第二节 EGFR家族
一、EGFR家族
表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor,EGFR)家族是一种具有跨膜结构的酶蛋白,包括四个密切相关的成员,即EGFR/HER1/ErbB1、HER2/ErbB2/Neu、HER3/ErbB3和HER4/ErbB4。
受体酪氨酸激酶(receptor tyrosine kinase,RTK)是具有酪氨酸激酶肽链序列受体的统称。多数细胞生长因子受体都是酪氨酸激酶受体,EGFR家族也属于RTKs。根据肽链序列的相似性和其他一些结构上的特点,酪氨酸激酶受体被分成若干家族:第一类以表皮生长因子受体(EGFR)为代表,包括EGFR、HER2、HER3及HER4等,此类受体的高表达常见于上皮细胞肿瘤;第二类为胰岛素受体家族,包括胰岛素受体(IR)、胰岛素样生长因子受体(IGFR)和胰岛素相关受体(IRR)等,此类受体的高表达常见于血液细胞肿瘤;第三类为血小板衍生的生长因子受体(PDGFR)家族,包括PDGFRα、PDGFβ、克隆刺激因子(CSF-1a)、c-Kit等,此类受体的高表达常见于脑肿瘤和血液细胞肿瘤等;第四类为纤维细胞生长因子受体(FGFR)家族,包括FGFR1、FGFR2、FGFR3、FGFR4和角化细胞生长因子受体等,此类受体在血管生成方面起重要作用;第五类为血管内皮细胞生长因子受体(VEGFR),是血管生成的重要正性调节因子;此外,还有肝细胞生长因子受体(HGFR)类、Fibroneetin Ⅲ型受体类及神经细胞生长因子受体(NGFR)家族等。
EGFR家族是促进人机体上皮细胞生长和增殖的重要调节因子,通过其胞内酪氨酸激酶结构域向细胞转导特异性细胞信号,从而引起特定的细胞反应,参与激活一系列复杂的细胞信号转导途径,在正常组织中调控细胞的生长、分裂、分化等重要生理过程。EGFR家族广泛分布于多种人类上皮组织、间质组织和神经组织中。表达EGFR家族受体的生物学功能已经在许多不同的小鼠模型中被研究。例如,缺乏HER1的小鼠其眼睛和表皮组织受损,并且死于上皮器官组织发育缺陷;缺乏HER2的小鼠由于心脏畸形而死于妊娠中期;而敲除HER3的小鼠死于心脏及神经嵴功能不全和缺乏施万细胞前体。
EGFR家族与肿瘤的发生发展密切相关,已知60%的肿瘤中至少有一种EGFR家族受体过度表达或异常激活,引起细胞的恶性转化,并与多种肿瘤的发生、发展、恶性程度及预后等密切相关,目前研究较多的是EGFR和HER2。因此,靶向EGFR家族的酪氨酸激酶信号途径是抗肿瘤治疗很好的分子靶点。
EGFR家族的四个受体均是位于细胞表面的跨膜糖蛋白,分别由位于不同染色体上的基因所编码,相对分子质量约1.7×105~1.85×105,均只含一条多肽链。它们结构相似,从N末端到C末端依次由胞外区、跨膜区和胞内区三个部分组成,未被激活时均以单体形式存在。
胞外区约由620个氨基酸残基组成,其中部分被糖基化,可分为四个结构域,其中结构域Ⅱ和Ⅳ富含半胱氨酸,可形成二硫键并稳定胞外区的构象;结构域Ⅰ和Ⅲ的主要功能则是结合配体。跨膜区约含35个氨基酸残基,形成单次跨膜的疏水性α-螺旋结构。胞内区约含500个氨基酸残基,又可分为酪氨酸激酶结构域(TKD)和羧基末端结构域(CTD)两部分。TKD中有ATP结合位点,能结合ATP并催化底物酪氨酸磷酸化。除HER3外,EGFR、HER2和HER4均具有内在的酪氨酸激酶活性,它们的TKD序列较保守,同源性达80%。CTD的序列在EGFR家族成员间同源性最低,此结构域中含有数个特别的酪氨酸残基,在受体激活后可被自身磷酸化并直接参与胞内信号转导。
EGFR家族受体的活化需要配体的激活,除HER2外其他成员都有其相应配体,各种各样的配体是由对应的跨膜蛋白前体经过蛋白水解而来的,都有一个EGF样结构域。
EGFR家族的配体分成三类:第一类包括表皮生长因子(epidermal growth factor,EGF)、转化生长因子-α(transforming growth factor alpha,TGF-α)和双向调节蛋白(amphiregulin,AREG),此类配体只能特异性与EGFR/HER1结合;第二类包括β-细胞素(betacellulin,BTC)、肝素结合EGF样生长因子(Heparin-binding EGF,HB-EGF)和外调蛋白(epiregulin,EPG),此类配体可以与HER1和HER4结合;第三类为神经调节素(neuregulins,NRG)/heregulin,根据它们的结合能力,又可分成两个亚组:NRG-1、NRG-2和NRG-3、NRG-4,前者能和HER3和HER4结合,而后者只和HER4结合。HER2受体没有特异性配体。所有这些与EGFR家族受体结合的配体最初是以与胞膜锚定的前体形式存在,经过蛋白水解酶裂解后激活形成可溶性的成熟配体。部分学者认为配体的激活不一定需要蛋白水解酶的裂解,因为与胞膜结合的前配体能够以近分泌的方式激活;但也有学者认为配体的激活必须经过蛋白水解酶的裂解过程。
EGFR家族的激活始于特异性的配体和受体结合后,受体由失活的单体状态转变为家族的单体成员二聚化激活状态,既可由相同受体形成三种同源二聚体,分别为HER1-HER1、HER2-HER2、HER4-HER4(除HER3外),也可由不同的受体形成共六种异源二聚体,分别为HER1-HER2、HER1-HER3、HER1-HER4、HER2-HER3、HER2-HER4和HER3-HER4。目前尚未发现HER2有特异性配体,其激活需要依靠与其他受体发生异源二聚化,过表达的HER2聚集在一起也可以导致其组成性激活(图1-2-1)。HER3缺少酪氨酸激酶活性,其信号转导依赖于异源二聚体的形成。二聚化后受体构象发生改变,使胞内区内在的酪氨酸激酶被激活,羧基末端特异的酪氨酸残基随之被自磷酸化或交叉磷酸化。磷酸化的酪氨酸成为带有SH2或PTB结构域的信号蛋白分子(如Grb2、PI3K或PLC-7等)的结合位点,进而激活下游Ras/Raf/MAPK、PI3K/Akt等多条信号转导途径,最终影响基因表达,调控肿瘤细胞的增殖、转移、存活以及新生血管生成。
事实上,生化特性截然不同的各种配体与九种受体二聚化方式一起形成了复杂、多样的生物化学途径,精确地指导不同强度和类型的细胞反应,包括增殖、分化、迁移、黏附。例如,当EGF与HER1相结合后,HER1与其他三种EGFR家族受体形成同源或异源二聚体。当没有EGFR家族受体的配体(即HER1、HER3和HER4的配体)存在的情况下,HER1、HER3和HER4处于自我抑制状态。这种自我抑制是通过其蛋白结构域Ⅱ和蛋白结构域Ⅳ相互发生物理结合导致的。一旦存在激活的EGFR家族受体的配体,处于自我抑制状态的HER1、HER3和HER4的蛋白结构域Ⅰ和蛋白结构域Ⅲ能与配体结合,致使处于自我抑制的受体变成伸展状态而暴露其二聚体功能臂,最终形成同源或异源二聚体。HER2不能与配体直接结合,它是一种通过与其他的EGFR家族受体形成二聚体而激活其他受体的辅助受体;因为HER2会一直处于伸展状态,其胞外结构域一直处于一种开放的构象且其蛋白结构域Ⅱ处于伸展状态,使其二聚体功能臂暴露在外,任何其他EGFR家族受体在配体的刺激下即能与HER2形成异源二聚体。HER2更趋向与HER3形成异源二聚体,HER2-HER3复合物是最普遍的EGFR家族异源二聚体,它也是调节细胞生长和转化的最有力的信号通路之一。在各种二聚体组合中,以HER1、HER3或HER4与HER2之间形成的异源二聚体最为常见,信号转导也较其他不含HER2的同源或异源二聚体更强。当形成二聚体后,EGFR家族受体的酪氨酸激酶结构域能与邻近受体的酪氨酸残基磷酸化,从而向受体吸引一些连接蛋白(如Grb2)而导致信号转导通路的激活。EGFR/HER1主要与HER2形成二聚体,这种HER1/HER2异型二聚体在细胞膜上停留的时间比HER1同源二聚体长,不易被细胞内吞,即使内吞也不至于被降解掉,仍然可以循环到细胞表面被重新利用,这样可以增强EGFR信号转导,延长信号转导的时间。
当EGFR家族受体与配体相结合后会自我配对或相互配对形成二聚体,激活胞内蛋白酪氨酸激酶(tyrosine kinase,TK)从而引起一系列的下游信号通路的激活。EGFR家族受体信号通路中最重要的两条信号通路是Ras/Raf/MAPK通路和PI3K/Akt通路,此外还包含信号转导及转录激活蛋白(STAT)通路和Src激酶通路(图1-2-2)。
Ras/Raf/MAPK通路是EGFR家族的一条主要下游信号通路。EGFR激活后接着TK磷酸化,然后GRB2/Sos复合物连接蛋白直接或间接地通过Shc连接蛋白与细胞内的EGFR特异性结合位点相结合。这种蛋白-受体间的相互作用使得Sos的3D结构发生改变,从而吸引Ras-GDP紧接着导致Ras的活化形成Ras-GTP,致使RAF1、MAPK1和MAPK2的激活。激活的MAPK磷酸化而调节核内特异的转录因子并最终导致细胞的增殖和迁移。
PI3K/Akt通路是EGFR家族的另一条主要下游信号通路。PI3K通路调节细胞的生长,对化疗药物的抗凋亡耐药以及肿瘤的浸润和侵袭起作用。EGFR依赖的PI3K通路激活是通过EGFR/HER1与HER3形成二聚体实现的。事实上,EGFR上缺乏PI3K的结合位点,但是HER3上富含PI3K的结合位点YXXM基序。PI3Ks是由不同的调节(p85)和催化(p110)亚基复合成的二聚酶。在该通路中,PKB是PI3K下游一个重要的靶点,通过使大量蛋白(包括调节FasL表达的Forkhead家族转录因子、caspase-9、GSK-3β、NF-κB)的磷酸化来调控细胞的存活和凋亡。
除了上述两条信号通路,EGFR家族受体还能通过Janus激酶依赖或非Janus激酶依赖机制来调节STAT通路。STAT蛋白是一种重要的细胞质转录因子,参与调控细胞的生长、分化和凋亡。STAT蛋白通过其SH2结构域与磷酸酪氨酸残基形成二聚体而相互作用,进而转位到细胞核而诱导特定靶基因的表达。正常细胞STAT的活化是短暂的,时间从几分钟到几个小时不等。而在肿瘤组织中,STAT特别是STAT3存在持续的活化。事实上,许多研究发现在不同的人类恶性肿瘤中普遍存在STAT3和STAT5的持续的激活。增强的膜相关RTK(例如EGFR、HER2和血小板衍生的生长因子受体等)能促进STAT3持续的活化,进而诱导肿瘤的发生和进展。
虽然Src激酶多年前已被证实与癌症的发生和进展有关联,但其作用机制至今仍不十分明确。有研究发现,EGFR通过Ral-GTPase间接使酪氨酸激酶Src活化,活化的Src接着磷酸化STAT3和cortactin蛋白,因此Src通路能与STAT通路交联。此外,Src通路还能与PI3K通路交联。Src-EGFR相互作用能增强EGFR家族受体信号通路而导致肿瘤发生,另一方面其还与靶向EGFR家族治疗的耐药机制相关。
Ras/Raf/MAPK通路、PI3K/Akt通路、STAT通路和Src激酶通路信号转导并不是独立存在的,各个信号通路之间存在着交联,使细胞的最终效应受到多种因素的综合调控。例如,Ras/Raf/MAPK通路中的Erk在不同配体刺激下活化可影响PI3K/Akt通路,而前述Src激酶通路中的c-Src能与STAT通路和PI3K/Akt通路交联。另外,三条通路中的某些信号分子也可能同时发生于某个信号通路中。总之,随着探索的深入和研究的增多,EGFR家族受体信号通路的各下游信号通路之间的交界点将越来越多地被发现。
EGFR家族受体和其一系列下游信号通路的异常激活被认为是导致肿瘤发生发展过程中内皮细胞增殖、血管生成和转移的多层交叉连接的信号网络。许多恶性肿瘤(如非小细胞肺癌、乳腺癌、头颈癌、宫颈癌、膀胱癌、胃癌等)均发现一种或几种EGFR家族受体的过度表达,它们的过度表达或异常激活常引起细胞恶性转化,并加速肿瘤细胞的增殖,促进肿瘤血管生成,加速肿瘤的转移,阻碍肿瘤细胞的凋亡和参与肿瘤的内分泌治疗或化疗耐药机制,与肿瘤的发生、发展、恶性程度及预后等密切相关。
EGFR家族中HER1和HER2与肿瘤的关系最为密切,研究得也最为透彻。HER1在许多上皮来源的肿瘤中过表达,如非小细胞肺癌、乳腺癌、头颈癌、宫颈癌、膀胱癌、胃癌等(表1-2-1),导致肿瘤细胞生长失控和恶性程度增高。HER1的异常表达还与新生血管生成、肿瘤的侵袭和转移、肿瘤的化疗抗性和预后密切相关。HER2通常只在胎儿时期表达,成年后只在极少数组织有极低表达,然而在人类的多种肿瘤中过表达(表1-2-1)。由于HER2没有特异性配体,其激活需要依靠与其他受体发生异源二聚化。因此,HER2也是开发EGFR家族激酶抑制剂的重要靶点。例如,HER2与缺乏内在激酶活性的HER3二聚化后可以被交叉磷酸化,进而强有力的激活PI3K-Akt等信号通路,HER2过表达本身也可以形成组成性激活的HER2同源二聚体,激活下游信号通路。HER3虽然本身缺乏内在激酶活性(Kinase dead),其激活只能依赖于其二聚体的交叉磷酸化,但是由于HER3激酶调控区包含6个PI3Kinase的调节亚基P85的结合位点,HER3具有很强的激活PI3KAkt通路的能力,随着研究的进一步深入,HER3在肿瘤治疗和耐药性产生中的作用也得到越来越多的阐释。已有研究证实HER3与乳腺癌、肺癌、卵巢癌和胃癌的发生发展密切相关,可作为潜在的治疗靶点。HER4在肿瘤中的作用尚且不明确。
事实上,引起EGFR家族受体信号通路异常激活的机制很多,其中主要包含受体的编码基因扩增或转录增强过表达、受体的突变以及配体依赖或非配体依赖的机制。这些机制导致关键的酪氨酸残基磷酸化,最终激活下游的一些有丝分裂相关的信号通路增强。失调的EGFR家族可通过过度表达、组成性激活、遗传突变或肿瘤产生自分泌生长因子的配体等机制导致乳腺组织或其他组织增殖、迁移和细胞转化。
二、EGFR家族与乳腺癌
EGFR/HER1过表达与乳腺癌高侵袭性相关。EGFR能促进肿瘤细胞侵袭和迁移,并且能促进上皮-间质转化(epithelial-mesenchymal transition,EMT),而众多临床前研究显示EMT与乳腺癌的进展和转移密切相关。虽然编码EGFR的基因扩增在乳腺癌中少见(仅0.8%~6.0%),但EGFR蛋白的过表达较常见(30%)。同时,不同类型的乳腺癌EGFR过表达的频率不同,在侵袭性强的三阴性乳腺癌、炎性乳腺癌和乳腺分叶状肿瘤中EGFR过表达更高。例如,约1/2的三阴性乳腺癌存在EGFR的过表达,已经有几项临床试验评估了靶向EGFR抑制剂治疗三阴性乳腺癌的疗效。另外,约10%~36%乳腺癌患者同时过表达EGFR和HER2,而共表达EGFR及HER2的乳腺癌预后比仅过表达一种受体(如单过表达EGFR或HER2)的乳腺癌差。同时靶向HER1及HER2的抑制剂拉帕替尼已经被用于经典靶向HER2药曲妥珠单抗耐药的患者,并得到较好的疗效。
HER2基因的过表达占乳腺癌的20%~30%,HER2是EGFR家族受体与乳腺癌关系中研究最多也是最重要的一个受体。乳腺癌的分子分型对患者治疗的选择和评估预后至关重要,而HER2是现今临床上确定乳腺癌分子分型的重要分子标记物之一。HER2阳性乳腺癌与HER2阴性乳腺癌相比,往往提示侵袭性更强、易早期出现内脏转移和生存期短,预后更差。在过去三十年中,随着认识的逐步深入以及抗HER2靶向药物的开发,HER2阳性乳腺癌患者的预后得到了极大的改善,靶向治疗药物曲妥珠单抗被认为是乳腺癌治疗史上的一个里程碑。
关于HER2阳性乳腺癌的特征及靶向HER2药物在乳腺癌治疗中的应用价值,本书第一章第三节有重点详细的介绍,此处不赘述。
约20%~30%的乳腺癌中存在HER3基因过表达,HER3具有下述特征:①HER3与HER1、HER2的结构相似,但它只有非常小的激酶活性,不能自行启动下游信号通路;②HER3过表达往往与HER2过表达相关联,由于HER2没有特异性配体,其激活需要依靠与EGFR家族的其他三个受体之一形成异源二聚体,而HER2-HER3是迄今最普遍的异源二聚体,也是乳腺细胞生长和成瘤的一个强有力的信号组合,同时过表达HER2和HER3的乳腺癌比单独过表达HER2的肿瘤生长速度显著增快;③HER3激酶调控区包含6个PI3Kinase的调节亚基P85的结合位点,具有强有力的激活PI3K/Akt信号通路的能力,加速肿瘤的生长和进展。
但是,基于HER3信号通路对HER2阳性乳腺癌的生物学影响,越来越多的证据提示HER3通路的激活与靶向HER2和ER阳性乳腺癌内分泌的耐药密切相关。HER3通过自分泌或旁分泌的配体(如NRG1和NRG2)激活有催化能力的受体氨酸激酶和通过PI3K/Akt信号通路来促进药物耐药机制的发生。此外,HER3还可能通过保护HER2的激酶结构域和胞外结构域或者通过减少HER2形成同源二聚体或减少HER2与其他HER受体形成异源二聚体而间接影响HER2抑制剂对其的作用。这可能为乳腺癌患者提供新的治疗靶点,如应用帕妥珠单抗和(或)AKT和mTOR抑制剂。随着研究的进一步深入,HER3在肿瘤治疗和耐药性产生中的作用也得到越来越多的阐释。
HER4在乳腺癌有42%~45%过表达,但其对于乳腺癌的具体作用及预后的影响目前知之甚少。有限的研究中得出的结果也不一致,如某项研究显示HER4与更差的预后有关,与更多的肿瘤血管浸润,淋巴结转移和更高的局部区域复发率呈正相关;而另项研究结果显示,HER4的表达与乳腺癌患者的总生存期不相关。一项采用免疫组织化学组织芯片技术比较了1500例浸润性乳腺癌中EGFR同源和异源二聚体的研究表明,HER4过表达与患者的生存率无统计学关联,但乳腺癌组织共表达HER1、HER2和HER4患者的预后比共表达HER3和HER4的患者差;并且只表达HER4同源二聚体的患者具有更好的无病生存率。其他研究表明HER4的激活主要存在于ER阳性的乳腺癌中,作为乳腺癌预后较好的预测指标。
三、EGFR家族靶向药物与乳腺癌治疗
西妥昔单抗(IMC-C225,Cetuximab,Exbitux,爱必妥)是人鼠嵌合的IgG1单克隆抗体,作用机制为西妥昔单抗与EGFR胞外配体结合区结合,从而阻止其与天然配体EGF和TGF-α等的结合,进而阻止下游信号的激活,抑制肿瘤细胞增殖生长。FDA已经批准西妥昔单抗用于晚期结直肠癌(野生型KRAS)和头颈部鳞癌两个适应证。另外,西妥昔单抗还能抑制肿瘤组织内部的异常血管增生,可下调肿瘤表达的多种促血管增生因子,如TGF-α、VEGF、IL-8和成纤维细胞生长因子等。临床前结果显示,西妥昔单抗与CPT-11、多柔比星或顺铂联用,可显著增强抗肿瘤活性,对结肠癌、乳腺癌和鳞癌裸鼠移植肿瘤达到显著的疗效。
EGFR及其信号转导通路与三阴性乳腺癌的发生发展密切相关。该通路的异常活化能导致肿瘤细胞的增殖、存活,促进肿瘤的发展等。理论上而言,阻断该信号通路可能成为潜在的治疗三阴性乳腺癌的靶点。事实上,至少有三项临床试验已经评估了西妥昔单抗在治疗晚期三阴性乳腺癌患者中的疗效。一项Ⅱ期BALI-1临床试验,2︰1比例共入组115例一线或二线晚期三阴性乳腺癌患者,随机接受西妥昔单抗联合顺铂或顺铂单药治疗,主要研究终点为有效率(ORR)。结果显示:西妥昔单抗联合顺铂组对比顺铂单药组ORR分别为20%和10%(P=0.11),无进展生存期(PFS)分别为3.7个月和1.5个月(P=0.03),总生存期(OS)分别为12.9个月和9.4个月(P=0.31),该临床试验没有达到预期研究终点,尽管在顺铂的基础上加用西妥昔单抗提高了一倍的ORR和PFS,但总体而言两组疗效均不佳。另一项Ⅱ期TBCRC001临床试验中,共入组102例一线晚期三阴性乳腺癌患者随机接受卡铂的基础上加西妥昔单抗组或西妥昔单抗单药病情进展后序贯卡铂组。结果显示:西妥昔单抗单药病情进展后序贯卡铂组将总ORR从6%提高到18%,临床获益率也从10%提高到27%,但全组患者肿瘤至进展时间(TTP)为2.1个月及OS为10.4个月,疗效均不佳。第三项US OncologyⅡ期临床研究入组HER2阴性转移性乳腺癌患者,随机分为伊立替康+卡铂治疗组或伊立替康+卡铂+西妥昔单抗治疗组,在三阴性乳腺癌亚组分析中,两组的ORR分别为30%和49%,PFS分别为4.7个月和5.1个月。西妥昔单抗在晚期三阴性乳腺癌中的作用尚需随机Ⅲ期临床研究的证实,但似乎前景渺茫。
帕尼单抗(Panitumumab,Vectibix,Amgen)是第一个完全人源化IgG2单克隆抗体,帕尼单抗与EGFR具有高亲和性,并与EGFR胞外配体结合区结合从而阻止其配体EGF和TGF-α等的结合,进而阻止下游信号的激活,阻断癌细胞生长。2006年9月帕尼单抗被FDA批准用于治疗结直肠癌。
炎性乳腺癌是一种临床上侵袭力最强、预后差的乳腺癌,大约30%的炎性乳腺癌存在EGFR的高表达,并且过表达EGFR的炎性乳腺癌预后更差且复发率更高。炎性乳腺癌多数对化疗不敏感,所以EGFR靶向药物对炎性乳腺癌的治疗值得期待。一些体外实验证实EGFR的靶向药对炎性乳腺癌有效,EGFR抑制剂帕尼单抗联合白蛋白紫杉醇和卡铂对炎性乳腺癌疗效的临床试验(NCT01036087)正在进行中,我们期待其阳性结果以指导今后对于炎性乳腺癌这一难治类型乳癌的临床治疗。该药物最常见的副作用表现为皮疹、疲劳、呕吐和腹泻。此外,完全人源化单克隆抗体可以减少输液反应、变态反应和过敏反应等副作用。
针对EGFR靶点酪氨酸激酶抑制剂(tyrosine kinases inhibitor,TKI)通过抑制胞内激酶区活性,将配体-受体结合诱导的胞内激酶区自磷酸化以及下游信号通路活化阻断,同时也可以阻断由受体二聚体引起的交叉磷酸化,具有特异和高效的特点。
吉非替尼(Gefitinib,Iressa,易瑞沙,ZD1839)是口服EGFR-TKI,属于苯胺喹唑啉类ATP竞争性、可逆性抑制剂。2002年吉非替尼在日本被批准用于晚期非小细胞肺癌。2003年吉非替尼获得FDA批准作为非小细胞肺癌适应证,这是第一个用于实体瘤治疗的针对特定靶点的小分子酪氨酸激酶抑制剂。口服吉非替尼治疗耐受性良好,常见的不良反应较轻,包括皮疹、腹泻、转氨酶升高、恶心等,偶尔有间质性肺炎。
当乳腺癌EGFR表达水平较高时,细胞膜上的ER能够激活EGFR/HER2,导致内分泌耐药的产生。靶向酪氨酸激酶受体和雌激素剥夺的联合治疗特异性阻断EGFR与ER之间的相互作用,理论上可以延迟耐药的发生。体外研究中,吉非替尼联合他莫昔芬或氟维司群促进抗增殖和凋亡的作用明显高于其中任一单药的治疗效果,两药联合能抑制EGFR、MAPK活化,延迟内分泌药物的耐药。
至今有两项随机对照双盲研究评估了内分泌联合吉非替尼的疗效。一项评估他莫昔芬+/-吉非替尼治疗芳香化酶抑制剂(AI)治疗失败的晚期激素受体阳性患者(n=84)及未接受过内分泌治疗或他莫昔芬辅助治疗结束至少1年后复发的患者(n=206),在未接受过内分泌治疗的患者,PFS从8.8个月增加至10.9个月,但既往AI治疗的患者未观察到疗效的差异。另一项评估阿那曲唑+/-吉非替尼一线治疗共93例ER阳性的晚期乳腺癌,联合吉非替尼组较单药阿那曲唑组PFS明显延长(14.6个月vs.8.2个月,HR=0.55)。但尚未有明确的大样本临床获益证据。
拉帕替尼(lapatinib)是针对EGFR和HER2双靶点口服TKI,通过干扰肿瘤细胞增殖和生长的信号转导途径从而发挥抗肿瘤活性的作用。2007年3月FDA批准拉帕替尼上市,联合卡培他滨用于接受过蒽环类、紫杉类和曲妥珠单抗治疗失败的HER2阳性晚期乳腺癌二线以上治疗。
两项随机Ⅲ期临床试验评估了抑制EGFR/HER2通路在晚期乳腺癌的治疗效果。随机双盲多中心Ⅲ期EGF30001临床试验入组HER2阴性或HER2未检测的晚期一线患者,随机接受紫杉醇联合拉帕替尼或紫杉醇联合安慰剂治疗,主要研究终点为TTP。研究共入组579例患者,结果显示在紫杉醇基础上联合拉帕替尼对于HER2阴性或HER2未检测患者中未见TTP及OS的差异,尽管ORR和临床受益率有所提高;但86例(15%)后续明确为HER2阳性类型患者加用拉帕替尼有明显获益,紫杉醇联合拉帕替尼(49例)和紫杉醇联合安慰剂(37例)TTP分别为9.1个月和6.3个月(P=0.005),ORR分别为63.3%和37.8%(P=0.023),OS分别为26.2个月和20.6个月(P=0.36)。另一项EGF30008随机Ⅲ期临床试验入组绝经后激素受体(HR)阳性一线晚期乳腺癌患者1286例,评估在来曲唑的基础上加或不加拉帕替尼的疗效,主要研究终点为PFS。结果显示:在HR阳性/HER2阳性的219例分层患者中,111例来曲唑联合拉帕替尼PFS明显延长达8.2个月,108例单药来曲唑组PFS仅延长3.0个月(P=0.019),但952例HR阳性/HER2阴性中加用拉帕替尼未显示获益。
作用机制上拉帕替尼虽然为针对EGFR和HER2双靶点TKI,但上述两项随机Ⅲ期临床试验得出一致结论认为HER2阳性乳腺癌无论是联合化疗还是联合内分泌治疗,从加用拉帕替尼治疗中获益更多,而HER2阴性中无获益。
正在进行的MINT前瞻性多中心研究,试验药为一种新的酪氨酸激酶抑制剂AZD8931(靶向EGFR、HER2及HER3)联合阿那曲唑或阿那曲唑单药治疗未接受过内分泌治疗的复发转移性乳腺癌。而MINT研究结果回答抑制EGFR/HER2通路是否是能延迟内分泌治疗耐药的有效策略。
来那替尼(Neratinib,HKI-272)是一种针对全EGFR家族受体的小分子TKI,能不可逆地与EGFR家族受体结合。来那替尼通过与HER1、HER2和HER4的ATP结合位点区域的半胱氨酸残基(Cys797)共价不可逆性结合,阻止三者的自身磷酸化及其下游信号转导通路上分子的磷酸化。已在乳腺癌、非小细胞肺癌等恶性肿瘤中进行了一系列的研究。临床前研究显示:来那替尼与已被批准上市的拉帕替尼相比,无论是活性机制还是生物学效应均有优势。来那替尼可以在HER2过表达的细胞株中通过诱导p27Kip1和降低Cyclin D1的表达来介导细胞周期调控,使细胞由分裂期阻滞于G1/S期,最终导致细胞增殖降低。此外,与其他可逆性或不可逆性的HER2抑制剂相比,来那替尼对HER2/HER3二聚体的抑制速度比拉帕替尼更为迅速,在30分钟内即可达到50%的抑制率,而拉帕替尼则需要90分钟。来那替尼可以抑制由配体激发引起的细胞膜上HER2表达的下调,从而起到增加曲妥珠单抗介导的抗体依赖性的细胞介导的细胞毒作用(ADCC)。
一项Ⅱ期开放随机临床研究比较了来那替尼与标准治疗(拉帕替尼联合卡培他滨)在既往接受过曲妥珠单抗治疗的局部晚期或转移性乳腺癌患者中的安全性和有效性。该研究最初设计为一项Ⅲ期优效性试验,但由于入组困难,在未进行任何中期分析之前修正为Ⅱ期非劣效性研究。患者随机接受来那替尼240mg qd连续口服(n=117)或者接受拉帕替尼1250mg qd连续口服加卡培他滨1000mg/m2 bid,服2周,休1周(n=116),主要研究终点是PFS(非劣效性)。研究结果无法证实来那替尼相比拉帕替尼联合卡培他滨的非劣效性(RR 1.19;95%CI:0.89~1.60;非劣效性界值 1.15)。来那替尼组和拉帕替尼联合卡培他滨组的中位PFS分别是4.5个月和6.8个月,中位总生存期分别是19.7个月和23.6个月,客观缓解率分别是29%和41%(P=0.067)。来那替尼组的临床获益率(44% vs.64%;P=0.003)较拉帕替尼联合卡培他滨组低。在两个治疗组中,腹泻都是最常见的治疗相关不良事件,任何级别腹泻来那替尼组85%,拉帕替尼联合卡培他滨组68%,P=0.002;3/4度腹泻分别为28%和10%,P<0.001。腹泻可以通过止泻对症治疗或药物减量得到控制。来那替尼没有明显的皮肤毒性。尽管来那替尼组3/4度腹泻发生率较高,但因毒性减量(13 vs.15)或停药(3 vs.7)的患者数均较少,延迟给药也较少。该研究虽未证实来那替尼单药与拉帕替尼联合卡培他滨相比的非劣效性,但仍证实了来那替尼单药在HER2阳性转移性乳腺癌中的安全性和有效性。
HER2是阳性乳腺癌的重要治疗靶点。在过去三十年中,随着认识的逐步深入以及抗HER2靶向药物的开发,HER2阳性乳腺癌患者的预后得到了极大的改善,靶向治疗药物曲妥珠单抗也被认为是乳腺癌治疗史上的一个里程碑。至今,对于HER2阳性乳腺癌已经有四个靶向药物被FDA批准上市,关于靶向HER2药物在乳腺癌治疗中的应用价值,本书其他章节有重点详细的介绍,此处不赘述。
由于HER3只有非常小的激酶活性,无法直接针对HER3进行靶向治疗,对HER3的间接治疗可能是一种可行的策略。近年来,针对HER3和其配体heregulin(HRG)对于抗雌激素耐药后的治疗作用成为临床研究热点。包括MM121在内的一系列抗HER3单克隆抗体正在研发中,全人源化单克隆抗体结合HER3,可阻止HRG和β细胞素(Beta cellulin)介导的HER3磷酸化,并有效抑制HER2/HER3异二聚体形成。该制剂联合非甾体类芳香化酶抑制剂依西美坦已经进入Ⅱ期临床阶段,探索在经内分泌治疗后进展的晚期乳腺癌的疗效。针对二聚体的形成也是一种治疗策略,单克隆抗体会结合到HER3受体胞外域的配体结合位点,阻碍了HER2与HER3或HER家族其他成员结合。此外,针对下游信号转导通路上蛋白激酶也是潜在的治疗靶点。HER3作为潜在的乳腺癌治疗靶点,日益受到学者们的关注。
针对HER4的研究尚少,肿瘤中异常基因启动子甲基化与HER4的表达成负相关。目前在乳腺癌及HER4低表达的肿瘤中发现甲基化的HER4基因启动子。现有的数据表明,HER4信号能促进乳腺癌细胞分化和抑制其生长,HER4常在乳腺癌中作为预后良好的预测指标。
(撰写 王中华 审稿 乔友林)