HER2是一種表皮生長因子受體，在20%的乳腺癌中高表達[1]，抗HER2治療已成為HER2高表達乳腺癌患者的標準治療方案，包括曲妥珠單抗在內的多種抗HER2藥物在臨床中取得了良好的效果[2]。
儘管很大一部分HER2+乳腺癌患者受益於抗HER2治療，但這些患者中的一部分會產生耐藥性[3]。因此，深入探究參與抗HER2治療應答以及乳腺癌轉移的分子機制至關重要，這些認識可能有助於開發更有效的治療策略。
近期由來自西班牙癌症生物醫學研究中心的Pilar Eroles博士與Juan Miguel Cejalvo博士領銜的研究團隊在《科學進展》期刊發表研究成果[4]，他們發現 腫瘤細胞表面受體絡氨酸激酶AXL的高表達是HER2+乳腺癌對曲妥珠單抗耐藥的重要原因。機制上， AXL通過促進乳腺癌細胞上皮間質轉換（EMT）促進其轉移，並且與HER2形成異源二聚體激活PI3K/AKT以及MAPK通路。
這項研究成果表明， 針對AXL高表達的HER2陽性乳腺癌患者聯合使用抗HER2藥物與AXL抑制劑或許可以發揮更好的效果，同時也表明AXL可以作為HER2陽性乳腺癌的預後生物標誌物。
AXL是受體絡氨酸激酶家族成員，其與腫瘤MET相關，並促進腫瘤的存活以及轉移， 在多種腫瘤中AXL的上調與靶向藥物以及化療耐藥相關[5,6]。 在乳腺癌中AXL的高表達與腫瘤轉移以及不良預後相關[7,8]，有研究認為抑制AXL是治療三陰性乳腺癌的一種有效策略[9]，然而AXL在HER2+乳腺癌中的作用仍不清楚。
為了探究AXL的表達與HER2+乳腺癌對曲妥珠單抗耐藥之間的關係，研究團隊檢測了曲妥珠單抗耐藥乳腺癌細胞系中AXL的表達，發現 相比曲妥珠單抗敏感細胞系，耐藥細胞中AXL的表達水平以及磷酸化程度更高。
這提示AXL的表達或許與乳腺癌細胞耐藥有一定關係，接下來研究團隊通過RNA干擾以及藥物抑制兩種方式抑制AXL，結果顯示抑制AXL後乳腺癌細胞對曲妥珠單抗治療的響應率顯著提高；而過表達AXL後，乳腺癌細胞對曲妥珠單抗的治療響應率顯著降低。這些數據表明 AXL能夠促進乳腺癌細胞對曲妥珠單抗的治療抵抗。
（頂圖）耐藥細胞中AXL的表達顯著升高，（B,D）抑制AXL增加腫瘤細胞對曲妥珠單抗的敏感度，（F）過表達AXL則增強了腫瘤細胞的耐藥性
AXL是如何增強乳腺癌的耐藥性的呢？
由於EMT是腫瘤耐藥以及轉移的重要部分，而此前有報道顯示AXL與EMT有關，因此研究團隊檢測了對曲妥珠單抗耐藥的乳腺癌細胞中EMT相關基因的表達，發現 相比于敏感細胞系，耐藥細胞中EMT相關基因表達明顯上調；過表達AXL進一步上調了EMT相關基因的表達；而抑制AXL則可以抑制EMT相關基因的表達。這些數據表明 AXL可以通過增強腫瘤細胞的EMT促進其耐藥。
AXL促進腫瘤細胞發生EMT，並增強其遷移能力
之前有報道顯示AXL可以通過配體依賴以及配體非依賴兩種方式發揮作用[10,11]，為了探究在HER2+乳腺癌細胞中AXL發揮作用的方式，研究團隊首先檢測了乳腺癌細胞中AXL配體GAS6的表達水平，發現不論AXL的表達水平如何，GAS6的表達水平都很低。 而免疫共沉澱實驗顯示AXL與HER2可以形成異源二聚體，這提示AXL發揮作用不依賴於配體GAS6。
接下來研究團隊想知道AXL-HER2異二聚體能夠激活哪些胞內信號通路，通過Western blot實驗發現， 與曲妥珠單抗敏感細胞系相比，AXL+的耐藥細胞中PI3K/AKT和MAPK/ERK信號通路顯著激活，而同時抑制HER2與AXL可以最大限度地抑制這些信號通路。這些數據提示， AXL-HER2二聚化激活了PI3K/AKT和MAPK/ERK信號通路，從而導致曲妥珠單抗治療效果的降低。
AXL與HER2形成異源二聚體並激活胞內PI3K/AKT/ERK/MAPK信號通路
以上的實驗證據主要來自於細胞系實驗，接下來研究團隊希望在體內模型中驗證上述結果。
通過將HER2+乳腺癌患者來源的腫瘤組織在小鼠體內或體外使用曲妥珠單抗長期處理，研究團隊獲得了對曲妥珠單抗治療耐藥的PDX模型。通過對PDX腫瘤進行檢測，研究團隊發現耐藥的腫瘤細胞上調錶達AXL以及EMT相關基因，但是沒有檢測到AXL的配體GAS6。這與細胞系實驗結果一致。
那麼聯合曲妥珠單抗與AXL抑制劑能能否解腫瘤耐藥難題呢？ 研究團隊使用曲妥珠單抗聯合AXL抑制劑治療耐藥PDX小鼠，發現聯合治療能夠顯著地抑制腫瘤生長，並使腫瘤在治療21天後完全消退。
同時抑制HER2與AXL能夠克服乳腺癌耐藥，實現腫瘤消退
基於以上實驗結果，研究團隊推測AXL上調可能是HER2+乳腺癌患者對曲妥珠單抗治療耐藥的重要原因。為了驗證這一假設，他們分析了HER2+乳腺癌患者腫瘤組織中AXL的表達。結果顯示， 相比於治療後未復發的患者，抗HER2治療後發生復發與轉移的患者其原發瘤中AXL的表達顯著上調，並且AXL的表達與患者的生存較差相關。這些數據表明， AXL可以作為HER2+乳腺癌患者預後標誌物。
AXL的表達與乳腺癌患者不良預後相關
接下來研究團隊檢測了接受抗HER2治療患者其腫瘤組織中AXL表達的變化情況，發現在接受治療後14天AXL的表達就出現了明顯上調，這種迅速的表達變化也提示AXL在乳腺癌獲得耐藥性的過程中扮演重要角色。
總的來說，這項研究成果表明AXL的高表達是HER2+乳腺癌獲得耐藥性的重要原因，並揭示AXL促進腫瘤耐藥是通過誘導腫瘤細胞發生EMT，並激活胞內PI3K/AKT以及ERK/MAPK信號通路來實現的。
參考文獻：
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6. Elkabets M, Pazarentzos E, Juric D, et al. AXL mediates resistance to PI3Kα inhibition by activating the EGFR/PKC/mTOR axis in head and neck and esophageal squamous cell carcinomas. Cancer Cell. 2015;27(4):533-546. doi:10.1016/j.ccell.2015.03.010
7. Goyette MA, Duhamel S, Aubert L, et al. The Receptor Tyrosine Kinase AXL Is Required at Multiple Steps of the Metastatic Cascade during HER2-Positive Breast Cancer Progression. Cell Rep. 2018;23(5):1476-1490. doi:10.1016/j.celrep.2018.04.019
8. Davra V, Kumar S, Geng K, et al. Axl and Mertk Receptors Cooperate to Promote Breast Cancer Progression by Combined Oncogenic Signaling and Evasion of Host Antitumor Immunity. Cancer Res. 2021;81(3):698-712. doi:10.1158/0008-5472.CAN-20-2066
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11. Scaltriti M, Elkabets M, Baselga J. Molecular Pathways: AXL, a Membrane Receptor Mediator of Resistance to Therapy. Clin Cancer Res. 2016;22(6):1313-1317. doi:10.1158/1078-0432.CCR-15-1458