李 林 綜述 李志高 審校

二甲雙胍是世界上應(yīng)用最廣泛的降糖藥之一，它的有效性和安全性長(zhǎng)期以來(lái)一直支持它作為二型糖尿病的一線用藥。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，二甲雙胍在各種癌癥中起到至關(guān)重要的抑癌作用，尤其是乳腺癌。大量數(shù)據(jù)分析表明，二甲雙胍能顯著降低乳腺癌的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)，延長(zhǎng)乳腺癌患者的生存時(shí)間[1-3]。

1 二甲雙胍治療乳腺癌的分子機(jī)制

體外研究表明，二甲雙胍有效抑制了乳腺癌細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移，并通過(guò)多種途徑誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡[4-5]。這些效應(yīng)是通過(guò)抑制線粒體呼吸鏈復(fù)合體，繼而激活了AMPK-mTOR途徑，從而減少了癌細(xì)胞的增殖[4]。二甲雙胍也可激活PI3K/Akt/mTOR MAPK信號(hào)通路和microRNA的表達(dá)[5]。PI3K/Akt可通過(guò)多種機(jī)制在腫瘤細(xì)胞中被激活，其目的是抑制乳腺癌細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移。Akt絲氨酸/蘇氨酸激酶在細(xì)胞生長(zhǎng)、增殖、生存調(diào)控中起著至關(guān)重要的作用[6]。Akt家族的激酶由Akt1、Akt2和Akt3三位成員組成。Stacey的數(shù)據(jù)顯示，Akt2在三種Akt異構(gòu)體中表現(xiàn)最為突出[7]。二甲雙胍的抗癌作用通過(guò)microRNAs介導(dǎo)，包括miR-200c，它在乳腺癌中起抑癌作用，而二甲雙胍正是通過(guò)靶向Akt2來(lái)增加miR-200c的表達(dá)，從而阻礙了乳腺癌細(xì)胞的增長(zhǎng)并促使其凋亡[8]。

2 二甲雙胍在乳腺癌中的作用

2.1 二甲雙胍可以降低Ki-67值

越來(lái)越多的證據(jù)表明，胰島素抵抗增加和高胰島素血癥影響乳腺癌的預(yù)后，并能增加乳腺癌的復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，它們可以引起乳腺癌Ki-67指數(shù)升高，Ki-67值代表腫瘤細(xì)胞的活躍程度[9]。二甲雙胍可抑制肝糖原生糖，并對(duì)周?chē)囊葝u素反應(yīng)敏感。評(píng)估二甲雙胍在非糖尿病乳腺癌婦女接受手術(shù)前后的抗增殖活性，主要通過(guò)手術(shù)前活檢的Ki-67值和術(shù)后免疫組化的Ki-67值來(lái)預(yù)測(cè)二甲雙胍在乳腺癌中的抗腫瘤活性[10]。實(shí)驗(yàn)也證實(shí)，二甲雙胍對(duì)術(shù)前的Ki-67值沒(méi)有顯著影響，但對(duì)胰島素抵抗的乳腺癌卻起到了顯著作用，尤其是在Luminal B型乳腺癌中。在胰島素抵抗的乳腺癌患者中，可以通過(guò)穩(wěn)態(tài)模式評(píng)估(HOME)來(lái)間接反映Ki-67值的變化，HOME>2.8，二甲雙胍降低Ki-67值的作用才會(huì)明顯，減少I(mǎi)GFBP-1、提高IGFBP-3含量后，二甲雙胍才會(huì)發(fā)揮作用，有相似的結(jié)果表明，二甲雙胍在對(duì)于胰島素抵抗的乳腺癌患者有明顯的抗腫瘤活性，但是對(duì)于胰島素不抵抗的乳腺癌患者卻沒(méi)有明顯作用[11]。雖然二甲雙胍并不能對(duì)所有乳腺癌分子類(lèi)型都起作用，但卻為治療乳腺癌提供了新的思路。

2.2 二甲雙胍對(duì)激素受體陽(yáng)性乳腺癌和耐藥性乳腺癌的影響

雌激素受體(ER)是乳腺癌治療過(guò)程中重要的預(yù)后標(biāo)志和治療靶點(diǎn)，ER陽(yáng)性乳腺癌占所有乳腺癌的70%，這些患者在術(shù)后需要抗雌激素治療，如他莫昔芬，它能選擇性地與雌激素受體結(jié)合，進(jìn)而干擾轉(zhuǎn)錄。但是僅僅有大部分的乳腺癌患者對(duì)他莫昔芬敏感，更遺憾的是，這些患者在一開(kāi)始對(duì)他莫昔芬的敏感性很高，隨著臨床治療的不斷進(jìn)展，慢慢地對(duì)他莫昔芬產(chǎn)生耐藥[12]。但是Kim最新研究表明，無(wú)論在MCF-7、TR MCF-7和MDA-MB-361乳腺癌細(xì)胞中是否存在雌激素受體，二甲雙胍都可以抑制ER的mRNA的轉(zhuǎn)錄和蛋白質(zhì)的翻譯，而且，在抑制雌激素受體活性方面，二甲雙胍的作用效果要明顯優(yōu)于他莫昔芬，二甲雙胍的抗癌作用與ER陽(yáng)性乳腺癌和他莫昔芬耐藥的乳腺癌中ER的表達(dá)和信號(hào)傳導(dǎo)息息相關(guān)，最終抑制乳腺癌細(xì)胞的增殖。在臨床中，二甲雙胍也在他莫昔芬耐藥的乳腺癌患者中也起到一定療效，這就極大解決了他莫昔芬耐藥的臨床困擾[13]。胰島素樣生長(zhǎng)因子1受體(IGF1R)是人類(lèi)細(xì)胞表面發(fā)現(xiàn)的蛋白質(zhì)，是激素胰島素樣生長(zhǎng)因子1(IGF1)的細(xì)胞表面受體，其發(fā)出的信號(hào)在癌癥的發(fā)展中起著至關(guān)重要的作用。在乳腺癌中，IGF1R與雌激素受體表達(dá)相關(guān)。在目前的研究中發(fā)現(xiàn)，絕經(jīng)后激素受體陽(yáng)性(HR+ve)且高IGF1R表達(dá)的乳腺癌患者，在使用他莫昔芬治療后，仍然有雌激素驅(qū)動(dòng)IGF1R生長(zhǎng)，這對(duì)激素受體陽(yáng)性的患者治療來(lái)說(shuō)非常不利，但是二甲雙胍卻極大解決了這一問(wèn)題。另外，一些實(shí)驗(yàn)結(jié)果也同時(shí)評(píng)估了二甲雙胍的附加價(jià)值，IGF1R作為以依西美坦治療為主的HR+ve乳腺癌患者的重要生物學(xué)標(biāo)志，在添加二甲雙胍治療后，IGF1R的表達(dá)率會(huì)明顯降低[14]。體外研究已經(jīng)證實(shí)，二甲雙胍可以使ER+和ER-乳腺癌細(xì)胞的細(xì)胞周期停滯[15]。盡管如此，二甲雙胍在治療ER+和ER-乳腺癌的作用方面卻有著很大的區(qū)別，而且，二甲雙胍在雌激素信號(hào)傳導(dǎo)中的作用是什么也不是很明確，這些問(wèn)題仍然沒(méi)有答案。但是，Scherbakov等通過(guò)觀察MCF-7乳腺癌細(xì)胞中雌激素受體的結(jié)構(gòu)，繼而證實(shí)了二甲雙胍的抗增殖作用，這些細(xì)胞經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的二甲雙胍治療已經(jīng)對(duì)雌激素受體產(chǎn)生了不可逆性抑制[16]。

2.3 二甲雙胍抑制HER陽(yáng)性乳腺癌細(xì)胞以及干細(xì)胞

人類(lèi)表皮生長(zhǎng)因子受體(HER)與乳腺癌發(fā)生、發(fā)展及預(yù)后有著重要的生物學(xué)關(guān)系，HER過(guò)表達(dá)往往與生存期呈負(fù)相關(guān)。丁雙胍是二甲雙胍的衍生物。Parris等研究表明，丁雙胍能顯著抑制SKBR3和BT474 HER2過(guò)表達(dá)型乳腺癌細(xì)胞株的生長(zhǎng)，而且，體內(nèi)實(shí)驗(yàn)也證明它也可以抑制MMTV-HER2小鼠體內(nèi)同源腫瘤的細(xì)胞生長(zhǎng)。體外實(shí)驗(yàn)也表明丁雙胍可以遏制乳腺癌干細(xì)胞群的自我更新，這與抑制受體酪氨酸激酶(RTK)和干擾mTOR信號(hào)傳導(dǎo)有關(guān)，與體外實(shí)驗(yàn)相一致的結(jié)論也表明，在MMTV-HER2小鼠體內(nèi)，丁雙胍可以減少乳腺細(xì)胞形態(tài)學(xué)改變以及細(xì)胞增殖。更為重要的是，丁雙胍降低了MMTV-HER2小鼠體內(nèi)乳腺重塑單位(MRUs)和腫瘤起始細(xì)胞(TICs)的密度。總之，丁雙胍可以作為一種靶向抗癌藥物，為那些HER2過(guò)表達(dá)的乳腺癌患者提供一種新的治療策略[17]。HER2/HER3異源二聚體能夠產(chǎn)生強(qiáng)烈信號(hào)激活細(xì)胞增殖和生長(zhǎng)，Sheng等人也證實(shí)，在他莫昔芬耐藥的MCF-7(TR MCF-7)乳腺癌細(xì)胞中，二甲雙胍的抗癌作用是通過(guò)下調(diào)HER2和HER3從而抑制信號(hào)通路來(lái)實(shí)現(xiàn)的，二甲雙胍也可在MCF-7或TR MCF-7乳腺癌細(xì)胞中，通過(guò)提高雌激素水平從而抑制HER2/HER3/Akt信號(hào)軸的激活以及細(xì)胞增殖和集落形成[18]。HER3在癌癥的發(fā)生和進(jìn)展中也扮演了重要角色。調(diào)蛋白(HRG)綁定HER3或者是HER3與HER2的二聚化能夠?qū)е翲ER3細(xì)胞質(zhì)尾的超磷酸化，可以依次干擾Akt信號(hào)的傳導(dǎo)[19]。最終，Kim等通過(guò)抑制HER2的表達(dá)和信號(hào)激活從而證實(shí)了二甲雙胍的抗癌作用，同時(shí)也證實(shí)，二甲雙胍可以抑制HER2和HER3的受體酪氨酸激酶的信號(hào)傳導(dǎo)從而治療HER陽(yáng)性乳腺癌[20]。

2.4 二甲雙胍對(duì)三陰性乳腺癌的影響

三陰性乳腺癌(ER-/PR-/HER2-；TNBC)是乳腺癌的一種特殊亞型，發(fā)生率低，但死亡率高。TNBC可以進(jìn)一步劃分為不同亞型，包括Basal-like型和Claudin-low型等。乳腺癌干細(xì)胞，又稱(chēng)為乳腺癌腫瘤細(xì)胞，它主要與癌癥的轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā)相關(guān)，TNBC中含豐富的腫瘤干細(xì)胞，因此，我們可以通過(guò)靶向TNBC干細(xì)胞來(lái)治療TNBC。Krüppel-like factor 5(KLF5)，也叫作BTEB2或IKLF，是KLF家族中的一員。最近，David和同事們經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)研究表明，KLF5在胰腺癌TGF-β誘發(fā)腫瘤發(fā)生中起著非常重要的作用[21]。Morales的最新研究也表明，二甲雙胍可以減少TNBC中乳腺癌干細(xì)胞的百分比。而且，二甲雙胍能夠降解TNBC細(xì)胞的靶蛋白KLF5，其機(jī)制是抑制蛋白激酶A(PKA)的活性，PKA可以使糖原合成酶激酶-3β(GSK3β)磷酸化，而GSK3β又可以在S303上使KLF5磷酸化，從而使KLF5失活。所以說(shuō)，二甲雙胍是治療TNBC的一種有效藥物[22]。接受二甲雙胍治療的乳腺癌患者的生存率要比沒(méi)有接受二甲雙胍治療的患者的生存率高很多。同時(shí)，二甲雙胍會(huì)選擇性地針對(duì)乳腺癌干細(xì)胞，顯著地抑制乳腺腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)，并能在聯(lián)合化療時(shí)使病情得到緩解[23]。在誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡方面，TNBC細(xì)胞系對(duì)二甲雙胍的敏感度要比非TNBC細(xì)胞系的敏感度高很多，TGF-β是TNBC中最常見(jiàn)的基因信號(hào)，體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)也已證實(shí)通過(guò)誘導(dǎo)和阻遏TGF-β可以直接影響TNBC中細(xì)胞的分子結(jié)構(gòu)和生物特性，也就是說(shuō)，TGF-β可以直接誘導(dǎo)TNBC細(xì)胞的增殖和入侵，而二甲雙胍是TGF-β受體I的拮抗劑，在Claudin-low型TNBC細(xì)胞系中，二甲雙胍通過(guò)抑制TGF-β從而使細(xì)胞凋亡[24]。但是二甲雙胍對(duì)Basal-like型TNBC的作用機(jī)理卻是個(gè)未知數(shù)。因此，二甲雙胍對(duì)TNBC的作用有待于進(jìn)一步研究。

3 二甲雙胍在乳腺癌中的臨床應(yīng)用

3.1 二甲雙胍在新輔助治療中的作用

新輔助治療是當(dāng)前乳腺癌治療的有效手段，二甲雙胍可以通過(guò)直接或間接的機(jī)制在治療乳腺癌上發(fā)揮抗癌作用。毋庸置疑，二甲雙胍給新輔助治療的乳腺癌患者帶來(lái)了新的機(jī)會(huì)。二甲雙胍雖然還沒(méi)有明確作為一種化療藥物或內(nèi)分泌治療藥物，但卻可以提升新輔助化療患者的治療效果。Niraula等[25]研究表明，在新診斷、未經(jīng)治療、非糖尿病的乳腺癌患者接受二甲雙胍治療直至手術(shù)后，通過(guò)比較新輔助化療前后的Ki-67值，最終發(fā)現(xiàn)，術(shù)前短期服用二甲雙胍的效果良好，而且腫瘤細(xì)胞的改變和抗癌效果相一致。分子水平上，二甲雙胍使mRNA的表達(dá)率、p53、BRCA1和細(xì)胞周期均顯著下調(diào)，臨床水平上，PCR率也顯著上升，通過(guò)這一實(shí)驗(yàn)我們也證實(shí)了二甲雙胍的抗癌作用。但之前所提及的試驗(yàn)研究結(jié)果中我們也看到，二甲雙胍對(duì)術(shù)前非糖尿病患者的Ki-67值沒(méi)有顯著影響，僅對(duì)胰島素抵抗起作用，尤其是Luminal B型乳腺癌。這說(shuō)明二甲雙胍在新輔助化療治療乳腺癌上存在爭(zhēng)議，但是上述兩個(gè)實(shí)驗(yàn)都是建立在非糖尿病乳腺癌患者的基礎(chǔ)上，對(duì)于患有糖尿病的乳腺癌患者卻沒(méi)做過(guò)多研究，說(shuō)明兩項(xiàng)結(jié)果都存在局限。而且，二甲雙胍只是輔助用藥，在聯(lián)合化療上是否有效需要我們進(jìn)一步探索。

3.2 二甲雙胍聯(lián)合放療的作用

體外研究已經(jīng)證實(shí)，二甲雙胍通過(guò)抑制線粒體呼吸鏈復(fù)合體I的表達(dá)從而激活了AMPK途徑，繼而抑制癌細(xì)胞的生長(zhǎng)。電離輻射是作為乳腺癌術(shù)后的輔助治療，主要通過(guò)提高AMPK水平來(lái)殺傷腫瘤細(xì)胞，在Zhang的實(shí)驗(yàn)結(jié)果中顯示二甲雙胍不但可以增加電離輻射的敏感性和細(xì)胞內(nèi)活性氧水平，而且，二甲雙胍還可以在電離輻射中減少Trx的表達(dá)，從而殺傷乳腺癌腫瘤細(xì)胞，但這一切只對(duì)Luminal型乳腺癌有效，對(duì)基底樣乳腺癌卻幾乎沒(méi)有作用[26]。在Ferro的研究中顯示，在聯(lián)合二甲雙胍和電離輻射的治療中，反而會(huì)引起患有糖尿病乳腺癌患者的局部毒性增加，但在非糖尿病患者乳腺癌上卻沒(méi)有這一特點(diǎn)[27]。所以說(shuō)，確定二甲雙胍在聯(lián)合放療上治療乳腺癌是否真正有效還是一項(xiàng)長(zhǎng)期研究。

4 小結(jié)與展望

二甲雙胍是治療二型糖尿病的一線用藥，也有不少報(bào)道表明二甲雙胍可以減少癌癥發(fā)病率，同時(shí)也改善了癌癥的預(yù)后，如肝癌、卵巢癌、結(jié)直腸癌、胰腺癌和乳腺癌。二甲雙胍對(duì)乳腺癌細(xì)胞有一定的殺傷作用，但在有些分子機(jī)制和臨床研究中卻有一定的分歧，有些實(shí)驗(yàn)的研究對(duì)象也有一定的局限性，況且二甲雙胍是對(duì)所有乳腺癌均有效還是對(duì)非糖尿病型乳腺癌有效，這些結(jié)論也不是很明確。但是，二甲雙胍給我們?cè)谥委熑橄侔┥蠋?lái)了新的思路，為明確乳腺癌的治療靶點(diǎn)指明了新的方向。在臨床實(shí)驗(yàn)以及分子水平上，二甲雙胍治療乳腺癌的作用不容小覷，也值得我們深入地探索研究。