这个结直肠癌治疗新靶点，你了解多少？

上皮间质转化 (EMT) 是细胞失去上皮特征转化为具有间充质表型细胞的生物学过程。在结直肠癌（CRC）中，EMT 在肿瘤进展、转移和耐药中起着重要作用。许多临床前和早期临床研究表明，EMT 标记物可能成为 CRC 的预后预测因子和潜在治疗靶点。

《Lancet Oncol》发表了一篇综述全面总结了靶向 EMT 标记物的治疗性化合物及具有再利用潜力的药物，并探讨了药物开发的障碍。

背景

CRC 是世界上第三大常见恶行肿瘤，尽管在筛查、早诊和治疗方面取得的很大进步但靶向治疗进展缓慢。

EMT 最早在胚胎发育中被描述，是指上皮细胞获得间充质表型的细胞重编程过程，在发育、伤口愈合及恶性疾病进展中发挥作用。通过 EMT，肿瘤细胞经历一系列物理变化，包括溶解紧密连接，极性破坏，细胞骨架重组等使细胞获得更强的扩散、侵袭能力，更易于在循环过程中存活并在远处器官形成转移瘤。此外，有研究显示 EMT 与化疗和免疫治疗耐药相关。

EMT 相关变化（图 1）

细胞学改变

上皮细胞通过溶解细胞-细胞连接、破坏基底膜完整性从而增强运动和迁移能力是 EMT 的典型特征。这些变化伴随着细胞极性的改变、细胞骨架的重排以及从主要表达角蛋白到主要表达波形蛋白的转换。

形态学上，这些转变导致上皮细胞典型的多边形鹅卵石外观丧失，而出现纺锤形纤维细胞，表达间充质细胞标记物（如 N-钙粘蛋白、波形蛋白和纤维连接蛋白）和细胞相关基质金属蛋白酶活性。

基因学改变

许多高度保守的转录因子在 EMT 过程中具有重要调节作用，如 Snail (SNAI1), Slug (SNAI2)，Zeb1 (以前称 TCF8), Zeb2 及 Twist。

许多 microRNAs 和非编码 RNAs 参与调节或被 EMT 关键基因调节，并影响 EMT 进程。其中 microRNA-200 (miR-200) 和 miR-34 研究的最多。

生理变化

许多研究表明，EMT 与获得干细胞样特征相关，特点是表达经典表面标志物。CRC 干细胞标志物 CD51 常于 EMT 表达。TGFβ1 处理过的 CRC 细胞周围可富集 CD44 和 SOX2。这些特性的获得会导致耐药、上调免疫检查点蛋白表达等。对化疗和放疗的干细胞样耐药性是通过上调药物转运泵的、细胞休眠、增强 DNA 修复能力、多药耐药基因过表达和抗凋亡机制介导的。

既往研究显示癌细胞中 EMT 的激活可以降低其对免疫治疗的反应，这是由于 TGF-β1 的释放增加了免疫抑制调节性 T 细胞的数量，抑制了 CD8+细胞毒性 T 细胞和自然杀伤细胞。EMT 导致肿瘤细胞 PD-L1 表达增加，减弱效应毒性 T 细胞的功能。

代谢改变

肿瘤细胞可以重组代谢循环通路来满足自身 EMT 相关的生物能量需求。EMT 诱导的信号传导，转录因子和长非编码 RNA 可以增强糖酵解和脂肪酸氧化并抑制氧化磷酸化。

相反，抑制 EMT 的 microRNA 可以调节代谢物转运体和代谢酶的表达，从而抑制糖酵解和脂肪酸氧化。而这些代谢功能的失调又会影响 EMT。

图 2 EMT 相关改变（图源：参考文献 1）

EMT 的调控

• EMT 诱导因子

1. CRC 中最广为人知的是 Wnt/β-catenin 信号通路的广泛激活。增强的 Wnt 信号可以上调 Snail-EMT 中核心调节因子，抑制 E 钙粘蛋白并促进细胞迁移和局部浸润。

2. TGF-β 信号传导已被证实在肿瘤早期具有抑制肿瘤作用，而在晚期则具有促进肿瘤作用。TGF-β 通过 Smad 蛋白磷酸化化传播信号，Smad2、Smad3 和 Smad4 与其他转录因子共同合作诱导基因转录事件，导致 EMT。TGF-β 也可以通过非 Smad4 依赖途径诱发 EMT，比如通过 RhoA 诱导 Slug 表达来完成。

3. CRC 中可以通过 Notch1 诱导 Jaggd2 上调介导 EMT。Notch3 活化后可以增加 CD44, Slug, 及 Smad3 表达介导 EMT。

4. RAS 信号通路可以通过自身信号传导或与其它通路交互作用诱发 EMT。

• EMT 调节因子

1. Snail 锌指转录因子 Snail 家族结合于 E-box 抑制 E-cadherin 表达。

2. Zeb Zeb1 和 Zeb2 结合于 E-box 调节区，是 EMT 调节的主要调节要素，在 CRC 中处于上调状态。Zeb1 和 Zeb2 直接通过 E-box 结合在 E-cadherin 的启动子区域，下调 E-cadherin 的表达。

3. Twist 家族 Twist1 和 Twist2 在肿瘤中广泛表达（包括 CRC），这些转录因子活化 N-cadherin 并启动间充质标志物，继而导致 E-cadherin 介导的细胞黏附消失，促进 EMT。

• EMT 效应

通过基因水平 EMT 转录因子的活化，最终导致两个结果：

1. 上皮细胞下调 E-cadherin 和连接蛋白，导致细胞粘连不稳定；

2. 获得间充质蛋白产物如 N-钙粘蛋白、波形蛋白和纤维连接蛋白从而驱动细胞移动和浸润。

图 3 EMT 调控示意图（图源：参考文献 1）

EMT 靶向治疗

抑制 EMT 药物的发展策略包括三个方面：

1. 与传统抗癌药物联用以克服化疗药物耐药；

2. 用于术后辅助治疗减低术后患者复发转移；

3. 如果安全性适当，可以作为化学预防性药物开发，这是最难实现的策略。

按药物作用点，靶向药物分为 3 类：

• 针对诱导因子  

针对 TGF-β 的治疗策略目前处于实验测试或早期临床试验阶段。瑞格非尼是一种口服多激酶抑制剂，目前已获批晚期 CRC 后线治疗。有研究表明瑞格非尼可以激活来自蛋白酪氨酸激酶家族的 SHP-1，从而减少 CRC 中 EMT 诱发的局部浸润和转移。

另一种多激酶抑制剂 Cabozantinib 可以抑制 VEGFR2, MET, FLT3, c-Kit 及 AXL。敲除 CRC 细胞中的 AXL 可以下调 EMT 所需的转录因子（包括 Slug, Twist 和 Zeb1），从而减少细胞的迁移和浸润，并且增加 E-cadherin 的表达。临床研究（NCT02008383）显示，cabozantinib 联合 panitumumab 用于 KRAS 野生型 CRC 患者，客观缓解率达到 16%。

• 针对调节因子

转录因子难以成药。转录是细胞核内事件，EMT 调节因子难以成为靶点。

• 针对效应因子  

E-cadherin 丢失是 EMT 核心特征，恢复其表达有望抑制转移。CRC 细胞系经过甲氨蝶呤处理后 E-cadherin 表达是初始时的 10 倍。虽然临床实践中甲氨蝶呤单药并不是晚期 CRC 的有效药物，但该数据提示了一种临床治疗思路，将小剂量口服甲氨蝶呤作为常规辅助治疗后维持治疗以防止进一步转移。

除了直接靶向 EMT，还有一些间接影响 EMT 状态的药物，比如一些代谢类药物具有抑制 EMT 的特性，基于药物的安全性和疗效可以进行进一步的研究。

总结

总之， EMT 是一个多因子调节的涉及多信号通路的复杂过程。这些因子间又可以彼此交互作用。虽然既往研究认为驱动 EMT 的因素可以作为预后因子或药物研发靶点，但临床前及临床早期数据显示这颇具挑战性。由于非肿瘤间质细胞也会表达某些标志物，会导致药物的「在靶脱肿瘤」作用。

EMT 中涉及的信号通路颇多且彼此交互以及旁路效应，谁才是药物的最佳靶点难以判断。此外动物模型和临床实践存在差异，大部分 EMT 对于侵袭、转移和耐药的研究是在小鼠模型中印证的，但这难以模拟肿瘤异质性，EMT 的动态变化或可逆性。EMT 的研究需要代谢、蛋白组学、基因组学共同协作。

✩ 本文仅供医疗卫生等专业人士参考

策划：GoEun，梅浙

投稿及合作：[e-mail]