胰岛素相关蛋白1与乳腺癌关系的研究进展

管忆楠，姚永忠

(1.南京大学医学院附属鼓楼医院 普外科，江苏 南京 210008； 2.东南大学 医学院，江苏 南京 210009)

世界卫生组织国际癌症研究机构(International Agency for Research on Cancer，IARC)发布的2020年全球最新癌症数据显示，乳腺癌成为全球发病率第一大癌症[1]。乳腺癌的治疗已经进入到一个以生物学特性为指导的多学科综合治疗时代，其治疗方法包括手术、化疗、放疗、内分泌治疗和分子靶向治疗等[2]。目前，分子靶向治疗是乳腺癌治疗的热点，它使得乳腺癌治疗更加个性化和具体化，可以最大程度地减少副作用并提高患者总生存率[3]。胰岛素相关蛋白1(insulinoma- associated protein- 1，INSM1)是一种锌指转录因子，与多种神经内分泌肿瘤密切相关，其在多种肿瘤中的作用越来越受到关注[4]。INSM1最早是20世纪90年代初期在人胰岛素瘤减法库中鉴定的锌指转录因子[5]。INSM1的一个重要特征是在神经内分泌肿瘤中的高表达，INSM1是对神经内分泌肿瘤有较好敏感性和特异性的生物标志物[6]。特别是在小细胞肺癌中INSM1被广泛研究，并被证实是神经内分泌肿瘤的可靠标志物[7- 8]。近年来多个研究表明，INSM1可以成为神经内分泌乳腺癌的免疫指标，并发现INSM1可以期待成为乳腺癌治疗新的作用靶点[9- 11]。

1 INSM1的结构特征

INSM1有研究预测，在3′- 末端的区域中，在两个聚腺苷酸化信号之间存在7个ATTTA序列，被认为用于淋巴因子、细胞因子和原癌基因mRNA的特异性降解[12]。INSM1可分为两个主要的结构域:氨基-末端结构域(AA 1- 250)含有高百分比的脯氨酸、甘氨酸和丙氨酸残基，在许多哺乳动物的转录因子中发现富含脯氨酸序列(20%～30%)的用作蛋白质- 蛋白质相互作用的结构域介导转录激活[13];羧基- 末端序列(AA 251- 510)含有5种特定的锌指基序，这5个锌指基序在羧基末端对称间隔。INSM1的结构特征强烈表明它是一种锌指DNA结合蛋白[14]。

2 INSM1的神经内分泌特异性表达模式

正常胎儿人脑组织和原发性神经内分泌肿瘤免疫组化呈现出INSM1细胞核阳性表现。早期的研究发现，INSM1特异性地在胎儿器官发育过程中表达，胎儿出生后INSM1的表达迅速下降，发育成熟的器官中几乎检测不到INSM1的表达[15]。此外研究表明，INSM1是一种优越的生物标志物，其在神经内分泌肿瘤，包括甲状腺髓样癌[16]、宫颈癌[17]、头颈部肿瘤[18]、肺小细胞和大细胞神经内分泌癌[19- 21]、胰腺神经内分泌肿瘤[22]、神经内分泌胃肠道肿瘤[23]、前列腺癌[24]、皮肤默克尔细胞癌[25]等中高表达。尤其是在肺癌中，INSM1被多项研究证实是神经内分泌肺癌至关重要的肿瘤标志物，展现出了高度敏感性和特异性[26- 28]。近期研究表明，INSM1在乳腺癌中也有差异性表达，在神经内分泌型乳腺癌中尤为明显，但有意思的现象是在非神经内分泌乳腺癌中也存在差异性的表达[9- 11]。

3 神经内分泌型乳腺癌的分类及起源

2019年发布的第5版WHO乳腺肿瘤分类中，强调了对神经内分泌乳腺肿瘤的分类。从第5版的定义中可以看出，神经内分泌型乳腺癌可以伴随特殊类型浸润性乳腺癌；而且在INSM1与乳腺癌的相关研究中可以发现，对神经内分泌性乳腺癌的单纯定义不明确，对目前临床神经内分泌型乳腺癌的治疗没有指导及定论，特殊类型的乳腺癌存在伴有神经内分泌乳腺癌的可能[29- 30]。关于乳腺神经内分泌化的组织起源尚无定论且存在争议，Bussolati等[31]认为进展为乳腺癌的神经内分泌细胞来源于正常乳房组织中。Rosen等[32]在乳腺中没有观察到良性的神经内分泌细胞，认为乳腺的神经内分泌分化起源于肿瘤干细胞，在早期癌变过程中分化为上皮和内分泌细胞系并且呈现出恶性克隆征象。Miura等[33]也发现了在乳腺中存在神经内分泌原位癌向乳腺浸润癌进展的现象。所以目前多数学说较为赞成神经内分泌乳腺癌起源于乳腺干细胞或者原本就存在于乳腺组织中。

4 INSM1在乳腺癌中的表达及与其他神经内分泌因子的比较

与传统的神经内分泌因子例如嗜铬粒蛋白A(chromogranin A，CGA)、突触素(synaptophysin，SYN)及CD56等相比较，多数研究得出的结论是INSM1较为敏感，并且特异性较高。Roy等[34]通过免疫组化分析发现，INSM1不仅在神经内分泌乳腺癌中高表达，并且在伴有神经内分泌化的浸润性乳腺癌中也广泛表达，因此INSM1能够成为判别乳腺癌是否伴有神经内分泌化的重要指标。Kawasaki等[9]在2021年报道了仅仅使用INSM1来确诊神经内分泌乳腺癌的病例，该研究纳入了3例日本女性乳腺癌的样本，经病理学观察符合神经内分泌癌的典型细胞学特征，通过免疫组化染色发现乳腺癌中的INSM1呈现出细胞核中的高表达，并且在乳腺旁组织中没有表达。但是没有观察到传统的诊断神经内分泌细胞的CGA及SYN阳性表达，3例病例数虽然较小，但在一定程度上提示INSM1可能比传统的神经内分泌因子更适用于神经内分泌性乳腺癌的诊断。Metovic等[10]选择了63例乳腺癌手术病人，根据2019年WHO的标准，其中37例神经内分泌乳腺癌、7例乳头状癌、7例黏液状癌和12例混合型癌均在病理上伴有神经内分泌化特征；选择30例CGA和SYN阴性作为阴性对照，INSM1在整个队列中有82.54%(52/63)表达，INSM1对神经内分泌乳腺癌表型的敏感性和特异性分别为82.5%和100%(在30例CGA与SYN阴性的对照组中INSM1也都阴性)，而CGA的敏感性和特异性分别为61.9%(39/63)和100%，SYN的敏感性和特异性分别为95.2%(60/63)和100%。INSM1和SYN的表达在22%(14/63)的患者中不一致(11例INSM1阴性而SYN阳性，3例INSM1阳性而SYN阴性)，INSM1和CGA在39.7%(25/63)的肿瘤中表达不一致(6例INSM1阴性、CGA阳性，19例INSM1阳性、CGA阴性)，提示INSM1在SYN阴性病例中占少数，在CGA阴性病例中占一定比例，不仅说明INSM1与传统的神经内分泌生物标志物一样能够准确地识别乳腺癌中的神经内分泌分化，并且在一定程度上INSM1要比CGA更为敏感。Turkevi- Nagy等[35]纳入了113例乳腺癌病例(对照组54例和实验组59例)，使用免疫组化染色方式将组织在低倍镜及高倍镜下就INSM1、SYN、CGA和CD56进行观察并相互比较，发现INSM1的敏感性分别为在高倍镜下89.8%(53/59)和在低倍镜下86.4%(51/59)，特异性分别为57.4%和88.9%；CGA、SYN、CD56的敏感性分别为98.3%、74.6%和22.4%。相较之下认为SYN和INSM1是具有神经内分泌特征的乳腺肿瘤敏感且特异的标志物，优于CGA和CD56，建议将SYN和INSM1纳入常规神经内分泌免疫组化的鉴定。Razvi等[36]通过1 523例的队列研究，对SYN、CGA、INSM1、CD56进行比较，4种标志物在乳腺癌中的阳性表达率分别为13.1%、4.6%、7.0%和6.5%，且这4种标志物之间存在显著相关性，其中值得注意的是SYN与INSM1相关性最高，INSM1的敏感性为37.3%，较之CGA(16.4%)和CD56(33.5%)更为敏感。而2020年Sakakibara等[19]的研究发现，INSM1在神经内分泌肺癌诊断中要比SYN及CGA更为敏感。所以可以认为INSM1有希望成为乳腺肿瘤学研究中具有高灵敏度和特征性的有前途的病理检测因子。Kudo等[37]纳入了19例乳腺癌组织标本，通过免疫组化验证了INSM1作为神经内分泌分化的乳腺癌诊断标志物的有效性，也提示了INSM1与CGA及SYN表达呈正相关，值得注意的是该研究发现了在CGA和SYN阴性的1例患者中，INSM1表达高达10%，说明INSM1可以作为乳腺癌神经内分泌的补充免疫因子。

5 INSM1与乳腺癌亚型及预后关系的研究

如上所述，很多免疫组化研究证实了乳腺癌有神经内分泌分化，乳腺中纯神经内分泌肿瘤并不多见，占据乳腺癌数量<1%(WHO第5版)[30]，更多的是混合着神经内分泌表现，黏液性癌、乳头状癌和许多其他侵袭性乳腺癌也表现出神经内分泌样的表型且在绝经后乳腺癌患者中表现更多。关于伴随神经内分泌表型的乳腺癌预后的共识存在争议，大多数研究表明化疗后预后较差，且对化疗有耐药性[38- 42]。Kawasaki等[9]发现，INSM1与luminal B激素受体表达呈显著正相关，但与人表皮生长因子受体2(human epidermal growth factor receptor- 2，HER2)及高分子量细胞角蛋白表达呈负相关,INSM1可以将浸润性乳腺癌按照神经内分泌分类为不同的预后组亚型，特别是luminal B型乳腺癌中，INSM1高表达患者的预后更好，且在多因素分析中显示SYN或者CGA与INSM1一致的表达状态是独立危险因素，SYN与CGA均高表达且INSM1低表达患者预后最差，说明了INSM1在检测乳腺癌神经内分泌方面的有效性，并且表明了luminal B型乳腺癌进行神经内分泌检测对预后判断的意义。另一项研究获得了1 263例患者的随访数据，平均随访时间为62.4个月，提示INSM1的表达与较好的无病生存期(DFS)相关[36]，与Kawasaki等[9]的研究结果一致。最近有报道称，具有高INSM1活性的小细胞肺癌患者的预后明显差于那些INSM1活性低的患者[19]，这与INSM1在乳腺癌中的效应一致。Tao等[11]的研究发现，敲低INSM1可以抑制乳腺癌细胞的恶性生物学行为——乳腺癌细胞的增殖、克隆、侵袭和迁移，并且发现在三阴性乳腺癌组织中INSM1的表达显著增加，而三阴性乳腺癌在乳腺癌中疗效差、治疗方法相对较少是公认的[43]，表明INSM1可促进乳腺癌的发生发展。乳腺癌的腋窝淋巴结转移一直被认为是乳腺癌预后及疗效差的独立危险因素[44- 45]。Razvi等[36]在1 523例的大型队列研究中发现，INS1M与腋窝淋巴结转移分期呈明显相关(P=0.028)，并且其他内分泌因子没有显示出相关性。目前关于INSM1表达与乳腺癌预后的研究尚存在矛盾，因为关于INSM1在乳腺癌亚型及预后判断中的分析较少，有待更多的研究及纳入更大样本的队列去进一步验证。

6 INSM1在乳腺癌中的作用通路

INSM1在乳腺癌中的研究处于初始阶段，近期Tao等[11]研究发现，SCAMP1- TV2/PUM2/INSM1(the secretory carrier- associated membrane protein 1- transcript variant 2/Pumilio RNA binding family member 2)通路在调节乳腺癌细胞生物学行为中起到重要作用，他们使用免疫组化分析发现，在乳腺癌组织中INSM1的表达明显高于癌旁组织，这与之前所有乳腺癌相关免疫组化发现[9- 11,34,37]一致。Tao等[11]发现，敲低SCAMP1- TV2可以降低其与PUM2的结合而增加PUM2与INSM1信使RNA(mRNA)的结合，从而促进INSM1 mRNA的降解，抑制乳腺癌细胞的增殖、迁移和侵袭，促进细胞凋亡。SASH1被认为是各种类型肿瘤中的肿瘤抑制因子[46]。使用基因阵列检测INSM1过表达后的基因表达发现，INSM1过表达后SASH1表达显着降低；并在SASH1的启动子区发现，INSM1结合了SASH1启动子区而降低了SASH1的转录活性，从而抑制了SASH1的表达。这项研究发现的SCAMP1- TV2/PUM2/INSM1通路并不是单纯针对神经内分泌型乳腺癌，因为他们的研究采用的是luminal A型及三阴性乳腺癌细胞，免疫组化采用的也并不是神经内分泌型乳腺癌，但并不排除免疫组化切片中的癌组织伴随甚至存在神经内分泌型乳腺癌可能，证明INSM1的靶点并不是以前我们所以为的单纯局限于神经内分泌泌肿瘤。Chen等[47]研究表明，在神经母细胞中，INSM1通过激活PI3K/AKT/GSK3β信号通路增加MYC水平并增强MYC的稳定性，MYC和INSM1的正反馈环刺激神经内分泌细胞增殖。MYC基因包括N- MYC、C- MYC和L- MYC 3种类型，其中C- MYC基因表达失调被认为发生在高达70%的人类癌症中[48]，C- MYC是研究最广泛的致癌基因之一，与不同来源癌症的生长、进展和维持密切相关，C- MYC蛋白调节参与不同细胞的生长、细胞周期分化、凋亡、血管生成、代谢、DNA修复、蛋白质翻译、免疫反应和干细胞形成过程[49]。在神经内分泌肺癌中的研究表明，INSM1活化促进神经内分泌肺癌细胞中MYC的稳定，并且INSM1是MYC羧酸化所必须的信号转导途径，提示INSM1正向调节MYC[50]。这些发现也为今后乳腺癌的机制研究提供了新的思路和方向。

7 总结与展望

INSM1在多种神经内分泌肿瘤中的生物标志性已经被证明，被认为是除了CGA和SYN具有能标记肿瘤神经内分泌性质的新靶点。但神经内分泌型乳腺癌或者是伴神经内分泌化的乳腺癌的诊疗尚未得到深入的研究，目前也没有任何明确的规范化的指导及治疗。我们可以看到，多项研究表明INSM1在乳腺癌组织中高表达，且有多个标本未被归类为神经内分泌乳腺癌，可以作出这样的推测：“纯”神经内分泌乳腺癌在乳腺癌中较为少见，更多的是各类乳腺癌伴随着神经内分泌化。相关研究表明INSM1与乳腺癌更差的预后相关，但其在乳腺癌中的作用机制尚不明确，关于亚型的分析研究也较少。本综述旨在总结目前INSM1与乳腺癌关系的研究进展，为乳腺癌相关研究及治疗提供新的思路及方向。