克服结肠癌EGFR阻断治疗耐药指日可待
编辑：Emilyju--特约编辑
结肠癌是全球第三大高发肿瘤，其中转移性结肠癌极具凶险性并缺乏有效治疗手段。早期诊断和寻找更为有效的治疗手段是当前研究的关键任务。表皮生长因子受体（EGFR）是结肠癌中特征性标志物，其阻断药物成为结肠癌治疗药物的研发重点。但是EGFR信号通路的复杂突变使EGFR阻断药物的原发耐药和继发耐药十分普遍。揭示这些耐药分子机制可为精准克服EGFR阻断治疗的耐药提供思路，其临床意义十分重大，可谓功在当代，利在千秋。结肠癌概况在全球范围内，结肠癌的发病率在所有肿瘤中排名第三，每年约有万人确诊此病，转移性结肠癌患者的5年生存率不足15%。早期诊断和治疗是改善结肠癌的发病率和死亡率的关键。目前，手术和多种药物治疗可成功干预早期结肠癌的进展，但是在结肠癌的晚期阶段却疗效甚微。表皮生长因子受体（EGFR）阻断治疗的意义EGFR在多种肿瘤中高表达，在结肠癌中尤为突出。在结肠癌中，EGFR高表达的肿瘤细胞占60%-80%，并且和不良预后极为相关。因此，EGFR是结肠癌药物研发中的一个极为重要的靶点，尤其是EGFR单克隆抗体已在转移治疗中表现出良好作用。实际上，在晚期结肠癌治疗中，最为常用的靶向治疗药物即为EGFR的单克隆抗体cetuximab和panitumumab。EGFR信号通路EGFR是一个有酪氨酸激酶活性的kD跨膜蛋白。EGFR是受体蛋白酪氨酸激酶c-erb超家族四个成员之一。细胞外的配体结合区域由两个富含半胱氨酸的结构域组成。细胞内侧由三个结构域组成，其一为一个可由PKC和erkMAP激酶进行反馈抑制的位点，其二有酪氨酸激酶活性，第三个是一个羧基尾。EGFR表达于上皮细胞、基质细胞、神经胶质细胞和平滑肌细胞中，可通过下游PLC-gamma-1、RAS-RAF-MEK-MAPKs、PI-3K、Akt、Src、压力激活蛋白激酶、PAK-JNKK-JNK等多种信号通路，对细胞分裂和凋亡、细胞分化和去分化及迁移等多种功能进行调控。EGFR的配体包括EGF、TGF、双调蛋白、肝素结合样EGF、beta细胞调节素和表皮调节素等。EGFR的配体从膜结合型到游离型，要经过ADAM家族的膜结合型金属蛋白酶的处理。ADAM17是调控EGF、双调蛋白和肝素结合样EGF释放的关键酶。当EGFR与配体结合后，其胞内激酶结构域对其进行自磷酸化，然后磷酸化酪氨酸残基与效应蛋白对接引发下游通路。西方饮食和结肠癌的发病率之间有密切关联。而EGFR在西方高脂饮食造成结肠癌的过程中发挥重要作用。在一个以氧化偶氮甲烷（AOM）作为诱导剂诱导小鼠自发性结肠癌的模型中，给予Egfr野生型小鼠高脂饮食后，肿瘤发生率显著高于正常饮食小鼠。而在Egfr突变即受体激酶活性缺失的小鼠中，没有观察到高脂饮食促进肿瘤发生的作用。更多研究表明，西方饮食能够增加ADAM17的表达，对EGFR配体TGF-α和双调蛋白有上调作用（图1）。图1.表皮生长因子受体信号通路、西方饮食影响以及作用于不同位点的多种抑制剂。(PablaB,BissonnetteM,etal.WorldJClinOncol,,6(5):-.)CRC对EGFR阻断药物的原发耐药EGFR单抗药物cetuximab和panitumumab分别在年和年被批准用于化疗耐药转移性结肠癌患者。这两个药物在伊立替康和/或奥沙利铂耐药的转移性结肠癌患者中的客观缓解率均可达到10%。从年开始，转移性结肠癌对EGFR阻断药物耐药的分子机制逐渐被揭示。KRAS密码子12和13的突变是首先被发现可引起对EGFR靶向单克隆抗体耐药的分子机制。然而，并非所有的KRAS野生型患者均能从EGFR靶向治疗中获益，提示还存在更多的耐药机制。NRAS密码子12、13和61突变约占结肠癌样本中的3%-5%。无论EGFR是否被阻断，KRAS或NRAS突变会导致下游ERK通路的持续激活。RAS突变在对EGFR阻断药物耐药的转移性结肠癌中约占50%-60%，因此在EGFR信号网络中还有其他分子改变有临床意义。其中，BRAF突变占EGFR阻断药物耐药病例的5%-8%，并且和不良预后相关。结肠癌细胞和小鼠移植瘤实验显示BRAFVE与cetuximab和panitumumab耐药有显著关联。Raf蛋白是KRAS下游RAS-RAF-MEK-MAPKs通路中的一个重要效应蛋白，能够被KRAS直接激活，并且磷酸化和激活下游激酶MEK，而MEK又可磷酸化和激活ERK。其中，BRAF与MEK的亲和力高于A-Raf和C-Raf，在激活MAPK通路的过程中起关键作用（图2）。图2.转移性结肠癌对EGFR阻断治疗耐药的相关基因变化。(MisaleS,NicolantonioFD,etal.CancerDiscov,,4(11):-.)其余尚有40%左右对EGFR阻断药物不敏感的患者，其耐药机制不明。最近意大利研究人员在Nature发表研究结果，对KRAS野生型结肠癌的EGFR抗体耐药进行分析，检测出了新的原发耐药机制。研究人员认为ERBB2、EGFR、FGFR1、PDGFRA和MAP2K1突变可能是原发耐药出现的重要原因。CRC对EGFR阻断药物的继发耐药在结肠癌患者中，向传统的化疗方案中加入抗EGFR单克隆抗体能够提高缓解率和无进展生存率，改善患者的生活质量。但是，这种缓解是短暂的，通常不会超过3-12个月便会出现继发耐药。Montagut及其同事曾经发现EGFR的胞外结构域突变会导致cetuximab耐药。这种突变可使抗体与受体的结合受阻。编码受体酪氨酸激酶的基因（ERBB2或MET）扩增也会导致抗EGFR单克隆抗体的继发耐药。而驱使继发耐药发生最为常见的分子机制还是KRAS基因的改变（点突变和基因扩增），其余也包括NRAS和BRAF的突变。值得注意的是，一个个体肿瘤的原发耐药机制往往比较单一，而继发耐药的出现往往伴随着多种突变产生。对cetuximab或panitumumab继发耐药的结肠癌细胞系中，既可检测到KRAS突变，也可观察到NRAS突变的克隆。IRS2可增加抗EGFR治疗的敏感性前述意大利研究人员发现在EGFR信号通路中还存在一位可以增加对cetuximab敏感性的成员——IRS2。IRS2是一个胞内接头蛋白，可以介导受体酪氨酸激酶和下游物质之间的信号。研究人员对个KRAS、NRAS、BRAF和PIK3CA野生型的结肠癌移植瘤进行分析，发现IRS2水平升高可显著增加对cetuximab治疗的敏感性。尽管之前报道过在结肠癌和其他类型肿瘤中有IRS2突变，但是指出这种突变与治疗敏感性的关联尚属首次。抑制EGFR抗体耐药的治疗尝试意大利研究人员在Nature发表的研究结果中还包含了对抑制EGFR抗体耐药的联合治疗探索。由于晚期结肠癌患者的预后很差，用现有的或研究中的药物干预患者病例中出现的突变基因是否具有临床意义？研究人员用移植瘤模型进行了几项概念验证试验，首先选择了有FGFR1扩增的cetuximab耐药肿瘤，以cetuximab与FGFR激酶抑制剂BGJ（目前处于临床试验阶段）合用治疗，发现肿瘤在所有小鼠中均得到长期、显著抑制（图3a）。另一项尝试是针对EGFR蛋白激酶结构域改变的肿瘤，以EGFR小分子抑制剂afatinib和cetuximab合用治疗，也可观察到长期显著的抑制作用（图3b）。分别给予MAP2K1和PDGFRA突变的肿瘤MEK/ERK抑制剂和PDGFR抑制剂imatinib，与cetuximab联合治疗，抗肿瘤作用也得到显著增强（图3c和3d）。对于继发耐药而言，之前报道曾指出EGFR胞外结构域SR改变会导致cetuximab耐药，但是对panitumumab依旧敏感，而EGFRGE突变对二者均不敏感。结构分析显示SE残基位于cetuximab的结合位点，而G位于两种抗体结合位点的重叠区域。研究人员尝试用可以结合远离G的位点的其他抗体来抑制耐药，结果发现可结合EGFR位点的一种单抗混合物——Pan-HER，可以显著抑制肿瘤的生长（图3e和3f）。图3.临床前试验中，抑制EGFR抗体阻断耐药的治疗干预。(BertottiA,PappE,etal.Nature,,:-.)另外，年9月发表于NatureCommunications的一篇文章报道，通过抗EGFR和抗MEK联合治疗，即给予荷有患者来源的移植瘤的小鼠cetuximab和pimasertib，可对EGFR信号通路进行垂直阻断，显著抑制肿瘤的生长和耐药的出现（图4）。图4.患者来源移植瘤的小鼠模型中，对EGFR信号通路进行垂直阻断可防止耐药的发生。(MisaleS,BozicI,etal.NatCommun,,DOI:10./n中科白癜风微信账号
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