肝细胞生长因子/间质上皮转化因子信号通路与非小细胞肺癌靶向治疗耐药的关系及机制研究进展

陈恒屹，何 勇

中国人民解放军陆军军医大学大坪医院呼吸与危重症医学科，重庆 400042

靶向治疗是驱动基因阳性的恶性肿瘤，特别是存在表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor，EGFR)基因突变、间变性淋巴瘤受体酪氨酸激酶(anaplastic lymphoma receptor tyrosine kinase，ALK)基因重排或c-ros肉瘤致癌因子-受体酪氨酸激酶重排的晚期非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer，NSCLC)的有效治疗手段。但是，原发或获得性耐药问题已成为限制其临床疗效的瓶颈，亟待解决。旁路活化可维持靶向治疗特定分子靶点下游关键信号通路的传导，是导致靶向治疗耐药的重要原因。肝细胞生长因子(hepatocyte growth factor，HGF)及其受体酪氨酸激酶间质上皮转化因子(mesenchymal-epithelial transition factor，MET)相关信号通路是首个被证实的靶向治疗耐药旁路，亦是肿瘤靶向治疗耐药领域研究的热点。本文主要综述HGF/MET信号通路在NSCLC靶向治疗耐药中的作用及机制的相关进展。

HGF/MET信号通路

HGF/MET的结构与功能HGF是存在于肿瘤微环境中的一种旁分泌因子，主要由间质细胞和成纤维细胞分泌[1]，但在缺氧状态下，肿瘤上皮细胞同样可以分泌HGF[2]。MET原癌基因存在于人7号染色体长臂，于1991年首次从人骨肉瘤细胞中被分离出来，是1号染色体上的易位启动子区与7号染色体MET序列融合形成的重排基因[3]。MET基因编码酪氨酸激酶受体MET蛋白，HGF则是其唯一已知配体[4]。HGF/MET信号通路在胚胎发育时期十分活跃，维持和促进胎盘发育、神经肌肉分化形成[5]。但除介导创伤修复和肝脏再生的功能外[6]，其在成人体内几乎处于沉寂状态。然而，HGF/MET通路在多种肿瘤组织中持续活化，参与维持肿瘤细胞的增殖、存活与抗凋亡能力。

HGF/MET信号通路异常与肿瘤HGF/MET及其介导的下游信号通路能维持肿瘤细胞增殖和存活[7]，又是肿瘤预后预测因子之一[8]。引起HGF/MET信号通路活化的机制包括：MET基因扩增、HGF和/或MET的过度表达、MET和其他酪氨酸激酶之间的信号串扰及MET基因突变。系列研究在胃癌等多种实体瘤中发现MET基因扩增介导了肿瘤细胞对化疗或靶向治疗耐药[9- 10]。在宫颈癌[11]、头颈部肿瘤[12]、前列腺癌[13]等肿瘤组织中，MET过表达是不良预后的预测因子和治疗靶点。在NSCLC中，MET基因扩增、MET过表达和HGF水平升高均与不良预后显著相关[8]。此外，MET基因编码细胞外结构域、近膜区部分和激酶结构域部位均可发突变[14]，编码MET近膜区部分的14、15号外显子通过酪氨酸残基Y1003介导MET受体的降解，该部位突变与肿瘤的发生密切相关[15]。其14号外显子跳跃突变在NSCLC中的发生率为3%～4%[16- 17]，在罕见且恶性程度极高的肉瘤样肺癌中突变率更高[18]，是最常见的MET基因突变类型。

HGF/MET与靶向治疗耐药的关系及机制

与HGF/MET相关的靶向治疗耐药Engelman等[19]于2007年首次证实MET信号通路活化导致一代EGFR-酪氨酸激酶抑制剂(tyrosine kinase inhibitors，TKI)耐药。之后系列研究陆续证实HGF/MET信号通路与第三代EGFR-TKI、ALK-TKI及其他靶向治疗药物耐药的相关性。

肿瘤微环境中HGF分泌水平增高[1]、HGF依赖的MET活化及MET基因扩增均会导致NSCLC EGFR-TKI耐药[20- 21]。Yano等[20]在3例EGFR-TKI原发耐药的肿瘤组织中均检测到HGF水平增高，而MET基因扩增不仅是一代EGFR-TKI继发耐药的原因之一[20]，还会导致EGFR-TKI原发耐药[22]，且与EGFR-TKI耐药后更早出现新的转移病灶相关[23]。以奥西替尼为代表的三代EGFR-TKI能有效克服T790M突变导致的一代EGFR-TKI耐药，但MET扩增同样能介导其耐药[24- 25]。有研究对13例奥西替尼治疗后发生耐药的肺癌组织标本或患者血液标本进行靶向捕获测序，在4例标本中检测到MET基因扩增，发生率高达31%。其中两例患者接受EGFR-TKI与克唑替尼联合治疗获得疾病控制[26]。

ALK突变是晚期NSCLC靶向治疗的又一重要靶点，由于一代ALK-TKI克唑替尼能同时抑制ALK、MET及c-ros肉瘤致癌因子-受体酪氨酸激酶多个靶点，鲜有HGF/MET信号通路导致其耐药的报道。但新近研究表明，MET基因14外显子跳跃突变仍可导致克唑替尼耐药[27]。新一代ALK-TKI阿来替尼是一种高选择性ALK通路抑制剂，具有优越的临床疗效和良好的安全性，且能有效克服克唑替尼耐药，近年亦有HGF/MET通路导致阿来替尼耐药的报道[28]。

除EGFR-TKI与ALK-TKI外，HGF/MET信号通路还与人表皮生长因子受体(human epidermal growth factor receptor，HER)2抑制剂等多种靶向药物耐药有关。如，HGF/MET高表达或MET基因扩增致HER2阳性乳腺癌患者对曲妥珠单抗治疗原发或获得性耐药[29- 30]；在HER2阳性胃癌模型中，MET及其下游细胞外蛋白调节激酶(extracellular regulated protein kinase，ERK)和蛋白激酶B(protein kinase B，AKT)信号的活化导致胃癌细胞对EGFR和HER2双重抑制剂拉帕替尼耐药[31]；在对EGFR和鼠科肉瘤病毒癌基因同源物B1(v-raf murine sarcoma viral oncogene homologue B1，BRAF)抑制剂联合治疗耐药的BRAF突变结直肠癌病例及BRAF抑制剂治疗进展后的黑色素瘤人源肿瘤异种移植模型中，部分检测到MET基因扩增及MET信号通路的活化[32- 33]；此外，在成纤维细胞生长因子受体(fibroblast growth factor receptor，FGFR)抑制剂AZD4547 耐药的FGFR扩增肺癌细胞H1581和DMS114部分克隆中亦检测到MET过表达及MET信号通路活化[34]。

HGF/MET导致靶向治疗耐药的机制首先，靶向治疗介导的选择压力是HGF/MET导致TKI耐药的前提。研究显示HGF单独处理并不足以引起MET扩增的发生，HGF诱导的MET扩增有赖于厄罗替尼等EGFR-TKI的共同存在，提示EGFR-TKI的选择压力为存在MET扩增的细胞亚型的增殖提供了条件[35]。持续TKI暴露产生的选择性压力、MET扩增亚克隆的存在以及HGF的刺激共同诱使MET扩增肿瘤细胞富集与增殖，产生EGFR-TKI治疗抵抗。

其次，HGF和MET形成的自分泌信号回路是促进和维持肿瘤细胞恶性表型、导致TKI耐药的重要机制之一。自分泌或旁分泌的HGF刺激衔接蛋白GRB2相关结合蛋白1 MET结合域与磷酸化的MET相结合，进而调节含有Src同源结构域2的蛋白酪氨酸磷酸酶2、磷脂酰肌醇- 3-激酶的调节亚基(p85)、磷酸脂酶C-γ和相关接头蛋白，激活下游鼠肉瘤病毒基因(rat sarcoma virus，RAS)-迅速加速纤维肉瘤蛋白(rapidly accelerated fibrosarcoma，RAF)-丝裂原活化细胞外信号调节蛋白激酶(mitogen activated extracellular signal regulated kinase，MEK)-ERK和ErbB3依赖的磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidylinositol 3-kinase，PI3K)-AKT-哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin，mTOR)信号通路，促进肿瘤细胞的增殖、存活和EGFR-TKI耐药[19，36]。

第三，MET与EGFR等受体酪氨酸激酶具有协同发挥促进和维持肿瘤细胞恶性表型的作用[37]。在体外诱导培养的吉非替尼耐药细胞株中，联用吉非替尼和MET抑制剂可以克服吉非替尼耐药，但单用MET抑制剂不能有效抑制该耐药细胞生长，提示EGFR或MET任一激酶的活化均足以维持该耐药细胞的存活，EGFR和MET激酶共同介导下游信号通路活化[38]。一方面，由于MET下游信号可以被MET受体或其他胞膜受体与MET受体间复杂的信号串扰所激活[39]，EGFR通过非配体依赖的Src信号通路介导MET活化[40]，促进肿瘤细胞增殖、侵袭和存活。另一方面，MET下游信号通路活化后，环氧酶2诱导人前列腺素E2释放，进而增加金属蛋白酶活性，诱导双向调节因子等EGFR配体的生成[41- 42]，致使EGFR及其下游致癌信号的激活[43]。不仅如此，已有研究在存在L858R/T790M突变的EGFR阳性NSCLC细胞中检测到EGFR-MET二聚体的生成[44]，这一二聚体的形成与EGFR基因突变类型有关，是介导MET与EGFR间协同作用、活化EGFR下游信号的关键。此外，HER、FGFR家族与MET也存在广泛且强大的补偿串扰机制[45- 46]。当然，EGFR旁路亦可通过持续活化下游RAS-RAF-MEK-ERK和PI3K-AKT-mTOR信号通路，导致MET阳性的胃癌细胞对MET抑制剂耐药[47]。

最后，HGF同样能促进EGFR信号通路的活化。在分别来源于乳腺、肝脏、肾脏和舌的HGF诱导的EGFR-TKI耐药肿瘤细胞中，免疫共沉淀技术证实HGF诱导EGFR与受体酪氨酸激酶Anexelekto、肾素-A受体2、含CUB域蛋白1、整合素β4和Janus激酶1等多种致癌蛋白形成多蛋白复合物，此时EGFR下游信号通路的活化不再依赖于EGFR与ATP的结合，导致EGFR-TKI单药不能有效抑制EGFR下游信号通路，发生耐药[48]。

综上，HGF/MET有望成为预判和监测分子靶向治疗耐药性的生物标记物；联用HGF/MET信号通路抑制剂可能成为克服靶向治疗耐药的有效策略之一。但是，由于HGF/MET导致靶向治疗耐药方式的多样性和机制的复杂性，HGF/MET预测靶向治疗耐药的时机和效能尚需确认；针对HGF/MET与其他酪氨酸激酶间复杂的信号串扰和补偿机制，基于HGF/MET信号通路抑制的靶向治疗耐药克服策略亦有待深入探索和优化。