尹威民 王 旭 于明霞 马克威

(吉林大学第一医院肿瘤中心，吉林 长春 130021)

肺癌的治疗是根据患者的机体情况、肿瘤的病理类型和侵犯范围等综合制定治疗方案，以便获得最佳的治疗效果。肺癌的表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor，EGFR)靶向治疗是指以EGFR为靶点，利用EGFR抑制剂特异性的阻断该分子的生物学功能，从而阻断恶性肿瘤细胞的生物学行为。目前以吉非替尼(Gefitinib)和厄洛替尼(Erlotinib)为代表的EGFR-酪氨酸激酶抑制剂(TKI)正在临床上用于治疗非细胞肺癌(NSCLC)的分子靶向药物，经研究发现几乎所有初始治疗有效的患者经过治疗后，病情出现进展即产生了获得性耐药，其治疗的中位有效时间为5～9个月。探讨EGFR基因靶向治疗耐药的机制有利于指导临床治疗。

1 EGFR基因的分子结构与功能

EGFR属于EGFR受体家族，为跨膜蛋白，由一个胞外配体结合区、跨膜区和胞内区(含催化TK区域)构成。胞外结构有两个区域构成包含L1和L2，形成与配体结合的结构;跨膜区的23个氨基酸残基与受体的稳定性有关〔1〕;细胞内为具有酪氨酸激酶活性的区域，又可分为三个亚区;近膜亚区，主要作为蛋白激酶C(PKC)和细胞外信号调节激酶/丝裂原化蛋白激酶(erk/MAPK)作用的负反馈区域;随后的是酪氨酸激酶亚区，其中第721位为ATP酶结合位点，EGFR-TKI通过与ATP竞争相应的结合位点，阻止来自配体-受体结合后的信号转导〔2〕;最后的是碳端亚区。EGFR不但参与正常组织的增殖分化作用，而且在肿瘤细胞的生长、分化、转移等方面发挥重要的作用。

2 EGFR基因突变

EGFR基因突变的类型复杂多样，目前发现的突变主要集中在18～21位外显子，这些外显子是编码EGFR-TK结构域的重要部位。(1)19位外显子突变主要是第746-752位密码子的缺失突变，导致EGFR蛋白中氨基酸序列丢失，改变了受体ATP结合囊(ATP-binding poke，ABP)角度，显著增强了靶向药物对肿瘤细胞的敏感性〔3，4〕;(2)21外显子的突变均为错义突变，突变主要发生在858位的L即精氨酸突变为R即亮氨酸(L858R)，此突变位点紧邻激酶活化环(activation loop)中高度保守的模体，增强了肿瘤细胞对EGFR-TKI的敏感性;(3)18外显子点突变发生较少，其临床意义还不明确;(4)20外显子的突变将在耐药机制中介绍。

3 EGFR耐药机制的相关假说

3.1 原发性耐药

3.1.1 K-ras突变 K-ras是表皮生长因子受体下游的一个信号传导通路，两者都与肺癌的发生和治疗密切相关。相对于EGFR的高突变，K-ras的低突变是东亚人群肺腺癌的特征，而西方国家肺癌患者的突变情况则不同，K-ras突变率较高，EGFR突变率较低。另一点与EGFR突变的不同之处为，K-RAS突变与吸烟有关(P＜0.01)，K-ras突变患者一般都有吸烟史，Eberhard等研究的10例非吸烟患者中都未检测到K-ras突变〔5〕。更重要的是，EGFR突变和K-ras突变不会出现在同一个病例，Tomizawa等研究的120例日本非小细胞肺癌患者中，29例(24%)存在EGFR突变，4例(3%)存在K-ras突变，而这4例都为EGFR野生型〔6〕。Pao等认为K-ras基因突变与吉非替尼的原发耐药有关，在研究的60例肺腺癌患者中，38例对TKL耐药的患者，9例(24%)存在K-ras突变，无一例为EGFR突变，17例EGFR突变患者服用TKL都有效，而9例K-ras突变者服用药物都无效(P=3.2×10-7)〔7〕。由上可见，K-ras基因和EGFR基因是两个独立的致癌因素，有不同的致病机理，存在K-ras突变的患者对吉非替尼不敏感，但K-RAS基因能否作为预测EGFR野生型、患者对吉非替尼敏感性的一个参考指标仍有待研究。

3.1.2 蛋白酪氨酸磷酸酶基因(PTEN)的缺失 PTEN基因编码的蛋白质具有脂质磷酸酶和蛋白磷酸酶活性，发挥双重肿瘤抑制功能。PTEN发挥肿瘤抑制功能主要通过以下途径:①PTEN可水解磷酯酰肌醇3磷酸(PIP3)第三位磷酸基团，抑制磷酸肌醇3激酶/蛋白激酶B(PI3K/Akt)信号转导通路，发挥促进细胞凋亡、抑制细胞增殖、抑制肿瘤血管生成、逆转细胞耐药等作用;②黏着斑激酶(FAK)/促分裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号通路参与肿瘤的发生、发展、侵袭与转移。PTEN直接抑制FAK磷酸化，负向调控整合素信号转导通路，亦可同时抑制细胞增殖与分化的关键通路-MAPK通路，从而抑制肿瘤的增殖、黏附和侵袭〔8〕;③MDM2(鼠双微体2)蛋白是 PI3K/Akt的下游分子，被Akt磷酸化激活，由细胞质进入细胞核并与p53结合后形成 p53-MDM2复合物，抑制 p53的转录激活。PTEN抑制Akt活化，导致MDM2在细胞质中降解，促进p53的转录活化。同时p53与PTEN启动子结合，在转录水平促进PTEN表达;④核转录因子(NF-κB)是一类NF家族，PTEN可以直接阻断细胞因子诱发的NF-κB激活，还可以通过抑制IκB降解，使NF-κB牢固结合于IκB亚基，抑制NF-κB通路引起的肿瘤细胞增殖和凋亡抑制作用;⑤哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)是PI3K/Akt信号通路下游的效应分子，活化后发挥癌基因的作用。PTEN通过抑制 PI3K/Akt通路的激活，抑制mTOR的活化。PTEN处于多条信号转导通路的共同节点，若PTEN基因在肿瘤细胞中发生突变、缺失、低表达，就会导致其抑癌功能减弱或丧失，同时降低肺癌患者对EGFR-TKI的疗效。功能性的PTEN失活在一些人类肿瘤中普遍存在，如缺乏PTEN蛋白的人NSCLC细胞株H157对吉非替尼耐药，而人NSCLC细胞株H1355(野生型PTEN)对吉非替尼敏感〔9〕。下调PI3K-Akt活性可使治疗敏感性恢复或提高，mTOR抑制剂雷帕霉素(rapamycin)能够增强PTEN表达缺失的肿瘤细胞对EGFR-TKI的敏感性;运用PI3K抑制剂PX-866可克服肿瘤对吉非替尼产生的耐药性;将野生型PTEN转染入PTEN表达缺失的肿瘤细胞中，可观察到PI3K/Akt活性降低以及对EGFR抑制剂的反应性提高〔10〕。

3.2 获得性耐药

3.2.1 T790M NSCLC的患者经过临床治疗显示，初始对EGFR-TKI敏感的患者，经过约半年的治疗后，病情出现进展。对瘤组织基因检测的结果显示:EGFR基因发生了第二次突变，突变的位点在第20外显子，即酪氨酸激酶活化域的790位苏氨酸残基被蛋氨酸取代，影响了EGFR-TKI预期靶点的结合，此研究提示20外显子T790M突变与EGFR的继发性耐药有关，且此突变发生在开始治疗与发生耐药的阶段〔11〕。为进一步证实T790M并非原发突变，Pao等〔12〕回顾性分析研究了155例NSCLC患者治疗前肿瘤组织EGFR，结果无一例携带T790M突变。据报道〔13〕，不可逆性 TKI正在进入临床进行测试。HKI-272(第二代EGFR-TKI，不可逆性酪氨酸激酶抑制剂)通过共价键结合于EGFR催化域ATP结合位点边缘的Cys-797，由于它和EGFR的结合方式优于传统的TKI点的非共价结合，从而药物浓度大幅提升并能够提供持续的封锁效应，进一步增强对肿瘤细胞的抑制。研究〔14〕表明，热休克蛋白90(Hsp90)抑制剂(如CUDC-305)对不管是否存在T790M突变的肿瘤细胞都能抑制抑制EGFR-PI3K-AKT和mTOR通路;而且Hsp90抑制剂对不可逆性和可逆性的TKI耐药的患者也有效。

3.2.2 IGFR-1(胰岛素样生长因子受体1)过表达 IGFR-1在细胞生长中发挥重要的调节作用，当IGFR-1与配体IGF-Ⅰ/Ⅱ结合后引起酪氨酸激酶激活，细胞内级联信号蛋白磷酸化，最终激活转录因子，诱导细胞转化、肿瘤侵袭和转移，并引发抗凋亡效应〔15〕。IGFR-1是EGFR信号旁路上的激酶受体，其被激活后可启动2条信号传递链:Ras/MAPK和PI3K/AKT信号通路，这两条通路激活后能促进细胞有丝分裂与细胞生长。另外，IGFR-1受体途径还与其他生长因子相互作用、相互影响。IGFR-1过度表达就会大量激活EGFR的下游信号通路，导致肿瘤细胞对EGFR-TKI的低反应。有的研究还显示NSCLC患者中EGFR基因表达水平较高，相应地也伴随着IGFR-1的高表达，引起肺癌患者对EGFR-TKI的继发性耐药。因此，IGFR-1信号途径的替代性激活是肿瘤耐受EGFR-TKI的可能途径之一〔16〕。

3.2.3 酶氨酸激酸类受体(c-MET)扩增 原癌基因MET可以通过EGFR3介导的PI3K/AKT信号通路促进肿瘤细胞的增殖，2007年Engelman等提出了耐受EGFR-TKI的另一种机制即原癌基因MET的扩增〔17〕。重组人酪氨酸激酶3(ErbB3)是一种致死性的激酶，是ErbB家族中比较独特的成员。为了研究ErbB3是否和EGFR-TKI的耐药有关，该研究组构建了一株开始对Gefitinib敏感但暴露在递增浓度的Gefitinib，6个月后产生了耐药克隆的细胞株，他们发现这一耐药归因于MET原癌基因的扩增。MET扩增通过以ErbB3介导的PI3K持续激活下游的信号通路，从而绕过了EGFR-TKI的靶点EGFR〔18〕。近年来，小分子药物MET和血管内皮生长因子受体-2的抑制剂(XL88O)在Ⅰ期试验中表现出良好的抗肿瘤作用。James等〔19〕在体外试验收集的资料表明证明XL880能够有效地抑制有MET扩增和T790M突变的肺腺癌细胞的活性，且其比可逆性(erlotinib)和不可逆性的(cl-387，785)TKI效果要好。同时Engleman等〔17〕研究也表明，目前正在临床试用的第二代TKI即不可逆性的TKI治疗有MET扩增的肺癌患者 ，其效果会不尽如人意，若同时合并MET激酶抑制剂会收到好的疗效。

3.3 EGFR基因耐药的其他机制及前景展望 肿瘤细胞中存在酪氨酸激酶(TK)受体，TK受体过度表达就可以避开EGFR而启动EGFR下游信号的传导，引起肿瘤细胞的增殖;上皮细胞-间质转化(EMT)〔20〕，发生于上皮来源的肿瘤细胞如肺癌、乳腺癌，与肿瘤细胞外微环境的改变有关。研究表明EGFR耐药的细胞株上皮基因表达下调，出现间质细胞表型，这就是所谓的EMT现象;EGFR信号通路可产生部分促血管生成因子，如血管内皮生长因子(VEGF)和碱性成纤维细胞生长因子(b-FGF)，这些生长因子促进肿瘤血管的生成，进而加快肿瘤细胞的生长、侵袭和转移。目前，多种第二代不可逆性TKI及多激酶抑制剂正在进行临床试验如HKI-272，PF-00299804，LUX-lung等，临床证据正在不断积累〔21，22〕。它和EGFR的结合方式优于传统的TKI点的非共价结合，在T790M的存在下仍保持活性;Hsp90抑制剂、XL880单独应用或与其他抗癌药物联合应用还都没开展大规模的临床试验，这些抗癌药物不论是在体内还是体外疗效方面都缺乏足够的资料，能否用于耐药患者的治疗还需要认真仔细的实验研究及临床测试。

4 结语

Gefitinib作为一个EGFR-TKI，相对于传统化疗具有更大的优势，已经成为晚期NSCLC的一种有效的治疗措施。EGFR基因的靶向治疗在临床上已开展起来，大多数起始有效的患者经过约5～9个月治疗后，产生了耐药现象。EGFR基因靶向治疗耐药的出现进一步提高了临床治疗肺癌的难度，这也就要求在进行靶向治疗时，要综合考虑基因的突变类型、基因复制的数量及患者的病情现状，制定一个真正的个体化靶向治疗方案。应尽可能多的获取患者治疗前后的临床资料，对其病情变化和治疗效果进行反复比较，以此来指导抗癌药物的研制和临床用药，最终控制或延缓肿瘤患者的病情发展，减轻患者的痛苦，改善患者的生活质量。

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