阿帕替尼抗肿瘤机制的研究进展

崔博豪，何祚宽，董娅兰，沈奕薇，孙舒雅，张恩魁，刘诗琦，张 雷

(1.天津医科大学第二临床医学院，天津 300070； 2.天津医科大学肿瘤医院肺部肿瘤科，天津 300060)

阿帕替尼(YN968D1)是一种通过靶向抑制血管内皮生长因子受体2(vascular endothelial growth factor receptor 2,VEGFR2)磷酸化来抗血管新生进而抑制肿瘤生长的小分子酪氨酸激酶抑制剂，于2014年由国家食品药品监督管理总局批准上市，用于晚期胃或胃-食管结合部腺癌三线或三线以上治疗[1-2]。其作用靶点VEGFR2是一种主要在内皮祖细胞和血管内皮细胞中表达的受体，激活后可磷酸化产生一系列信号转导级联反应，与血管内皮细胞增殖迁移及肿瘤血管生成关系密切[1,3]。国内外关于阿帕替尼对不同恶性肿瘤的临床研究报道较多，在对非小细胞肺癌(non-small-cell lung carcinoma,NSCLC)、胃癌和乳腺癌的临床试验中均展示出较好的疗效[4-6]。亦有临床研究表明，阿帕替尼可明显延长二线及以上化疗失败后广泛期小细胞肺癌患者的无进展生存期[7]。现就阿帕替尼在不同恶性肿瘤中的抗肿瘤机制进行综述，以期为后续基础及临床研究提供更加充分的理论依据。

1 胃 癌

血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)在多种肿瘤细胞增殖和凋亡中起重要作用，可诱发VEGFR2高表达，促进其活化并发生核移位，作为转录因子调节细胞功能，进而促进恶性肿瘤细胞的增殖[8-12]。已有实验证明，向高表达VEGF的胃癌细胞(SGC-7901和BGC-823细胞株)中加入重组人VEGF(recombination human VEGF,rhVEGF)可观察到磷酸化的VEGFR2、磷脂酶Cγ1(phospholipase Cγ1,PLCγ1)和细胞外信号调节激酶(extracellular signal-regulated kinase,ERK)水平升高，而给予PLC的抑制剂后，VEGF和活化的ERK相应减少[13]。这说明在胃癌细胞中，VEGF通过PLC激活处于胞质信号转导通路终末位置的ERK，使其进入细胞核促进Elk-1、活化转录因子、激活蛋白1、c-Fos和c-Jun等活化，调节细胞增殖、分化和凋亡[11,14]。有动物实验表明阿帕替尼联合紫杉醇或5-氟尿嘧啶可协同作用治疗胃癌(药物相互作用系数<1)，而联合奥沙利铂只是单纯的效果叠加[15]。Lin等[16]研究发现高表达VEGFR2和VEGF的胃癌细胞较低表达者对阿帕替尼更敏感，指出阿帕替尼治疗的胃癌机制之一即为通过阻断肿瘤细胞中VEGFR2/PLCγ1/ERK1/2通路并减少VEGF自分泌来抑制胃癌细胞复制。这为阿帕替尼应用于胃癌的治疗提供了新的理论依据，VEGFR2也可能作为阿帕替尼治疗胃癌的预后标志物。目前一线、二线胃癌化疗方案局限性较大，且目前没有化疗药物有明确的延长患者生存期的作用[17]。Ⅲ期临床试验显示，阿帕替尼850 mg/d组和安慰剂对照组对比，前者中位总生存期显著延长(6.5个月比4.7个月，P=0.015；HR=0.709，95%CI0.537～0.937，P=0.016)，无进展生存期也明显延长(2.6个月比1.8个月，P<0.001；HR=0.444，95%CI0.331～0.595，P<0.001)[18]。虽然阿帕替尼对于胃癌的临床疗效已被证实，但作用机制研究尚显不足[16]。

2 白血病

VEGF与VEGFR2的结合可通过激活Ras/Raf/促分裂原活化的蛋白激酶激酶(mitogen-activated protein kinase kinase，MEK)/ERK通路，磷酸化ERK被快速地转运入细胞核，去磷酸化并激活Elk-1、 激活蛋白1等与增殖相关的转录分子，促进白血病细胞的增殖[19]。而阿帕替尼则可通过选择性地抑制VEGFR2的磷酸化，下调该部分急性早幼粒细胞白血病(acute promyelocytic leukemia,APL)胞内通路中活化的ERK1/2，抑制HL-60细胞增殖并诱导其凋亡[20]。另一方面，VEGFR2下游磷脂酰肌醇-3激酶(phosphatidylinositol 3-kinase，PI3K)/蛋白激酶B(protein kinase B,PKB/Akt)/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)信号通路的激活，也可导致肿瘤细胞的G1期时程缩短，细胞周期缩短，快速增殖以及癌蛋白分泌增加[21]。阿帕替尼通过下调磷酸化Akt的表达，减低PI3K/Akt/mTOR信号通路的活化，进而产生抑制肿瘤生长的作用，该途径与经Ras/Raf/MEK/ERK通路发挥作用均被证明呈剂量依赖性[22]。总之，阿帕替尼可抑制白血病HL-60细胞增殖并诱导其凋亡，与阿帕替尼抑制酪氨酸激酶活性，阻断Akt和ERK1/2磷酸化密切相关。

王焱等[23]则发现阿帕替尼亦可抑制急性淋巴细胞白血病Nalm6细胞增殖，其机制可能与下调抗凋亡蛋白Bcl-2和Bcl-xL等蛋白表达有关。Deng等[24]对急性淋巴细胞白血病细胞株应用不同浓度的阿帕替尼，并检测其IC50和细胞凋亡程度，发现阿帕替尼对T、B淋巴细胞均有抑制作用，并呈剂量与时间依赖性。而且它在活体异种移植模型中表现出抑制白血病细胞生长和进展的作用。进一步分析机制得出阿帕替尼可抑制VEGFR2下游的多条通路，如PI3K、促分裂原活化的蛋白激酶和信号转导及转录激活因子3。

阿帕替尼作为小分子VEGFR2抑制剂，对包括髓系白血病细胞的多种肿瘤细胞均有杀伤作用，研究证明其可提高化疗药物对髓系白血病K562细胞的敏感性，并可逆转其耐药[25]。Dias等[26]发现部分APL HL-60细胞株和约50%初发患者体内有VEGF产生并伴有VEGFR2表达，VEGF与VEGFR2的结合可激活下游一系列分子转导途径，其中Ras/Raf/MEK/ERK以及PI3K/Akt/mTOR信号转导通路的异常在APL发生中起重要作用[27-28]。靶向PI3K/Akt/mTOR通路可能对血液学恶性肿瘤有促凋亡和抗增殖作用。此外，微RNA的调控可作为调节PI3K/Akt/mTOR通路的一种新的治疗方法。然而，这两个方面均需要进一步的临床研究。

3 胆管细胞癌

阿帕替尼在肝外胆管细胞癌(extrahepatic bile duct carcinoma,EBDC)和肝内胆管细胞癌(intrahepatic cholangiocarcinoma,ICC)中均可抑制VEGF的表达和信号转导，从而抑制胆管癌细胞增殖。Peng等[29]发现，rhVEGF能通过PLCγ1途径促进EBDC细胞增殖，且其所致磷酸化VEGFR1/2核内聚积，又进一步促进细胞内VEGF的信号转导。该研究比较了阿帕替尼与贝伐单抗在此过程中对EBDC细胞的抑制效果，结果显示贝伐单抗虽能显著降低游离的VEGF水平，但仅轻度抑制肿瘤细胞增殖，而阿帕替尼则能显著抑制磷酸化VEGFR1、磷酸化VEGFR2和VEGF在细胞中的表达，达到抑制EBDC细胞增殖的效果。Peng等[30]研究表明，向ICC的细胞系RBE和SSP25中加入rhVEGF以促进VEGFR1和VERGR2的磷酸化，结果显示磷酸化VEGFR2能通过活化PI3K/Akt/mTOR抗凋亡信号通路发挥细胞的抗凋亡作用，即ICC细胞亦可通过上述途径依赖VEGFR2的激活维持生长。在经阿帕替尼处理后，细胞中磷酸化VEGFR2、磷酸化PI3K和磷酸化Akt的表达均有降低，同时下游信号分子磷酸化mTOR的表达亦受到抑制，进而阻碍VEGF/VEGFR2/PI3K/Akt通路的信号转导，诱导ICC细胞凋亡。在体内试验中，Peng等[30]将RBE细胞注入NOD/SCID小鼠体内，结果表明，阿帕替尼治疗能明显降低组织中磷酸化VEGFR2、磷酸化PI3K、磷酸化Akt和磷酸化mTOR的表达并引起肿瘤细胞凋亡。上述研究结果表明，阿帕替尼在体外可抑制胆管肿瘤细胞增殖，在体内亦可延迟异种移植肿瘤生长。

综上所述，VEGF在胆管癌组织中亦存在过度表达，并可通过VEGFR1/VEGFR2介导胞内信号促进ICC和EBDC细胞增殖。阿帕替尼可抑制VEGF信号在ICC和EBDC中的传导，轻度降低胆管肿瘤生存部位的血管密度并降低VEGF、磷酸化VEGFR2和磷酸化ERK1/2的表达，以阻断细胞内自分泌VEGF途径，抑制胆管癌细胞增殖[29-30]。目前尚需更多体内试验及临床试验数据来进一步验证阿帕替尼治疗ICC与EBDC的有效性。

4 肝细胞癌

阿帕替尼可通过抑制PI3K/Akt信号转导通路，上调促凋亡基因Bax和胱天蛋白酶(caspase)-9的表达，下调抗凋亡基因Bcl-2的表达促进肝细胞癌(hepatocellular carcinoma，HCC)细胞株SMMC-7721凋亡。 Zhang等[31]使用MMT法检测不同浓度阿帕替尼对SMMC-7721细胞增殖的抑制作用，然后用Annexin V/PI试剂双染观察对SMMC-7721细胞凋亡的影响，最后用逆转录定量聚合酶链反应和蛋白质印迹分析检测阿帕替尼治疗后凋亡相关基因Bcl-2、Bax、caspase-9的表达，结果显示阿帕替尼可以抑制SMMC-7721的体外增殖，诱导促凋亡基因Bax和caspase-9的表达，抑制抗凋亡基因Bcl-2的表达，并且具有剂量依赖性。Li等[32]研究了阿帕替尼对5种HCC细胞株和1种ICC细胞株的作用，以及在异种移植小鼠模型中HCC的进展。结果显示阿帕替尼可明显抑制HCC细胞的存活、增殖、集落形成和迁移，并以剂量依赖性的方式增强细胞凋亡。此外，阿帕替尼对Akt和血小板衍生生长因子受体α、胰岛素样生长因子Ⅰ受体等多种酪氨酸激酶受体的磷酸化水平表现出明显抑制作用，对HCC异种移植小鼠模型具有良好的抗肿瘤生长作用。

临床研究方面，Kong等[33]对22例晚期HCC患者使用阿帕替尼，结果疾病进展时间中位数为10.4个月(95%CI3.4～17.5)，50%的患者第1次给药后存活时间超过11.4个月，完全缓解、部分缓解、疾病稳定、疾病进展的概率分别为0%、40.9%、40.9%和18.2%，最主要的不良反应有手足皮肤反应(81.8%)、腹泻(77.3%)。

5 NSCLC

在NSCLC中，转染融合基因的再排列被视为一种新型致癌基因突变，其中肺癌驱动蛋白超家族5B-转染重排(kinesin family member 5B-rearranged during transfection，KIF5B-RET)融合基因可通过Src信号转导通路促进癌细胞入侵及转移[34]。Lin等[34]研究表明，RET过度表达促进KIF5B-RET阳性A549细胞迁移和侵袭，且Src蛋白可能也参与相关信号通路介导肿瘤细胞的侵袭和迁移。这与RET重排列的肿瘤在晚期或发生肿瘤转移的患者中更普遍的临床现象一致。而阿帕替尼除通过细胞毒性发挥抗肿瘤活性外，还可通过阻断RET/Src信号转导通路抑制肿瘤细胞的迁移及侵袭，且阿帕替尼对于RET和Src活化的抑制作用与剂量无关。由此阿帕替尼可作为针对KIF5B-RET驱动型肿瘤的潜在治疗方法，有望在抑制该型肿瘤的侵袭与迁移方面发挥作用。

目前阿帕替尼治疗NSCLC的相关试验主要基于其抑制血管形成的机制[34-35]。多项研究证实[36-38]，阿帕替尼能延长晚期NSCLC且化疗无效患者的无进展生存期，甚至可降低癌细胞对化疗的抵抗，患者无进展生存期可达12个月，且疾病控制率可达61.9%，治疗期间出现的不良事件有手足综合征、高血压、蛋白尿、肝损伤、疲劳、恶心和呕吐等。阿帕替尼联合其他药物能有效改善NSCLC患者的临床症状并延长生存期。Hu等[39]研究表明,阿帕替尼和神经纤毛蛋白1 siRNA联合使用可增强NSCLC细胞的放疗敏感性，Wu等[40]研究发现阿帕替尼和表皮生长因子受体酪氨酸激酶抑制剂(epidermal growth factor receptor tyrosine kinase inhibitor,EGFR-TKI)联合使用能显著提高NSCLC患者的疗效，Feng等[41]研究表明，阿帕替尼可增强多西紫杉醇的抗肿瘤作用，使多西紫杉醇在肝脏的不良反应发生率降到最低，其作用与肿瘤中多西紫杉醇分布增加和P-糖蛋白表达减少密切相关。阿帕替尼对多线治疗后晚期非鳞状细胞肺癌患者具有一定的疗效。在阿帕替尼治疗过程中美国东部肿瘤协作组评分和高血压程度可能是阿帕替尼治疗晚期非鳞状细胞肺癌疗效的潜在预测指标，应开展更多的随机、双盲、对照前瞻性研究，探索阿帕替尼的安全有效剂量，筛选确定的疗效预测指标[40]。

6 结肠癌

阿帕替尼作为VEGFR2抑制剂，在抑制结肠癌细胞的增殖、转移和侵入以及诱导结肠癌细胞凋亡和自噬方面起重要作用。Lu等[42]通过对结肠癌HCT116和SW480细胞系中阿帕替尼的抗肿瘤活性研究发现阿帕替尼可以调控结肠细胞的细胞周期和凋亡。用不同浓度的阿帕替尼治疗后，细胞内Akt总蛋白的表达没有改变。然而,用20 μmol/L和40 μmol/L阿帕替尼处理后，磷酸化Akt在两个细胞系均有大量减少。同时，与对照组相比，经阿帕替尼处理的结肠细胞中的磷酸化mTOR蛋白水平受到抑制。综上所述，Akt/mTOR通路的调控与阿帕替尼诱导的结肠癌细胞凋亡和生长抑制密切相关。

瑞格拉非尼和曲氟尿苷替匹嘧啶片已被推荐使用于转移性结肠癌的临床治疗。Liang等[43]的研究显示，阿帕替尼对转移性结肠癌患者的疗效(中位无进展生存期为4.8个月，中位总生存期为10.1个月)优于瑞格拉非尼(中位无进展生存期为1.9个月，中位总生存期为6.4个月)和曲氟尿苷替匹嘧啶片(中位无进展生存期为2.0个月，中位总生存期为7.1个月)。在Gou等[44]的研究中，阿帕替尼治疗36例转移性结肠癌患者最常见的3种不良事件分别为高血压(11.1%)、肝损伤(8.3%)和手足综合征(5.6%)。虽然大多数患者不良反应耐受良好，但许多患者在治疗过程中仍会出现中断、剂量减少和停药。另外，Chen等[45]发现阿帕替尼与cMet抑制剂沃利替尼的联合使用能有效抑制结肠癌的生长。

7 其 他

除上述肿瘤已有分子机制方面的研究成果，阿帕替尼作用于其他类型肿瘤的研究几乎全部集中于临床试验。有研究报道，在2例使用阿帕替尼后的晚期直肠癌肝肺转移患者中，转移瘤显著缩小，用药到疾病进展时间分别为215 d和255 d[46]。Ji等[47]报道阿帕替尼成功治疗1例晚期恶性纤维组织细胞瘤，用药500 mg/d，2个月后咳痰咯血现象明显减轻，无进展生存期超过6个月。另有案例报道，阿帕替尼可以治疗KIT和激酶插入区受体基因扩增的恶性血管皮内细胞瘤，部分缓解期为3个月，不良反应为吞咽痛、上腹痛、黑便、咯血等[48]。相信在不久的将来，阿帕替尼对于各种类型肿瘤的作用机制将被更深入的研究，为进一步的临床应用提供更坚实的理论依据。

8 结 语

阿帕替尼抗肿瘤的作用机制十分复杂，除普遍认为的阿帕替尼通过抑制VEGFR2，抑制肿瘤血管生成和促使肿瘤细胞凋亡等途径抑制肿瘤外，近年来也发现阿帕替尼亦可通过调节VEGF/VEGFR2/PLCγ1/ERK1/2和PI3K/Akt/mTOR通路抑制肿瘤细胞抗凋亡作用，阻断RET/Src抑制肿瘤细胞的迁徙及侵袭。但目前阿帕替尼应用于部分肿瘤的研究仍集中于细胞实验及少数动物实验，应用于临床的可靠性尚不足。下一步仍需更深入的分子机制方面的研究及大规模的临床回顾性、前瞻性研究来验证。相信随着对阿帕替尼抗肿瘤分子机制阐释的不断完善，相关的信号通路亦将有望成为癌症治疗的重要靶点，为该药应用于更多种类的肿瘤治疗提供更加可靠的理论基础。