1. 引言
美国癌症协会最新报告指出肺癌是世界上死亡率最高的恶性肿瘤 [1]。而我国癌症中心公布数据显示肺癌发病率和死亡率均位居第一 [2],其病死率高,术后易复发转移并引起广泛关注。NSCLC起源于支气管上皮,是肺癌的最主要病理类型,中晚期NSCLC患者治疗方法及效果有限,分子靶向治疗的发现及应用是治疗肿瘤的里程碑,目前分子靶向药物已成为一种常规治疗手段,如吉非替尼、厄洛替尼。肺癌常用的分子靶向药为吉非替尼,该药物是一种表皮生长因子受体酪氨酸激酶抑制剂(EGFR-TKIs)。研究表明EGFR-TKIs从多方面抑制NSCLC增殖、迁移和血供,还可促进肿瘤细胞凋亡。EGFR-TKIs适用于EGFR突变阳性的NSCLC患者 [3],虽然大部分NSCLC患者从分子靶向药物中获益,然而吉非替尼靶向治疗NSCLC时仍面临着原发和继发性耐药问题,缩短非小细胞肺癌患者生存时间,因此进一步研究吉非替尼耐药并耐药问题是有极大意义的。
2. 吉非替尼研发及药理作用
2.1. 吉非替尼的研发
表皮生长因子受体(EGFR)是一种常见的酪氨酸激酶受体,可在非小细胞肺癌、乳腺癌、卵巢癌等多种肿瘤中异常表达,具有促进肿瘤细胞异常增殖作用。EGFR异常表达常常标志着疾病进展、耐药等不良预后。EGFR-TKIs抑制肿瘤增殖是通过抑制EGFR相关的信号传导通路来实现的。大量临床数据证实EGFR-TKIs能明显抑制实体瘤的增殖,其中吉非替尼作为最早的选择性EGFR受体抑制剂上市,在肺癌等多种肿瘤的治疗中有明显效果,其中吉非替尼作为分子靶向药对NSCLC效果较好而被广泛应用。
2.2. 吉非替尼药理作用
2.2.1. 抑制受体酪氨酸激酶
EGFR能与EGFR-TK催化区域的Mg-ATP位点结合,进而发挥促进肿瘤的增殖。吉非替尼能竞争性抑制这种结合,阻断EGFR信号传导途径 [4],减缓细胞增殖,从而起到靶向治疗NSCLC作用。
2.2.2. 促进肿瘤细胞凋亡
关于吉非替尼促进NSCLC凋亡的机制有很多研究,但具体机制复杂,诸多原因正在探索。吉非替尼促进凋亡的机制可能是诱导NSCLC发生自噬,促使细胞发生凋亡。吉非替尼作用于NSCLC细胞后引起PI3K/Akt/mTOR信号转导阻断,导致pAkt和pmTOR表达下调,对肿瘤的治疗有着重要作用 [5]。前期研究表明EGFR靶向药物吉非替尼诱发EGFR野生型NSCLCA549和H1299细胞自噬,这种自噬引起吉非替尼的细胞毒性作用减弱,抑制吉非替尼对肿瘤细胞的杀伤作用 [6]。
2.2.3. 抑制肿瘤血管生成
吉非替尼抑制肿瘤血管生成是通过斑马鱼模型发现的,斑马鱼模型Tg (Flk1: EGFP)为人工合成的具有血管内皮标记的Flk1启动子驱动EGFP表达的绿色荧光转基因斑马鱼,Flk1是血管内皮(VEGF)的特异性受体,是血管发生过程中内皮细胞发育最早的标志物,在未成熟的血管内皮细胞中高度表达,发挥了VEGF的多种生物学作用,比如存活,增殖和迁移等生物学行为 [7],有学者据此做了吉非替尼抑制血管生成实验。实验结果表明,吉非替尼可能抑制血管内皮的增殖,以及促进内皮细胞的凋亡,进而抑制斑马鱼血管生成,但是抑制作用较弱,其主导作用仍是分子靶向作用,若要达到高效的抑制肿瘤血管生成的效果需与其他药物联合使用 [8]。
3. 吉非替尼在NSCLC临床应用中的耐药问题
3.1. 吉非替尼用于NSCLC的临床依据
吉非替尼为EGFR-TK抑制剂,其主要通过抑制NSCLC的增殖、血管生成达到抗肿瘤作用,还可提高放化疗及激素治疗的活性抑制肿瘤细胞增殖。该药物由英国的阿斯利康公司开发,于2002年在日本获批上市。于2003年5月在美国获准用于治疗晚期非小细胞肺癌。于2005年获批进口至中国,用于先前已接受化疗的晚期和/或转移性非小细胞肺癌的局部治疗。有趣的是,吉非替尼最早并非是针对EGFR敏感突变研制出来的,正因如此,在美国上市后大规模应用中,临床数据显示平均获益时间仅为2个月,一度被取消批准。后经中国学者的研究发现,EGFR突变患者从中获益更为明显。2015年7月13日,美国FDA重新批准吉非替尼用于治疗转移性非小细胞肺癌EGFR阳性的患者。
3.2. 吉非替尼耐药机制
3.2.1. 原发性耐药
第一次使用EGFR-TKIs药物治疗NSCLC一段时间后肿瘤生长并未受到抑制、症状未得到改善或生命未得到延长,称为原发性耐药。其原因可能是患者体内不存在药物靶点,或者发生耐药突变。目前认为,EGFR-TKIs原发耐药与EGFR基因发生突变、药敏突变、患者机体免疫方面的变化、KRAS基因突变有关。有研究发现SOX2基因表达下调时NSCLC细胞对EGFR-TKIs的敏感性增加;SOX2基因表达上调可诱导肿瘤细胞分化出具有EGFR-TKIs耐药性的新细胞 [9]。有研究表明原发性耐药可由肝细胞生长因子(HGF)引起,其作用机制可能与EGFR-TKIs的失活有关,所以HGF抑制剂或许可用于减少原发性耐药 [10]。由于EGFR突变检测技术的发展应用和检查费用的降低,临床已少见这种情况,另外同时检测KRAS基因将有助于提高有效率。
3.2.2. 获得性耐药
存在EGFR敏感突变或EGFR-TKI单药治疗临床获益的患者出现疾病进展、TKIs治疗效果欠佳称为获得性耐药。关于获得性耐药目前研究情况如下:
1) microRNAs:microRNA通过与mRNA3’UTR端结合,从而在转录组水平抑制基因表达,从而调控NSCLC细胞对EGFR-TKIs的敏感性。研究发现在EGFR-TKIs耐药的细胞中表达上调差异达5倍以上的miRNA有22个,其中最显著的为hsa-miR-489,达159倍;而下调表达差异达5倍以上的有24个,其中hsa-miR-205最为显著,达305倍,这些异常表达的miRNAs可能参与了NSCLC耐药过程 [11]。进一步的研究表明增加miR-187表达,可下调ICAMI基因的表达,从而抑制NSCLC细胞侵袭性并逆转其对吉非替尼的耐药性 [12]。
2) MET基因:EGFR-TKIs获得性耐药或由MET基因的扩增引起。早期研究发现MET原癌基因扩增与EGFR-TKIs耐药性有关。后续的病理研究 [13] 和荧光原位杂交实验 [14] 也都支持这一理论。MET扩增引起ERBB3蛋白磷酸化进而激活P13K-Akt信号传导途径,增强NSCLC细胞发生生长、侵袭和转移 [15]。
3) 二次突变:EHFR敏感基因二次突变可导致获得性耐药,其中超过50%是由T790M阳性突变导致的。有趣的是,T790M突变阳性虽然导致EGFR-TKIs耐药,却使肿瘤细胞增殖减缓,患者预后往往较好。有研究者发现T854A、D761Y等二次突变也是继发性耐药的原因 [16]。针对T790M突变,研究者们开发出来三代治疗EGFR-TKIs耐药性药物AZD9291,该药物具有抗EGFR-TKIs耐药性的作用 [17]。另有研究发现HSP90抑制剂NVP-AUY922对EGFR-TKIs出现的获得性耐药具有很好的治疗效果 [18]。
4) 其他原因:NSCLC细胞继发性耐药机制复杂多变,其中T790M突变阳性是获得性耐药的常见原因,现有研究认为HER-2基因激活、非小细胞肺癌向小细胞肺癌转化、上皮细胞向间质细胞转化 [19]、胰岛素样生长因子受体的激活 [20] 等对吉非替尼耐药有影响作用。但是其他的耐药机制尚无定论,仍待进一步研究。
3.3. 改进耐药问题进展
3.3.1. 针对T790M突变阳性
关于T790M研制出了第二代双重不可逆的YKIs,比如阿法替尼(BIBW2992)和来那替尼(HKI-272)。虽然取得了不错的疗效,但由于其较重的毒副作用,现不作为标准治疗方案。因此研制出了奥希替尼、诺司替尼等第三代EGFR-TKIs,它们选择性地作用于T790M突变,抑制肿瘤细胞的生长,取得了较好的疗效 [21]。
3.3.2. MET扩增
针对MET扩增研究者开发出了MET抗体及MET小分子抑制剂,EGFR-TKIs联合MetMAb可增加患者获益时间,且MET小分子抑制剂可逆转EGFR-TKIs耐药 [22]。
3.3.3. 联合其他药物
水飞蓟宾具有类似吉非替尼的效果,通过抑制EGFR信号通路,抑制肿瘤细胞增殖,并克服T790M突变产生的耐药从而延长患者的生存时间 [23]。
3.3.4. 交替使用EGFR-TKIs
吉非替尼耐药后给予化疗联合EGFR-TKIs或化疗后再次给予EGFR-TKIs仍可取得一定疗效。部分患者对吉非替尼耐药后,更换为厄洛替尼仍可取得较好的治疗效果 [24]。
4. 结论
随着科研的进步,第四代EGFR-TKIs和免疫抑制剂已投入临床使用,但是每一代分子靶向药都会不同程度引起耐药问题,从机制上研究吉非替尼耐药将有效促进分子靶向药物发展应用。吉非替尼耐药机制可能与细胞自噬、miRNA调控发生变化、EGFR二次突变和内化、肿瘤微环境变化等机制有关。目前关于吉非替尼耐药机制研究颇多,但是大多尚停留在理论阶段且无法完全解释或解决耐药问题,突破吉非替尼耐药关口,寻找克服吉非替尼耐药的方法,找到新的治疗靶点是延长NSCLC患者生存期的重要途径。
基金项目
国家自然基金项目(NO: 81760537,81560498)。
NOTES
*通讯作者。