生长因子受体可塑性驱动转移性乳腺癌治疗后持续存在的机制及靶向干预新策略

《Cell Death & Disease》：Growth factor receptor plasticity drives therapeutic persistence of metastatic breast cancer

为解决转移性乳腺癌（MBC）治疗中最小残留病（MRD）和肿瘤复发难题，研究人员开展了关于 MBC 对 FGFR 抑制剂反应及细胞可塑性机制的研究。结果发现 PDGFR 上调助力肿瘤细胞存活，抑制 DNMT1 可延缓复发，为 MBC 治疗提供新方向。

　　在乳腺癌的 “战场” 上，转移性乳腺癌（Metastatic Breast Cancer，MBC）犹如一座难以攻克的堡垒。它是美国女性中确诊最多且癌症相关死亡率位居第二的癌症类型。早期乳腺癌患者 5 年生存率近乎 100%，而转移性乳腺癌患者 5 年生存率仅 31%。这巨大的差距凸显出针对转移性肿瘤生物学研发更有效治疗策略的迫切性。

当前，转移性乳腺癌治疗面临着重重挑战。部分癌症依赖单一通路，而转移性乳腺癌却不同，获得性和内在性耐药使其靶向治疗困难重重。细胞状态改变是导致耐药的重要原因之一，包括上皮 - 间质转化（Epithelial - Mesenchymal Transition，EMT）、细胞休眠以及表观遗传改变等。其中，EMT 过程中，上皮来源的癌细胞基因表达发生变化，转变为间充质状态 ，且成纤维细胞生长因子受体（Fibroblast Growth Factor Receptor，FGFR）信号通路在这一过程中上调，与转移性疾病发生率增加相关。FGFR 虽成为颇具吸引力的治疗靶点，但在 MBC 治疗中却未能取得重大临床突破，因其激活也会促进细胞可塑性，帮助癌细胞抵御转移过程中的压力。同时，癌细胞进入药物持久休眠状态形成的最小残留病（Minimal Residual Disease，MRD），对抗癌治疗高度耐药，其在治疗期间持续存在及治疗后复发的机制尚不完全清楚。

为了揭开这些谜团，来自美国普渡大学（Purdue University）、俄亥俄州立大学（The Ohio State University）等机构的研究人员开展了深入研究。他们利用 4T07 同基因三阴性乳腺癌（Triple - Negative Breast Cancer，TNBC）模型，以 FGFR 抑制剂培米替尼（pemigatinib）为研究工具，探索药物诱导 MRD 期间细胞持续存在的机制，期望找到可靶向的关键事件，减轻疾病负担并延缓肿瘤复发。研究成果发表在《Cell Death and Disease》杂志上。

在研究过程中，研究人员运用了多种关键技术方法。细胞实验方面，培养 4T07、D2.OR 和 D2.A1 等细胞系，并进行基因敲低实验。动物实验上，通过将 4T07 细胞经尾静脉注射到 BALB/c 小鼠体内构建肺转移瘤模型，给予培米替尼、GSK3484862 等药物处理，监测肿瘤生长。还借助免疫印迹（Immunoblotting）检测蛋白表达，实时定量聚合酶链反应（Quantitative Real - Time PCR）分析基因表达，酶联免疫吸附测定（ELISA）检测蛋白浓度，3D 细胞培养评估细胞对药物的反应和复发情况。

研究结果如下：

1. 培米替尼对肺肿瘤的作用及对肿瘤微环境的影响：通过剂量递增实验和纵向生物发光成像（Bioluminescent Imaging，BLI）确定培米替尼 15mg/kg 为有效剂量，它可降低肺肿瘤负荷，增加细胞凋亡，改变肿瘤免疫微环境，使 T 细胞数量增加，髓源性抑制细胞（Myeloid - Derived Suppressor Cells，MDSCs）数量减少 。但培米替尼治疗后肿瘤会快速复发。
2. PDGFR 表达受 FGFR 信号调节：培米替尼治疗后肺疾病快速复发，研究人员探究其机制，发现肿瘤细胞 PDGFR 表达显著增加。通过多种细胞系实验、临床样本分析以及体内外实验表明，FGFR 信号异常会下调 PDGFR 表达，而 FGFR 抑制会使 PDGFR 表达上调。
3. FGFR 阻断增强对 PDGF 配体刺激的反应：实验表明，只有在培米替尼处理 4T07 细胞后，PDGF 配体刺激才能诱导下游 Erk1/2 磷酸化。在 3D 培养实验中，外源性 PDGF 可促进经培米替尼处理的细胞恢复生长，说明抑制 FGFR 激酶活性会增加功能性 PDGFR 蛋白表达，助力细胞在 MRD 诱导后恢复生长。
4. PDGFR 在培米替尼治疗后短暂上调：体外时间进程实验和体内实验均显示，培米替尼处理后 PDGFRα 和 PDGFRβ 表达上调，且随着培米替尼停止，其表达在 24 小时（体内 4 天）内恢复至基线水平，同时肿瘤免疫微环境的改变也是短暂的。
5. 肺成纤维细胞支持培米替尼诱导的 MRD 期间癌细胞存活：研究发现培米替尼治疗后血浆中血小板衍生生长因子 - AA（PDGF - AA）剂量依赖性增加，肺成纤维细胞可分泌 PDGF 配体支持肿瘤细胞存活。在 3D 共培养实验中，与肺成纤维细胞共培养的 4T07 细胞在培米替尼诱导的 MRD 后复发更快，补充成纤维细胞条件培养基也有类似效果。
6. PDGFR 缺失延缓培米替尼治疗后肿瘤复发：在 4T07 细胞中敲低 PDGFRα 和 PDGFRβ，3D 培养和体内实验均显示，肿瘤细胞在培米替尼诱导的 MRD 后恢复生长显著减少，复发延迟，但 PDGFR 表达与治疗停止后肿瘤细胞增殖无关。
7. 抑制 DNA 甲基转移酶延缓培米替尼诱导的 MRD 后肿瘤复发：DNA 甲基化与 PDGFR 表达相关，应用 DNMT1 抑制剂 GSK3484862 可抑制培米替尼诱导的 PDGFR 表达。3D 培养和体内实验表明，联合培米替尼和 GSK3484862 治疗可显著延迟肺肿瘤复发。

研究结论和讨论部分指出，MBC 细胞具有高度可塑性，在 FGFR 抑制下，癌细胞可通过上调 PDGFR 转换生长因子信号以维持生存，形成获得性耐药机制。虽然敲低 PDGFR 可延缓肿瘤复发，但难以完全消除 MRD。抑制 DNMT1 可限制细胞可塑性，联合 FGFR 和 DNMT1 抑制可减少细胞持续存在，延缓肿瘤复发。此外，研究还发现肺成纤维细胞是 PDGF 配体的来源，其对培米替尼的反应与原发性肿瘤中的癌相关成纤维细胞不同，凸显了解肿瘤微环境的重要性。FGFR 信号与免疫调节密切相关，FGFR 抑制剂联合免疫治疗可能具有临床优势。该研究为转移性乳腺癌治疗提供了新的思路和潜在靶点，为后续临床研究和治疗方案优化奠定了基础。