EGFR抑制剂耐药机制研究的新进展作者：wangyu 科研信息来源：文献资料 点击数：279 更新时间：2007-11-21 [关键词]：生长因子,非小细胞肺癌,恶性肿瘤,乳腺癌,结肠癌

EGFR抑制剂耐药机制研究的新进展

    表皮生长因子受体（epidermal growth factor re- ceptor, EGFR）是受体酪氨酸激酶（tyrosine kinase， TK）erbB/HER家族的一个成员。它含有3个结构域：胞外受体结合区、跨膜区及含酪氨酸激酶结构域的胞内区。受体结合相应配体后进行同源或异源二聚化，引起胞内酪氨酸残基自身磷酸化，活化的受体募集信号复合体并活化下游信号转导蛋白，调节肿瘤细胞的生长、侵袭、转化、存活、血管生成及转移。 EGFR在许多恶性肿瘤中过高表达，包括头颈鳞状细胞癌（HNSCC）、恶性胶质瘤、非小细胞肺癌（NSCLC）、乳腺癌、结肠癌、膀胱癌、前列腺癌及卵巢癌，并且EGFR高表达的恶性肿瘤患者预后较差。 广州医学院附属肿瘤医院胸外科薛兴阳

    目前有单克隆抗体（MAb）及小分子酪氨酸激酶抑制剂（TKI）两类EGFR抑制剂在肿瘤的临床治疗中取得成功。MAb结合到受体的配体结合区，竟争性抑制受体与特异性配体结合，阻断受体二聚化，抑制受体酪氨酸激酶的活化。同时EGFR抗体复合体内化，引起EGFR表达的短暂减低。EGFR-TKI通过阻断ATP结合到胞内TK结构域，抑制受体磷酸化及其下游信号转导分子的活化，但它不引起受体内化。

    大量临床前研究及临床资料证实，EGFR抑制剂能够有效抑制肿瘤增殖。西妥昔单抗，一种人一鼠嵌合抗-EGFR IgG₁ MAb，批准用于治疗依立替康复发的转移性结肠癌。另外2种小分子选择性EGFR- TKI吉非替尼与埃洛替尼（erlotinib，Tarceva）分别批准用作晚期复发性NSCLC的二线与三线治疗用药。目前尚有许多抗-EGFR的单克隆抗体处于临床研究阶段，其中前景较好的是拟用于治疗化疗后复发的结肠癌的帕尼单抗（panitumumab）和拟用于治疗恶性胶质瘤与胰腺癌的尼莫珠单抗（nimotu- zumab）。

    尽管EGFR靶向治疗已经成功进入临床应用阶段，但是有些患者对这类治疗并不敏感，有些患者对该类药物最终产生耐药。此后针对耐药机制进行了大量的研究，发现胞内许多不同信号通路的改变是引起EGFR抑制剂耐药的主要原因。现概括为以下 4方面：（1）肿瘤诱导的非依赖于EGFR的血管生成；（2）绕开EGFR通路的其他TK受体的活化； (3)胞内EGFR下游信号蛋白非依赖性或组成性活化；(4)EGFR基因突变或靶点缺失。

    1　肿瘤诱导的、非依赖于EGFR的血管生成

    肿瘤诱导的血管生成在肿瘤局部生长、侵袭转移中起到重要作用，这种血管生成受到许多生长因子的调节，其中最主要的是血管内皮生长因子（VEGF）与碱性成纤维细胞生长因子（bFGF）。肿瘤细胞内，EGFR自分泌通路能够部分调控多种血管生成生长因子，其中包括VEGF与bFGF。体外研究发现，EGFR的活化能够引起结肠癌、前列腺癌、神经胶质瘤及头颈部癌细胞内VEGF表达增高。 EFGR抑制剂能够通过抑制EGFR活化从而下调肿瘤诱导VEGF介导的血管生成。肿瘤血管发生调控的改变可能是EGFR抑制剂产生耐药的一个重要机制。

    Viloria-Petit等在动物体内培育出耐EGFR 抑制剂的细胞株，体外分离培养后，耐药株对EGFR 抑制剂非常敏感，而将耐药株注入动物体内却显示出较强的耐药性。西妥昔单抗抑制EGFR活化，同时也下调多种血管生成调节蛋白。他们的研究证实了血管发生调控的改变能诱导肿瘤对EGFR抑制剂产生耐药。他们在SCID小鼠体内诱导出耐抗- EGFR MAb的细胞株，该耐药株在体外对MAb仍然具有较高的敏感性，而将耐药细胞注入动物体内后产生较高的耐药性。他们还将VEGF转入敏感细胞株内，转染后细胞在动物体内对MAb治疗产生较强的耐药。上述结果提示 VEGF的过度表达在抗-EGFR MAb治疗的获得性耐药中起到重要的作用。耐药细胞株蛋白表达分析还发现了2个与耐药表型相关的蛋白改变：细胞周期蛋白D1与Bcl-XL的高表达。

    Ciardiello等在裸鼠体内诱导出对MAb与 TKI都耐药的GEO结肠癌细胞株，EGFR与VEGFR 双受体抑制剂ZD6474能有效抑制GEO肿瘤的生长。耐药株与亲本株细胞蛋白分析结果显示，两者 EGFR及其主要特异配体的表达量没有明显差异，只是前者环氧合酶-2（COX-2）与VEGF的表达分别是亲本敏感株的5倍和10倍。Vallbohmer等在对西妥昔单抗治疗失败的结肠癌患者肿瘤组织中也发现COX-2与VEGF的高表达。上述研究能够充分说明EGFR抑制剂的获得性耐药不是由EGFR表达的缺失或功能的改变引起，而可能是由于VEGF 的表达增强所致。

    2　绕开EGFR通路的其他TK受体的活化

    细胞内存在许多转导增殖刺激的TK受体，包括EGFR、胰岛素样生长因子1受体（IGF-1R）、 VEGFR、血小板衍生生长因子受体（PDGFR）以及肝细胞生长因子受袜（c-MET）。它们都参与调节细胞的许多生理功能，并且许多调节作用存在相互交叉。 EGFR被阻断后，其他受体能够通过替代EGFR的主要功能来维持细胞的存活。

    引起EGFR抑制剂耐药的一条重要旁路是IGF- 1R通路。该受体主要激活PI3K/Akt通路与Shc，后者能活化Ras/Raf/MEK/ERK通路。研究发现， IGF-1R通路在细胞生长、存活与分化中起到非常重要的作用，并且发现在许多肿瘤中都有该受体的过表达。Chakravarti等研究一株对EGFR-TKIs- AG1478耐药的恶性多形性胶质母细胞瘤（glioblas- toma multiforme，GBM）细胞时发现，耐药株IGF-1R 的表达较亲本株有显著的增高，且GBM耐药株胞内 P13K-Akt通路在使用AG1487处理后并未受到明显抑制。进一步研究发现，AG1487并不能抑制耐药株抗凋亡效应蛋白Akt的磷酸化与活化。联合使用特异的IGF-1R抑制剂后，EGFR抑制剂对耐药株显示出较强的生长抑制作用。此外在乳腺癌与前列腺癌的研究中也发现，EGFR抑制剂的获得性耐药与 IGF-1R的活化有关。Lu等通过实验也证实 lGR-1R能够干扰抗-EGFR MAb对肿瘤细胞的生长抑制作用。研究中MAb对没有导入IGF-1R的人乳腺癌细胞SKBR3具有较强的生长抑制作用，而对于导人IGF-1R的SKBR3细胞没有生长抑制作用。上述资料说明IGF-1R的活化能避开EGFR受体的抑制，进而对EGFR抑制剂耐药。最新研究发现， EGFR与IGFR的异源二聚化可能与肿瘤对埃洛替尼耐药有关。

    Engelman等在最新研究中发现受体酪氨酸激酶MET的扩增与EGFR耐药存在密切的联系，他们发现，这种旁路效应主要是通过EGFR家族 ERBB3的重新激活来实现的。

    3　胞内EGFR下游效应蛋白非依赖性或组成性活化

    另一种常见的耐药机制是EGFR下游信号通路非依赖于EGFR的持续性活化，其中最具有代表性的是PI3K。研究发现PI3K组成性活化的原因有：相关基因的直接扩增、下游效应蛋白的过度表达（比如Akt蛋白），以及PTEN（一种能抑制PI3K通路的磷脂酶）的丢失或失活。许多研究证实，PI3K 组成性活化在EGFR耐药的发展和维持中起到关键作用。耐埃洛替尼的A431与HN5细胞株经过EG- FR抑制剂处理后，其胞内磷酸化与活化的Akt表达依然很高。PI3K的组成性活化还与PTEN的功能缺失或失活有关。许多晚期GBM、卵巢癌、肾细胞癌、甲状腺癌及少部分NSCLC患者PTEN表达降低或缺失。EGFR抑制剂无法抑制无PTEN细胞内 Akt的活化，而能够有效抑制导入PTEN细胞的Akt 的活化，并能通过诱导细胞凋亡或抑制增殖来抑制肿瘤的生长。正常表达PTEN的鳞状细胞癌 A431对吉非替尼敏感，而缺失功能性PTEN的乳腺癌MDA-468对吉非替尼耐药。吉非替尼都能抑制两者的EGFR磷酸化，A431胞内P13 K/Akt的活化能被有效抑制，MDA-468胞内Akt的活化并未受到影响。使用少量特异性的PI3K抑制剂 LY294002处理后，MDA-468细胞通过降低基础Akt 活化并重新建立EGFR-激活Akt后，恢复对吉非替尼的敏感性。另外Nagata等应用反义技术使吉非替尼敏感株PTEN功能失活，新细胞株对吉非替尼的敏感性显著降低。临床治疗中PTEN缺失的患者往往对抗-EGFR MAb治疗不敏感。上述试验充分说明，EGFR耐药与胞内PTEN的功能存在密切的关系。基于这些发现，临床正在就是否可以将 PI3K/Akt通路作为耐EGFR抑制剂耐药的标志进行大量研究。

    其他EGFR下游信号也能发生组成性活化，从而绕过EGFR抑制剂的作用。其中之一就是Src TK 家族，它是一类调节细胞增殖与存活的非受体激酶。 Src能够通过直接与跨膜的TK受体作用或通过跨越EGFR抑制剂作用的信号分子活化，而不必完全依赖EGFR，它们包括c-MET、整合素及PDGFR。另一个研究较多的是下游信号蛋白MAPK，Ras蛋白激活的胞内MAPK信号的持续性活化与许多 NSCLC细胞对吉非替尼与埃洛替尼耐药有关。同时研究还发现，乳腺癌细胞内MAPK的持续活化与其对吉非替尼的耐药有关。

    4　EGFR基因突变或靶点缺失

    许多肿瘤组织中存在着EGFR的突变，其中最具有代表性的就是EGFR突变体Ⅲ（EGFR v Ⅲ），该受体胞外区第2到第7个外显子之间存在一个框架缺失，突变的受体无法与配体结合从而导致EGFR 胞内组成性活化。GBM的许多患者报道存在该基因的改变，同时一些乳腺癌患者中也存在类似的基因改变。表达突变体EGFR v Ⅲ的患者往往对吉非替尼耐药，研究者发现该受体的这种保护性活性可能与Akt有关。

    过去几年内，在EGFR突变方面进行了大量的研究和探索，也发现了一些能够对EGFR抑制剂敏感或耐药起到预示作用的标记。某些晚期化疗复发 NSCLC患者对TKI-吉非替尼反应非常敏感，EGFR 测序显示，这些患者EGFR激酶结构域内存在一种特异的体细胞突变。Lynch等研究发现，吉非替尼敏感患者EFGR的突变主要在TK结构域的第19 个外显子的框架缺失和第21个外显子内的氨基酸取代。然而，EFGR第20个外显子的另一种基因突变使其对吉非替尼与埃洛替尼耐药，吉非替尼及埃洛替尼由于突变形成了空间位阻而无法与TK区结合，大大地降低了药物的敏感性。

    5　结语

    EGFR在多种肿瘤中起着重要的生长、增殖调节作用，该受体的抑制剂MAb及TKI在临床上取得较好的治疗效果，特别是对于NSCLC、HNSCC及结肠癌患者。然而，由于出现对EGFR抑制剂组成性／获得性耐药现象，该类治疗药物的使用可能受到一定限制，同时对高表达EGFR患者的治疗提出一个非常重要的、尚待解决的难题。由于EGFR抑制剂耐药的出现，引起胞内核心信号通路及其他旁路生长因子受体通路的增强及不可控的激活。基于这些研究，治疗过程中应该采用联合应用EGFR抑制剂与其他信号通路的抑制剂。Tortora等就实体肿瘤与血液恶性肿瘤治疗中联合使用EGFR与MAPK 抑制剂进行系统综述。过去的几年内，该治疗方案对多种肿瘤都取得不错的治疗效果，可能也会对未来癌症的治疗提供重要的方向。