EGFR信號通路簡(jiǎn)介
表皮生長(cháng)因子(epidermalgrowthfactor，EGF)于1962年在新生鼠中被首次發(fā)現。約20年后人表皮生長(cháng)因子受體(epidermalgrowthfactorreceptor，EGFR)被分離純化。隨著(zhù)研究的深入，EGFR及其下游通路也不斷被人們所了解。EGFR屬于ErbB受體家族的一種，該家族包括EGFR(ErbB-1)、Her2/c-neu(ErbB-2)、Her3(ErbB-3)和Her4(ErbB-4)。EGFR也被稱(chēng)作HER1、ErbB1，突變或過(guò)表達一般會(huì )引發(fā)腫瘤。EGFR是一種分子量為170kDa的糖蛋白，屬于酪氨酸激酶型受體。EGFR位于細胞膜表面，靠與配體結合來(lái)激活，包括EGF和TGFα(transforminggrowthfactorα)。激活后，EGFR由單體轉化為二聚體，盡管也有證據表明，激活前也存在二聚體。EGFR還可能和ErbB受體家族的其他成員聚合來(lái)激活，例如ErbB2/Her2/neu。EGFR二聚后可以激活它位于細胞內的激酶通路，包括TYR1016、TYR1092、TYR1110、TYR1172及TYR1197等激活位點(diǎn)。自磷酸化過(guò)程可以引導下游的磷酸化，包括MAPK、Akt和JNK通路，誘導細胞增殖。受體激活對于皮膚的免疫來(lái)說(shuō)很重要。研究表明在許多實(shí)體腫瘤中存在EGFR的高表達或異常表達。EGFR與腫瘤細胞的增殖、血管生成、腫瘤侵襲、轉移及細胞凋亡的抑制有關(guān)。
EGFR與非小細胞肺癌
肺癌是世界上最常見(jiàn)的惡性腫瘤之一，已成為我國城市人口惡性腫瘤死亡原因的第一位。非小細胞型肺癌(Non-SmallCellLungCancer，NSCLC)是肺癌最常見(jiàn)的組織學(xué)類(lèi)型，包括鱗狀細胞癌(鱗癌)、腺癌和大細胞癌。非小細胞肺癌約占所有肺癌的75%，超過(guò)三分之二的患者發(fā)現時(shí)已處于中晚期，5年生存率很低。近年來(lái)非小細胞肺癌發(fā)病率不斷增高，無(wú)論是在我國還是全球，都已成為致死率最高的腫瘤。
EGFR表達于上皮、間質(zhì)及神經(jīng)源性組織中，并在不同的細胞生理過(guò)程中發(fā)揮作用，如細胞增殖、分化及
發(fā)育等。EGFR在肺癌、結腸癌、乳腺癌、卵巢癌和胃癌中普遍存在過(guò)表達，該現象也同時(shí)發(fā)現于非小細胞肺癌(NSCLC)、轉移性結直腸癌(mCRC)及頭頸部鱗狀細胞癌中。在癌癥患者中，大約有80-85%屬于非小細胞肺癌，剩余的10-15%屬于小細胞肺癌。EGFR在40-85%的非小細胞肺癌患者中檢測到過(guò)表達。對于非小細胞肺癌發(fā)生、發(fā)展和預后過(guò)程背后各種分子機制的揭示，為開(kāi)發(fā)新的靶向治療、改善臨床治療效果提供了新的視角。
EGFR是非小細胞肺癌治療的重要靶點(diǎn)
EvolutionofthedrugsusedinthetreatmentofNSCLCfrom1978to2016
目前非小細胞肺癌的主要治療策略有手術(shù)、放療、化療及生物療法：其中ⅠA階段患者的5年生存率為49%，而ⅠB階段患者的5年生存率為45%。對于ⅡA、ⅢA、ⅢB和Ⅳ階段的患者，其存活率分別將至30%、31%、14%和1%。對于不能通過(guò)手術(shù)方式治療的患者，通常會(huì )采用放療與化療結合的治療方案。化療通常適用于確診為晚期，并且已經(jīng)擴散至身體其他部位的非小細胞肺癌患者。
靶向治療的原理為特異性的干擾參與腫瘤的生長(cháng)、進(jìn)展或遷移的某特定靶點(diǎn)分子。對非小細胞肺癌而言，最常見(jiàn)的治療靶點(diǎn)包括EGFR、ROS1、BRAF、KRAS、HER2、c-MET、RET、PIK3CA、FGFR1及DDR2等。靶向EGFR信號通路的治療方式通常為EGF抑制劑、EGFR抑制劑及EGFR酪氨酸激酶活性抑制劑類(lèi)藥物，最終結果為抑制或降低EGFR下游信號的傳遞。EGFR抑制劑或單抗類(lèi)藥物可作為競爭性拮抗劑阻止EGF分子的結合；而EGFRTKIs則可阻止胞內激酶結構域的磷酸化，從而抑制下游的級聯(lián)信號通路。
EGFR酪氨酸激酶突變與耐藥性
EGFR突變通常發(fā)生于第18-21個(gè)外顯子上，該區域編碼胞內的酪氨酸激酶結構域。外顯子19中的對框缺失突變占據了EGFR酪氨酸激酶活化型突變的44%，主要區域為L(cháng)eu747-Glu749位氨基酸殘基。單點(diǎn)突變中出現頻率最高的位外顯子21種的L858R，在所有的EGFR酪氨酸激酶活化型突變中占比41%。第719位Gly殘基突變?yōu)镾er、Ala或Cys的情況占比10%；而外顯子20中出現的擴增或插入現象占據EGFR酪氨酸激酶活化型突變剩余的5%。外顯子19的缺失突變及L858R點(diǎn)突變通常被稱(chēng)為經(jīng)典的活化型突變，會(huì )導致EGFR以高活力狀態(tài)存在，從而使得信號源源不斷向下游傳遞。而發(fā)生于第20號外顯子上的T790M點(diǎn)突變則被報道存在于接近50%的對酪氨酸激酶抑制劑具有抗性的患者體內。由于在未經(jīng)治療的患者體內很少會(huì )監測到該突變形式的存在，因此T790M也被認為是一種癌癥治療過(guò)程中的獲得性突變。結構生物學(xué)分析表明，Thr殘基被Met取代后，會(huì )增強EGFR同ATP分子之間的親和力，從而促進(jìn)磷酸化過(guò)程的發(fā)生，并增強下游信號傳導。
Epidermalgrowthfactorreceptor(EGFR)mutationsanddomains
上圖總結了目前報道的EGFR酪氨酸激酶結構域上存在的主要突變形式：(i)在非小細胞肺癌中出現頻率最高的是外顯子19上的缺失突變及外顯子21上發(fā)生的L858R取代突變，兩者也被稱(chēng)為經(jīng)典突變；(ii)發(fā)生在外顯子20上的T790M突變，最早報道于2005年，是一種對EGFR酪氨酸激酶抑制劑產(chǎn)生的獲得性耐藥性，Met殘基的出現同時(shí)在化學(xué)空間上掩蓋了第一代EGFR酪氨酸激酶抑制劑的結合位點(diǎn)；(iii)其他報道的突變體還有D761Y、L747S及T854A等。絕大多數發(fā)生于外顯子20上的插入突變會(huì )導致患者腫瘤細胞對EGFR酪氨酸激酶抑制劑類(lèi)藥物敏感性的降低。
EGFR酪氨酸激酶抑制劑類(lèi)藥物現狀
上世紀六十年代，伴隨著(zhù)對激酶及其信號通路認識的深入，酪氨酸激酶抑制劑類(lèi)藥物逐漸出現。迄今為止，美國FDA批準了三十多種的蛋白激酶小分子抑制劑(SMKIs)類(lèi)藥物(參見(jiàn)《FDA批準的激酶小分子抑制劑類(lèi)藥物及分類(lèi)一覽》一文)。其中靶向于EGFR酪氨酸激酶活性，且用于非小細胞肺癌治療的藥物可分為三代，簡(jiǎn)要介紹如下：
第一代EGFRTKIs：
苯胺基喹唑啉類(lèi)化合物可以競爭性的抑制EGFR酪氨酸激酶活性，代表性藥物為用于非小細胞肺癌治療的Gefitinib及Erlotinib。
Gefitinib由阿斯利康(AstraZeneca，AZ)研發(fā)，于2003年5月5日獲美國FDA批準上市，后又于2009年6月24日獲歐洲EMA批準，由阿斯利康上市銷(xiāo)售，商品名為Iressa?。吉非替尼是首個(gè)表皮生長(cháng)因子受體(EGFR)酪氨酸激酶選擇性抑制劑，適用于單藥繼續治療鉑類(lèi)和多西他賽化療失敗的局部晚期或轉移性非小細胞肺癌。2015年，Gefitinib獲批用于攜帶有EGFR外顯子19缺失突變或外顯子21L858R突變的轉移性非小細胞肺癌患者的治療。
鹽酸厄洛替尼由基因泰克(Genentech，被羅氏收購)和安斯泰來(lái)共同研發(fā)，首先于2004年11月18日獲美國FDA批準上市，由基因泰克和安斯泰來(lái)在美國上市銷(xiāo)售，商品名為T(mén)arceva?。厄洛替尼是表皮生長(cháng)因子受體(EGFR)酪氨酸激酶抑制劑，后者在各種癌癥中高度表達和偶然突變，以可逆的方式與受體的三磷酸腺苷(ATP)位點(diǎn)結合，用于治療非小細胞肺癌(NSCLC)和胰腺癌。
鹽酸埃克替尼是一種表皮生長(cháng)因子受體酪氨酸激酶(EGFR-TKI)抑制劑，于2011年在中國上市，適用于表皮生長(cháng)因子受體(EGFR)具有敏感基因突變的局部晚期或轉移性非小細胞肺癌(NSCLC)的一線(xiàn)治療。Gefitinib和Erlotinib均存在由EGFR活性抑制所帶來(lái)的副作用。另外，EGFRT790M突變的出現也使得腫瘤細胞產(chǎn)生了耐藥性。從機理上講，第一代EGFRTIKs為可逆性抑制劑分子，因而臨床治療效果受限于劑量依賴(lài)性毒性。
第二代EGFRTKIs：
第二代EGFRTKIs包括Dacomitinib、Canertinib、Afatinib及Neratinib等，同屬于苯胺基喹唑啉類(lèi)化合物。Dacomitinib療效與Erlotinib類(lèi)似，用于外顯子19缺失的患者。
Dacomitinib是一種不可逆的EGFR酪氨酸激酶抑制劑，治療機理除競爭性地占據EGFR上ATP結合位點(diǎn)外，還能與EGFR結合口袋開(kāi)口處附近所特有氨基酸殘基發(fā)生烷基化作用或共價(jià)鍵結合，進(jìn)而實(shí)現對EGFR的不可逆抑制，可抑制包括EGFR/HER1、HER2和HER4在內的ErbB蛋白家族的活性。Dacomitinib對EGFR的阻斷效果比一代藥物更好，因此對腫瘤生長(cháng)的抑制時(shí)間更長(cháng)。
Afatinib是酪氨酸激酶(TKI)受體ErbB家族不可逆的抑制劑，可以與由ErbB家族成員EGFR(ErbB1)、HER2(ErbB2)、ErbB3、ErbB4所形成的所有同源或異源二聚體共價(jià)結合，并阻斷其所產(chǎn)生的信號。因受體基因突變、擴增，受體配體的過(guò)度表達所引起ErbB信號異常促進(jìn)了惡性表型的發(fā)展。該藥用于一線(xiàn)治療轉移性非小細胞肺癌(NSCLC)，即當用FDA批準的臨床檢驗證實(shí)患者腫瘤表皮生長(cháng)因子受體(EGFR)外顯子19缺失或外顯子21(L858R)取代突變。研究結果發(fā)現，EGFR的G719X、L861Q和S768I這些突變位點(diǎn)，他們對阿法替尼反應率較好，但是其他的突變位點(diǎn)對應阿法替尼的反應率不是很理想。另外，阿法替尼對T790M突變和外顯子20插入突變的控制效果也不是很好。在臨床實(shí)際運用過(guò)程中，其療效并沒(méi)有優(yōu)于第一代的靶向藥，而且相對而言第二代靶向藥的副作用更大。更重要的是，第一代靶向藥出現耐藥后，第二代EGFR-TKI靶向藥也不能克服耐藥，所以現在第二代的靶向藥臨床運用并不廣泛。
第三代EGFRTKIs：
第一、二代靶向藥物雖然療效顯著(zhù)，但2/3的患者都會(huì )在使用藥物1-2年出現抗藥性，腫瘤可能開(kāi)始反彈。每個(gè)病人對靶向藥產(chǎn)生抗藥性的原因不盡相同，但50%~60%的EGFR抑制劑耐藥與T790M突變有關(guān)。臨床研究證明，抗EGFRT790M突變治療，可使腫瘤細胞“正常化”，在一二線(xiàn)治療失敗后或可提高療效。因此針對EGFRT790M突變，已被認為是第三代有效的
抗癌策略。近年來(lái)，抗EGFRT790M藥物在腫瘤治療領(lǐng)域取得了一定進(jìn)展。
第三代EGFRTKIs主要包括Osimertinib、Rociletinib、EGF816、ASP8273、HM-61713/BI-1482694/Olmutinib、PF-06747775、PF-06459988、WZ4002、HS-10296及Avitinib等。這些化合物具有高效低毒的特點(diǎn)，源于對野生型EGFR不具有選擇性抑制活性。其作用機制具體為可通過(guò)共價(jià)鍵結合于Cys797，同時(shí)與Met793及Met790形成氫鍵相互作用。這其中的不可逆抑制劑PF-06459988還可作用于L858R/T790M雙突變型腫瘤細胞。
Osimertinib
研發(fā)代碼AZD9291，是由阿斯利康研發(fā)的靶向抗癌藥物，分別于2015年11月13日和2016年2月2日獲得美國FDA和歐洲EMA的上市批準，之后又于2016年3月28日獲日本PMDA批準上市，商品名為T(mén)agrisso?。該藥后又于2017年2月3日獲中國CFDA批準上市，商品名為泰瑞沙?，獲批治療EGFR-T790突變陽(yáng)性非小細胞肺癌。AZD-9291是高效選擇性EGFR突變體抑制劑，對外顯子19缺失型EGFR、L858R/T790MEGFR和野生型EGFR的IC50分別為12.92nM、11.44nM和493.8。Tagrisso?是口服用片劑，規格有40毫克和80毫克(以Osimertinib計)。推薦劑量是每日口服一次，每次80mg。
Rociletinib
Rociletinib(研發(fā)代碼CO-1686)是EGFR非可逆性抑制劑，可作用于攜帶外顯子19缺失突變、L858R及T790M突變的腫瘤細胞，用于治療EGFR突變的非小細胞肺癌，于2015年7月向美國FDA提交了NDA上市申請，但FDA咨詢(xún)委員會(huì )于2016年4月13日以12:1的投票結果否決了Rociletinib的上市申請。同時(shí)ClovisOncology公司已撤回Rociletinib在歐盟的上市申請。Rociletinib是由Avila公司原研的小分子化合物，其中Avila公司于2011年被新基
制藥收購。自2010年起，該藥由新基和克洛維斯腫瘤公司共同開(kāi)發(fā)。
EGF816
是諾華公司研發(fā)的第三代小分子口服EGFR不可逆抑制劑，目前處于2期臨床試驗中。類(lèi)似于A(yíng)ZD9291，Nazartinib也是氨基嘧啶結構，共價(jià)結合于EGFR催化域ATP結合位點(diǎn)邊緣的C797，對T790M突變有很強抑制活性。該藥物與Nivolumab聯(lián)合治療非小細胞肺癌(NSCLC)，目前二期臨床進(jìn)行中。另外，針對實(shí)體瘤的研究已進(jìn)入臨床一期和二期。
ASP8273
EGFR非可逆性酪氨酸激酶抑制劑，曾處于臨床三期，用于EGFR突變的非小細胞肺癌(NSCLC)和實(shí)體瘤。2017年5月11日，Astellas宣布終止公司EGFRT790M抑制劑ASP8273的III期SOLAR試驗，原因尚未公布。
HM-61713/BI-1482694/Olmutinib
HM61713是靶向T790M突變的第三代EGFR抑制劑。2016年5月17日，勃林格殷格翰宣布韓國制藥企業(yè)韓美研發(fā)的Olmutinib(BI1482694/HM61713)已在韓國獲得批準，用于既往接受過(guò)TKI治療的局部晚期或轉移性EGFRT790M突變NSCLC患者，這也是韓國批準的第一個(gè)治療T790M突變的肺癌靶向藥物(僅比奧希替尼提前幾天)。韓國批準HM61713主要基于I/II期HM-EMSI-101研究的結果，ORR達到62%，疾病控制率為91%；在產(chǎn)生緩解的76例患者中，有32例在數據采集截止日(2015/6/30)仍保持有效。基于這個(gè)結果，FDA在2015年12月21日授予了Olmutinib突破性藥物資格。2016年5月再鼎
醫藥向中國食品
藥品監督管理局提交臨床申請(1.1類(lèi)化藥)，研發(fā)代碼為ZL-2303，后主動(dòng)撤回申請。
PF-06747775
由輝瑞研發(fā)，處于臨床I/II期實(shí)驗，用于治療局部晚期或轉移性EGFR突變(del19、L858R、T790M/L858R、T790M/del)非小細胞肺癌。入組的患者必須攜帶有EGFR敏感突變，且對EGFRTKI治療耐藥進(jìn)展。在II期實(shí)驗中，所有入組患者需要確認攜帶有T790M突變。
WZ4002
WZ4002是一種新型的、突變選擇性EGFR抑制劑，作用于EGFR(L858R)/(T790M)，在BaF3細胞系中IC50為2nM/8nM；對ERBB2磷酸化(T798I)沒(méi)有抑制作用。在低濃度時(shí)WZ4002對EGFR突變體的作用更為強烈，從而在正常機體中產(chǎn)生較低的毒性。盡管如此，野生型EGFR對高濃度藥物及長(cháng)期口服過(guò)程較為敏感。由于專(zhuān)利糾紛，迄今為止尚未有針對WZ4002的臨床研究見(jiàn)諸報道。
HS-10296
HS-10296由江蘇豪森研發(fā)，目前在美國處于臨床一/二期，用于治療T790M突變陽(yáng)性的非小細胞肺癌。2016年8月，江蘇豪森向中國食品藥品監督管理總局(CFDA)提交HS-10296的臨床試驗申請(化藥1類(lèi))，2017年3月批準臨床。此前已經(jīng)在美國、臺灣、韓國三地開(kāi)展國際多中心臨床研究。
Avitinib
馬來(lái)酸艾維替尼由艾森生物(杭州)研發(fā)，是第3代口服、不可逆EGFR抑制劑。臨床前研究表明Avitinib可克服T790M突變所致耐藥，目前處于臨床一/二期，用于治療由表皮生長(cháng)因子受體(EGFR)突變或T790M耐藥突變所導致的局部晚期或轉移性非小細胞肺癌。該化合物于2014年9月獲得中國化藥1.1類(lèi)臨床批件。
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