来那替尼/奈拉替尼对HER2阳性乳腺癌脑转移的功效和作用机制

　　人表皮生长因子受体 2 (HER2) 靶向疗法可延长 HER2 阳性乳腺癌患者的生存期。益处主要来自改善对全身性疾病的控制，但由于获得性耐药或抑制剂穿过血脑屏障的渗透性有限，多达 50% 的患者进展为无法治愈的脑转移。来那替尼（奈拉替尼）是一种有效的不可逆泛酪氨酸激酶抑制剂，可在延长的辅助治疗中延长无病生存期，并且正在进行多项评估其单独或与其他抑制剂联合治疗早期和晚期 HER2 阳性乳腺癌患者的疗效的试验。然而，其作为 HER2 阳性乳腺癌脑转移一线治疗的疗效尚未得到充分探索，部分原因是缺乏忠实地概括这种疾病的相关临床前模型。在这里，我们描述了自发性 HER2 阳性乳腺癌脑转移 (TBCP-1) 的新型同基因模型的开发和表征及其用于评估来那替尼的功效和作用机制。

　　方法

　　TBCP-1 细胞来源于自发性 BALB/C 小鼠乳腺肿瘤，并通过流式细胞术、免疫印迹和免疫组织化学表征激素受体和 HER2 表达。来那替尼（奈拉替尼）在转移性和新辅助治疗中进行了体外和体内评估。通过转录组分析、功能抑制测定和免疫印迹检查其作用机制。

　　结果

　　TBCP-1 细胞自然表达高水平的 HER2，但缺乏激素受体的表达。TBCP-1 肿瘤在体内保持 HER2 阳性表型，并在脑和其他器官中引起高发生率的自发性和实验性转移。体外细胞增殖/活力受到来那替尼和其他 HER2 抑制剂的抑制，但不受抗雌激素的抑制，表明与人类 HER2 阳性乳腺癌的表型和功能相似。从机制上讲，来那替尼促进非凋亡形式的细胞死亡，称为铁死亡。重要的是，转移分析表明，来那替尼可有效抑制肿瘤生长和转移，包括向脑转移，并延长生存期，尤其是在用作新辅助治疗时。

　　结论

　　TBCP-1 模型概括了 HER2 阳性乳腺癌向患者大脑的自发扩散，并提供了一种独特的工具来识别新的治疗方法和生物标志物。来那替尼（奈拉替尼）诱导的铁死亡为治疗干预提供了新的机会。需要进一步评估来那替尼新辅助治疗。

　　TKI 越来越多地用于临床治疗 HER2+ve乳腺癌。令人鼓舞的临床前和临床数据表明，单独或联合使用 TKI 可能对治疗 CNS 转移特别有用，但需要进一步研究以确定此类抑制剂的最佳临床环境。然而，由于缺乏稳健的 HER2+ve模型，这一直很困难从乳腺积极扩散到大脑的乳腺癌。本文表征的 TBCP-1 模型在许多方面都是独一无二的，填补了临床前癌症研究的重要空白。我们表明 TBCP-1 细胞表达高水平的 HER2，但缺乏激素受体的表达。这种表型在功能上是相关的，因为 TBCP-1 细胞增殖被几种靶向 HER2 的 TKI 抑制，但不受抗雌激素的抑制。TBCP-1 肿瘤和转移瘤在体内维持 HER2 表达和对来那替尼的反应（通过抑制 HER2 信号传导、肿瘤生长和转移证明）这一事实进一步说明了其临床相关性。

　　对来那替尼（奈拉替尼）的敏感性与人类细胞系中 HER2 的表达水平密切相关。虽然来那替尼抑制 TBCP-1、BT474 和 SKBR3 细胞的增殖，但与 TBCP-1 细胞相比，BT474 和 SKBR3 细胞受到的抑制更强烈（IC50~ 1 nM、7 nM 和 117 nM，分别）。测试的其他小鼠和人类 TNBC 或 luminal 细胞系对来那替尼表现出不同程度的敏感性，这在很大程度上与来那替尼靶向的 HER2 或 EGFR 表达水平相关。由于基因扩增，BT474 和 SKBR3 细胞表达特别高水平的 HER2，这可能解释了它们的敏感性更高。或者，下游信号传导的差异可能部分导致这些细胞系对来那替尼的不同反应。受体酪氨酸激酶的磷酸化触发了被 TKI 抑制的多个信号通路的激活。特别是，Canonici 等人报道了 HER2 扩增的细胞系对来那替尼（奈拉替尼）的敏感性与 p-AKT 和 p-ERK 抑制的程度相关。与此一致，来那替尼几乎完全阻断了 SKBR3 细胞中 HER2 的磷酸化以及 AKT 和 MAPK (ERK-1/2) 的下游激活。相比之下，来那替尼显着抑制了 TBCP-1 细胞中的 HER2 和 AKT 磷酸化，但未能抑制 ERK 磷酸化。有趣的是，通过依赖 FOXO 但不依赖 Ras 的反馈机制异常激活下游 ERK 信号与对 HER2 靶向抑制剂的抗性有关。还需要进一步的工作来澄清相同的反馈回路是否可以在 TBCP-1 细胞中起作用，并部分导致它们与 SKBR3 细胞相比对来那替尼的敏感性较低。我们从 KEGG 通路分析中发现的结果显示，来那替尼处理的 TBCP-1 细胞中与 MAPK 和 FOXO 信号通路相关的上调基因富集将与这种可能性一致。

　　HER2 乳腺癌转移的 TBCP-1 模型的自发性使我们能够测试来那替尼（奈拉替尼）在预防性新辅助治疗和晚期转移环境中的疗效。实验性转移测定的结果显示存活率略有提高，脑损伤发生率有降低的趋势（对照组为 60% 对 78%），结果与患者报告的结果大致一致。相比之下，在新辅助治疗中，来那替尼显着延长了生存期并显着降低了总体转移负担。值得注意的是，与对照组中的 62.5% 相比，来那替尼治疗的小鼠中没有一只出现可检测到的脑损伤。据我们所知，这是第一次临床前证明一线来那替尼（奈拉替尼）新辅助治疗对 CNS 复发有显着益处。在我们的研究中，在终点分析了来那替尼治疗后的转移负担。来那替尼新辅助治疗是否通过防止原发肿瘤扩散、在循环肿瘤细胞返回大脑之前靶向它们或通过防止脑血管周围微转移的生长来减少脑转移，都需要更深入的动力学研究，包括原发肿瘤切除后开始的早期辅助治疗。虽然现在知道它对 HER2 脑复发的影响还为时过早+ve乳腺癌患者，评估来那替尼（奈拉替尼）在新辅助治疗中的疗效的 I-SPY2 试验报告了令人鼓舞的观察结果，估计病理完全缓解率优于含曲妥珠单抗的对照组（56% 对 33%）。总的来说，我们的结果强烈支持使用新辅助来那替尼并支持在这种情况下正在进行的试验。

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