非小細(xì)胞肺癌EGFR-TKI耐藥機(jī)制及應(yīng)對(duì)策略研究進(jìn)展

姜俊 任新玲

空軍軍醫(yī)大學(xué)西京醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)科,西安710032

肺癌的治療正在迅速發(fā)展,已從傳統(tǒng)的放化療向驅(qū)動(dòng)突變的靶向療法發(fā)展。表皮生長(zhǎng)因子受體(epidermal growth factor receptor,EGFR)的靶向治療極大改善了患者的預(yù)后。亞洲大約50%的非小細(xì)胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC)患者和西方國(guó)家11%～16%的患者存在EGFR驅(qū)動(dòng)突變[1],約90%是外顯子19缺失(Exon 19del)或21位外顯子L858R點(diǎn)突變(圖1)。其他基因組改變?nèi)鏚RAS、BRAF、PIK3CA突變頻率較低。EGFR外顯子19、20、21和BRAF突變多發(fā)生于女性和非吸煙人群,而KRAS突變更傾向于男性和吸煙人群。EGFR、KRAS、BRAF、PIK3CA是可以兩兩同時(shí)存在的[2]。

第一代表皮生長(zhǎng)因子受體酪氨酸激酶抑制劑(epidermal growth factor receptor tyrosine kinase inhibitor,EGFR-TKI)如厄洛替尼和吉非替尼,能夠可逆性結(jié)合EGFR驅(qū)動(dòng)突變Exon 19del、Exon L858及野生型EGFR,其療效高于EGFR突變NSCLC中的常規(guī)化療[3]。與一代不同的是,二代EGFR-TKI(如阿法替尼)能夠不可逆地結(jié)合EGFR以及HER2,抑制范圍較廣譜,但是皮膚胃腸道不良反應(yīng)加大,而且總體生存率方面并沒有顯著改善[4]。奧希替尼是美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局唯一批準(zhǔn)的第三代EGFR-TKI,是ATP競(jìng)爭(zhēng)性共價(jià)EGFR抑制劑。奧希替尼能夠高選擇性進(jìn)入中樞神經(jīng)系統(tǒng),能夠克服一代、二代EGFR-TKI T790M突變耐藥問題。奧希替尼與第一代EGFR TKI相比能延長(zhǎng)無進(jìn)展生存期,而且對(duì)野生型EGFR的抑制作用小,導(dǎo)致皮膚病和胃腸道毒性的發(fā)生率和嚴(yán)重程度降低[5]。奧希替尼盡管具有如此深刻的療效,但是放在一線治療還是放在早期EGFR-TKI失敗后的后續(xù)治療中還不是很明確[6]。無論是作為一線治療還是二線治療,奧希替尼治療最終都會(huì)面臨著不可避免的耐藥問題。目前就EGFR-TKI耐藥機(jī)制及其策略概述如下(圖2)。

1 一代、二代EGFR-TKI耐藥機(jī)制

1.1 獲得性T790M突變 一代、二代EGFR-TKI最常見耐藥機(jī)制是EGFR 20號(hào)外顯子獲得性T790M突變。50%～60%的患者應(yīng)用一代、二代EGFR-TKI后檢測(cè)到T790M突變。1.1%的患者沒有經(jīng)過EGFR-TKI治療之前就有T790M原發(fā)性突變[7]。原發(fā)性T790M突變通常與21L858R共存,而獲得性突變通常與19del共存。Oxnard等[8]通過回顧性研究認(rèn)為,EGFR-TKI耐藥可能存在2種T790 M突變,一種以T790M突變?yōu)橹鲗?dǎo)的耐藥患者,對(duì)奧希替尼反應(yīng)性較好;而另一種以T790 M并存其它耐藥機(jī)制的患者,對(duì)奧希替尼只能暫時(shí)獲益。

1.2 旁路途徑激活 EGFR胞內(nèi)酪氨酸激酶被EGFR-TKI抑制后,其他酪氨酸激酶受體形成異源二聚體,代償激活傳導(dǎo)下游信號(hào)。如HGF/MET擴(kuò) 增[9]、HER2擴(kuò) 增、IGF1R/EGFR異二聚體形成[10]、PIK3CA突變、PTEN缺失、KRAS突變[8]、KRAS擴(kuò)增、AXL/GAS6激活、RET融合突變(KIF5B-RET、CCDC6-RET)[11-12]、BRAF融合突變[13]等。多種信號(hào)通路參與EGFR-TKI旁路激活耐藥機(jī)制發(fā) 生,如PI3K-AKT、核 因 子 κB、PLC-PKC、Ras-MEK/ERK等信號(hào)通路(圖3)。

1.3 小細(xì)胞肺癌轉(zhuǎn)化與上皮間質(zhì)化 在一些EGFR-TKI腫瘤耐藥患者中觀察到從NSCLC到小細(xì)胞肺癌的組織學(xué)轉(zhuǎn)化。RB缺失和p53未激活被報(bào)道是小細(xì)胞肺癌轉(zhuǎn)化機(jī)制之一[14],Niederst等[15]在組織類型轉(zhuǎn)化患者中發(fā)現(xiàn)RB 100%缺失。

上 皮間質(zhì)化(epithelial-mesenchymal transition,EMT)是指上皮細(xì)胞失去極性和細(xì)胞間相互作用,而向間充質(zhì)表型轉(zhuǎn)變的可逆性過程。大約有1%～2% EGFR-TKI耐藥與EMT有關(guān)。先前研究表明,AXL激酶、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β及IGF1R[16]上調(diào)是EMT介導(dǎo)的EGFR TKI獲得性耐藥的驅(qū)動(dòng)因素。

1.4 其他 厄洛替尼、吉非替尼除了已知T790M突變以及旁路激活耐藥機(jī)制外,不少新的機(jī)制也被發(fā)現(xiàn),如CRKL擴(kuò) 增、NF-1缺 失、Wnt/β-catenin、m TOR2活 化、激素受體信號(hào)通路異常等。

1.4.1 NF-1缺失與CRKL擴(kuò)增 NF-1是編碼神經(jīng)纖維瘤蛋白的腫瘤抑制基因,是鳥苷三磷酸酶活化蛋白,負(fù)性調(diào)節(jié)p21-RAS信號(hào)傳導(dǎo)通路。NF-1通過增加鳥苷三磷酸降解速率從而抑制RAS功能。因此,認(rèn)為其作為腫瘤抑制因子的功能是通過限制正常細(xì)胞中的RAS活性而發(fā)生的。NF-1缺失激活MAPK通路,并與患者肺腺癌對(duì)EGFRTKI的原發(fā)和獲得性耐藥的發(fā)生相關(guān)[17-18]。體外和體內(nèi)試驗(yàn)證明絲裂原酶活化蛋白激酶抑制劑降低NF-1的表達(dá)能夠恢復(fù)厄洛替尼的敏感性[17]。

圖1 非小細(xì)胞肺癌體細(xì)胞突變情況及EGFR突變類型 A：非小細(xì)胞肺癌驅(qū)動(dòng)突變類型;B：EGFR突變分類;C：一代、二代獲得性耐藥機(jī)制

CRKL是編碼銜接蛋白的致癌基因,參與RAS/RAF/MAPK途徑的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)[19]。在肺腺癌患者中檢測(cè)到CRKL擴(kuò)增,并與EGFR-TKI耐藥有關(guān)。CRKL擴(kuò)增與NF-1缺失能夠協(xié)同促進(jìn)肺癌的發(fā)生。CRKL的過表達(dá)通過激活SOS1依賴性MAPK和p85依賴性PI3K-AKT信號(hào)通路來誘導(dǎo)對(duì)EGFR-TKI的耐藥性的產(chǎn)生。

1.4.2 β-連環(huán)蛋白(β-catenin)激活 Wnt/β-catenin信號(hào)通路參與多種腫瘤發(fā)生、發(fā)展。有報(bào)道EGFR-TKI耐藥與β-catenin激活有關(guān)[20-21]。β-catenin能夠維持耐藥細(xì)胞干細(xì)胞特性。腫瘤干細(xì)胞對(duì)抗癌藥物或放射線具有更強(qiáng)的抵抗力并且是腫瘤治療轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā)的原因之一,包括肺癌對(duì)EGFR-TKI的 耐 藥[22-23]。Arasada等[24]報(bào) 道 了NSCLC β-catenin誘導(dǎo)耐藥的具體機(jī)制。β-catenin維持耐藥細(xì)胞的干細(xì)胞特性依賴于Notch3。EGFR在多種腫瘤的發(fā)生、發(fā)展環(huán)節(jié)調(diào)節(jié)β-連環(huán)蛋白信號(hào)通路。給予EGFR-TKI治療后,EGFR信號(hào)的缺失誘導(dǎo)β-catenin和Notch3的激活。在異種移植模型中β-catenin抑制劑ICG-001和厄洛替尼的組合有更高的抗腫瘤效應(yīng),顯著延長(zhǎng)的腫瘤復(fù)發(fā)時(shí)間和改善總體存活率,并具有良好的耐受性。PRI-724是一種更有效的ICG-001第二代衍生物,目前正處于其他適應(yīng)癥的Ⅱ期試驗(yàn)中,可與厄洛替尼或三代EGFR-TKI聯(lián)合用于肺癌臨床試驗(yàn)。

1.4.3 m TORC2活化 有學(xué)者發(fā)現(xiàn)m TORC2信號(hào)通路對(duì)EGFR-TKI耐藥細(xì)胞的能量代謝重編程現(xiàn)象[25]。腫瘤的葡萄糖代謝和治療反應(yīng)密切相關(guān)。厄洛替尼敏感和耐藥NSCLC細(xì)胞系之間代謝有差異,厄洛替尼耐藥細(xì)胞的生長(zhǎng)對(duì)葡萄糖剝奪更敏感。耐藥細(xì)胞具有較低的備用呼吸能力來應(yīng)對(duì)葡萄糖缺乏。在耐藥細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)m TORC2磷酸化活化,而m TORC2可通過磷酸化AKT和SGK來調(diào)節(jié)細(xì)胞存活和應(yīng)激反應(yīng)。AKT能夠整合來自PI3K和m TORC2的信號(hào),并且促進(jìn)腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)和增殖。

1.4.4 核蛋白激酶Cδ(protein kinase Cδ,PKCδ)激活PKCδ激活是一代、二代、三代EGFR-TKI共同機(jī)制。吉非替尼能夠完全抑制EGFR的Y845、Y1068、Y1086位的磷酸化,而只能部分抑制Y1173磷酸化。滅活的EGFR與其他膜受體形成異源二聚化,促進(jìn)PKCδ核轉(zhuǎn)位從而導(dǎo)致耐藥。而滅活EGFR形成異源二聚體能夠持續(xù)磷酸化Y1173位點(diǎn),并激活PKCδ。在多種EGFR-TKI耐藥肺癌株細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)PKCδ在細(xì)胞核內(nèi)異常激活。而且PKCδ的核轉(zhuǎn)位是耐藥的必要條件,抑制PKCδ核轉(zhuǎn)移能夠逆轉(zhuǎn)耐藥。敲低PKCδ使腫瘤耐藥細(xì)胞對(duì)吉非替尼敏感,而PKCδ的重新表達(dá)逆轉(zhuǎn)了這種致敏作用。PKCδ抑制劑sotra和奧希替尼聯(lián)合用藥能夠抑制具有抗奧希替尼的T790M陽性腫瘤模型生長(zhǎng)[26]。

1.4.5 β2受體激活 腎上腺素能受體通路激活被發(fā)現(xiàn)參與了多種惡性腫瘤包括NSCLC的生長(zhǎng)及其進(jìn)展。腎上腺素也能通過激活c AMP來促進(jìn)腫瘤干細(xì)胞的生成,從而導(dǎo)致耐藥性的產(chǎn)生[27]。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)腎上腺素和去甲腎上腺素通過激活NSCLC細(xì)胞上的β2受體,來抑制腫瘤抑制因子肝激酶B1和上調(diào)IL-6表達(dá),誘導(dǎo)EGFR-TKI發(fā)生耐藥。在EGFR突變肺癌細(xì)胞中,β2受體激活下游MAPK信號(hào)通路,而MAPK信號(hào)通路異常激活是已知EGFR-TKI耐藥機(jī)制之一[28]。β受體阻滯劑或IL-6抑制劑能減輕抑制腫瘤生長(zhǎng)和EGFR-TKI耐藥。阿法替尼聯(lián)用β受體阻滯劑能夠給患者帶來相對(duì)好的收益,PFS能相對(duì)延長(zhǎng)。

2 奧希替尼耐藥機(jī)制

不管是原發(fā)性還是繼發(fā)性T790 M突變均對(duì)奧希替尼反應(yīng)良好,但在整個(gè)臨床治療期間,獲得性T790 M突變的患者在奧希替尼治療后具有更好的總體存活率[7,29]。同樣奧希替尼雖然初始反應(yīng)率很高,但患者通常也會(huì)在治療后約1～2年后產(chǎn)生獲得性耐藥。奧希替尼耐藥后重新檢測(cè)T790 M狀態(tài)是重要步驟,對(duì)患者后續(xù)治療策略具有指導(dǎo)意義。約60%患者出現(xiàn)T790M突變丟失伴隨其他基因組改變(圖2)。

24%～40%的患者給予奧希替尼治療后會(huì)出現(xiàn)三級(jí)突變C797S[30]。C797存在于ATP結(jié)合口袋中,能與EGFRTKI不可逆地結(jié)合。因此,EGFR的外顯子20中C797S的點(diǎn)突變影響奧希替尼與EGFR的共價(jià)結(jié)合位點(diǎn),從而產(chǎn)生耐藥。

EGFR其他少見突變?cè)趭W希替尼耐藥患者也被發(fā)現(xiàn),如EGFR L718Q[31-32]、G796S、L747P、G724S[33]等。

除了獲得性耐藥突變,也有原發(fā)性耐藥機(jī)制的存在,如EGFR 19del擴(kuò)增,以及野生型EGFR擴(kuò)增[34-35]。奧希替尼其他耐藥機(jī)制如旁路激活以及表型轉(zhuǎn)變與一代、二代EGFR-TKI相似。

3 EGFR-TKI耐藥治療策略

3.1 EGFR C797S突變耐藥治療策略 獲得性C797S突變與T790 M突變以順式或反式存在。如果C797S與T790M反式存在,第一代和第三代EGFR-TKI聯(lián)用可能會(huì)有抗腫瘤效應(yīng);然而,當(dāng)C797S和T790M突變以順式存在,患者對(duì)任何現(xiàn)有EGFR-TKI都耐藥[36-37]。C797S和T790M若從反式向順式的轉(zhuǎn)變可能是進(jìn)一步耐藥的機(jī)制。

3.1.1 JBJ-04-125-02 JBJ-04-125-02是最近研制出的一種可體內(nèi)外抑制EGFRL858R/T790M/C797S突變陽性肺癌細(xì)胞的單一ATP競(jìng)爭(zhēng)性共價(jià)EGFR抑制劑[38]。與單一藥劑相比,ATP競(jìng)爭(zhēng)性共價(jià)EGFR抑制劑奧希替尼與突變型EGFR變構(gòu)抑制劑JBJ-04-125-02的聯(lián)用導(dǎo)致細(xì)胞凋亡增加,更有效地抑制體內(nèi)外細(xì)胞生長(zhǎng)[38]。

3.1.2 EAI045 EAI045是第一個(gè)針對(duì)L858R、T790M及C797S突變?cè)O(shè)計(jì)的變構(gòu)抑制劑。EAI045對(duì)于具有不能形成二聚體的EGFR有更強(qiáng)的活性。聯(lián)用西妥昔單抗后,二聚體形成被破壞,能完全抑制EGFRT790M/C797S突變陽性腫瘤[39]。

圖2 非小細(xì)胞肺癌EGFR-TKI耐藥機(jī)制概要圖

3.2 旁路通路激活耐藥治療策略 酪氨酸激酶受體在旁路通路起著關(guān)鍵作用,因此聯(lián)用小分子抑制劑靶向酪氨酸激酶、單克隆抗體靶向受體或配體,是耐藥后的有效治療策略。長(zhǎng)期單獨(dú)使用EGFR單克隆抗體容易誘發(fā)激活其他酪氨酸激酶受體信號(hào)通路,如HER2/3的擴(kuò)增以及刺激HER3與MET相互作用。靶 向HER2、HER3的3聯(lián)m Ab組合可以阻止下游信號(hào)ERK的激活,能夠有效抑制腫瘤細(xì)胞的增殖與生長(zhǎng)[40]。最近有報(bào)道3聯(lián)抗體聯(lián)用小劑量奧希替尼能夠持續(xù)抑制消除腫瘤,并可以防止腫瘤復(fù)發(fā)[41]。

AXL激活是EGFR-TKI獲得性耐藥機(jī)制也是原發(fā)性耐藥機(jī)制[42]。AXL是受體酪氨酸激酶,配體是GAS6。GAS6激活A(yù)XL導(dǎo)致MEK/ERK和PI3K/AKT途徑激活,使腫瘤細(xì)胞對(duì)EGFR-TKI的獲得耐藥[43]。AXL抑制劑NPS1034能夠增強(qiáng)耐藥細(xì)胞對(duì)奧希替尼敏感性,并能抑制耐藥細(xì)胞的產(chǎn)生。在小鼠異種種植腫瘤模型中,NPS1034聯(lián)用奧希替尼能夠抑制腫瘤生長(zhǎng),而單獨(dú)使用NPS1034對(duì)腫瘤增殖沒有顯著影響。AXL抑制劑的組合用藥療效還需臨床實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

根據(jù)多臂TATTON試驗(yàn)2個(gè)擴(kuò)增隊(duì)列的中期結(jié)果,MET1/2抑制劑savolitinib聯(lián)用奧希替尼組合療法能夠給奧希替尼耐藥患者帶來獲益[44]。但是Ⅰ型MET抑制劑savolitinib聯(lián)用奧希替尼組合同樣會(huì)產(chǎn)生耐藥,在臨床1例病例報(bào)告中,檢測(cè)到新的MET激酶結(jié)構(gòu)域突變D1228V;而聯(lián)用Ⅱ型MET抑制劑cabozantinib能夠克服Ⅰ型耐藥[45]。selumetinib聯(lián)用奧希替尼的二線治療使大多數(shù)耐藥小鼠恢復(fù)了對(duì)奧希替尼的敏感性,反應(yīng)率可達(dá)80%。若是組合療法用于一線治療,反應(yīng)率高達(dá)90%。selumetinib聯(lián)用EGFR-TKI也能有效用于KRAS擴(kuò)增患者。

酪氨酸激酶樣孤兒受體1被認(rèn)為是成年人腫瘤特異性表達(dá)的腫瘤胚胎抗原,可以作為肺腺癌治療的分子靶點(diǎn)。抑制酪氨酸激酶樣孤兒受體1的表達(dá)可以克服IGF以及HGF旁路信號(hào)誘導(dǎo)的EGFR-TKI耐藥[46]。敲除酪氨酸激酶樣孤兒受體1能夠抑制AKT磷酸化,而對(duì)ERK沒影響,能夠抑制由廣譜酪氨酸激酶受體引起的腫瘤細(xì)胞存活信號(hào)通路。

RET為酪氨酸激酶受體,RET融合事件是NSCLC的致癌驅(qū)動(dòng)因子。RXDX-105-01是第一個(gè)多中心Ⅰ期試驗(yàn)的RET融合蛋白抑制劑。最新Ⅰ/Ⅰb期試驗(yàn)顯示,盡管KIF5B-RET最常見,RXDX-105僅在非KIF5B-RET的 癌癥中能夠產(chǎn)生應(yīng)答[47]。臨床聯(lián)用CCDC6-RET抑制劑(BLU-667)和奧希替尼能有效克服耐藥。在RET抑制劑vandetanib在治療CCDC6-RET患者中,有報(bào)道發(fā)現(xiàn)二次S904F耐藥突變[48]。

3.3 表型轉(zhuǎn)變耐藥治療策略 最近有報(bào)道EMT轉(zhuǎn)錄因子TWIST1通過結(jié)合BCL-2的啟動(dòng)子區(qū)抑制BIM轉(zhuǎn)錄,從而抑制EGFR-TKI引起癌細(xì)胞凋亡。而且這一耐藥現(xiàn)象可以被BCL-2抑制劑或TWIST1抑制劑鹽酸去氫駱駝蓬堿逆轉(zhuǎn),提示靶向TWIST1或BCL-2可能是克服EMT耐藥的有效策略[49]。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)高CD44表達(dá)與耐藥細(xì)胞間充質(zhì)表型相關(guān),敲低CD44能逆轉(zhuǎn)EMT變化,提示CD44可以預(yù)測(cè)EGFR-TKI引起EMT的發(fā)生[50]。

4 結(jié)語與展望

EGFR-TKI耐藥的異質(zhì)性仍然是治療NSCLC的挑戰(zhàn),治療過程層出不窮、跌宕起伏?；蚪M測(cè)序技術(shù)的進(jìn)步可以精準(zhǔn)檢測(cè)EGFR-TKI耐藥突變情況,有助于后續(xù)進(jìn)一步指導(dǎo)下精準(zhǔn)靶向用藥。EGFR-TKI獲得性耐藥問題主要在于EGFR再次突變,并伴有多種酪氨酸激酶受體代償激活,如MET、HER2、IFGR、AXL等,導(dǎo)致下游AKT、PKC、ERK以及核因子κB等信號(hào)通路激活,從而促進(jìn)腫瘤細(xì)胞耐藥,進(jìn)而病情發(fā)生進(jìn)展。聯(lián)合用藥策略是肺癌靶向治療的未來趨勢(shì),能夠降低藥物副作用同時(shí),也能減少和延緩耐藥問題的發(fā)生。根據(jù)不同的耐藥機(jī)制來制定適當(dāng)?shù)膫€(gè)體化治療策略。因此,進(jìn)一步基礎(chǔ)研究EGFR-TKI耐藥分子機(jī)制以及耐藥治療策略的臨床研究的是至關(guān)重要的。

圖3 參與非小細(xì)胞肺癌表皮生長(zhǎng)因子受體酪氨酸激酶抑制劑耐藥主要信號(hào)通路

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突