靶向抑制FGFRs信號在治療惡性腫瘤中的研究進展

楊思琦 宋啟斌 李清清 綜述 姚頤 審校

成纖維生長因子受體(Fibroblast growth factor receptors，F(xiàn)GFRs)信號通路是與維持組織穩(wěn)態(tài)、調節(jié)機體代謝和細胞增殖密切相關的信號通路[1]。研究表明，異常的FGFRs信號參與多種惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展[2]，例如FGFR4在乳腺癌、胰腺癌、腎癌等惡性腫瘤中均處于高表達的狀態(tài)；過度激活的FGFR3信號通路則被證實與骨髓瘤、宮頸癌以及膀胱癌等惡性腫瘤密切相關[3]。因此FGFRs信號通路被視為多種惡性腫瘤的治療靶點之一，并且抑制FGFRs信號具有潛在的抗腫瘤價值，可能成為癌癥靶向治療的新策略。

1 FGFRs信號通路簡介

FGFRs屬于跨膜受體酪氨酸激酶家族，包括四種高度保守的亞型(FGFR1-4)，介導成纖維生長因子(Fibroblast growth factors，F(xiàn)GFs)信號進入細胞[4]。硫酸肝素糖蛋白是細胞膜上的一種帶有疏水信號的載體蛋白，可與FGFs可逆性結合，將其從胞外轉運到細胞膜受體FGFRs上并防止FGFs在轉運過程中被降解或失活，進而激活RAS-ERK、PI3K-AKT、JAK-STAT、MAPK、PKC和PKD等下游信號通路。同時，磷酸化的FGFRs還可活化接頭蛋白FRS2，后者可再次激活RAS-ERK和PI3K-AKT信號通路[5]，發(fā)揮其生理及病理作用。

FGFRs信號通路是正常細胞生長分化所必須的，參與促血管生成、促胚胎發(fā)育和傷口愈合、營養(yǎng)神經和調節(jié)內分泌、維持細胞的存活和調節(jié)細胞凋亡等生理過程[6]。FGFRs基因突變或擴增與侏儒癥、顱縫早閉等遺傳性疾病以及惡性腫瘤的遺傳易感性息息相關。例如，F(xiàn)GFR1突變主要導致Kallman綜合癥、Pfeiffer綜合癥、軟骨發(fā)育異常等遺傳性疾病[7]；FGFR2多態(tài)性可導致BRCA2突變的乳腺癌遺傳易感性增加；FGFR3突變則與遺傳性侏儒癥發(fā)病有關；FGFR4突變與前列腺癌的易感性和惡性程度高相關，與乳腺癌的內分泌治療療效不佳相關[8]。

2 FGFRs信號通路與惡性腫瘤

2.1 FGFRs與腫瘤細胞的增殖

在FGFRs基因發(fā)生擴增、突變以及染色體易位等情況下，其信號通路會發(fā)生異常激活，參與多種惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展[9]。FGFRs信號還可通過提高自分泌/旁分泌作用、血管增生、上皮-間質轉化(Epithelial-mesenchymal transformation，EMT)等效應促進腫瘤的發(fā)生[10]。

多項研究表明，當FGFRs基因突變時，細胞可出現(xiàn)增殖過度、凋亡減少、易于遷移等惡性特征[11]。而且在不同細胞中，F(xiàn)GFRs信號可通過不同方式來調節(jié)細胞增殖[12]。Ishiwata等[13]將FGFR基因轉染胰腺癌細胞后發(fā)現(xiàn)細胞增殖加速，倍增時間明顯縮短，體內成瘤能力增加，導致胰腺癌的浸潤和轉移速度也明顯加快。而Lamont等[14]應用FGFRs抑制劑處理FGFR3突變的膀胱癌細胞后，發(fā)現(xiàn)大量細胞出現(xiàn)凋亡，并且細胞增殖速度明顯降低，由此推斷出FGFRs抑制劑具有明顯抑制腫瘤細胞生長，促進腫瘤細胞凋亡的作用。

2.2 FGFRs與腫瘤的轉移

研究發(fā)現(xiàn)，EMT除了促進胚胎發(fā)育和組織再生外，還與腫瘤浸潤和轉移密切相關[15]。發(fā)生EMT時，上皮細胞的頂點極性及細胞間連接消失、E-鈣粘蛋白表達下降、間質標記物開始表達、細胞獲得侵襲和遷移能力。Hu等[16]證實，F(xiàn)GFR1信號通路激活后，通過使肌動蛋白應力纖維迅速增加，改變細胞形態(tài)，使EMT過程持續(xù)約72 h，并通過定點突變和小分子抑制劑試驗，證實MAPK和PI3/Akt通路共同參與介導EMT的發(fā)生，使腫瘤細胞向周圍浸潤及遠處轉移。

2.3 FGFRs與腫瘤血管生成

腫瘤的發(fā)生發(fā)展和轉移與血管生成息息相關，F(xiàn)GFs是機體重要的促進血管生成因素之一，已有研究證實FGFs在血管內皮細胞的增殖、遷移、細胞黏附以及其他促血管的過程中具有重要作用[17]。研究表明，F(xiàn)GFs與受體結合后通過調節(jié)膠原酶、蛋白酶、尿激酶型纖溶酶原激活劑和整合素等活性，降解血管基膜，促進內皮細胞侵入周圍基質、增殖、分化，形成新的毛細血管網(wǎng)絡[18]。并且Tsunoda等[19]研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)GFs通過誘導血管內皮生長因子(VEGF)在血管內皮中的表達并阻止抗VEGF抗體發(fā)揮作用，提示FGFs可能通過FGF-VEGF信號軸發(fā)揮促血管生成的作用。

2.4 FGFRs與腫瘤的耐藥

原發(fā)或繼發(fā)性耐藥一直是惡性腫瘤內科治療的一大挑戰(zhàn)。Thomson等[20]提出，在非小細胞肺癌(NSCLC)細胞系(H358)中上調的FGFR1可誘導EMT發(fā)生，而后者則與癌細胞對表皮生長因子受體(EGFR)抑制劑耐藥有關。

基因芯片分析發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)GFR4是乳腺癌癌細胞對阿霉素抵抗的關鍵調控因子[21]，其機制可能與活化的FGFR4通過FRS2進一步激活下游MAPK/ERK信號有關。抑制FGFR4信號后，腫瘤細胞對藥物的抵抗作用減弱[22]。研究還發(fā)現(xiàn)，在乳腺癌細胞中43%對芳香化酶抑制劑耐藥的ER陽性患者存在FGFR1擴增/過表達，其誘導耐藥的原理也與激活MAPK和AKT信號通路有關[23]。Mcleskey等[24]證實，F(xiàn)GFRs信號可繞過雌激素的內質網(wǎng)信號轉導途徑，直接刺激ER陽性癌細胞有絲分裂，導致他莫昔芬療效不佳。

2.5 FGFRs與腫瘤的放射抵抗

Moyal等[25]發(fā)現(xiàn)，抑制FGFR表達后癌細胞對放療敏感性明顯提高，而且該增敏作用與FGFR被抑制的程度相關。并且細胞對射線的敏感性降低可能與FGFR信號激活Ras/Mitogen蛋白激酶、增加ERK磷酸化有關。除此之外，Darren等[26]在研究多形膠質母細胞瘤的放射敏感性時，通過血清學分析具有放射抵抗性的腫瘤細胞后發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)GFR1表達明顯升高，并通過過度激活MAPK等信號通路促進EMT，從而導致腫瘤細胞對放射治療的敏感性降低。

3 以FGFRs信號通路為靶點的藥物研究

3.1 抗FGFRs藥物分類

靶向抑制FGFRs的藥物主要分為三類：非選擇性FGFRs酪氨酸激酶抑制劑(FGFR-TKIs)、選擇性FGFR-TKIs、FGF/FGFR單克隆抗體。非選擇性FGFR-TKIs除可抑制FGFR信號外，還可廣泛抑制其它酪氨酸激酶受體，如血管內皮生長因子受體(VEGFR)和血小板源性生長因子受體(PDGFR)等，此類藥物包括多韋替尼(TKI258)、索拉菲尼(Sorafenib)、帕納替尼(Ponatinib)、侖伐替尼(Lenvatinib)等[27]。非選擇性FGFR-TKIs能否充分抑制FGFRs作用不明，但由于靶點多，副作用較大，選擇性FGFR-TKIs則在提高療效的同時減少了副作用[28]。因為FGFR1-3的分子結構高度相似，而FGFR4激酶結構域較獨特，所以大多數(shù)選擇性FGFR-TKIs對前三型受體均能產生抑制作用，而對4型受體作用欠佳[29]。選擇性FGFR-TKIs主要通過與FGFRs胞內的酪氨酸激酶結構域的ATP位點結合，抑制該受體的磷酸化，使其喪失催化其他底物蛋白酪氨酸殘基磷酸化的功能，阻斷信號向下傳遞。NVP-BGJ398(Infigratinib)是目前已有的強效選擇性FGFR-TKI，在一些瘤種已開始臨床試驗，包括惡性實體腫瘤、黑色素瘤、膽管癌和胃腸道間質細胞瘤[30]。臨床前研究顯示，阻斷FGFR2、FGFR3信號易導致高磷血癥和組織鈣化的發(fā)生，但由于FGFs與FGFRs結合具有選擇性，F(xiàn)GFR亞型抑制劑可能避免此類副反應發(fā)生[31]。

針對FGFs或FGFRs的單克隆抗體制劑也日益受到重視，其主要作用為抑制配體/受體結合和阻斷受體二聚。目前有兩種單抗正處于臨床試驗中：MFGR1877S和FP-1039。MFGR1877S主要靶向抑制FGFR3、阻斷受體二聚，但該研究由于Ⅰ期臨床試驗效果不佳而終止[32]。FP-1039的作用主要是抑制配體/受體的結合，對FGFR1擴增的NSCLC和FGFR2突變的子宮內膜癌等多瘤種有效，且各劑量組的不良反應(如皮疹、粒細胞減少、肌無力等)均有較好的耐受性[33]。

3.2 FGFRs靶向藥物的臨床應用

FGFRs信號的異常與多種惡性腫瘤的發(fā)生密切相關，尤其是對于一些目前尚無靶向藥物的上皮型腫瘤，包括頭頸部鱗癌、肺鱗癌、膽管癌、胰腺癌、尿路上皮癌和胃癌等。

頭頸部鱗癌是嚴重威脅人類生命健康的惡性上皮腫瘤。由于頭頸部特殊的解剖結構和復雜的功能，導致頭頸部鱗癌的診治一直是臨床上的難題。FGFR1在頭頸部鱗癌中的基因擴增率高達17%，其通過誘導EMT、下調上皮細胞標志蛋白表達、上調間質細胞標志蛋白表達等可以促進頭頸部鱗癌細胞侵襲和轉移。Brands等[34]研究表明FGFRs抑制劑AZD4547不僅能夠抑制頭頸部鱗癌細胞的浸潤和轉移，聯(lián)合放療還可以顯著抑制腫瘤生長。FGFR家族是肺鱗癌中突變頻率最高的酪氨酸激酶家族基因。有研究表明[35]，約13%～25%的肺鱗癌存在FGFR1擴增，總生存期常常較短。Ⅰ期臨床試驗提示，Infigratinib對NSCLC的疾病控制率為47.6%。AZD4547也是FGFR1-3強效抑制劑，Ⅰb期臨床試驗結果顯示AZD4547對肺鱗癌的控制率為39%，中位總生存期為4.9個月[36]。研究發(fā)現(xiàn)，Infigratinib對于膽管癌的疾病控制率可高達83.6%[37]，并對既往化療失敗、FGFR2融合的晚期膽管癌患者仍表現(xiàn)出可控的毒性特征和臨床上有意義的活性。而另一種FGFR1-3的小分子抑制劑INCB54828(Pemigatinib)臨床前數(shù)據(jù)均體現(xiàn)了針對FGFRs基因變異瘤種的優(yōu)異療效和較高安全性，對膽管癌的疾病控制率已達到85%。在胰腺癌的治療中，與單獨使用吉西他濱或Infigratinib相比，二者聯(lián)合使用不僅可以更持久地提高處于S期阻滯細胞的百分比，還可以顯著下調DNA切除修復蛋白(ERCC1)和EMT生物標志物(Vimentin和Snail)，也提示Infigratinib抑制了可能導致吉西他濱耐藥的諸多因素[38]。此外，PI3k抑制劑與抗FGFRs藥物聯(lián)用時，也可通過協(xié)同作用提高抗腫瘤效果、降低耐藥性[39]。FGFRs抑制劑B-701(Vofatamab)對治療尿路上皮癌也具有良好的前景，已有臨床(Ⅰb/Ⅱ期)試驗顯示B-701聯(lián)合多西紫杉醇具有良好的早期安全性和耐受性，具體療效如何還待后續(xù)評估[40]。研究證實，AZD4547對胃癌的有效率達33%，中位無進展生存期為6.6個月，療效也隨著FGFRs基因擴增程度而提高，提示FGFR不僅可以作為胃癌的治療靶點，還可作為療效預測的指標[41]。

3.3 FGFRs抑制劑的耐藥機制

人們在大力研究和開發(fā)FGFRs抑制劑的同時，關于其耐藥機制的研究也已啟動。其機制主要包括門控基因的突變以及補償性通路的激活[42]。門控基因殘基位于連接激酶域N-和C-末端鉸鏈區(qū)域的入口，并具有疏水性。該基因突變可消除與FGFRs抑制劑高效結合的氫鍵或制造空間沖突，阻礙受體與抑制劑結合。而LY2874455是目前用于克服門控基因突變的主要藥物。研究顯示，與FGFR4野生型(WT)抑制劑Ponatinib和FIIN-2相比，LY2874455對FGFR4WT以及突變型-FGFR4 V550L和FGFR4 V550M均具有較好的抑制效力[43]。

酪氨酸磷酸酶(PTPRG)也具有較強對抗FGFRs抑制劑耐藥的能力。PTPRG通過對抗FGFR1的磷酸化而降低FGFRs-TKIs耐藥的發(fā)生，因此PTPRG作為FGFRs活性的調節(jié)因子可能用于多個癌種。研究發(fā)現(xiàn)，當PTPRG耗竭時會促進細胞生長，并對FGFR-TKIs的療效產生負面影響，提示PTPRG可以作為FGFRs抑制劑的療效預測因子[44]。

4 小結與展望

FGFRs信號參與了腫瘤的發(fā)生發(fā)展、轉移和耐藥，或可成為腫瘤科臨床克難攻堅的新靶點。雖然現(xiàn)有循證醫(yī)學數(shù)據(jù)并不成熟，但靶向FGFRs的治療策略已給某些難治性癌種帶來了曙光。例如，F(xiàn)GFRs基因突變成為患者預后不良的指標之一；靶向阻斷FGFRs信號通路彌補了現(xiàn)有靶向治療譜的不足；FGFRs抑制劑與化療方案或其他靶向藥物聯(lián)用療效優(yōu)于單藥，很可能與協(xié)同增效、對抗耐藥以及提高放療療效有關。但由于靶向抑制FGFRs信號通路干擾了機體“組織愈合”能力的重要信號通路，此類藥物在治療腫瘤的同時也可能帶來明顯的不良反應，如高磷血癥、疲勞、口腔炎、脫發(fā)、便秘、干眼癥和味覺障礙等，因此藥物相關毒性的監(jiān)測和處理，以及將來會出現(xiàn)的耐藥現(xiàn)象也是很快需要面對的問題，所幸的是，F(xiàn)GFRs抑制劑的耐藥問題和解決方案已經受到重視并在探索中。