铜配合物重塑三阴性乳腺癌（TNBC）治疗格局：从氧化还原调控到多靶点干预的研究进展与机遇

《Frontiers in Molecular Biosciences》：Copper complexes in the triple-negative breast cancer landscape: advances and opportunities

　　

三阴性乳腺癌（triple-negative breast cancer, TNBC）是乳腺肿瘤的一个异质性亚群，缺乏雌激素受体（estrogen receptor, ER）、孕激素受体（progesterone receptor, PR）和人表皮生长因子受体2（human epidermal growth factor receptor 2, HER2）。患者通常呈侵袭性病程，疾病特异性结局较差，并具有较高的早期复发倾向，化疗仍是适用于所有患者的主要全身治疗。在此背景下，亟需识别新的有效化合物，以提高无病生存和总生存。铜配合物（copper complexes）通过调节氧化还原平衡并调控增殖、凋亡、上皮-间质转化（epithelial-mesenchymal transition, EMT）和血管生成等标志性特征，已在肿瘤学中显示出前景。此外，含铜配合物往往不良反应较低。在TNBC中，铜化合物可能至少是多作用管理策略的组成部分之一，并可能对这些肿瘤有效。本综述的重点是提供TNBC生物学及铜在其信号通路中作用的信息，并讨论当前已探索用于改善治疗的铜配合物。

1 Introduction：癌症是全球发病和死亡的主要原因之一，也是21世纪延长预期寿命的重要障碍。乳腺癌（breast cancer, BC）是女性中最常诊断的癌症。BC根据ER、PR、HER2和Ki-67分为Luminal A、Luminal B、HER2富集型和三阴性（triple-negative, TN）型。TNBC约占所有乳腺肿瘤的15%–20%，更常见于年轻绝经前女性，BRCA突变频率较高。TN肿瘤侵袭性强、预后较差，转移性中位总生存约12–14个月，易发生肺、肝和脑等内脏转移。局部区域管理和全身化疗仍是主要治疗策略，但耐药限制疗效。无机药物化学推动了含过渡金属药物的发展，其中铜（Cu）因参与氧化还原调节并调控肿瘤标志性特征而受到关注。本综述聚焦TNBC分子特征、Cu的生物学重要性、其在TNBC信号通路中的作用以及铜配合物的治疗潜力。

2 The triple-negative breast cancer
2.1 Definition and clinical aspects：TNBC是基于ER、PR和HER2三种标准免疫组化生物标志物阴性染色的病理定义。美国临床肿瘤学会指南将ER/PR阳性定义为≥1%，HER2阴性为免疫组化0–1+或缺乏基因扩增。TN肿瘤多为中至高级别、高增殖性，复发较其他亚型更早且更频繁，其分布与种族和原籍国相关。到2030年，全球预计每年有270万例BC和87万例死亡，其中15%–20%为TN。TNBC生存率最低，5年内死亡率可达40%，远处转移约见于46%的患者，术后复发率约25%，部分队列中复发后3个月内死亡率可达75%。

2.2 Pathways and subtypes：TNBC并非单一疾病，而是整合内在遗传/表观遗传改变和外源性肿瘤微环境（tumor microenvironment, TME）的异质性实体。BRCA突变与基因组不稳定相关，TP53常见突变，PTEN改变可激活PI3K/AKT/mTOR通路，MYC常扩增或过表达，免疫检查点PD-L1/PD-1参与免疫抑制。受体酪氨酸激酶（receptor tyrosine kinases, RTKs）如EGFR、FGFR和VEGFR常过表达，AR表达见于约30%–35%病例，CDK4/6-RB轴参与细胞周期调控。PAM50分析显示TNBC与基底样肿瘤重叠，claudin-low亚型也部分为TN。TNBC分子亚型精炼为BL1、BL2、MES和LAR。BL1/BL2富集细胞周期和细胞分裂相关基因，BL1还富集DNA修复基因，BL2富集生长因子信号、糖酵解和肌上皮特征。MES富集细胞外基质（extracellular matrix, ECM）、EMT和血管生成通路，异质性高、免疫逃逸明显，并具乳腺癌干细胞特征。LAR虽为ER?，但过表达雌激素相关基因和AR信号，ERBB2突变较其他TN亚型更常见，染色体不稳定性低、同源重组缺陷评分低，并与脂质代谢、大汗腺特征相关。TME由ECM、髓系细胞、癌相关成纤维细胞、间充质干细胞、脂肪细胞、肿瘤相关巨噬细胞和肿瘤浸润淋巴细胞等组成，TGF-β等信号诱导EMT并促进侵袭和治疗抵抗。

2.3 Treatment：TNBC早期以蒽环类和紫杉类辅助化疗为标准，铂类联合新辅助化疗可提高病理完全缓解率，但因缺乏明确生存获益而未普遍推荐。新辅助化疗后残留病患者常用卡培他滨。靶向PI3K/AKT/mTOR、AR、FGFR和VEGFR的药物在部分亚组中显示前景，但多仍处于临床研究阶段。PARP抑制剂用于BRCA突变患者。贝伐珠单抗抗VEGF治疗可提高病理完全缓解率，但不良事件较多。阿替利珠单抗用于PD-L1阳性TNBC，可改善无进展生存，但总生存未显著改善。抗体–药物偶联物如sacituzumab govitecan靶向Trop-2并偶联TOP1抑制剂，在转移性TNBC中显示临床获益。纳米技术也被用于改善递送并减少耐药。氧化应激和活性氧（reactive oxygen species, ROS）在TNBC生物学中居核心地位；DOX增加ROS但毒性限制应用。Cu耗竭可增加氧化应激并损害线粒体功能；铜死亡涉及脂酰化蛋白聚集、Fe-S簇蛋白丢失和HSP70升高，FDX1将Cu(^II)还原为Cu(^I)，AKT1–FDX1轴可削弱铜死亡并促进糖酵解。铜死亡相关基因评分与免疫表型和预后相关。

3 Biological importance of Cu：Cu是人体第三丰富的必需微量金属，具氧化还原活性，可在Cu(^I)和Cu(^II)之间转换，是细胞色素c氧化酶、超氧化物歧化酶、酪氨酸酶、赖氨酰氧化酶和胺氧化酶等的催化辅因子。膳食Cu在肠道吸收，体内总含量约50–120 mg，系统水平受严格调控。Cu(^II)经金属还原酶还原后由CTR1/SLC31A1摄取，白蛋白和转铜蛋白参与运输，肝细胞摄取后由ATOX1、CCS、COX17/COX11等 chaperone 分配，MT1/MT2储存，ATP7A/ATP7B负责外排。Cu缺乏或过量分别与Menkes病和Wilson病相关。Cu依赖性细胞生长和增殖参与肿瘤进展、血管生成、转移和免疫逃逸，也可通过ROS和铜死亡介导细胞死亡。

3.1 Role of Cu in TNBC signaling pathways：TNBC细胞线粒体对Cu需求增加，并偏好脂质作为能源。Cu耗竭损害COX合成和电子传递链，促使细胞转向糖酵解，ATP生成减少，内源性抗氧化下调，SOD活性受损，AMPK过表达。LOX作为Cu依赖胺氧化酶促进胶原和弹性蛋白交联，参与ECM重塑和转移前微环境形成。TNBC高基础Cu需求使其同时更易受Cu耗竭影响，也更易超过Cu毒性阈值。Cu耗竭通过抑制经典和非经典TGF-β信号调节EMT，并改变TGFB2、MMP-2、MMP-9、MMP-14、CDH1、VIM、ZYX、VCAN及SNAI1/Snail、SNAI2/Slug、ZEB1、SPARC等基因表达。Cu过量则压倒抗氧化能力，诱导ROS介导的细胞毒性、凋亡和铜死亡。Cu耗竭与Cu过载在TNBC中作用于 largely 不重叠的分子回路。

4 Cu complexes in oncology：顺铂的发现是金属抗癌药物里程碑，但其毒性和耐药促使人们探索其他金属。必需金属通常较铂、金、银毒性低。Cu药用历史悠久，现代肿瘤学中铜配合物受到重视。配体影响配合物性质：硫和磷供体配体稳定Cu(^I)，氮和氧供体配体优先稳定Cu(^II)，配体还调节亲脂亲水性和跨膜能力。铜配合物主要机制包括抑制拓扑异构酶、生成ROS、抗血管生成、抑制蛋白酶体和阻断端粒酶。

4.1 Inhibition of topoisomerases：拓扑异构酶通过卷曲、线性化和超螺旋控制DNA三维结构，TOP1切割单链，TOP2切割双链。相关药物形成药物–酶–DNA复合物，阻止肿瘤细胞增殖。一种含Schiff碱配体的Cu(^II)高氯酸盐配合物可抑制TOP1和TOP2活性。

4.2 ROS scavengers：该部分讨论ROS相关机制与凋亡。Cu(^II)配合物CuBTAPhenClO₄（CBP-01）在鼠肉瘤细胞中诱导ROS，并与DNA断裂、G0/G1期阻滞和肿瘤细胞凋亡相关。

4.3 Antiangiogenic effect：血管生成对肿瘤供氧和营养至关重要，涉及VEGFR激活及与ECM的动态相互作用。肿瘤血管功能异常并形成不利TME。菲咯啉连接的Cu(^II)配合物CPT8在HUVEC细胞球中通过抑制VEGF表现抗血管生成活性，并对侵袭性卵巢癌细胞具细胞毒和抗转移作用，伴随DNA断裂和MMP-2抑制。

4.4 Proteasome inhibition：自噬和泛素–蛋白酶体系统（ubiquitin-proteasome system, UPS）负责清除衰老细胞器和错误折叠蛋白。UPS包括泛素、E1、E2、E3、26S蛋白酶体、去泛素化酶和靶蛋白，调控DNA修复、应激反应和增殖。Cu(^II)配合物可靶向UPS，导致泛素化蛋白积累并诱导凋亡。一种Cu(^II) Schiff碱配合物在DMBA诱导的小鼠皮肤鳞状细胞癌中表现抗肿瘤作用，并对20S蛋白酶体具催化活性。

4.5 Inhibition of telomerase：端粒是染色体末端的TTAGGG重复序列，维持基因组完整性；端粒酶过表达是癌症标志，提供复制永生化。靶向端粒酶对正常细胞影响有限。一种达沙替尼Cu(^II)配合物在肝癌细胞中抑制端粒酶活性。

5 Cu complexes in the treatment of TNBC：近年来，铜配合物用于TNBC治疗的筛选显著增加。与经典铂类药物不同，新型金属配合物经结构修饰以增强对TNBC的选择性并克服耐药。Cu(^II)-叶酸-吡啶乙胺配合物在MDA-MB-231中通过Cu(^II)还原为Cu(^I)并与O₂^•?作用诱导DNA损伤，且对TNBC细胞选择性高于淋巴细胞。在HCC-1806中，Cu(^I)-烟酸配合物CNC诱导凋亡，上调caspase 3、下调survivin并引起G0/G1期阻滞。Cu(sal)(phen)在MDA-MB-231异种移植模型中缩小肿瘤，下调Bcl-2和survivin。Cu8AqN增加caspase 3和7表达，对MCF 10A细胞毒性较低。双核Cu(^II)配合物增加ROS、DNA断裂及S和G2/M期阻滞，对非致瘤MCF 10A细胞毒性较低。DSF/Cu在MDA-MB-231中通过增加细胞内铁、降低谷胱甘肽、脂质过氧化和上调HMOX-1诱导铁死亡。乙酰硫代氨基脲Cu配合物增加caspase-1提示焦亡，但选择性不足。四核Cu配合物抑制Bcl-2、增加caspase 9和Bax，并减少血管内皮细胞密度。其他Cu(^II)配合物下调VEGFR2、FAK、AKT和ERK1，具抗炎作用并诱导铜死亡，肾毒性低于顺铂。CPT8抑制血管生成和转移，下调VE-cadherin、MMP-2和MMP-9。Cu(SBCM)₂降低突变TP53和MMP-2，对HFF细胞毒性较低。Cu(HL)(NO₃)₂·2H₂O降低MDA-MB-231 CD44⁺/CD24^?细胞比例。多组Cu(^II)配合物调节Bcl-2、caspase 3、Bax和cleaved PARP，并调节EMT和肿瘤干细胞。CNC在HCC 1806中降低NOTCH1和JAG1并增加自噬。含长链脂肪酰肼和1,10-菲咯啉的Cu(^II)配合物调节外切核苷酸酶活性，导致AMP积累，并显示选择性。部分Cu配合物降低lncATB、lncBANCR、lncBLACAT2、lncLINC00941和lncOIP5-AS1表达。Casiopeins中，CasIII-ia对MDA-MB-231具细胞毒性并在4T1模型中缩小肿瘤；CasII-gly改变线粒体代谢、磷脂和核苷酸代谢，并抑制迁移、肿瘤生长和转移灶。Elesclomol作为Cu离子载体促进胞内Cu积累并诱导铜死亡。DSF/Cu增加ROS、抑制血管生成和NF-κB活性。配体家族反复出现1,10-菲咯啉、芳香二亚胺、Schiff碱、腙、N-酰基腙、缩氨基脲和硫代缩氨基脲等；构效关系是多维的，活性取决于稳定性、亲脂性、电荷、几何构型、氧化还原能力、配位点可及性和胞内分布。多数高效TNBC配合物未报告正常细胞IC₅₀，选择性证据有限。CTR1/SLC31A1、ATP7A/ATP7B和ATOX1–ATP7A/B轴值得关注。纳米技术方面，Cu(^II)–姜黄素胶束和Poly-Cu联合抗PD-L1在TNBC模型中显示优势。临床试验仅涉及casiopeins、elesclomol和DSF/Cu(II)等少数铜配合物。与铂类和钌类相比，铜配合物机制多独立于DNA铂化，但仍面临缺乏预测生物标志物、TNBC异质性、活性Cu物种不确定、治疗窗、药代动力学/生物分布和临床验证不足等障碍。

6 Concluding remarks：TNBC是具有高度内在和外源异质性的BC亚型，尽管分子机制研究不断深入，有效且更选择性的治疗策略仍有限，细胞毒化疗仍是标准方案。铜配合物因Cu参与氧化还原反应、兼具生物相容性和生物利用度而值得关注，可在TNBC中调节氧化应激、细胞死亡和血管生成。已测试的铜配合物数量不断增加，但进入临床试验者很少。生物标志物验证、患者分层、合理设计及纳米技术是需要探索的策略，有望拓展TNBC患者的治疗选择。