王杰強 綜述 馬德奎 審校
(廣東醫(yī)科大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院,廣東 湛江 524000)
自20世紀70年代以來,全球乳腺癌發(fā)病率一直在上升,已成為全世界女性最常見的惡性腫瘤[1]。三陰性乳腺癌(triple-negative breast cancer,TNBC)是乳腺癌的特殊類型,雖僅占浸潤性乳腺癌的10%~20%[2-3],但因其惡性程度高、轉(zhuǎn)移早、術(shù)后易復(fù)發(fā)[3]、預(yù)后差等特點,是目前臨床研究的熱點。TNBC指免疫組織化學(xué)(免疫組化)染色孕激素受體(progesterone receptor,PR)、雌激素受體 (estrogen receptor,ER)及人類表皮生長因子受體2(human epidermal growth factor receptor 2,HER2)表達均為陰性的一類乳腺癌。因為缺乏ER、PR及HER2表達,因此乳腺癌的常規(guī)內(nèi)分泌治療和抗HER2的靶向治療,對TNBC均不敏感。這使得TNBC的治療手段十分有限,因此尋找新的分子靶向位點對TNBC的治療意義重大。人滋養(yǎng)層細胞表面抗原2(trophoblast cellsurface antigen 2,Trop2)是一細胞表面糖蛋白。一般情況下,Trop2在人體正常組織中低表達,甚至不表達,但在乳腺癌、卵巢癌、胰腺癌、食管癌、胃癌、結(jié)腸癌、口腔癌等多種惡性腫瘤中均高表達[4]。Trop2高表達促進腫瘤的發(fā)生、發(fā)展和轉(zhuǎn)移[5]。有研究發(fā)現(xiàn),在TNBC組織中Trop2基因的陽性表達率顯著高于非TNBC和正常乳腺組織,提示Trop2有望成為治療TNBC的潛在分子靶點[6]。以下就Trop2的結(jié)構(gòu)和功能、作用機制、與TNBC的關(guān)系及其相關(guān)藥物研發(fā)等方面進行綜述。
Trop2又稱表皮糖蛋白 1(epithelial glycoprotein-1,EGP-1)、腫瘤相關(guān)鈣信號轉(zhuǎn)導(dǎo)因子2(tumor-associated calcium signal transducer 2,TACSTD2)、胃腸腫瘤相關(guān)抗原(gastrointestinal tumor associated antigen,GA)733-1,由 323 個氨基酸所組成的35.7 kd的細胞表面糖蛋白,屬于TACSTD2蛋白家族[7]。Trop2基因位于1號染色體的短臂上,由疏水前導(dǎo)肽、胞外結(jié)構(gòu)域、胞質(zhì)尾區(qū)、1個跨膜區(qū)域和4個N端糖基化位點構(gòu)成。Trop2基因的胞外域由富含半胱氨酸結(jié)構(gòu)域、缺乏半胱氨酸結(jié)構(gòu)域以及甲狀腺球蛋白結(jié)構(gòu)域3個結(jié)構(gòu)域組成[8]。研究發(fā)現(xiàn),Trop2的胞外域與人胰島素樣生長因子1(insulin-like growth factor 1,IGF-1)結(jié)合后,會競爭性抑制IGF-1 及其受體(IGF-1 receptor,IGF-1R)的結(jié)合,從而產(chǎn)生下游信號來調(diào)控IGF信號通路[9]。Trop2胞質(zhì)尾部對信號轉(zhuǎn)導(dǎo)至關(guān)重要,除磷脂酰肌醇4,5-二磷酸(phosphatidylinosital 4,5-biphosphate,PIP2)結(jié)合序列外,還包括一個保守的絲氨酸及酪氨酸磷酸化位點[10]。鑒于Trop2基因在正常人體組織中不表達或低表達,但在許多實體腫瘤中高表達,表明Trop2可能是一種新的原癌基因,并參與多種腫瘤的發(fā)生和發(fā)展。
研究發(fā)現(xiàn)[11],在小鼠處于胚胎期即敲除Trop2基因,雖在出生時小鼠表現(xiàn)正常,但出生后不久因缺乏生長能力及出血性腹瀉癥而迅速死亡。由此證實Trop2基因?qū)τ诓溉閯游锱咛サ纳L發(fā)育極其重要。Trop2基因的表達在胚胎和新生兒肺、前列腺、腸、腎的發(fā)育也十分重要。McDougall等[12]研究發(fā)現(xiàn)胎兒和新生兒肺Trop2 mRNA水平與細胞增殖率呈正相關(guān)。Trop2表達水平與細胞增殖水平同時升高,或比細胞增殖水平更早升高。當(dāng)細胞增殖水平不變時,Trop2表達水平一般不變;當(dāng)細胞增殖水平較低時,Trop2表達水平也降低。胎兒肺泡液減少時,Trop2 mRNA水平降低,導(dǎo)致胎兒肺停止生長。在胎兒肺成纖維細胞中敲除Trop2,可導(dǎo)致細胞增殖比例減少50%,Trop2過表達會促進細胞增殖。這些研究都支持Trop2在肺發(fā)育過程中調(diào)控細胞增殖的觀點。
Trop2基因不僅在胚胎正常細胞的生長增殖過程中起正性調(diào)節(jié)作用,而且進一步研究發(fā)現(xiàn)Trop2基因參與人類多種惡性腫瘤的發(fā)生和發(fā)展。研究表明,在前列腺癌病人組織中Trop2經(jīng)常過表達,可通過β1整合素的調(diào)節(jié)來促進前列腺癌的轉(zhuǎn)移,并證實下調(diào)Trop2可增加雄激素敏感細胞對多西紫杉醇的敏感性[13]。因此在前列腺癌病人中,Trop2過表達通常與無進展生存期縮短以及不良的預(yù)后相關(guān)。Guan等[14]研究了59對甲狀腺腫瘤及其周圍非腫瘤組織中Trop2的表達水平,發(fā)現(xiàn)大部分甲狀腺腫瘤組織中Trop2高表達,而非腫瘤組織中Trop2低表達或不表達。其研究數(shù)據(jù)表明,Trop2高表達可促進甲狀腺癌的轉(zhuǎn)移及侵襲能力,Trop2低表達則可抑制甲狀腺癌的轉(zhuǎn)移及侵襲能力。Trop2表達不僅在甲狀腺癌的轉(zhuǎn)移和侵襲過程中至關(guān)重要,而且與甲狀腺癌的TNM分期顯著相關(guān)。綜上所述,Trop2在多種惡性腫瘤細胞中高表達,并與腫瘤的生長、增殖、轉(zhuǎn)移和侵襲能力相關(guān)。隨著對Trop2基因的進一步了解,其有望成為多種惡性腫瘤診斷、治療以及預(yù)后評價的一個指標(biāo),特別是對于TNBC。目前已有以Trop2基因為靶點的抗腫瘤藥物戈沙妥珠單抗(sacituzumab govitecan),其正處于Ⅲ期臨床試驗階段。這為TNBC病人帶來曙光。
Trop2介導(dǎo)的信號通路目前尚未完全了解。Trop2能抑制細胞凋亡、促進細胞周期進程來促進細胞增殖。人體細胞凋亡的兩個主要調(diào)控因子Bcl-2(下調(diào)抗凋亡因子)和Bax(上調(diào)促凋亡因子),分別起抗細胞凋亡和促細胞凋亡的作用。研究表明,Trop2過表達可增加胞外信號調(diào)節(jié)激酶(extracellular signal-regulated kinase,ERK)1/2 磷酸化,進而加強其下游分子靶點活化蛋白 1(activating protein-1,AP-1)轉(zhuǎn)錄因子的活性[15]。AP-1轉(zhuǎn)錄因子不僅抑制Bax的表達,而且促進Bcl-2的表達,進而抑制腫瘤細胞的凋亡。當(dāng)?shù)鞍准っ窩(protein kinase C,PKC)和Trop2胞質(zhì)尾部的絲氨酸殘基303位點(S303)相結(jié)合,使其磷酸化后,磷脂酶C(phospholipase C,PLC)水解PIP2的能力增強,生成更多的二酰甘油(diacylglycerol,DAG)及肌醇三磷酸(inositol triphosphate,IP3)。IP3促進內(nèi)質(zhì)網(wǎng)釋放出更多的鈣離子(Ca2+),進而激活促分裂原活化的蛋白激酶 (mitogenactivated protein kinase,MAPK)途徑。MAPK信號通路的激活,可加快細胞周期的進程,繼而促進腫瘤遷移、增殖和侵襲。DAG還可正反饋引起Trop2磷酸化,進一步加速細胞周期進程。細胞周期蛋白D1(cyclin D1)激活細胞周期蛋白依賴性激酶(cyclindependent kinase,CDK)4來加快細胞周期從G1期進展至S期,而細胞周期蛋白E(cyclin E)可與CDK2結(jié)合,形成細胞周期蛋白E-CDK2復(fù)合物,這對于DNA復(fù)制的啟動起至關(guān)重要的作用。CDK抑制物p27可結(jié)合細胞周期蛋白D1-CDK4或細胞周期蛋白E-CDK2復(fù)合物,并阻止細胞周期蛋白E-CDK2或細胞周期蛋白D1-CDK4復(fù)合物的激活,進而延緩細胞周期的進程[16]。當(dāng)組織過表達Trop2時,細胞周期蛋白D1、細胞周期蛋白E、CDK4、CDK2的表達增加,p27表達減少,加速細胞周期進程。
張喆等[6]通過免疫組織化學(xué)方法檢測288例乳腺癌病人組織中Trop2基因的表達情況,其中包含TNBC 151例、非TNBC 137例。與48例乳腺良性腫瘤和48例乳腺正常組織中Trop2基因的表達情況對比發(fā)現(xiàn),Trop2基因在TNBC中陽性表達率為 70.20%(106/151),顯著高于非 TNBC(54.74%,75/137)、乳腺良性腫瘤(18.75%,9/48)以及乳腺正常組織(12.5%,6/48)。表明Trop2基因在乳腺癌組織中高表達,尤其高表達于TNBC組織中。進一步對151例TNBC組織中Trop2基因表達情況及病人臨床病例資料進行詳細分析。結(jié)果表明,Trop2基因的高表達與TNBC腫瘤TNM分期、組織學(xué)分級及遠處轉(zhuǎn)移等相關(guān),并明顯縮短TNBC病人的生存期,是TNBC病人的獨立預(yù)后因素之一。葛亞楠等[17]分析110例女性乳腺癌病人術(shù)后的石蠟標(biāo)本,其中TNBC組織65例,激素依賴型乳腺癌組織45例。結(jié)果顯示,細胞周期蛋白D1陽性表達率在TNBC組織為49.2%(32/65),在激素依賴型乳腺癌組織中為 28.9%(13/45),在TNBC組織中的表達率顯著高于激素依賴型乳腺癌組織。張影[18]分析基因表達數(shù)據(jù)庫 (Gene Expression Omnibus,GEO)中TNBC病人mRNA的芯片數(shù)據(jù),也證實細胞周期蛋白D1在TNBC中高表達。進一步分析發(fā)現(xiàn)細胞周期蛋白D1參與TNBC細胞增殖、浸潤、凋亡等過程。細胞周期蛋白D1是Trop2調(diào)控轉(zhuǎn)錄因子下游主要的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)因子。Guerra等[19]發(fā)現(xiàn)Trop2的上調(diào)可調(diào)節(jié)下游效應(yīng)蛋白的表達,包括激活細胞周期蛋白D1,進而驅(qū)動腫瘤細胞的生長。Trop2可通過與細胞周期蛋白D1的反式剪接形成RNA-癌基因并表達,細胞周期蛋白D1mRNA與Trop2 mRNA的剪接,可使細胞周期蛋白D1mRNA的穩(wěn)定性顯著提高,穩(wěn)定的細胞周期蛋白D1mRNA與Trop2能協(xié)同刺激表達細胞的生長。Guerra等[19]從乳腺癌當(dāng)中提取嵌合體細胞周期蛋白D1-Trop2 mRNA,并證明細胞周期蛋白D1-Trop2 mRNA可誘導(dǎo)表達細胞的永生化和轉(zhuǎn)化,并在體內(nèi)與激活的Ras蛋白協(xié)同誘導(dǎo)腫瘤侵襲性生長,是強有力的致癌基因。故將細胞周期蛋白D1-Trop2 mRNA嵌合體沉默后可有效抑制乳腺癌細胞的生長。上述研究表明,Trop2可能通過調(diào)控細胞周期蛋白D1的表達,參與TNBC的發(fā)生、發(fā)展及轉(zhuǎn)移。
上皮鈣黏素(E-cadherin)一般在上皮細胞中表達,可維持上皮細胞結(jié)構(gòu)和形態(tài)的完整性,且是細胞間黏附連接的重要介質(zhì)[20]。上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transition,EMT)是上皮細胞獲得間質(zhì)干細胞特點的過程[21],在惡性腫瘤的轉(zhuǎn)移過程中起重要作用。上皮鈣黏素表達下調(diào),細胞間的黏附能力下降,易導(dǎo)致細胞向外周組織浸潤和遠端轉(zhuǎn)移,也是EMT啟動的步驟之一,故抑制上皮鈣黏素的表達可能與腫瘤的侵襲、分化和轉(zhuǎn)移有關(guān)。Zhao等[20]發(fā)現(xiàn),乳腺癌組織中Trop2和上皮鈣黏素的表達水平分別為相匹配癌旁組織的(1.55±0.78)倍和(0.70±0.38)倍,此種現(xiàn)象在TNBC中更顯著。其研究證實Trop2可上調(diào)間充質(zhì)表型的表達,下調(diào)上皮表型,如上皮鈣黏素。在TNBC組織中的Trop2表現(xiàn)為過表達,那么上皮鈣黏素在TNBC組織中的表達通常降低。進一步研究還發(fā)現(xiàn),在過表達Trop2的TNBC、非TNBC及鄰近正常組織中,TNBC組織的上皮鈣黏素表達下調(diào)最明顯。其結(jié)果還表明,過表達Trop2和低表達上皮鈣黏素與TNBC淋巴結(jié)狀態(tài)、轉(zhuǎn)移、總體生存率、腫瘤TNM分期明顯相關(guān)。這提示在TNBC中過表達Trop2可能下調(diào)上皮鈣黏素的表達,降低細胞間的黏附作用,并啟動EMT,使上皮細胞向間質(zhì)細胞轉(zhuǎn)換,進而延緩細胞的凋亡,促進TNBC的轉(zhuǎn)移及侵襲能力。
(一)抗體藥物耦聯(lián)物戈沙妥珠單抗
抗體藥物耦聯(lián)物(antibody-drug conjugate,ADC)是目前相對較新的抗腫瘤方法,利用抗體與細胞上相應(yīng)的抗原結(jié)合,并將其攜帶的化療藥物定向投遞到抗原抗體結(jié)合位點,從而起到精準消滅腫瘤細胞的效果。戈沙妥珠單抗是由美國Immunomedics公司新近研發(fā)的新型抗腫瘤藥物,其本質(zhì)是將Trop2的人源化單克隆抗體RS7與伊立替康的活性代謝物7-乙基-10-羥基喜樹堿(SN-38)結(jié)合,通過RS7抗體將細胞毒藥物SN-38投遞至腫瘤細胞[22]。戈沙妥珠單抗適應(yīng)證包括TNBC、非小細胞肺癌 (non-small cell lung carcinoma,NSCLC)、前列腺癌、胃癌以及胰腺癌等多種惡性腫瘤[23]。早在2016年,美國食品和藥物管理局(Food and Drug Administration,F(xiàn)DA)就稱之為“突破性療法”,并在 2019年12月26日批準戈沙妥珠單抗上市,主要用于TNBC。目前,戈沙妥珠單抗已進入Ⅲ期臨床試驗階段。有臨床數(shù)據(jù)表明,108例轉(zhuǎn)移性TNBC病人用戈沙妥珠單抗治療后,其客觀緩解率(objective response rate,ORR)為 33.3%(36/108),其中 3 例完全緩解(complete remission,CR)(2.8%,3/108),臨床獲益率(包括至少6個月病情穩(wěn)定)為45.4%(49/108),中位反應(yīng)時間(median time to response)為2個月,并估計病人6個月緩解率為59.7%,12個月緩解率為27.0%,有6例病人達到了12個月的長期緩解。常見不良反應(yīng)有腹瀉、中性粒細胞減少、貧血、惡心、疲勞、脫發(fā)等,35例(32.4%)病人出現(xiàn)嚴重不良事件,主要是中性粒細胞減少、惡心、嘔吐、腹瀉以及呼吸困難。48例因不良事件而終止治療,最常見于中性粒細胞減少引起的不良反應(yīng)[24]。該研究發(fā)現(xiàn)在治療期間出現(xiàn)的實驗室檢查指標(biāo)異常(主要是血液學(xué)以及生化指標(biāo)的改變),通常在治療結(jié)束后自行恢復(fù)[24]。最新研究結(jié)果顯示[25],入組468例無腦轉(zhuǎn)移的轉(zhuǎn)移性TNBC病人,其中235例接受戈沙妥珠單抗治療,233例接受化療。戈沙妥珠單抗組的中位總生存期為12.1個月,化療組為6.7個月。戈沙妥珠單抗組的ORR為35%,化療組為5%。3級及以上不良事件的發(fā)生率為中性粒細胞減少(戈沙妥珠單抗組為51%、化療組為33%)、貧血(8%和 5%)、腹瀉(10%和<1%)、白細胞減少(10%和 5%)以及發(fā)熱性中性粒細胞減少(6%和2%)。2組均有3例死于不良事件,與戈沙妥珠單抗治療無關(guān)。
(二)其他以Trop2為靶點的抗腫瘤藥物
TF12是一種三價雙體異性抗體,由2個抗Trop2 Fab片段以及 1個抗組胺-琥珀酰-甘氨酸(histamine-succinylglycine,HSG)Fab片段所構(gòu)成。TF12具有內(nèi)化特性,且在腫瘤中呈現(xiàn)高度且快速的聚集。111銦(111In)-IMP-288是111In和IMP-288組成的放射性標(biāo)記的抗半抗原肽。在小鼠前列腺癌模型中TF12與111In-IMP-288聯(lián)用,不僅可使藥物快速聚集于腫瘤區(qū)域,且明顯延長其生存期。檢測血液中111In-IMP-288濃度發(fā)現(xiàn),111In-IMP-288被骨髓吸收,提示TF12與111In-IMP-288聯(lián)用無明顯的血液毒性和腎毒性。但目前尚無TF12與111In-IMP-288聯(lián)合治療乳腺癌的報道[26]。
datopotamab deruxtecan(DATO-DXd,DS-1062)[27]是日本Daiichi Sankyo有限公司研發(fā)的一款靶向于Trop2基因的ADC,是由人源化的抗Trop2單抗與新型拓撲異構(gòu)酶Ⅰ抑制劑(DXd)耦聯(lián)的ADC藥物。DATO-DXd治療晚期NSCLC的Ⅰ期臨床試驗的初步結(jié)果在2019年美國臨床腫瘤學(xué)會年會上公布。所入組的53例晚期NSCLC病人都經(jīng)過間變性淋巴瘤激酶抑制劑、表皮生長因子受體抑制劑和免疫檢查點抑制劑在內(nèi)的反復(fù)治療。其中46例接受DATO-DXd 8個劑量(0.27~10.0 mg/kg,不包括 8.0 mg/kg)之一的病人 12 例獲得部分緩解。另外7例接受DATO-DXd劑量8.0 mg/kg,5例獲得部分緩解。這為晚期NSCLC病人帶來新希望。2021年歐洲醫(yī)學(xué)腫瘤學(xué)會乳腺癌在線會議上公布了DATO-DXd治療TNBC的一項Ⅰ期臨床試驗新數(shù)據(jù)。在21例接受DATODXd治療的病人中,ORR為43%,疾病控制率達95%,有5例獲得完全或部分緩解。在TNBC隊列中,DATO-DXd的安全性與NSCLC隊列一致。
注射用SKB-264是由四川科倫博泰生物醫(yī)藥股份有限公司研發(fā)的以Trop2為分子靶點的ADC藥物,擬用于惡性實體瘤的治療。2019年8月,該藥獲得美國FDA批準開展臨床試驗,目前已在美國啟動臨床研究。2020年4月,該藥獲批國內(nèi)臨床試驗。非臨床研究數(shù)據(jù)表明[28],該藥在Trop2陽性的乳腺癌、結(jié)腸直腸癌、肺癌、胃癌等動物模型中的抗腫瘤活性顯著,兼具良好的安全性和耐受性。
JS108(DAC-002)是由我國君實生物醫(yī)藥科技股份有限公司研發(fā)的以Trop2為分子靶點的ADC藥物,JS108為人源化抗 Trop2單抗耦聯(lián)抗微管蛋白 (tubulysin)B類似物的ADC藥物。目前適應(yīng)證主要是針對Trop2基因表達陽性的TNBC、小細胞肺癌、胰腺癌等多種實體惡性腫瘤。國家藥品監(jiān)督管理局已于2019年11月4日受理了JS108的臨床試驗申請,并批準開展治療晚期實體惡性腫瘤的臨床試驗。
基于TNBC免疫組織化學(xué)分型的特殊性,臨床上對于TNBC的治療手段極其有限,因此尋找新的分子靶點,對TNBC的治療意義重大。Trop2基因在TNBC中高表達,與TNBC病人的腫瘤TMN分期、組織學(xué)分級及遠處轉(zhuǎn)移等相關(guān)[6],預(yù)示著Trop2基因可能是治療TNBC的潛在靶點。因此臨床上監(jiān)測TNBC病人Trop2基因的表達情況,可進一步指導(dǎo)TNBC的治療。這也需要研發(fā)出快速且經(jīng)濟的檢測方法來作為支撐。目前以Trop2基因為靶點的藥物研究正迅速發(fā)展。雖然還未有以Trop2為靶點的抗腫瘤藥物上市,但最具代表性的戈沙妥珠單抗已進入Ⅲ期臨床試驗。相信在不遠的將來,會有以Trop2基因為靶點的藥物應(yīng)用于TNBC病人。但Trop2基因在TNBC中的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路及作用機制,目前尚未完全清楚,因此還需開展更多的臨床研究以闡明Trop2基因在TNBC的作用機制,盡快研制以Trop2為靶點的抗腫瘤藥物應(yīng)用于臨床,豐富TNBC病人的治療方案。