成纖維細胞生長因子受體信號通路在乳腺癌中的研究進展

郭秋生，曹文明，王曉稼

1浙江中醫(yī)藥大學，杭州 3100532中國科學院大學附屬腫瘤醫(yī)院乳腺內(nèi)科，杭州 310022

乳腺癌是全球女性最常見的惡性腫瘤死亡原因之一。在過去20多年中，世界各地發(fā)布的流行病學報告顯示乳腺癌死亡率呈顯著上升趨勢[1]。乳腺癌的病因是由多種遺傳易感性因素和環(huán)境因素相結(jié)合造成。近年來，根據(jù)基因表達譜的不同，將乳腺癌分為Luminal A型、Luminal B型、人表皮生長因子受體2(human epidermal growth factor receptor 2，HER2)陽性型和基底樣型，不同亞型的乳腺癌有著不同的預(yù)后和治療策略[2]。隨著分子生物學技術(shù)的進展，發(fā)現(xiàn)更多的信號通路與乳腺癌之間的關(guān)系，為乳腺癌患者提供新的治療選擇，改善患者預(yù)后。其中，成纖維細胞生長因子受體(fibroblast growth factor receptor，F(xiàn)GFR)信號通路在乳腺癌的發(fā)生和發(fā)展過程中起著重要的作用[3]。成纖維細胞生長因子(fibroblast growth factor，F(xiàn)GF)和FGFR參與多種病理生理過程，例如胚胎發(fā)育、血管生成和傷口修復(fù)等。此外，F(xiàn)GFR信號通路在腫瘤細胞增殖、存活、分化、遷移和凋亡中也起著關(guān)鍵作用[4]。本文總結(jié)乳腺癌中FGFR常見的基因變異情況以及FGFR抑制劑的研究進展，為乳腺癌的診治提供參考。

FGFR信號通路

FGFR是一類具有單次跨膜結(jié)構(gòu)的受體酪氨酸激酶(receptor tyrosine kinases，RTK)蛋白，由細胞外區(qū)域(extracellular domain，EC)、跨膜區(qū)(transmembrane domain，TM)和細胞內(nèi)區(qū)域(intracytoplastic domain，IC)構(gòu)成。其中，EC是由3個免疫球蛋白樣結(jié)構(gòu)域(D1，D2，D3)構(gòu)成的N末端，TM是單獨的α-螺旋結(jié)構(gòu)，IC則包括酪氨酸激酶結(jié)構(gòu)、1個近膜區(qū)域和羧基末端。D1阻止受體在缺乏配體結(jié)合時就自發(fā)活化，并調(diào)節(jié)受體和配體之間的親和力。D1和D2之間的連接單位稱為酸盒，是一個可變性的帶負電荷的絲氨酸殘基，參與FGFR與伴侶蛋白的相互作用以及受體的自動抑制功能。這種自抑制過程維持了FGF與受體之間結(jié)合的特異性[5]。此外，D2和D3結(jié)構(gòu)域構(gòu)成配體結(jié)合位點。近期研究發(fā)現(xiàn)FGFR家族的第5個成員FGFR5，即類成纖維細胞生長因子受體1(fibroblast growth factor receptor like 1，F(xiàn)GFRL1)，其包含3個細胞外免疫球蛋白樣結(jié)構(gòu)域，但缺乏蛋白質(zhì)酪氨酸激酶結(jié)構(gòu)域[6]。FGFRL1除了參與細胞信號傳導外，還參與細胞間的接觸和分化[7]。

FGF與FGFR的結(jié)合導致受體二聚體化，繼而引起激酶結(jié)構(gòu)域激活環(huán)中酪氨酸的轉(zhuǎn)磷酸化。活化的FGFR磷酸化其細胞內(nèi)受體底物，特別是FGFR底物2(FGFR substrate 2，F(xiàn)RS2)和磷脂酶Cγ(phospholipase Cγ，PLC-γ)。FRS2可以與配體-受體復(fù)合物結(jié)合，通過激活絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase，MAPK)和磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidylinositol 3-kinase，PI3K)/蛋白激酶B(protein kinase B，PKB)/哺乳動物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin，mTOR)信號通路觸發(fā)下游信號傳導，調(diào)節(jié)細胞增殖、分化和存活。FGFR也可以通過活化蛋白激酶C(protein kinase C，PKC)激活PLC-γ信號通路[8]，以及激活p38 MAPK及Jun N末端激酶等信號通路等[9]。在藥物研發(fā)中，這些通路都具有成為治療靶點的可能，成為靶向FGFR信號通路的抗腫瘤藥物。

已有文獻證實FGFR信號通路的失調(diào)可促進多種腫瘤的發(fā)生[10]。在多種惡性腫瘤中，包括乳腺癌、肺癌、卵巢癌、頭頸癌和前列腺癌，均發(fā)現(xiàn)FGFR功能的異常[11]。通過大規(guī)模高通量研究發(fā)現(xiàn)，超過7%的惡性腫瘤中發(fā)現(xiàn)FGFR功能失調(diào)[12]。

乳腺癌FGFR基因變異

1991年已有文獻報道在乳腺癌中存在FGFR基因擴增[13]。此后，大量研究證實FGFR的致癌潛力，其主要通過FGF/FGFR通路促進乳腺癌的形成。其中，F(xiàn)GFR1基因擴增是乳腺癌中最常見的基因變異類型，而FGFR2～4基因擴增和FGFR激活突變則并不常見[14]。除了基因擴增外，在乳腺癌患者中也發(fā)現(xiàn)了FGFR配體和受體高表達、突變和單核苷酸多態(tài)性(single nucleotide polymorphism，SNP)等現(xiàn)象，這表明不止一種機制參與了FGFR的異常激活[15]。除致癌外，在耐藥性方面，研究發(fā)現(xiàn)FGFR1基因擴增是雌激素受體(estrogen receptor，ER)陽性乳腺癌內(nèi)分泌治療耐藥的一個機制[16]；FGFR2基因擴增是HER2陽性乳腺癌抗HER2治療耐藥的一個機制[17]。以上結(jié)果提示FGFR信號通路在乳腺癌中起著重要作用，有可能成為乳腺癌治療的靶點。

FGFR基因擴增約14%的乳腺癌存在染色體8p11- 12區(qū)域的突變，而FGFR1基因正位于該區(qū)域。在23%激素受體(hormone receptor，HR)陽性、27%HER2陽性和7%三陰性乳腺癌中發(fā)現(xiàn)FGFR1和/或11q12- 14的基因擴增。這些擴增已被證明是乳腺癌早期復(fù)發(fā)和預(yù)后不良的危險因素[18]。研究提示FGFR1基因擴增與較短的生存期密切相關(guān)，尤其是在HR陽性乳腺癌中。FGFR1基因擴增與他莫昔芬輔助治療后的早期復(fù)發(fā)和預(yù)后不良相關(guān)，并且可能是ER陽性乳腺癌對內(nèi)分泌治療的潛在耐藥機制[19]。FGFR基因過表達促進了細胞周期蛋白依賴性激酶4/6(cyclin-dependent kinases 4/6，CDK4/6)抑制劑的耐藥性，而使用FGFR抑制劑后，腫瘤細胞恢復(fù)了對氟維司群/哌柏西利的敏感性[17]。Hanker等[20]發(fā)現(xiàn)對曲妥珠單抗耐藥的乳腺癌中存在FGF3、FGF4以及FGF19基因拷貝數(shù)的增加以及FGFR磷酸化水平的增高，體外實驗發(fā)現(xiàn)，HER2陽性的BT474細胞系在FGF4表達增高后對拉帕替尼和曲妥珠單抗具有耐藥性，而這可以通過使用FGFR酪氨酸激酶抑制劑(tyrosine kinase inhibitor，TKI)逆轉(zhuǎn)。此外，在HER2陽性早期乳腺癌患者中使用曲妥珠單抗輔助治療時，F(xiàn)GFR1基因的高表達與較短的無病生存期相關(guān)。在新輔助抗HER2治療中，F(xiàn)GFR1和/或FGF3基因擴增患者的病理完全緩解率較低。在三陰性乳腺癌患者中，F(xiàn)GFR1基因擴增也同較短的總生存期相關(guān)[21]。

FGFR基因活化突變盡管乳腺癌FGFR基因變異以擴增為主，但活化突變對乳腺癌也具有致癌作用[22]。FGFR基因的活化突變可通過如下機制導致FGFR信號通路的異常改變：(1)受體的持續(xù)二聚體化；(2)激酶結(jié)構(gòu)域活性的增強；(3)對FGF配體親和力的改變。在包括乳腺癌在內(nèi)的多種不同實體瘤中，已有大量文獻報道了FGFR基因的活化突變，其中一些突變與乳腺癌的患病風險增加有關(guān)[12，23]。

FGFR基因融合基因融合是2個不同基因通過易位或插入所導致的融合，大約占FGFR基因異常的8%，最常見的是FGFR2基因和FGFR3基因與其他基因發(fā)生融合。大多數(shù)基因融合是在骨髓增生異常的干細胞白血病或淋巴瘤綜合征患者中發(fā)現(xiàn)的。轉(zhuǎn)錄相關(guān)酸性卷曲蛋白3(transforming acidic coiled coil protein 3，TACC3)基因與FGFR3基因結(jié)合后，產(chǎn)生FGFR3-TACC融合蛋白，導致受體的持續(xù)活化。在乳腺癌患者中，已經(jīng)觀察到FGFR1～3基因可以與其他多個基因進行融合[12]，其功能有待進一步研究。

FGFR抑制劑與治療靶點

FGFR基因擴增、突變和染色體易位已被證實與乳腺癌的發(fā)生和發(fā)展密切相關(guān)。至今，已經(jīng)有多項臨床研究探索FGFR抑制劑在乳腺癌中的作用。目前主要方法是使用靶向FGFR的小分子TKI。根據(jù)所針對激酶的范圍不同，這類藥物被分為非選擇性和選擇性FGFR抑制劑。由于酪氨酸激酶結(jié)構(gòu)域的高度相似性，故多靶點FGFR抑制劑的靶點除了FGFR外，還包括血管內(nèi)皮生長因子受體(vascular endothelial growth factor receptor，VEGFR)和血小板衍生生長因子受體(platelet-derived growth factor receptor，PDGFR)等。而單靶點FGFR抑制劑的特異性強，效價高，不良反應(yīng)相對較小[24]。

多靶點TKI多靶點TKI是三磷酸腺苷(adenosine triphosphate，ATP)競爭性抑制劑，在相對低濃度下可阻斷不同類型的酪氨酸激酶受體，包括FGFR、VEGFR和PDGFR等。這些化合物大多已被開發(fā)為VEGFR抑制劑，由于與ATP結(jié)合區(qū)域的結(jié)構(gòu)有一定的相似性，它可以同時作用于其他靶點，如FGFR等[25]。

多韋替尼(dovitinib)是一種可供口服的TKI，靶點為FGFR1～3、VEGFR1～3和PDGFR，半數(shù)抑制濃度(50% inhibiting concentration，IC50)為10 nmol/L。André等[26]在乳腺癌細胞系和FGFR1擴增異種移植瘤模型中評估多韋替尼的活性，結(jié)果顯示：多韋替尼在FGFR基因擴增的乳腺癌細胞系中顯示出抗腫瘤活性，并可抑制FGFR1基因擴增的乳腺癌異種移植瘤模型中的腫瘤生長。

德立替尼(lucitanib)是一種強效的小分子口服制劑，靶點為VEGFR1～3和FGFR1。與多韋替尼類似，具有通過改變FGFR信號通路抑制腫瘤擴增及干擾腫瘤血管生成的雙重抑制作用。Hui等[27]研究納入來自9個國家的76例HR陽性/HER2陽性轉(zhuǎn)移性乳腺癌患者，德立替尼對FGFR1基因擴增或表達水平高的患者可能獲益更大。此外，該藥耐受性良好，不良反應(yīng)與它的抗血管生成作用有關(guān)，主要是蛋白尿和高血壓，這可以通過減少劑量和適當?shù)膶ΠY治療來控制。甲狀腺功能減退是該藥的另一個典型的不良反應(yīng)。

選擇性FGFR抑制劑目前，有多種選擇性FGFR抑制劑正在研究中，其中英菲格拉替尼(infigratinib)、厄達替尼(erdafitinib)和AZD4547已經(jīng)取得早期臨床研究結(jié)果。

英菲格拉替尼是一種新型、選擇性泛FGFR-TKI，在具有FGFR基因突變的腫瘤模型中，顯示出強抗腫瘤活性。Nogova等[28]納入132例經(jīng)過多線治療失敗且后續(xù)無標準治療方案的實體瘤患者，給予英菲格拉替尼125 mg，每天1次，連續(xù)治療3周，休息1周，其中42例患者疾病穩(wěn)定，其余患者均出現(xiàn)了不同程度的緩解。英菲格拉替尼常見的不良反應(yīng)包括高磷血癥(82.5%)、便秘(50.9%)、食欲下降(45.6%)和口腔炎(45.6%)等。

厄達替尼是一種高效的口服泛FGFR-TKI，可靶向FGFR家族所有成員。已證實厄達替尼對FGFR通路有強抑制作用。一項研究納入187例經(jīng)標準抗腫瘤治療后病情進展且年齡大于18歲的腫瘤患者，其中乳腺癌患者36例，結(jié)果發(fā)現(xiàn)攜帶FGFR基因突變或融合的尿道上皮癌和膽管癌患者對厄達替尼治療最敏感，中位反應(yīng)持續(xù)時間分別為5.6個月和11.4個月；而乳腺癌的客觀緩解率(objective response rate，ORR)小于10%。厄達替尼最常見的不良反應(yīng)包括高磷血癥(64%)、乏力(28%)、口干(42%)以及皮膚、指甲和眼部病變等[29]。

FGFR抑制劑的其他進展

FGFR抑制劑與療效預(yù)測文獻報道，腫瘤細胞是否對FGFR抑制劑英菲格拉替尼敏感與FGFR1的mRNA和蛋白質(zhì)表達水平相關(guān)，而與FGFR1基因復(fù)制數(shù)無關(guān)。因此，F(xiàn)GFR mRNA和蛋白質(zhì)表達水平比FGFR基因變異在預(yù)測FGFR抑制劑敏感性方面具有更高的準確性[30]。腫瘤基因組計劃數(shù)據(jù)庫也證實了這種關(guān)系。然而，在臨床工作中，F(xiàn)GFR mRNA和蛋白質(zhì)的表達水平是否可作為療效預(yù)測指標還有待進一步評估。

FGFR抑制劑與其他藥物的聯(lián)合應(yīng)用(1)FGFR抑制劑與抗血管生成劑：FGFR信號通路可能是腫瘤血管生成的驅(qū)動因素，某些FGF是有效的促血管生成生長因子，可刺激新生血管的形成和成熟[4]。FGFR信號通路的激活可能介導抗VEGF治療的耐藥性[31]。臨床前數(shù)據(jù)顯示，在抗血管治療時，腫瘤FGF2表達會增加，通過VEGFR和FGFR的雙重抑制，可能會取得更好的抗腫瘤效果，因此，將選擇性FGFR抑制劑與抗血管生成藥物聯(lián)合使用，或者開發(fā)具有更強FGFR和VEGFR抑制作用的新型多靶點TKI可能是一種有前途的新策略。(2)FGFR抑制劑與內(nèi)分泌治療：一項 Ⅱ 期、隨機、安慰劑對照的臨床試驗(NCT01528345)納入HR陽性/HER2陰性的絕經(jīng)后乳腺癌患者，評價多韋替尼聯(lián)合氟維司群治療的療效及安全性，結(jié)果顯示：在FGF通路擴增亞組中，多韋替尼聯(lián)合氟維司群組與安慰劑聯(lián)合氟維司群組的中位無進展生存期(progression-free survival，PFS)分別為10.9個月和5.5個月，多韋替尼聯(lián)合氟維司群顯示出更好的治療效果；在安全性方面，兩組之間的不良反應(yīng)類似，包括乏力、胃腸道不適、肝功能異常及淋巴細胞減少等。(3)FGFR抑制劑與其他靶向藥物：FGFR信號通路變異可導致抗HER2治療耐藥，目前已有臨床前數(shù)據(jù)顯示在曲妥珠單抗耐藥的HER2陽性乳腺癌患者中，F(xiàn)GFR抑制劑和抗HER2治療的聯(lián)合給藥可克服耐藥性[20]。此外，F(xiàn)GFR抑制劑與CDK4/6抑制劑聯(lián)合應(yīng)用的前景也值得探索，然而，目前還沒有相關(guān)的臨床研究報道。

問題與展望

盡管從分子機制上已經(jīng)證實FGFR信號通路是乳腺癌重要的治療靶點，但是現(xiàn)有的臨床研究數(shù)據(jù)顯示FGFR抑制劑的治療效果并不顯著，僅德立替尼在I期臨床試驗中初步顯現(xiàn)其優(yōu)異的抗腫瘤特性，但Ⅱ期研究結(jié)果尚未公布。FGFR抑制劑在乳腺癌患者中療效差的原因究竟是由于藥物無效、患者篩選不充分，還是FGFR基因組變異缺乏致癌潛能，目前尚無統(tǒng)一結(jié)論。

在考慮將FGFR信號通路作為乳腺癌治療靶點前，需要解決以下問題：更精確地對FGFR信號通路異常進行定義，確定對FGFR抑制劑的療效預(yù)測標志物；優(yōu)化FGFR抑制劑與內(nèi)分泌藥物或其他靶向藥物聯(lián)用的方案，以增加療效、降低耐藥性；研發(fā)更加有效的第二代FGFR抑制劑也至關(guān)重要。

綜上，F(xiàn)GFR信號通路在乳腺癌發(fā)病機制中發(fā)揮著重要作用，靶向FGFR信號通路的治療策略顯示出良好的應(yīng)用前景，但在乳腺癌患者中，如何恰當?shù)刈钄嘣撏芬垣@得最佳療效，還需要進一步的探索。