雌激素及其受体与表皮生长因子受体突变肺癌的关系△

何韵婷，周清#

1广东省人民医院（广东省医学科学院）广东省肺癌研究所广东省肺癌转化医学重点实验室，广州510080

2南方医科大学第二临床医学院，广州510280

肺癌是全球发病率和病死率最高的恶性肿瘤。吸烟是引起肺癌的首要危险因素，因此，肺癌多见于男性患者。但随着戒烟行动的推广，男性肺癌发病率逐年下降，女性肺癌发病率下降速度慢于男性[1]。男性和女性肺癌患者的临床特征也存在差异：女性的发病年龄较小，通常无吸烟史，病理类型以腺癌为主，表皮生长因子受体（epidermal growth factor receptor，EGFR）突变率较高，预后好于男性患者。造成这种差异的原因包括基因多态性、性激素水平、代谢情况、社会文化背景等的不同。既往许多学者指出，激素可影响肺癌的发生和发展[2-8]。本文就雌激素及其受体与EGFR突变肺癌的关系、抗雌激素药物联合表皮生长因子受体酪氨酸激酶抑制剂（epidermal growth factor receptor-tyrosine kinase inhibitor，EGFR-TKI）在肺癌中的应用进行综述。

1 雌激素活化的下游通路

雌激素为类固醇激素，包括雌二醇、雌酮和雌三醇，其中雌二醇的活性最高。雌激素不仅具有促进性器官发育、维持第二性征的生理作用，还与乳腺癌、子宫内膜癌、肺癌等恶性肿瘤的发生发展相关。雌激素受体（estrogens receptor，ER）主要包括ER-α、ER-β两种类型，可在细胞核、细胞质和细胞膜上表达。雌激素与ER结合后，主要通过以下两种途径激活下游通路[3,5]：①经典基因组途径，雌激素与细胞核ER结合，形成同源或异源二聚体，该复合物与靶基因的雌激素反应元件结合，通过辅助活化因子诱导相应基因的表达，缩短细胞增殖周期、促进细胞迁移，该途径的作用速度较慢。②非基因组途径，雌激素与细胞膜或细胞质中的ER结合，形成同源或异源二聚体，激活下游的分裂原调节激酶（mitogen-regulated kinase，MEK）/胞外信号调节激酶（extracellular-signal-regulated kinase，ERK）通路、磷脂酰肌醇-3-羟激酶（phosphatidylinositol 3-hydroxy kinase，PI3K）/蛋白激酶 B（protein kinase B，PKB，又称AKT）、环磷酸腺苷（cyclic adenosine monophosphate，cAMP）/蛋白激酶 A（protein kinase A，PKA）通路，促进细胞增殖、抑制细胞凋亡、促进肿瘤新生血管生成，该途径作用的速度较快。此外，雌激素还可作用于线粒体膜上的ER，参与细胞代谢并发挥抗凋亡作用。

2 ER通路与EGFR通路的相互作用

EGFR是酪氨酸激酶型受体，表皮生长因子作用于EGFR后可激活大鼠肉瘤癌基因（rat sarcoma oncogene，RAS）/迅速加速纤维肉瘤（rapidly accelerated fibrosarcoma，RAF）/MEK/ERK、PI3K/AKT、蛋白酪氨酸激酶（janus kinase，JAK）/信号转导及转录激活因子（signal transduction and activator of transcription，STAT）等下游信号通路，持续活化可促进细胞持续增殖、减少细胞凋亡和细胞迁移，促进肿瘤形成、新生血管生成、细胞侵袭和转移。EGFR通路与ER的非基因组途径激活的下游通路部分相同，既往的研究也证实了ER通路和EGFR通路存在交互作用。

ERK通路启始于细胞膜，最终引起细胞核内转录因子的磷酸化，在调节肺癌细胞增殖方面具有重要作用。Pietras等[9]发现雌激素与细胞核外的ER结合后，也可迅速使ERK磷酸化，活化ERK/AKT信号通路，促进NSCLC细胞的增殖和生长。董年等[10]也发现，雌激素可以通过细胞膜上的ER-β迅速活化ERK1/ERK2信号通路促进细胞的迁移和侵袭，抑制ERK1/ERK2信号通路则可以逆转雌激素促进细胞迁移和侵袭的作用。Marquez-Garban等[11]的研究显示，雌激素与表皮生长因子（epider-mal growth factor，EGF）均可以诱导细胞核内类固醇激素受体辅助活化因子的快速磷酸化，且两种物质共同作用时，ERK的活性升高幅度均高于其中任一种物质单独作用，表明雌激素与表皮生长因子存在协同作用。Xu等[12]的研究也证实了雌激素可以活化NSCLC细胞的EGFR通路，但雌激素和EGF激活通路后会反馈下调EGFR和ER的表达，抗雌激素药物氟维司群和EGFR-TKI作用时则会上调EGFR和ER的表达。有学者利用了生物信息技术分析了NSCLC的肿瘤基因组图谱，证实ER可以通过调节细胞膜受体的表达、活化，调控下游的信号转导通路，从而影响肿瘤细胞的生物学行为，如细胞的生长、增殖和凋亡，其中影响的细胞膜受体就包括了EGFR[13]。Pietras等[9]在分析肺癌细胞的细胞膜蛋白质时也发现了ER-α和ER-β单克隆抗体识别到的蛋白质与EGFR密切相关。上述研究均证实了ER与EGFR存在部分相同的下游通路，两通路相互作用，影响细胞的增殖、生长。

相反，有学者认为ER通路与EGFR通路相互拮抗：EGFR通路异常活化时使细胞生长周期缩短、细胞凋亡减少，但细胞核的ER-β可以通过阻断EGFR下游通路的RAS通路、下调ERK1/ERK2和c-MYC的表达抑制细胞生长，通过上调B细胞淋巴瘤/白血病-2（B cell lymphoma/leukemia-2，Bcl-2）促凋亡基因的表达诱导细胞凋亡，最终抑制了NSCLC细胞的存活[14]。

3 ER在EGFR突变肺癌中的表达

多项研究对肺癌组织中的ER与EGFR的表达水平、EGFR突变状态进行了分析。Suzuki等[15]的研究结果显示，EGFR野生型肺癌患者ER-α外显子7的表达水平低于EGFR突变肺癌患者。Mazières等[16]认为，细胞核ER-α表达与女性肺癌患者的EGFR突变状态相关，闫明等[17]则发现，ER-α阳性表达患者中的EGFR基因突变率明显高于ER-α阴性表达的患者（P＜0.01），ER-α阳性表达是EGFR基因突变的独立危险影响因素（OR=3.906，95%CI：1.996～7.692，P＜0.01）。相反，有研究结果指出，在原发性肺癌中，ER-β与EGFR蛋白的表达呈正相关（r=0.612，P＜0.01），而ER-α与EGFR、ER-α与ER-β的表达无相关关系[18]。多项研究结果显示，ER-β与EGFR突变相关，细胞核ER-β的表达与EGFR突变相关（OR=2.947，95%CI：1.97～4.57）[19]，EGFR突变患者ER-β1表达水平高于EGFR野生型患者（58.2%vs34.1%，P=0.001）[20]，EGFR突变患者ER-β阳性表达率高于EGFR野生型患者（57.4%vs27.8%，OR=0.241，P=0.029）[21]，细胞核ER-β强表达组患者的EGFR突变率高于ER-β弱表达组患者（85.7%vs54.5%，P=0.045），磷酸化EGFR蛋白阳性表达组患者的ER-β阳性表达率低于磷酸化EGFR蛋白阴性表达组患者（27.8%vs64.0%，P=0.018）[22]。Raso等[23]研究显示，EGFR突变肺腺癌患者细胞质ER-α、细胞核ER-α和细胞核ER-β的阳性表达率均明显高于EGFR野生型患者。一项Meta分析结果显示，ER-β高表达患者的EGFR突变率高于ER-β低表达患者，ER-α与EGFR突变无相关性[24]。此外，有研究证实，EGFR突变患者与EGFR野生型患者的ER表达水平无明显相关性[25]。

由于肺癌中的雌激素受体表达暂无标准检测方法，各个研究选用的雌激素受体抗体和免疫组化评分方法不一致，因此各研究的结论各异，亦难以相互比较。

4 ER表达水平与EGFR-TKI疗效的关系

细胞实验发现，EGFR-TKI耐药肺癌细胞株的ER-β1表达水平明显高于EGFR敏感突变的肺癌细胞株，敲除ER-β1后，EGFR-TKI耐药细胞株可恢复对EGFR-TKI的敏感性，并伴随ERK1/ERK2和AKT的表达下调[25]。因此，ER表达水平变化可能是EGFR-TKI耐药的原因。

近年来，研究多集中于肺癌患者的ER表达情况与EGFR-TKI的临床疗效。Fu等[25]的研究发现，细胞质中ER-β强表达的EGFR突变患者接受EGFR-TKI治疗的无进展生存期（progression free survival，PFS）短于弱表达或不表达的患者，细胞质ER-β1阳性表达是患者预后的独立预测因子（HR=2.547，95%CI：1.165～5.564，P=0.019）。Ding等[26]的研究发现，在EGFR敏感突变的肺腺癌患者中，细胞质表达ER-β组患者的客观缓解率低于细胞质不表达ER-β组患者（25.0%vs59.6%，P=0.030），疾病控制率也低于细胞质不表达ER-β组患者（66.7%vs96.2%，P=0.009），中位PFS明显缩短（4.7个月vs10.9个月，P=0.018），中位总生存期（overall survival，OS）也呈缩短趋势，但差异无统计学意义（20.1个月vs39.1个月，P=0.071）；Cox风险回归模型分析也证明了细胞质ER-β阳性表达是EGFR突变患者PFS的独立预测因子（HR=1.870，95%CI：1.058～3.305，P=0.031）。He等[20]分析了122例EGFR突变患者接受一线EGFR-TKI治疗的临床疗效，结果显示，在携带EGFR21L858R突变的患者中，细胞质ER-β1高表达组患者的中位PFS短于细胞质ER-β1低表达组患者（8.0个月vs9.5个月），中位OS也短于细胞质ER-β1低表达组患者（18.0个月vs22.0个月）；多因素分析也证明了ER-β1细胞质高表达是携带EGFR21L858R突变肺癌患者PFS和OS的独立预测因子（P＜0.05），但在EGFR19del突变的患者中，细胞质或细胞核ER-β1高表达组和低表达组患者的生存获益无明显差异。野生型EGFR一般处于稳定状态，突变后被翻译成不同的EGFR蛋白，可能会破坏原本的非活性构象。19号外显子主要发生第746～752位密码子的缺失突变，导致EGFR蛋白的氨基酸序列中4个高保守的氨基酸丢失，这一缺失改变了受体酪氨酸激酶腺苷三磷酸（adenosine triphosphate，ATP）结合的角度，从而明显增强肿瘤细胞对EGFR-TKI的敏感性；21号外显子多为L858R点突变，主要是第858位上密码子出现转换，引起EGFR蛋白中该位点的氨基酸由亮氨酸转变为精氨酸、提高稳定性、明显增强肿瘤细胞对EGFR-TKI的敏感性。该研究亚组分析结果显示，ER-β1对不同突变类型NSCLC患者的EGFRTKI疗效的预测作用不同，推测可能是因为ER-β1与L858R突变蛋白的结合比19del更紧密，更容易导致EGFR-TKI耐药的产生，但其作用机制仍需要进一步研究证实。Nose等[22]的研究显示，在EGFR突变患者中，细胞核ER-β强表达组患者的客观缓解率（77.8%vs41.6%，P=0.063）、疾病控制率（100%vs83.3%，P=0.152）均高于弱表达组患者，PFS也相对延长（P=0.012）。吴一龙教授的研究则分析了357例接受EGFR-TKI治疗的患者，结果显示，不同年龄层女性患者和男性患者的EGFR-TKI疗效不同，绝经前期组、围绝经期组、围绝经期至绝经后期组、绝经后期组患者的中位PFS分别为7.4、12.7、10.0、13.7个月，与男性对照组患者比较，差异有统计学意义（P=0.025），绝经前期组、围绝经期组、围绝经期至绝经后期组、绝经后期组患者的中位OS分别为20.8、17.7、27.8、22.5个月，与男性对照组患者比较，差异无统计学意义（P=0.209），月经状态是EGFR-TKI疗效的独立预测因子（HR=2.45，95%CI：1.42～4.23，P=0.001）[27]。该研究虽然未直接检测雌激素或ER的表达水平，但月经状态可能侧面反映了雌激素的水平或ER的表达情况。

5 抗雌激素药物联合EGFR-TKI在肺癌中的应用

既往研究提示，ER通路与EGFR通路存在交互作用，ER表达与EGFR突变相关，ER表达水平与EGFR-TKI疗效相关，因此，有学者开展了探索EGFR-TKI联合抗雌激素药物抑制肺癌作用的研究。抗雌激素药物主要包括以下三种：①选择性雌激素受体调节剂，如他莫昔芬，可与ER竞争结合并使之变构，阻断雌激素对ER的激动作用；②选择性雌激素受体下调剂，如氟维司群，可与ER竞争结合的同时诱导ER降解；③芳香化酶抑制剂，如依西美坦、来曲唑，可降低雌激素浓度。选择性雌激素受体调节剂可用于绝经前期或绝经后期的女性，选择性雌激素受体下调剂和芳香化酶抑制剂仅适用于绝经后期的女性。

氟维司群单药对NSCLC细胞仅有轻微的抑制作用，但可明显增强EGFR-TKI对多种细胞系的抑制作用，其中包括厄洛替尼耐药的NSCLC细胞系，氟维司群联合EGFR-TKI移植瘤小鼠的肿瘤体积明显缩小[28]。一个肺腺癌小鼠模型的研究结果显示，雌激素组小鼠的肿瘤数量明显高于氟维司群联合雌激素组和空白对照组小鼠（P＜0.01），ER-β表达水平也明显高于其他两组小鼠[29]。在构建的PC9-ER细胞移植瘤小鼠模型上，氟维司群联合厄洛替尼抑制肿瘤生长的作用明显强于单药组小鼠，联合用药组小鼠肿瘤组织中磷酸化ERK、磷酸化AKT、ER-β1水平也均低于单药组小鼠[25]。研究显示，氟维司群联合吉非替尼抑制肺癌细胞株生长、增殖的作用强于吉非替尼或氟维司群单药[12]。

与他莫昔芬或吉非替尼单药相比，他莫昔芬联合吉非替尼抑制肺腺癌细胞株增殖和促进细胞凋亡的作用更强[30-31]。Ko等[32]的研究发现，他莫昔芬可通过抑制PI3K/AKT通路，下调腺苷磷酸化酶的信使RNA（messenger RNA，mRNA）和蛋白表达水平，增强厄洛替尼抑制NSCLC细胞增殖的作用。Wang等[33]的研究发现，他莫昔芬通过改变基质金属蛋白酶及其组织抑制剂的表达水平，抑制了ER阳性NSCLC细胞的侵袭力。

一项比较氟维司群联合厄洛替尼与厄洛替尼单药治疗晚期NSCLC患者的Ⅱ期随机临床研究发现，EGFR野生型患者的ER-α阳性率高于突变型患者（50.0%vs9.1%，P=0.03），在EGFR野生型患者中，联合用药组的中位PFS比单药组长（3.5个月vs1.7个月，HR=0.35，95%CI：0.14～0.86，P=0.37）[34]。另一项氟维司群联合吉非替尼的研究显示，细胞核ER-β染色≥60%患者的PFS（8.5周vs14周，P=0.73）和 OS（65.5周vs21周，P=0.52）长于细胞核ER-β染色＜60%的患者，无统计学差异的原因可能是因为样本量过小[35]。EGFR-TKI联合抗雌激素药物在临床试验中尚未得出具有统计学意义的结果，还可能与未对治疗人群进行选择有关，后续研究应考虑选择合适的研究对象并对研究结果进行分层分析。

6 小结与展望

尽管靶向治疗可使EGFR突变的肺癌患者获益，但大部分患者最终会出现耐药，因此，提高EGFR-TKI的疗效、延长耐药时间是改善患者生存预后的重要途径之一。已有多项研究结果证实，雌激素及其受体参与了肺癌的发生发展，ER通路与EGFR通路存在交互作用，ER表达水平与EGFRTKI疗效相关，抗雌激素药物联合EGFR-TKI在细胞及动物试验中的抗肿瘤疗效增强。因此，深入研究雌激素及其受体促进肺癌发生发展的生物分子机制，探索科学的肺癌雌激素受体检测方法和评价方法、准确评估肺癌患者的雌激素受体表达情况、筛选适合内分泌治疗的肺癌患者，可为肺癌的治疗提供新思路。