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乳腺癌是危害女性健康的第一大恶性肿瘤，在临床上可分为多种亚型。其中三阴性乳腺癌（Triple-negative breast cancer，TNBC，雌激素受体、孕激素受体和表皮生长因子受体均为阴性）是临床上最难治愈的乳腺癌。这类乳腺癌占所有乳腺癌的15-20%，具有发病年龄早、恶性程度高、器官转移率高、病人5年存活率低等特点。三阴性乳腺癌由于不表达激素受体和表皮生长因子受体，对于现有的激素或表皮生长因子抑制药物无法响应；由于没有特异的分子标记，目前临床上没有靶点药物和针对性的治疗方法。长久以来，三阴性乳腺癌的治疗一直面临巨大的挑战。
三阴性乳腺癌由于其分化程度低，被假设是干细胞起源的癌症。中科院分子细胞科学卓越创新中心（生物化学与细胞生物学研究所）曾艺研究组前期的工作首次鉴定了小鼠乳腺中存在的多潜能成体干细胞，其表达protein C receptor（Procr）标记分子，一个特异表达在正常乳腺干细胞上的单次跨膜蛋白【1】。复旦大学附属肿瘤医院乳腺外科邵志敏研究组长期致力于三阴性乳腺癌的精准诊疗研究与探索，建立了目前世界最大的三阴性乳腺癌多组学队列和三阴性乳腺癌的“复旦分型”，在此基础上挖掘每个亚型内部的治疗靶点并制定治疗方案【2】。
近日，曾艺/邵志敏合作团队在Cell Research杂志上发表了的文章：Protein C receptor is atherapeutic stem cell target in a distinct group of breast cancers。该研究鉴定了新的三阴性乳腺癌分型标记和治疗靶点PROCR，为乳腺癌诊断和治疗提供了新的理论依据和实践方案。Cell Research还配发了乳腺干细胞和乳腺癌领域的权威专家Jane Visvader教授撰写了题为Halting triple negative breast cancer by targeting PROCR的评论文章，高度评价了上述工作。
在这项研究中，研究人员首先考察了PROCR在正常癌旁组织的表达，发现在正常的基底细胞中，仅3%的细胞表达PROCR.。接着，通过对约570例各亚型乳腺癌样本进行免疫组化染色，发现了PROCR在TNBC样本中特异性地高表达。PROCR高表达的病例约占TNBC病人的一半，相比PROCR低表达的病例表现出更差的预后。这些证据提示PROCR高表达的TNBC（PROCR-hi TNBC) 是一类新的亚群。
为了考察PROCR是否在这些PROCR-hi TNBC标记肿瘤干细胞，研究人员利用病人移植瘤（Patient-derivedxenograft，PDX）模型，通过PROCR标记流式分选活细胞，随后进行梯度稀释的细胞移植，成瘤证实PROCR阳性细胞富集了这类亚群中的肿瘤干细胞。当用shRNA敲低PROCR表达，能够显著抑制肿瘤的生长。
图：通过PROCR、EpCAM标记流式分选 PROCR-hi TNBC亚型PDX肿瘤中的三群活细胞（左），随后进行梯度稀释的细胞移植（右），成瘤实验证实PROCR阳性细胞富集该亚型中的肿瘤干细胞
由于PROCR是细胞表面蛋白，针对该分子设计的抗体药物不需要进入细胞内就能起作用，是理想的药物靶点。通过噬菌体展示，研究人员筛选制备了具有拮抗PROCR功能的人源单克隆抗体。在PROCR-hi TNBC PDX 小鼠模型中，该抗体能够非常显著地抑制肿瘤的生长。该抗体（靶向PROCR阳性肿瘤干细胞）与化疗药物（杀伤其它肿瘤细胞）联用展现了更显著的肿瘤抑制效果。撤除药物后，化疗组由于富集了肿瘤干细胞，迅速复发。而抗体单用组及联用组，由于靶向了肿瘤干细胞，避免了迅速复发的趋势。该研究为三阴性乳腺癌的分型治疗提供了新的思路和临床前实验依据。
拮抗性抗体单用及与化疗药物联用的肿瘤抑制效果（左）；三阴性乳腺癌基于PROCR的分型诊断和靶向治疗的模型图 (右)。
基于PROCR的乳腺癌分型有重要的临床意义。一，PROCR的差异表达能够被免疫组化识别，而免疫组化是乳腺癌临床诊断的最常用手段。以往对三阴性乳腺癌的分型研究多依赖测序手段的全基因组层面的分析，虽然能够找到不同分型的基因signature，但不能简单地转化为临床诊断。二，PROCR是肿瘤干细胞表面的药物靶标。抑制PROCR能够显著地抑制肿瘤生长。拮抗PROCR功能的单克隆抗体已经在临床前动物实验展现了良好的抑癌效果。三，PROCR在乳腺癌细胞内的信号转导通路已经初步被了解。在分型诊断的基础上，针对下游信号通路成员的小分子药物组合抑制策略已经蓄势待发。
这项工作对探讨乳腺癌的细胞起源有一定的意义。以往多项研究表明 BRCA1突变携带者（三阴性乳腺癌中的一小部分病人）的肿瘤起源于管腔上皮细胞的去分化【3-7】。这类病人对于DNA损伤的药物，例如PARP抑制剂，有较好的响应【8】。相反，其他的三阴性乳腺癌病人对PARP抑制剂没有响应。可见，三阴性乳腺癌的异质性一直是影响临床用药选择的关键点和难点。 本研究发现BRCA1突变携带者的肿瘤进行免疫组化分析，发现其低表达PROCR。这些证据更加支持，不同分型的TNBC有不同的细胞起源，而PROCR-hi TNBC亚群的起源有可能是正常乳腺干细胞的恶性转变。
BRCA1突变携带者的乳腺肿瘤大多低表达PROCR （左）；PROCR-hi TNBC亚群的起源有可能是正常乳腺干细胞的恶性转变（右）。
什么是肿瘤干细胞？
值得注意的是，”肿瘤干细胞”的概念在很多情况下被滥用。肿瘤干细胞的身份不应仅通过某个分子的表达与否来断定，而需要通过功能性实验来证明。瘤干细胞研究元老级科学家John Dick及Michael Clarke在综述文章中强调，肿瘤干细胞必须满足以下条件【9,10】：1）能够作为一个细胞亚群被分离；2）能够利用少量细胞在移植瘤实验中长期传代（体现自我更新的性质）；3）子代移植瘤能够重现父代肿瘤的细胞组成和性质；4）能够形成有其它类型的子代细胞，这些子代细胞或许也具有分裂能力，但不能和肿瘤干细胞一样形成移植瘤。
乳腺癌分型众多，其肿瘤干细胞的身份显然各有不同。因而不能简单地通过某个单一分子的表达，例如CD44或ALDH1，来代表所有的亚型中的肿瘤干细胞。在本项研究中，PROCR亦仅在 PROCR-hi TNBC亚型中标记肿瘤干细胞。在各种小鼠乳腺肿瘤模型中，PROCR仅在MMTV-Wnt1肿瘤中标记肿瘤干细胞，而对MMTV-PyVT，K14-Cre,Brca1f/+,p53f/+ 肿瘤中的干细胞并没有富集的作用。希望当下“以一概全”的乱象能够引起重视，使得“肿瘤干细胞”领域的研究能够持续健康地发展。
图：PROCR仅在 MMTV-Wnt1 乳腺肿瘤中标记肿瘤干细胞，而对另两类乳腺肿瘤中的干细胞并没有富集的作用。
据悉，这项研究由中科院分子细胞科学卓越创新中心（生化与细胞所）曾艺研究组与复旦大学附属肿瘤医院乳腺外科邵志敏研究组合作完成。生化与细胞所博士王代松、复旦大学附属肿瘤医院胡欣研究员为本文共同第一作者，曾艺研究员和邵志敏教授为论文的共同通讯作者。
专家点评
江一舟（复旦大学附属肿瘤医院国家优青、副主任医师、副研究员）
三阴性乳腺癌约占乳腺癌总数的10-15%，表现为患者年轻化，易在疾病早期发生远处转移，并缺乏有效治疗靶点，一直是临床治疗的难题。三阴性乳腺癌并不是一种肿瘤，而是一类高度异质性的混合型肿瘤。要提高三阴性乳腺癌治疗水平，首先应明确其分子本质，进而找到有效的治疗靶点。今年，复旦大学邵志敏教授团队在Cancer Cell发表的研究将三阴性乳腺癌分成4个分子亚型，分别是大量免疫细胞浸润、预后较好的免疫调节型（IM），雄激素受体通路活化的腔面/雄激素受体型（LAR），干细胞通路激活、预后较差的间质型（MES），以及高度基因组不稳定的基底样免疫抑制型（BLIS）。以干细胞特性为标志的MES亚型缺乏分子靶标，是临床治疗最为棘手的三阴性乳腺癌，也提示了肿瘤干细胞在三阴性乳腺癌恶性生物学行为和精准治疗中具有重要作用。
此次，曾艺教授和邵志敏教授合作在Cell Research撰文揭示蛋白C受体（Procr）可以作为三阴性乳腺癌的肿瘤干细胞标志，利用纳米抗体抑制剂干扰蛋白C受体的功能，可以有效减少肿瘤干细胞的数量并预防肿瘤快速复发。本研究揭示了三阴性乳腺癌新的治疗靶点，为这一类富集肿瘤干细胞、恶性程度最高的三阴性乳腺癌提供了新的靶向治疗策略，有望最终改善临床上三阴性乳腺癌“缺靶少药”的窘境。在“分子分型基础上的靶向精准治疗”这一策略的引导下，基础研究与临床转化紧密结合，未来三阴性乳腺癌的临床治疗有望取得更大的突破。
原文链接：
/articles/s41422-019-0225-9
点评链接 ：
/articles/s41422-019-0245-5
制版人：小娴子
参考文献
1 Wang, D. et al. Identification of multipotent mammary stem cells by proteinC receptor expression. Nature 517, 81-84, doi:10.1038/nature13851().
2 Jiang,Y. Z. et al. Genomic andTranscriptomic Landscape of Triple-Negative Breast Cancers: Subtypes andTreatment Strategies. Cancer cell 35, 428-440 e425,doi:10.1016/ell..02.001 ().
3 Lim,E. et al. Aberrant luminalprogenitors as the candidate target population for basal tumor development inBRCA1 mutation carriers. Nature medicine15, 907-913, doi:10.1038/nm.2000().
4 Molyneux,G. et al. BRCA1 basal-like breastcancers originate from luminal epithelial progenitors and not from basal stemcells. Cell Stem Cell 7, 403-417,doi:10.1016/j.stem..07.010 ().
5 Proia,T. A. et al. Genetic predispositiondirects breast cancer phenotype by dictating progenitor cell fate. Cell Stem Cell 8, 149-163, doi:10.1016/j.stem..12.007 ().
6 Nolan,E. et al. RANK ligand as a potentialtarget for breast cancer prevention in BRCA1-mutation carriers. Nature medicine 22, 933-939, doi:10.1038/nm.4118 ().
7 Sau,A. et al. Persistent Activation ofNF-kappaB in BRCA1-Deficient Mammary Progenitors Drives Aberrant Proliferationand Accumulation of DNA Damage. Cell StemCell 19, 52-65,doi:10.1016/j.stem..05.003 ().
8 Tutt,A. et al. Oral poly(ADP-ribose)polymerase inhibitor olaparib in patients with BRCA1 or BRCA2 mutations andadvanced breast cancer: a proof-of-concept trial. Lancet (London, England) 376,235-244, doi:10.1016/s0140-6736(10)60892-6 ().
9 Kreso,A. & Dick, J. E. Evolution of the cancer stem cell model. Cell Stem Cell 14, 275-291, doi:10.1016/j.stem..02.006 ().
10 Clarke,M. F. et al. Cancer stemcells--perspectives>Cancer Res 66, 9339-9344,doi:10.1158/0008-5472.CAN-06-3126 ()
原标题：《【学术前沿】曾艺/邵志敏合作团队发现三阴性乳腺癌新的分型诊断标记和治疗靶点》
