综述：在转移性乳腺癌背景下理解恶病质和肌肉功能障碍

《Cancer and Metastasis Reviews》：Understanding cachexia and muscle dysfunction in the context of metastatic breast cancer

　　

癌症恶病质（cachexia）显著影响癌症患者的生活质量，并预测治疗反应和生存期。恶病质（cachexia）的患病率和严重程度随疾病进展而增加，影响高达80%的转移性癌症患者。尽管如此，在转移性乳腺癌（metastatic breast cancer）背景下，恶病质（cachexia）的研究相对不足，尽管它影响了这种常见癌症的相当一部分患者。在这篇综述中，研究人员强调了乳腺癌（breast cancer）中恶病质（cachexia）的相对患病率，其中25%的患者受到影响，而转移性疾病患者中这一比例高达一半。鉴于乳腺癌（breast cancer）的转移分布模式（例如，高骨转移率），研究人员回顾了在此背景下导致恶病质（cachexia）的独特全身性和局部肌肉信号，并综述了进一步研究的领域。此外，抗癌疗法（anti-cancer therapies）也促进了恶病质（cachexia）的进展。最近，用于研究乳腺癌（breast cancer）恶病质（cachexia）的新型小鼠模型（mouse models）已被开发。这些模型可以进一步加深该领域对转移性癌症患者恶病质（cachexia）的理解，并有助于开发抗恶病质药物（anti-cachectic agents）。然而，重要的是这些模型能准确再现人类疾病。在这篇综述中，研究人员对当前可用模型的相对效用进行了评估。总体而言，这篇综述强调，理解乳腺癌（breast cancer）和转移（metastasis）背景下的恶病质（cachexia）可能揭示针对该疾病的新机制，从而改善转移性癌症患者的生活质量和生存前景。

论文主体部分总结如下：

**1 引言**
癌症引起的肌肉和脂肪质量丧失是癌症患者生活质量的重要决定因素，并导致过早死亡。这种功能性肌肉和脂肪质量的丧失，称为恶病质（cachexia），由全身性炎症、代谢率增加、营养不良和肿瘤分泌细胞因子引起。恶病质（cachexia）显著加重癌症患者负担，随着恶病质（cachexia）进展，患者幸福感降低、痛苦增加。转移性癌症患者的恶病质（cachexia）患病率高于早期疾病患者。乳腺癌（breast cancer）在恶病质（cachexia）研究中传统上被忽视，因为其患病率不如其他癌症高，但许多乳腺癌（breast cancer）患者会在疾病进展过程中出现恶病质（cachexia），因此有必要了解其潜在机制。恶病质（cachexia）还会降低生存前景，荟萃分析显示乳腺癌（breast cancer）患者中出现肌肉减少症（sarcopenia）与更高的死亡率风险相关。恶病质（cachexia）的存在还预测肿瘤切除术后并发症风险增加。临床医生应筛查患者恶病质（cachexia）以更好地个性化治疗，临床前研究应研究恶病质（cachexia）机制以指导有效疗法和干预措施的发展。

**2 乳腺癌恶病质的患病率和发病率**
一些研究报告乳腺癌（breast cancer）中恶病质（cachexia）不常发生。通过在PubMed检索，研究人员分析了27项研究，发现不同原发癌部位的恶病质（cachexia）患病率不同：胰腺癌（67.6%）、上消化道癌（60.0%）、头颈癌（50.4%）、结直肠癌（48.7%），而乳腺癌（breast cancer）中约19.6%。在转移性乳腺癌（metastatic breast cancer）中，患病率可能更高，一项研究显示在诊断转移时36.1%的患者出现肌肉减少症（sarcopenia），在开始三线治疗时高达45.5%。这些数据表明转移性乳腺癌（metastatic breast cancer）的恶病质（cachexia）患病率高于早期乳腺癌（breast cancer），但临床数据有限。研究人员还评估了基于新发病例数的发病率，考虑乳腺癌（breast cancer）总病例数后，乳腺癌（breast cancer）恶病质（cachexia）的总体发病率是可观的。在女性中，最常见的恶病质（cachexia）病例与妇科癌症和乳腺癌（breast cancer）相关。此外，研究发现转移性乳腺癌（metastatic breast cancer）患者的恶病质（cachexia）患病率似乎在30%–50%之间。

**3 乳腺癌恶病质的临床病例研究**
临床病例研究报告了乳腺癌（breast cancer）患者的恶病质（cachexia）。通过计算机断层扫描（CT）评估，发现随疾病进展，皮下脂肪、内脏脂肪、腹部肌肉和椎旁肌肉横截面积（CSA）下降。另一例骨转移患者的研究显示，皮下脂肪、腹部肌肉和椎旁肌肉质量与转移性肿瘤面积相关，提示转移性肿瘤进展可能加速恶病质（cachexia）。临床证据还显示，与无癌症个体相比，乳腺癌（breast cancer）患者肌肉活检中肌纤维CSA较小，且与线粒体缺陷相关。前臂力量在乳腺癌（breast cancer）幸存者中也降低。早期乳腺癌（breast cancer）患者骨骼肌转录组学分析显示氧化磷酸化和线粒体功能受损。一项纵向研究显示84%的非转移性乳腺癌（breast cancer）患者随时间出现肌肉功能或大小下降。化疗期间，肌肉CSA、毛细血管化和柠檬酸合酶活性下降，有氧训练和高强度间歇训练可恢复I型纤维CSA。

**4 乳腺癌恶病质的全身性驱动因素**
**4.1 原发肿瘤分泌细胞因子和细胞外囊泡**
原发肿瘤来源的因子可能促进乳腺癌（breast cancer）恶病质（cachexia）。Kumar等人证明，原发性乳腺肿瘤分泌的细胞因子可诱导恶病质（cachexia）。MCF-7细胞经修饰产生分泌型IL-1a，植入裸鼠后导致体重进行性下降。IL-1β是一种促炎细胞因子，与恶病质（cachexia）促进相关，由髓系细胞产生，刺激IL-6表达，参与肌肉炎症反应。乳腺癌（breast cancer）中CXCL9、CXCL10和INHBA（Activin A）表达显著增加，这些细胞因子已知可诱导恶病质（cachexia）。原发肿瘤分泌的细胞外囊泡（EVs）也可能参与恶病质（cachexia），4T1和MDA-MB-231细胞的EVs可减少小鼠白色脂肪组织，通过miR-204-5p诱导HIF1A，改变线粒体含量和产热，增加脂肪分解和脂肪丢失。EVs是否导致肌肉丢失尚不明确。

**4.2 内脏转移灶分泌细胞因子**
转移进展与恶病质（cachexia）严重程度和进展相关。促炎细胞因子如TNF-α和IL-1β促进乳腺癌（breast cancer）侵袭。TNF-α是恶病质（cachexia）的已知诱导因子，可能来源于肿瘤细胞和巨噬细胞。IL-6是乳腺癌（breast cancer）转移的关键调节因子，也促进恶病质（cachexia），减少脂肪质量并直接作用于肌肉驱动萎缩。内脏转移灶可能分泌特定信号导致或加重恶病质（cachexia）。在非乳腺癌（breast cancer）模型中，实验诱导肝转移导致肌肉质量下降，并增加Trim63/Murf-1、Fbox32/Atrogin-1和Il-6 mRNA表达。

**4.3 骨转移灶的溶骨性细胞因子分泌**
乳腺癌（breast cancer）中骨转移率很高，骨转移来源的细胞因子可能促进恶病质（cachexia）。Waning等人通过心内注射MDA-MB-231细胞诱导骨转移，导致瘦体重和肌肉功能下降。肌肉蛋白质组学分析显示肌肉收缩蛋白高度氧化，如肌钙蛋白、肌球蛋白和RyR1 Ca²⁺释放通道。药理学减少RyR1渗漏可部分改善握力。TGF-β受体抑制剂或中和抗体也可改善肌肉功能。Regan等人通过胫骨内注射4T1细胞模拟骨肿瘤定植，导致脂肪和肌肉质量下降，归因于RyR1信号受损。此外，乳腺癌（breast cancer）和骨转移还可通过分泌TGF-β、TNF-α、IL-6和PTHrP诱导脂肪组织脂解。

**4.4 与神经周围侵袭和肿瘤神经支配相关的神经炎症**
Imoto等人描述胰腺癌患者中高度神经支配的肿瘤与较低体重和BMI相关。实验诱导神经周围侵袭导致星形胶质细胞活化和肌肉萎缩，可通过神经结扎逆转。在淋巴瘤恶病质（cachexia）模型中，交感神经切除术减少肌肉萎缩，提示交感神经系统在恶病质（cachexia）进展中的作用。多种癌症中观察到神经周围侵袭和肿瘤神经支配，且神经密度与更具侵袭性的癌症相关。乳腺癌（breast cancer）原发肿瘤中有神经支配，但尚无研究探索其是否导致恶病质（cachexia）。未来研究应关注神经周围侵袭和肿瘤神经支配在乳腺癌（breast cancer）恶病质（cachexia）中的作用。

**5 乳腺癌恶病质中肌肉来源的调节因子**
**5.1 肌肉蛋白质合成减少**
乳腺癌（breast cancer）中全身性诱导恶病质（cachexia）的信号触发肌肉内级联反应，导致肌肉萎缩和无力。蛋白质合成减少是其中之一。在EMT6.5荷瘤小鼠中，嘌呤霉素标记蛋白减少，表明新蛋白合成降低。其他恶病质（cachexia）模型中也报告了蛋白质合成受损。mTOR-AKT信号通路在癌症恶病质（cachexia）中受损，mTOR活性在C26和LLC荷瘤小鼠中降低，表现为磷酸化AKT和pS6-Kinase表达下降。在乳腺癌（breast cancer）模型中，只有更严重的EMT6.5模型中磷酸化AKT降低，而磷酸化mTOR和4EBP-1在两个模型中均降低。

**5.2 肌肉蛋白质降解增加**
除蛋白质合成受损外，蛋白质降解通常升高。E3连接酶Atrogin-1和Murf-1在4T1荷瘤小鼠肌肉中表达升高。在胫骨内4T1骨定植模型中，Fbox32和Trim63转录水平升高。在原位4T1模型中，Fbox30、Fbox31、Fbox32和Trim63在胫骨前肌和膈肌中均升高。自噬也参与蛋白质降解，EMT6.5荷瘤小鼠中Gabarapl1 mRNA升高，LC3B蛋白表达在4T1条件培养基处理的C2C12细胞中升高。MDA-MB-231心内注射小鼠中自噬标记物表达增加。在胃癌患者中，Beclin mRNA和蛋白表达升高，LC3B和p62在体重下降患者中升高。

**5.3 线粒体功能障碍和葡萄糖处理受损**
肌肉线粒体功能障碍是乳腺癌（breast cancer）转移的后果。MDA-MB-231心内注射小鼠中，肌肉线粒体生物发生蛋白表达降低，线粒体部分自噬相关蛋白表达增加。乳腺癌（breast cancer）患者骨骼肌纤维中线粒体含量减少。乳腺癌（breast cancer）细胞条件培养基可损害骨骼肌细胞葡萄糖摄取，MCF-7或BT474条件培养基破坏GLUT4转位，减少葡萄糖摄取，且Rac1信号受损。

**5.4 肌肉细胞离子转运受损**
Waning等人证明MDA-MB-231荷瘤小鼠肌肉蛋白高度氧化，RyR1 Ca²⁺释放通道修饰后导致SR Ca²⁺渗漏和肌肉无力。另一机制是肌肉内离子转运受损，Wang等人发现4T1和C26m2荷瘤小鼠肌肉中锌离子结合相关基因改变，Zip14高表达，由TNF-α和TGF-β诱导。Zip14敲除可逆转恶病质（cachexia）表现，增加体重和肌肉CSA，并逆转E3连接酶基因表达。Zip14增加导致锌、铁、锰、铜在肌肉中积累，可能通过铁死亡引起肌肉功能障碍。

**5.5 免疫细胞浸润肌肉**
CD45+免疫细胞浸润肌肉在多种恶病质（cachexia）模型中观察到，包括结肠癌、肺癌、胰腺癌和乳腺癌（breast cancer）。在4T1.2和EMT6.5荷瘤小鼠胫骨前肌中CD45+细胞增加。C26荷瘤小鼠中中性粒细胞、单核细胞、巨噬细胞和髓系来源抑制细胞增加，B细胞和CD4 T细胞减少。在乳腺癌（breast cancer）模型中，单核细胞在循环中升高，CCL2促进恶病质（cachexia），可能通过趋化免疫细胞。表达IL36G的中性粒细胞样细胞促进恶病质（cachexia）。EMT6.5荷瘤小鼠肌肉中Ly6G+细胞增加。靶向中性粒细胞可能是减轻恶病质（cachexia）的治疗策略。

**5.6 神经肌肉接头结构改变**
神经肌肉接头（NMJ）的变化被描述为恶病质（cachexia）的驱动因素，在患者样本和C26荷瘤小鼠中观察到运动单位结构扰动。胰腺癌小鼠肌肉单核RNA测序显示NMJ重塑相关基因升高。在4T1.2和EMT6.5荷瘤小鼠中，运动终板面积减小，形态改变与基因表达一致，但运动神经本身结构未见缺陷。

**6 乳腺癌中治疗诱导的恶病质**
抗癌疗法可促进恶病质（cachexia）的发生和进展。化疗直接导致肌肉细胞ROS增加和肌管萎缩。阿霉素在肌肉线粒体中积累，导致DNA损伤和p53/p21通路激活。5-FU处理C26荷瘤小鼠减少ERK信号，可能改变肌肉纤维表型。化疗还通过电生理学和蛋白印迹显示NMJ健康下降。在乳腺癌（breast cancer）模型中，MDA-MB-231心内注射联合卡铂导致肌肉萎缩，但无叠加效应。芳香化酶抑制剂降低裸鼠趾长伸肌比力。紫杉醇化疗减少4T1荷瘤小鼠肌肉和脂肪质量。放疗也可能促进恶病质（cachexia），头颈癌患者放疗期间腰椎骨骼肌质量下降，放疗可导致消化结构和感觉神经元损伤，改变摄食。乳腺癌（breast cancer）幸存者中，接受放疗者胸肌质量下降，肌肉中性粒细胞浸润增加，结缔组织增多，基因特征显示肌肉炎症。免疫疗法如PD-1阻断可导致肌肉无力、肌痛和肌酸激酶升高，引起外周神经病变，可能加重恶病质（cachexia）。免疫检查点抑制剂还会影响食欲。

**7 在转移性乳腺癌中建模恶病质**
已有多种临床前模型用于研究乳腺癌（breast cancer）恶病质（cachexia）。在细胞培养中，4T1条件培养基增加C2C12肌管中E3连接酶和LC3B表达，并诱导凋亡。体内模型中，MCF-7原位移植仅导致5%体重丢失，4T1细胞诱导显著脂肪丢失和22%–38%肌肉丢失，但结果不一致。实验性转移模型如心内注射MDA-MB-231导致瘦体重和脂肪丢失，胫骨内注射4T1导致对侧腿肌肉萎缩。自发转移模型如原位注射4T1.2后切除原发肿瘤导致30%脂肪丢失和~10%肌肉丢失，EMT6.5模型导致75%脂肪丢失和15%–17%肌肉丢失。转基因PyMT小鼠中肌肉萎缩5%–10%。异种移植模型如MDA-MB-231心内注射导致15%–20%体重和肌肉丢失。研究人员比较了这些模型与经典恶病质（cachexia）模型（如C26、KPC、LLC、APC）的严重程度。

**8 结论与未来方向**
尽管癌症很少定植于骨骼肌，但肌肉健康在癌症中显著降低。乳腺癌（breast cancer）恶病质（cachexia）虽不如其他癌症频繁，但约四分之一的患者会发展出该衰弱状态，转移性患者中高达50%。考虑到乳腺癌（breast cancer）的高发病率，恶病质（cachexia）的发病率是显著的。未来研究应利用能准确再现转移生物学原位模型。应进一步研究现有标准疗法（如化疗）导致肌肉无力和萎缩的机制，以及新兴疗法（如CDK4/6抑制剂、PARP抑制剂、免疫疗法、CAR-T细胞疗法、抗体药物偶联物）对肌肉的影响。不同转移灶分泌的因子对恶病质（cachexia）的贡献需进一步研究，比较轻度恶病质（cachexia）模型（如4T1）与严重模型（如EMT6.5）的致癌因子可能揭示新型治疗靶点。总之，恶病质（cachexia）影响相当比例的乳腺癌（breast cancer）患者，原位模型为理解转移背景下恶病质（cachexia）机制提供了新工具，有效疗法有望改善治疗反应和生活质量。