乳腺癌是全球范围内最常诊断的恶性肿瘤,其中人表皮生长因子受体2阳性(HER2+)亚型以HER2过表达为特征,标准新辅助治疗采用曲妥珠单抗、帕妥珠单抗联合多西他赛(TPD)。然而约60%患者无法达到病理完全缓解(pCR),肿瘤微环境(TME)尤其是癌症相关成纤维细胞(CAFs)被认为通过旁分泌信号参与耐药。研究人员通过蛋白质组学与酶联免疫吸附试验(ELISA)证实,TPD处理后的CAF-200成纤维细胞中S100-A11分泌增加;外源性重组S100-A11可降低多种HER2+乳腺癌细胞系对TPD的敏感性,而在CAF-200中敲低S100A11则能减弱条件培养基在BT-474和EFM-192A细胞中诱导的耐药表型。机制层面,S100-A11暴露与信号转导与转录激活因子3(STAT3)磷酸化水平升高相关,使用药物抑制STAT3或晚期糖基化终末产物受体(RAGE)可部分逆转S100-A11相关的耐药表型。在简化异种移植模型中,RAGE抑制剂azeliragon可减弱外源性S100-A11对TPD疗效的影响。针对早期HER2+乳腺癌的回顾性队列分析显示,高基质S100-A11表达与新辅助治疗后残留病灶相关,且与肿瘤内磷酸化STAT3(p-STAT3)水平升高呈正相关;双重染色进一步证实患者肿瘤中存在表达S100-A11的CAFs。上述结果支持基质S100-A11在调控抗HER2治疗应答中的作用,提示S100-A11/RAGE/STAT3轴可能是间质介导耐药的潜在治疗靶点,但仍需在独立临床队列及更具生理代表性的模型中进一步验证。
该研究发表于《Neoplasia》,聚焦HER2阳性乳腺癌新辅助抗HER2治疗耐药这一临床难题。目前标准方案为曲妥珠单抗联合帕妥珠单抗及紫杉类化疗,但仍有大量患者未达到病理完全缓解,复发风险显著升高。既往研究多关注肿瘤细胞内在改变导致的耐药,而肿瘤微环境尤其是癌症相关成纤维细胞的调控作用尚未明确。本研究旨在阐明CAF来源的S100-A11在抗HER2治疗耐药中的功能及机制,为克服间质介导的耐药提供新靶点。
研究人员采用了多层次的实验策略:利用来源于HER2阳性患者的CAF-200细胞系及正常成纤维细胞,结合蛋白质组学筛选与ELISA验证分泌蛋白变化;通过外源性重组蛋白处理、基因沉默及条件培养基共培养,评估S100-A11对肿瘤细胞增殖及药物敏感性的影响;借助信号通路抑制剂与Western blotting解析下游分子机制;构建简化小鼠皮下异种移植模型验证体内干预效果;最后纳入77例接受新辅助治疗的早期HER2阳性乳腺癌患者样本,通过免疫组化与双重染色分析临床相关性。
研究结果如下:
治疗TPD增加CAF-200的S100-A11分泌并影响抗HER2治疗应答获得性:蛋白质组学与ELISA证实TPD处理后CAF-200的S100-A11分泌显著上调;外源性S100-A11可降低BT-474、EFM-192A等多个细胞系对TPD的敏感性,而敲低CAF-200中S100A11则减弱条件培养基的促耐药效应,且该效应与STAT3磷酸化水平升高相关。
S100-A11通过STAT3激活介导耐药:外源性S100-A11可诱导肿瘤细胞STAT3磷酸化,而对AKT与ERK通路影响较弱;使用STAT3抑制剂stattic可部分逆转S100-A11诱导的耐药表型,证实STAT3激活在该过程中发挥关键作用。
RAGE抑制剂azeliragon逆转S100-A11诱导的耐药:药理学抑制RAGE可显著降低S100-A11处理的肿瘤细胞增殖,并下调p-STAT3水平,且在CAF条件培养基共培养体系中得到一致验证。
体内验证确认RAGE抑制的治疗潜力:在BT-474皮下异种移植模型中,外源性S100-A11可削弱TPD的抑瘤效果,而联合使用azeliragon可恢复肿瘤对TPD的敏感性,且未引起明显体重下降,同时降低肿瘤增殖标志物磷酸化组蛋白H3的表达。
早期人类HER2阳性乳腺癌中S100-A11与p-STAT3的表达分析:回顾性队列显示S100-A11在肿瘤基质与肿瘤细胞中均有表达,双重染色证实其定位于α-SMA阳性的CAFs;高基质S100-A11表达与患者残留病灶相关,且与肿瘤p-STAT3水平呈正相关。
基质S100-A11与肿瘤p-STAT3表达的临床相关性:高基质S100-A11与更晚期的肿瘤分期相关;单独p-STAT3表达与病理应答无显著关联,但两者共高组的患者病理完全缓解率显著降低,且淋巴结残留病灶比例更高。
讨论部分指出,本研究突破了传统聚焦于肿瘤细胞内在耐药的视角,证实抗HER2治疗可反向调控CAFs的分泌谱,通过旁分泌S100-A11激活肿瘤细胞内RAGE/STAT3轴促进存活,为肿瘤微环境作为适应性耐药主动参与者的模型提供了证据。研究同时提示该轴的干预潜力,但受限于单CAF模型、回顾性队列规模及体内模型的简化性,仍需在多CAF亚型、独立大样本队列及更接近生理的共移植模型中验证。此外,S100-A11并非CAF分泌组中唯一介导STAT3激活的因子,其与前期发现的FGF5/FGFR2轴可能存在协同作用,联合靶向或为更优策略。
结论部分总结:本研究确定S100-A11为一种与HER2阳性乳腺癌模型中对TPD治疗敏感性降低相关的基质衍生因子。功能实验表明,细胞外S100-A11与肿瘤细胞增殖增加及STAT3激活相关,而敲低CAFs中S100A11可减弱条件培养基的促耐药效应。在特定实验条件下,药理学抑制STAT3或RAGE可部分逆转该表型,支持S100-A11/RAGE/STAT3信号轴的参与。临床层面,基质S100-A11表达与肿瘤p-STAT3水平及新辅助抗HER2治疗后病理应答降低相关,表现为病理完全缓解概率下降及残留病灶增加,尽管这些发现仍属探索性。虽然S100-A11并非仅由CAFs产生,但其基质表达在肿瘤微环境中具有功能相关性。总体而言,上述结果支持基质S100-A11在调控抗HER2治疗应答中的作用,并为进一步研究S100-A11/RAGE/STAT3轴作为间质介导耐药的潜在靶点提供了依据,其转化价值有待更大规模临床队列及更具生理代表性模型的验证。