表皮生长因子受体酪氨酸激酶抑制剂在非小细胞肺癌患者原发性耐药机制的研究进展

许 阳 综述 陈良安 审校

解放军总医院 呼吸科 北京 100853

表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor，EGFR)是原癌基因c-erbB-1的表达产物，由胞外配体结合区、跨膜区和胞内酪氨酸激酶区构成[1]。EGFR的胞外区与配体结合形成二聚体，激活胞内酪氨酸激酶发生自身磷酸化，继而启动一系列下游信号通路如，Ras-Raf-MAPK(mitogenactivated protein kinase，促分裂原激活的蛋白质激酶)信号通路、JAK-STAT(Janus激酶-信号转导子和转录激活子)信号通路和PI3K-Akt(磷脂酰三磷酸肌醇-丝苏氨酸蛋白激酶)信号通路，将胞外信号传入胞内，调节细胞的生长与增殖。

表皮生长因子受体酪氨酸激酶抑制剂(EGFR-tyrosine kinase inhibitor，EGFR-TKI)是一类分子靶向药物，可以通过和三磷酸腺苷竞争，可逆性与EGFR胞内酪氨酸激酶结合并抑制其活性，阻断信号传导，遏制肿瘤细胞的增殖、侵袭、转移。IPASS(吉非替尼对紫杉醇+卡铂)、First-SIGNAL(吉非替尼对吉西他滨+顺铂)、NEJ002(吉非替尼对紫杉醇+卡铂)、WJTOG3405(吉非替尼对多西他赛+顺铂)、OPTIMAL(厄洛替尼对吉西他滨+卡铂)等多项临床研究显示，非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer，NSCLC)患者一线接受EGFR-TKI类药物吉非替尼或厄洛替尼的治疗有效率为70%~75%，疾病无进展生存时间(progression-free survival，PFS)为8.4~13.1个月，但仍有部分患者在治疗初期就对EGFR-TKI不敏感，即发生EGFR-TKI原发性耐药，本文对其可能的耐药机制研究作如下综述。

1 表皮生长因子受体基因突变

1.1 EGFR外显子20插入突变 外显子20的插入突变约占EGFR突变的4%，常见于女性、不吸烟、腺癌患者[2]。突变多位于EGFR酪氨酸激酶区C螺旋之后的768~774位氨基酸，其中770位插入突变最为常见[3]。768~774位插入突变可导致EGFR-TKI与EGFR靶部位结合受阻，致使肿瘤细胞对EGFR-TKI的敏感性较传统的19外显子缺失及L858R的敏感性降低100倍，引起EGFR-TKI原发性耐药[3-4]。目前对于外显子20突变的非小细胞肺癌患者仍推荐使用传统的化疗方案。

1.2 HER2基因突变 人类表皮生长因子受体2(human epidermal growth factor receptor-2，HER2)，又称c-erbB-2基因，是表皮生长因子受体家族成员之一。HER2与EGFR高度同源，具有酪氨酸激酶活性，可与EGFR构成异源二聚体，激活酪氨酸激酶，使受体自身磷酸化，活化下游信号分子，促进肿瘤细胞生长、增殖及分化。研究显示HER2基因突变主要位于20外显子，类型多为插入突变，突变率为0.5%(1/212)，突变多见于女性、不吸烟、腺癌患者[5]。突变的HER2具有更强的受体活性和信号转导能力，可降低EGFR-TKI治疗效果，导致EGFR-TKI原发性耐药[6]。针对HER2基因突变肺癌患者的治疗药物仍在研发中。

2 EGFR通路下游基因突变

2.1 K-ras基因突变 K-ras是原癌基因Ras(ras proto-oncogene，Ras)家族成员之一，为EGFR信号传导通路下游的关键分子，在细胞生长、增殖和分化方面发挥重要作用。Meta分析结果显示，NSCLC患者K-ras突变率为16.4%~21%[7]。常见突变位于2号外显子的12、13位密码子及3号外显子的61位密码子[8]。突变型K-ras基因编码异常蛋白，导致Ras-Raf-MAPK信号通路持续激活，并且不受上游EGFR的调控。Pao等[9]最先报道K-ras基因突变可能与EGFR-TKI耐药相关，体内外实验进一步证实K-ras基因突变可导致NSCLC患者发生EGFR-TKI原发性耐药[10]。2009年《NCCN非小细胞肺癌临床实践指南》明确指出：K-ras基因突变患者，不建议使用EGFR-TKI类分子靶向药物治疗。目前K-ras基因突变已成为EGFR-TKI原发性耐药重要预测指标，相关抑制剂GDC-0980、GDC-0941和GDC-0973的临床试验正在进行中。

2.2 B-Raf基因突变 B-Raf基因全称鼠类肉瘤滤过性毒菌致癌同源体B1(vraf murine sarcoma viral oncogene homolog B1)，是EGFR信号通路中位于K-ras下游的一个基因。B-Raf编码MAPK通路中的丝氨酸苏氨酸蛋白激酶，将信号从Ras转导至MEK1/2，参与调控细胞的生长、增殖与分化。B-Raf基因突变常见于结直肠癌、黑色素瘤、甲状腺癌、肝癌、肺癌、胰腺癌等恶性肿瘤[11-13]。B-Raf基因在非小细胞肺癌中的突变率为1%~3%，突变多为15外显子第1 799位核苷酸上T替换成A，导致谷氨酸被缬氨酸所取代(V600E)[14]。B-Raf突变可导致10%~15%的K-ras野生型非小细胞肺癌患者发生EGFR-TKI原发性耐药。B-Raf抑制剂vemurafenib已被美国FDA批准用于晚期黑色素瘤的治疗，其在肺癌治疗中的研究尚在进行中。

2.3 PIK3CA基因突变 PIK3CA基因定位于3q26.3，编码I类磷脂酰肌醇-3-激酶(phosphatidylino-sitol 3-kinases，PI3Ks)的催化亚基。PI3Ks是EGFR信号传导通路PI3K-Akt中关键分子，由生长因子受体如EGFR、胰岛素受体等激活。活化的PI3Ks磷酸化4，5-二磷酸磷脂酰肌醇(phosphatidylinositol 4，5-bisphosphate，PIP2)，生成第二信使3，4，5-三磷酸磷脂酰肌醇(PIP3)并激活Akt、GSK-3β、mTOR、FH等下游分子，将信号传递到细胞内，调控细胞的成长、增殖、分化、黏附和迁移[15]。PIK3CA的突变多发生于9号外显子编码的螺旋区和20号外显子编码的激酶区[16]。研究表明PIK3CA基因突变可导致PI3K-Akt信号传导通路持续激活，致使肿瘤细胞对EGFR-TKI的敏感性降低，发生EGFR-TKI原发性耐药[17]。目前涵盖双PI3K/MTOR抑制，泛PI3K抑制以及亚型选择性PI3K抑制等多个PI3K抑制剂正在研发中。

3 旁路激活途径

3.1 HGF高表达 肝细胞生长因子(hepatocyte growth factor，HGF)是原癌基因MET(met proto-oncogene，MET)的一个配体，可活化MET，激活下游MAPK-ERK1/2和PI3K-Akt通路。既往研究表明HGF可引起EGFR-TKI获得性耐药[18]。Yano等[19]最新研究发现，过表达的HGF同样与EGFR-TKI原发性耐药密切相关。在44例EGFR-TKI原发性耐药的NCSLC患者中，HGF过表达率高达29%。表达增高的HGF可通过“旁路激活途径”，不依赖EGFR，直接激活EGFR下游信号通路，降低肿瘤细胞对EGFR-TKI的敏感性，产生EGFR-TKI原发性耐药。HGF过表达诱导的原发耐药能够被HGF抑制剂NK4及HGF抗体逆转。

3.2 层粘连蛋白-5过表达 层粘连蛋白(laminin，LN)是含有一条α重链和两条β和γ轻链的糖蛋白家族，是基底膜的重要组成成份。层粘连蛋白-5(LN-5)为层粘连蛋白家族中成员之一，是由α3、β3、γ2三条多肽链经二硫键结合的“Y”型糖蛋白分子。该蛋白在肿瘤细胞的生长、分化、黏附和迁移中起着重要的作用[20]。2002年日本学者Katoh等[21]通过研究发现，LN-5和EGFR具有共同的下游信号通路PI3K-AKT和Ras-MAPK，LN-5表达增高可以直接激活EGFR信号通路下游分子，抵消EGFR-TKI对EGFR信号通路的抑制作用，导致患者对EGFR-TKI治疗不敏感，引发EGFR-TKI原发性耐药。

4 其他与EGFR-TKI原发性耐药相关基因

4.1 EML4-ALK基因重排 EML4-ALK基因由棘皮动物微管相关蛋白样4 (echinoderm microtubule associated protein like 4，EML4)和间变性淋巴瘤激酶(anaplastic lymphoma kinase，ALK)基因融合而成。2007年Soda等[22]首次在NSCLC患者标本中检测到EML4-ALK融合基因。研究发现EML4-ALK融合基因在NSCLC的发生率约为5%，在年轻、不吸烟、腺癌患者中高达30%。EML4-ALK融合基因编码蛋白可形成非配体依赖性二聚体，活化ALK进而激活RAS-MEK-ERK，JAK3-STAT3和PI3K-AKT等信号通路，调控细胞生长及增殖。研究证实EML4-ALK基因重排患者不能从EGFR-TKI治疗中获益，EML4-ALK融合基因是EGFR-TKI原发性耐药机制之一。ALK酪氨酸激酶抑制剂Crizotinib在Ⅱ期临床试验中显示出良好的疗效，2011年8月被美国FDA批准用于EML4-ALK融合基因阳性NSCLC患者的治疗[23]。

4.2 ROS1基因重排 近期美国研究者在肺癌患者中发现ROS1基因重排，并以此定义为一类新的肺癌分子亚型。该研究对来自马萨诸塞州总医院、范德比尔特大学、加州大学欧文分校和复旦大学的1 073例NSCLC样本进行筛查，在18份样本中发现ROS1基因重排，发生率为1.7%[24]。进一步研究发现ROS1重排多见于年轻、无吸烟史、腺癌患者。基因重排可导致ROS1基因活化，ROS1融合激酶表达，激活恶性肿瘤相关信号通路，降低肿瘤细胞对EGFRTKI的敏感性，引发EGFR-TKI原发性耐药[25]。有研究表明Crizotinib对携带ROS1融合基因的NSCLC患者的治疗有效率高达57%，可用于ROS1基因重排阳性的非小细胞肺癌患者的治疗[26]。

4.3 KIF5B-RET基因融合 韩国研究者Ju等[27]首次在1例EGFR及KRAS基因野生型肺腺癌患者的肝转移灶中发现KIF5B-RET基因融合，并进一步从20例EGFR、KRAS基因野生型肺癌患者中发现了2例KIF5B-RET融合变异，证实KIF5B-RET融合型非小细胞肺癌的存在。美国研究者Lipson等[28]在667例肺癌样本中发现12例KIF5B-RET基因融合，发生率为1.8%(12/667)，而在EGFR、KRAS、HER2、ALK、ROS1野生型的肺癌中，KIF5B-RET基因的融合率高达6.3%(10/159)。日本研究者Kohno等[29]发现KIF5B-RET融合基因在非吸烟、肺腺癌患者中检出比例较高。KIF5BRET基因融合与EGFR-TKI原发性耐药密切相关，具体机制仍在研究中。体外实验发现，多靶点药物如索拉非尼、舒尼替尼及凡德他尼能抑制转染KIF5B-RET融合基因细胞的生长与增殖，可用于治疗KIF5B-RET基因融合阳性的NSCLC患者。

5 结语

EGFR-TKI因具有高效低毒、服用方便等优点，广泛用于NSCLC的治疗。但在临床应用中发现，EGFR突变的患者可能对EGFR-TKI治疗不敏感，即发生原发性耐药，最终导致肿瘤进展。在对EGFR-TKI原发性耐药机制的研究和探索中，逐渐发现一系列基因突变或过表达与EGFR-TKI原发性耐药密切相关。目前EGFR突变型、EML4-ALK融合型肺癌诊治模式已经建立，ROS1融合型、KIF5B-RET融合型肺癌的诊治模式已经初露端倪。在单纯使用EGFRTKI药物无法达到满意治疗效果时，基于联合治疗目的的药物有望成为肿瘤治疗的重要手段。

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