EZH2與乳腺癌及其抑制劑研究

竇冬冬 張易青

摘要：乳腺癌作為女性最常見的腫瘤，其生存率和生存質量往往不能令人滿意。目前，眾多研究表明乳腺癌的發生、發展機制受到表觀遺傳修飾的高度影響。果蠅zest基因增強子同源物2（EZH2）作為一種組蛋白甲基轉移酶，通過催化組蛋白H3第27位賴氨酸殘基（H3K27）的三甲基化參與細胞周期調控、分化和沉默相關靶基因的轉錄，進而促進腫瘤的發生。目前發現EZH2在多種腫瘤中過表達并與腫瘤的侵襲和預后密切相關，且對EZH2抑制劑的研究已進入臨床試驗階段。因此，本文對EZH2在乳腺癌中的作用機制及EZH2抑制劑的研究現狀作一綜述，旨在為乳腺癌的臨床治療提供參考依據。

關鍵詞：乳腺癌;EZH2;EZH2抑制劑

中圖分類號：R737.9 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2020.04.015

文章編號：1006-1959（2020）04-0047-04

Abstract：Breast cancer is the most common tumor in women， and its survival rate and quality of life are often unsatisfactory. At present， many studies have shown that the genesis and development mechanism of breast cancer are highly affected by epigenetic modification. Drosophila zest gene enhancer homolog 2 （EZH2）， as a histone methyltransferase， participates in cell cycle regulation and differentiation by catalyzing the trimethylation of histone H3 lysine residue （H3K27） at position 27 and silence the transcription of related target genes， which in turn promotes tumorigenesis. EZH2 has been found to be over-expressed in many tumors and is closely related to tumor invasion and prognosis， and research on EZH2 inhibitors has entered clinical trials. Therefore， this article reviews the mechanism of EZH2 in breast cancer and the research status of EZH2 inhibitors， in order to provide a reference for the clinical treatment of breast cancer.

Key words：Breast cancer;EZH2;EZH2 inhibitors

目前，乳腺癌的發病率逐年上升，已成為女性最常見的惡性腫瘤。國際癌癥研究中心（IARC）數據顯示，每年約有24萬例新發患者，發病率達11.9%，死亡率暫居第2位[1]。近年來，我國乳腺癌的發病率明顯升高，發病年齡呈年輕化趨勢[2]。隨著腫瘤分子標志物的發現，乳腺癌的治療手段逐漸從單一的手術轉變為化療、內分泌治療及靶向治療的綜合治療模式，極大地改善了部分患者的預后。但仍有約20%三陰性乳腺癌（TNBC）是最具侵襲性的乳腺癌亞型，治療手段僅限于細胞毒治療，且易產生耐藥性[3]。雖然乳腺癌的檢測和治療已經取得了很大的進展，但生存率和生存質量仍不能令人滿意，因此，迫切需要新的治療靶點的發現。果蠅zest基因增強子同源物2（zestehomolog2，EZH2）是由EZH2基因編碼的組蛋白甲基轉移酶[4]，與SUZ12和EED形成多疏蛋白復合體2（polycomb repressive complex，PRC），催化組蛋白H3第27位賴氨酸殘基（H3K27）的三甲基化，導致抑癌基因失活，轉錄沉默[5，6]。研究表明，在包括乳腺癌在內的多種腫瘤中發現EZH2的高表達，且與腫瘤的不良預后相關。在體外實驗中，EZH2抑制劑能夠明顯抑制腫瘤細胞的增殖及促進細胞凋亡，有望成為乳腺癌新的治療靶點。本文就EZH2與表觀遺傳學的關系及其在乳腺癌的作用機制、EZH2抑制劑的現狀作一綜述。

1 EZH2與表觀遺傳學

1.1表觀遺傳學 ?表觀遺傳學修飾是指核苷酸序列不發生改變的情況下，基因表達的性狀發生可遺傳的改變。核小體是由約146個堿基對的雙鏈DNA和一個組蛋白八聚體組成的真核生物染色質基本結構單位。組蛋白富含堿性賴氨酸（Lys）和精氨酸（Arg）的殘基，通過特定的酶家族的作用，經歷化學共價修飾（如乙酰化，甲基化，磷酸化和泛素化），產生表觀遺傳學修飾。其中，組蛋白甲基化共價修飾引起了廣泛關注。于2000年首次被發現[7]，2003年開始研究這種共價修飾和基因轉錄調控的關系[8]。已有多項研究證明，靶標基因的組蛋白甲基化與多種癌癥的細胞增殖、耐藥性及不良預后相關[9]。

組蛋白甲基轉移酶（HMTs）家族包括組蛋白賴氨酸甲基轉移酶（HKMTs）和蛋白質/組蛋白精氨酸甲基轉移酶（PRMTs）[10]。其催化組蛋白和非組蛋白中特定賴氨酸或精氨酸氨基酸側鏈的甲基化。通過經典的SN2機制將甲基從S-腺苷-L-甲硫氨酸（S-Adenosyl-L-methionine，SAM）轉移到賴氨酸殘基產生甲基化蛋白和S-腺苷-L-高半胱氨酸（S-Adenosyl-L-homocysteine，SAH）[11]，從而導致激活轉錄或基因沉默。這些染色質核心組蛋白翻譯后修飾在基因調節、細胞分化和DNA損傷修復中起著至關重要的作用[12]。EZH2作為一種組蛋白甲基轉移酶，組蛋白甲基化修飾有望成為惡性腫瘤治療的重要靶點。目前，具有抗腫瘤活性的組蛋白甲基化酶抑制劑有二十多種，其中關于EZH2抑制劑的研究成果最多。

1.2 EZH2基因 ?EZH2基因位于人類染色體7q35上，編碼組蛋白甲基轉移酶（EZH2）。與SUZ12和EED共同構成多疏蛋白復合體PRC2，PRC2與PRC1共同構成多疏基因家族PcG（polycomb group）蛋白。Pc G[5]于1999年Jacobs和van Lohuizen 首次從黑腹果蠅中發現，是一種高度保守表觀遺傳效應物，通過組蛋白翻譯后修飾維持一些基因的沉默狀態，是長期轉錄沉默所必需的。EZH2具有組蛋白甲基化轉移酶的活性。每個 EZH2含有一個提供甲基轉移酶活性部位的SET結構域，必需通過其內部的SET結構域才能催化組蛋白H3第27位賴氨酸殘基（H3K27）的三甲基化，導致染色質凝集及轉錄抑制，使參與細胞周期調控、分化和增殖的靶基因轉錄沉默（如HOX家族的基因），進而促進腫瘤的發生。

2 EZH2與乳腺癌

EZH2的高表達和高水平的H3K27me3與多種人類腫瘤相關，包括乳腺癌、膀胱癌、前列腺癌、淋巴瘤和白血病等[13，14]。越來越多的證據表明，EZH2與腫瘤細胞增殖、侵襲性和遠處轉移有關[15-17]。近年來，乳腺癌與EZH2的關系成為研究熱點。EZH2的高表達與乳腺上皮細胞向腫瘤的轉化有關，在浸潤性乳腺癌及原位癌中的表達率高于良性乳腺病變組織，其中三陰性乳腺癌（TNBC）中的表達率最高（約90.9%）[18]。一項包括了400例乳腺癌的隊列研究發現，EZH2在侵襲性較高的三陰性型乳腺癌中過表達[19]。多項研究證實，EZH2的過表達與腫瘤大小、疾病分期、發病年齡、激素受體陰性狀態、生存不良等因素有關。Collett K等[20]研究指出，EZH2的表達與侵襲性乳腺癌的多個特征有關，如：p53突變、her-2表達，腎小球微血管增生等，在多因素分析中EZH2是預測預后的唯一相關變量。相反，雌激素陽性型乳腺癌具有較好的預后，但EZH2低表達與ER、PR呈負相關[21]。

2.1 EZH2在乳腺癌中的信號通路 ?EZH2通過激活多種信號通路導致乳腺癌的發生：①p RB-E2F通路：EZH2基因位于p RB-E2F信號通路的下游，高表達的EZH2加速G0/G1期細胞進入S期，促進腫瘤細胞及正常細胞的增殖[5]，從而導致乳腺癌的發生。②雌激素和Wnt信號通路：EZH2通過其兩個N-末端結構域，反式激活雌激素和Wnt信號通路的靶基因，從而促進細胞的增殖[22]，研究認為EZH2是一種具有動態活性的雙功能轉錄調控因子，通過雌激素和Wnt通路為EZH2在腫瘤發生中的作用提供了機制。另有學者認為MEK-ERK-Elk-1通路是癌細胞中上調的信號轉導通路之一，與EZH2過表達有關[23]。Elk-1不僅是ERK下游的關鍵因子，也是EZH2的轉錄因子。ERK通過控制轉錄因子的磷酸化（包括Elk-1）和通過EZH2和組蛋白H3甲基化的染色質重構，在基因調控中起多效性作用。

2.2 EZH2與上皮細胞-間質充轉化 ?上皮-間質充轉化（epithelial mesenchymal transformation，EMT）一直是研究癌癥遠處轉移的主要研究領域之一。EMT的進展是一個多步驟的過程，通過正常上皮細胞的極性喪失、基底膜的結構改變和信號網絡破壞，進展到EMT和血管生成，導致腫瘤生長。EMT與三陰性乳腺癌（TNBC）切相關[24]，可導致細胞浸潤和遠處轉移，是TNBC亞型的侵襲性特征。

3 EZH2抑制劑

近年來，EZH2靶向抑制劑的研究工作相繼進行，動物模型中的初步數據初見成效，目前對于EZH2抑制劑的研究正在進行臨床前試驗。

3.1 DZNep ?DZNep是第一個被發現的EZH2抑制劑，是一種SAH水解酶抑制劑。DZNep通過干擾SAM和SAH代謝，抑制甲硫氨酸循環，使萬能供甲基SAM減少，從而通過旁路途徑耗盡EZH2蛋白，間接降低相關的H3K27me3水平，誘導乳腺MCF7癌細胞發生時間依賴性凋亡[25]。DZNep作為一種間接抑制劑，其抑制組蛋白甲基化的作用具有非特異性，對EZH2的特異性較低。

3.2 EPZ005687 ?2-吡啶酮化合物的誕生標志著EZH2的高效選擇性抑制劑的出現。其中第一個被報道的選擇性抑制劑是EPZ005687，與輔因子SAM競爭，與肽底物不競爭，選擇性地降低H3K27me3和H3K27me2。EPZ005687對PRC2/EZH2復合物的選擇性超過其他15種甲基轉移酶的500倍，對PRC2/EZH2復合物的選擇性超過PRC2/ EZH1復合物的50倍[26]。EPZ005687顯示H3K27me3對EZH2野生型（WT）、Y641-和a677突變型淋巴瘤細胞以及包括乳腺癌和前列腺癌在內的其他癌癥細胞系的劑量依賴性抑制。

3.3 GSK126 ?另一個經高溫超導和后續優化開發的小分子EZH2抑制劑是GSK126，與EPZ005687具有類似的核心結構，與輔因子SAM競爭。GSK126對EZH2的選擇性是其他甲基轉移酶的1000多倍，對EZH2的選擇性超過EZH1的150倍，對野生型和突變型EZH2均有抑制作用，但對EZH2突變的細胞能更有效地抑制增殖[27]。在具侵襲性的karpa-422彌漫大B細胞淋巴瘤（DLBCL）異種移植模型中，GSK126通過腹腔給藥，顯著降低了腫瘤體積（91%～100%）、提高存活率，降低H3K27me3水平，增加EZH2靶基因表達。GSK126雖被治療的小鼠很好地耐受，但目前仍有口服生物利用度和血腦屏障通透性問題。GSK126在2014年進入I期臨床試驗，作為GSK2816126用于各種淋巴瘤、實體瘤和多發性骨髓瘤患者。

3.4 El1 ?第三種獨立的SAM競爭性抑制劑El1，對EZH2的選擇性是其他甲基轉移酶的10000倍，是EZH1的選擇性是90倍[28]。El1與上述的2-吡啶酮類抑制劑具有相似的特性，對EZH2突變體的效力相同，對EZH2野生體的抑制微弱。在不影響EZH2蛋白水平的情況下，抑制H3K27me2/3水平，并抑制攜帶EZH2突變株的細胞生長，導致細胞周期阻滯和凋亡。

3.5 UNC1999 ?UNC1999是第一個具有口服生物活性的EZH2抑制劑。同時也是第一個雙EZH2/EZH1抑制劑，對EZH2的選擇性僅是EZH1的10倍左右，具有靶向EZH2和EZH1的潛力。另外，對EZH2/EZH1的選擇性是其他15個甲基轉移酶的1000倍。同樣UNC1999與SAM競爭，與肽底物不競爭，在不影響EZH2蛋白水平情況下，降低癌細胞中H3K27me3水平和抑制細胞增殖，顯示出較低的細胞毒性[29]。后來，一種新的模擬UNC1999的藥物JQEZ5被報道，它對EZH2 Y641F突變體非常有效，該突變通過重組染色質結構誘導淋巴瘤和黑色素瘤的凋亡[30]。

3.6 EPZ-6438 ?EPZ-6438又稱tazemetostat，是2013年以后被報道的一種新型口服活性EZH2抑制劑。比EPZ005687藥效更強，具有更好的藥代動力學特性及口服生物利用度。Tazemetostat同樣是與SAM競爭，對野生型和突變型EZH2有較強的抑制作用，對EZH2的選擇性是EZH1的 35倍，是其他甲基轉移酶的選擇性4500倍[31]。EPZ-6438對攜帶smarcb1突變體惡性橫紋肌樣腫瘤的小鼠進行治療，H3K27me3水平下降，腫瘤呈劑量依賴性消退[32]。2013年6月啟動EPZ-6438在晚期實體瘤或b細胞淋巴瘤患者中的I/II期臨床試驗（NCT01897571）。另外兩項臨床試驗（NCT02395601和NCT02082977）正在積極招募患者，目前正在對EZH2突變的B細胞非霍奇金淋巴瘤（NHL）和smarcb1缺陷腫瘤進行進一步研究。

目前，對EZH2抑制劑的研究不僅局限于動物實驗，越來越多的臨床試驗數據被報道。Tazemetostat單藥治療的Ⅰ/Ⅱ期臨床試驗和GSK126/CPI-1205的Ⅰ期臨床試驗正在包括NHL、FL、DLBCL、兒童淋巴瘤和實體瘤中進行。此外，tazemetostat聯合R-CHOP（利妥昔單抗加環磷酰胺、多柔比星、長春新堿、強的松龍）方案、強的松（NCT01897571）和PDL1拮抗劑（NCT02220842）的臨床試驗也正在進行中[33]。Tazemetostat的治療效果顯著，而GSK126的Ⅰ期臨床試驗結果不太令人滿意，CPI-1205的臨床試驗仍在進行中。有研究報道[34]，采用2-吡啶酮EZH2抑制劑治療的腫瘤，通過使某些殘基突變，可產生獲得性耐藥，這種獲得性耐藥為EZH2抑制劑的設計帶來了新的挑戰。在設計和合成新的抑制劑方面需要做出不斷地努力，或者通過小分子靶向SET結構域或破壞EZH2與EED和SUZ12的相互作用，可能是第二代EZH2抑制劑的有效藥物發現策略[35]。

4總結

乳腺癌是婦女癌癥死亡的第2大原因，盡管在過去20年中取得了許多進展，但轉移性疾病仍然是乳腺癌患者死亡的主要原因。雖然乳腺癌的檢測和治療已經取得了很大的進展，但生存率和生存質量往往不能令人滿意。尤其是三陰性乳腺癌患者，迫切需要新的乳腺癌治療方法的發現。EZH2與乳腺癌的發生、發展及轉移密切相關，EZH2的抑制劑能抑制乳腺癌腫瘤細胞的生長及誘導癌細胞的凋亡，有望成為使乳腺癌患者獲益的治療靶點。目前關于EZH2抑制劑的研究正在進行臨床試驗，期待能為乳腺癌的治療提高新的路徑。

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收稿日期：2019-11-12;修回日期：2019-12-02

編輯/成森