Smad，R-Smad）蛋白磷酸化[44]。BMP 发出特异性 BMPⅠ型和Ⅱ型受体信号，并刺激 R-Smad1、5 和 8 的激活；磷酸化的 Smad与共同的介质（co-）Smad4 形成异质复合物，积聚到细胞核中；Smad 复合物与转录因子、共激活因子和共抑制因子相互作用，参与靶基因表达的调控[45]。除典型的 TGF-β/Smad 信号通路外，TGF-β 还可直接激活非 Smad 信号通路，如丝裂原活化蛋白激酶等[46]。
TGF-β 是一种肿瘤抑制因子，其可抑制细胞生长并促进细胞凋亡。TGF-β 通过增强晚期肿瘤细胞的运动性和侵袭性促进肿瘤转移；在乳腺癌中，TGF-β 可促进小鼠模型肿瘤细胞的转移[47]。肿瘤微环境中的 TGF-β 是乳腺癌细胞发生肺转移的主要因素[48]。在乳腺癌骨转移过程中，TGF-β 可刺激肿瘤细胞生成甲状旁腺激素相关蛋白等细胞因子，从而形成恶性循环[49]。TGF-β 还可通过诱导上皮间质转化，促进肿瘤细胞的侵袭和扩散，增强血管生成，介导肿瘤细胞的免疫逃逸，从而促进肿瘤进展[50]。另外，TGF-β 还可影响肿瘤的微环境，刺激肿瘤细胞的局部运动和存活[51]。
Wnt 信号通路
Wnt 信号通路是一种高度保守的信号通路，在调控胚胎和器官发育及肿瘤进展中起关键作用[52]。
Wnt 信号通路因其复杂性而被细分为不同的分支，包括经典 Wnt/β-联蛋白（β-catenin）途径及非经典不依赖 β-catenin 途径[53]；后者被进一步分为两个分支，即平面细胞极性信号通路和 Wnt/Ca+信号通路[53]。β-catenin、T 细胞因子、淋巴增强因子参与经典 Wnt/ β-catenin 信号通路的调控，可调节乳腺癌的细胞增殖并维持“干性”特征。当 Wnt 与受体复合物结合后，磷酸化的低密度脂蛋白受体相关蛋白 5/6 受体可直接与轴蛋白相互作用，卷曲蛋白与轴蛋白结合蛋白结合生成散乱蛋白，散乱蛋白招募轴蛋白分解β-catenin 降解复合物，导致降解复合物失活，从而抑制 β-catenin 的降解[54]。因此，β-catenin 在细胞质中积累并进入细胞核，在细胞核中与 T 细胞因子/淋巴样增强结合因子结合，从而激活靶基因[55]。越来越多的证据表明，平面细胞极性和 Wnt/Ca2+信号通路可介导乳腺癌细胞的转移[56]。
全基因组测序和基因表达谱分析表明，Wnt 信号通路主要参与乳腺癌的细胞增殖和转移过程[57]。Wnt信号通路在乳腺癌免疫微环境调节、干细胞维持、治疗耐药性、表型形成等方面也发挥重要作用[58]。Wnt 蛋白在乳腺中的致癌作用已在小鼠模型中被充分证实：细胞质中的 β-catenin 水平升高，细胞核中的 β-catenin 累积异常等[59]。越来越多的 Wnt 靶向小分子药物和生物制剂已进入乳腺癌的临床试验阶段，相信在不久的将来，靶向 Wnt 信号通路的相关治疗方案将问世于临床治疗。
小结与展望
对肿瘤发生发展过程中相关信号通路进行深度研究有助于制订靶向的患者群体临床试验方案，患者可从特定的治疗中获益。目前，他莫昔芬、米非司酮、曲妥珠单抗、帕妥珠单抗、ribociclib、阿贝西利等药物表现出一定的治疗效果，但也有较强的不良反应，仍需更多的临床研究进一步探索。
略
苏公网安备 32059002004080号
