成纖維細(xì)胞生長因子受體1在非小細(xì)胞肺癌中的研究進展

劉 磊，張家齊，王桂閣，黃 誠，李 力，梁乃新，李單青

中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院 北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院 北京協(xié)和醫(yī)院胸外科，北京 100730

肺癌目前已成為全世界癌癥患者死亡的主要原因之一[1]，其主要分為非小細(xì)胞肺癌(non-small cell lung cancer, NSCLC)和小細(xì)胞肺癌(small cell lung cancer, SCLC)兩大類。NSCLC主要由腺癌及鱗癌兩種亞型組成，約占所有肺癌類型的85%。依據(jù)2015年發(fā)布的第8版TNM分期，肺癌預(yù)后仍較差[2]。國

際肺癌研究協(xié)會(International Association for the Study of Lung Cancer，IASLC)數(shù)據(jù)顯示，依據(jù)NSCLC第8版TNM分期系統(tǒng)，病理學(xué)分期為Ⅰa 1期的患者5年生存率為90%，但Ⅲa期患者則降至41%[3]。隨著對肺癌研究的不斷深入，目前發(fā)現(xiàn)靶向藥物對出現(xiàn)成纖維細(xì)胞生長因子受體(fibroblast growth factor receptor, FGFR)基因突變及棘皮動物微管結(jié)合蛋白4-間變性淋巴瘤激酶(echinoderm microtubule associated protein like 4-anaplastic lymphoma kinase，EML4-ALK)基因融合的NSCLC治療效果令人滿意。但上述兩種基因的異常改變僅多見于肺腺癌患者，目前可應(yīng)用于肺鱗癌的靶向藥物仍較少。

FGFR1是FGF家族的4種酪氨酸激酶受體之一。FGFR1基因主要以基因擴增高表達為主，目前被認(rèn)為可作為NSCLC分子治療的潛在靶點?，F(xiàn)已證實FGFR1位于8號染色體短臂1區(qū)1帶(8p11)[4- 5]，且僅約25%～30%位于中央?yún)^(qū)域[6]。作為龐大復(fù)雜分子信號系統(tǒng)的一部分，包含至少22種FGF及4種FGFR的FGF家族廣泛分布于人體內(nèi)，參與細(xì)胞分化、生長、組織發(fā)生發(fā)展、血管生成及傷口愈合等多種過程[7- 8]。 FGFR1屬于跨膜酪氨酸激酶受體(receptor tyrosine kinase, RTK)，由胞外區(qū)、跨膜螺旋區(qū)及具有酪氨酸激酶活性的胞內(nèi)區(qū)組成。胞外區(qū)由2～3個類免疫球蛋白環(huán)組成(Ig Ⅰ、Ig Ⅱ、Ig Ⅲ)，Ig Ⅰ具有自抑作用，靠近胞膜的Ig Ⅱ和Ig Ⅲ為與FGF配體特異性結(jié)合的部位[9]。FGFR1與相應(yīng)配體結(jié)合后發(fā)生構(gòu)型改變，并通過酪氨酸酶磷酸化激活下游信號通路產(chǎn)生相應(yīng)生物學(xué)效應(yīng)。一般情況下，編碼FGFR的Ⅲb外顯子在上皮細(xì)胞中表達，Ⅲc外顯子在間質(zhì)細(xì)胞中表達[10]，同時FGFR Ⅲb的配體在間質(zhì)細(xì)胞中表達，F(xiàn)GFR Ⅲc的配體在上皮細(xì)胞中表達，以此建立信號傳導(dǎo)過程中的旁分泌機制以保障組織發(fā)生的均衡[11]。

1 成纖維細(xì)胞生長因子受體1檢測方法

現(xiàn)有多種方法可檢測FGFR1的表達情況，但目前尚無針對FGFR1異常表達的標(biāo)準(zhǔn)定義及檢測方法。熒光原位雜交技術(shù)(fluorescence in situ hybridization，F(xiàn)ISH)作為檢測基因擴增的標(biāo)準(zhǔn)方法目前應(yīng)用最多。FISH方法有經(jīng)濟、安全及穩(wěn)定等優(yōu)點，但也存在程序復(fù)雜及判讀主觀性強等缺點。采用FISH方法進行檢測所獲得的FGFR1的擴增率取決于陽性結(jié)果判定標(biāo)準(zhǔn)以及對于相應(yīng)結(jié)果的主觀解讀，因此，不同檢測中心所得出的擴增率之間具有較大差異[12- 15]。定量聚合酶鏈反應(yīng)(quantitative polymerase chain reaction，qPCR)技術(shù)相比FISH法對于FGFR1基因擴增高表達檢測具有良好的相關(guān)性[16]，且操作更簡單，并有自動化、可定量及不依賴主觀判讀的優(yōu)點[17- 18]，然而該技術(shù)對儀器設(shè)備以及引物的要求更高，且存在一定的假陰性及假陽性可能。

2 成纖維細(xì)胞生長因子及其受體致病機制

FGF介導(dǎo)的信號通路在脊椎動物胚胎發(fā)生期及后期各種組織器官的生長分化過程中具有非常重要的作用[19]。在胞核內(nèi)，F(xiàn)GFR1作為轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)劑，激活位于不同染色體上的多基因，以調(diào)控細(xì)胞生長及分化[20]。FGF2和FGFR1在肺血管腔隙中高度表達[21]，現(xiàn)已證實FGF信號通路在吸煙引起的慢性阻塞性肺疾病中參與氣道重塑，并且與小氣道炎癥反應(yīng)相關(guān)[22]。

FGFR1在胃癌、結(jié)直腸癌及骨肉瘤等實體惡性腫瘤中均有基因異常擴增[23- 25]。FGF、FGFR1及FGFR2分布于支氣管上皮細(xì)胞和肺癌細(xì)胞的胞漿和胞核中。與正常支氣管上皮細(xì)胞相比，F(xiàn)GFR1、FGFR2在肺腺癌細(xì)胞的胞核中表達明顯升高，F(xiàn)GF在肺鱗癌細(xì)胞的胞核中表達明顯升高[26]。一項包括26個癌種的3131份腫瘤標(biāo)本研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)GFR1異常擴增率為10%[27]。FGF與FGFR結(jié)合使其磷酸化，進而激活包括PI3K、ERK/MAPK及JNK等在內(nèi)的信號通路以產(chǎn)生一系列生物學(xué)效應(yīng)[28- 30]，且上述通路是多種腫瘤生長、轉(zhuǎn)移及血管生成的中心環(huán)節(jié)。研究認(rèn)為，F(xiàn)GF2、FGF9、FGFR1 Ⅲc及FGFR2 Ⅲc在NSCLC的發(fā)生發(fā)展過程中具有一定作用[11,31- 33]。越來越多的證據(jù)表明，F(xiàn)GF家族與FGFR組成的自分泌和旁分泌系統(tǒng)參與到NSCLC發(fā)生發(fā)展的各個環(huán)節(jié)中，并發(fā)揮重要作用。已有研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)GF2、FGF9與FGFR1 Ⅲc同步表達[11]，且血清中FGF2的濃度可作為肺癌預(yù)后的獨立負(fù)相關(guān)因素[34- 35]。

3 成纖維細(xì)胞生長因子受體1與非小細(xì)胞肺癌臨床特點

3.1 非小細(xì)胞肺癌亞型

在大約12.5%的NSCLC中可檢測到FGFR1異常擴增[36],但其在NSCLC不同病理類型中表現(xiàn)不盡相同。既往研究發(fā)現(xiàn)，肺鱗癌中FGFR激酶家族基因異常更為常見[37]，在肺鱗癌中FGFR1異常擴增的發(fā)生率為10.7%～20.7%[14,18,36,38- 39]，在肺腺癌中發(fā)生率較低，約為3%[4- 5,36]。一項納入了329例Ⅰ～Ⅱ期淋巴結(jié)陰性的NSCLC研究表明，肺鱗癌中FGFR1異常擴增率可高達20.7%，且與其他腫瘤類型相比具有統(tǒng)計學(xué)差異[36]。此外，大多數(shù)研究表明，F(xiàn)GFR1異常擴增與NSCLC亞型相關(guān)且多發(fā)生于肺鱗癌患者[18,40- 42]。此外，兩項包含大細(xì)胞肺癌亞型的研究分別發(fā)現(xiàn)了13%和44.4%的異常擴增高表達[36,38]，但標(biāo)本量較少(23例和9例)，仍需大樣本研究加以證實。

3.2 性別與吸煙史

多數(shù)研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)GFR1擴增高表達狀態(tài)更多見于男性患者[18,40- 43]。大多數(shù)研究發(fā)現(xiàn)FGFR1擴增高表達與吸煙史相關(guān)[18,26,40- 42]。一項納入18項研究的Meta分析結(jié)果表明，F(xiàn)GFR1擴增高表達狀態(tài)與男性(OR=2.05, 95% CI：1.50～2.80,P<0.001)及吸煙史(OR=3.31, 95% CI：2.02～5.44，P<0.001)具有相關(guān)性[44]，且具有統(tǒng)計學(xué)意義。上述研究共涉及4954例患者，包括1994至2014年關(guān)于NSCLC患者FGFR1擴增高表達與臨床病理特點相關(guān)性的研究，由此可基本得出FGFR1基因擴增高表達與男性患者及吸煙史相關(guān)的結(jié)論。

3.3 腫瘤分期

FGFR1擴增高表達狀態(tài)與腫瘤直徑大小、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及分期是否有關(guān)目前并無明確定論[14,18,39- 40]。Cihoric等[38]的數(shù)據(jù)表明，隨著腫瘤直徑、T分期以及TNM分期的升高，F(xiàn)GFR1的擴增高表達率也在升高，且后者與前3者之間的這一關(guān)系具有統(tǒng)計學(xué)意義。在關(guān)于腫瘤轉(zhuǎn)移方面，目前研究發(fā)現(xiàn)，肺癌腦轉(zhuǎn)移的患者，F(xiàn)GFR1高表達的情況更多見于肺腺癌，且此類患者更容易出現(xiàn)內(nèi)臟及肝臟的轉(zhuǎn)移。Preusser 等[38]研究發(fā)現(xiàn)，1例肺腺癌和1例大細(xì)胞肺癌患者僅在其腦轉(zhuǎn)移病灶中發(fā)現(xiàn)了FGFR1的擴增高表達現(xiàn)象，而在原發(fā)腫瘤中并未檢測出這一基因異常。

3.4 總生存期與無病生存期

與上述臨床特征不同，既往研究均發(fā)現(xiàn)FGFR1基因擴增高表達與總生存期(overall survival，OS)及無病生存期(disease-free survival，DFS)呈負(fù)相關(guān)[13,26,36,40,44- 45]，即FGFR1擴增高表達往往提示NSCLC預(yù)后較差，這一點在不同亞型、性別及既往史的患者中并無明顯差異。Kim等[13]的研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)GFR1基因擴增高表達可作為影響預(yù)后的獨立因素，F(xiàn)GFR1擴增高表達的患者，其OS和DFS明顯縮短(DFS：26.9比94.6，P<0.001；OS：51.2比115.0，P=0.002)。同樣，Cihoric等[36]的研究也發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)GFR1擴增高表達的NSCLC患者5年及10年的OS和DFS均更短且更易出現(xiàn)腫瘤復(fù)發(fā)。此外，Kim等[13]的研究還發(fā)現(xiàn)，肺鱗癌患者中，F(xiàn)GFR1擴增高表達陽性組的患者接受輔助化療的亞組OS和DFS較未接受輔助化療的亞組明顯延長，但在FGFR1擴增高表達陰性組的患者中，接受輔助化療的亞組OS和DFS卻較非化療亞組縮短，之前的一些研究也證實了這一發(fā)現(xiàn)[46- 47]。

FGFR1與NSCLC臨床特點之間的關(guān)系受到諸如檢測方法、樣本量以及分層因素的影響而在不同研究中呈現(xiàn)不同結(jié)果。較一致的結(jié)論包括：FGFR1多見于肺鱗癌的NSCLC患者，且男性吸煙患者發(fā)生擴增高表達的比率更高；FGFR1的擴增高表達與腫瘤轉(zhuǎn)移相關(guān)；發(fā)生FGFR1擴增高表達的NSCLC患者往往預(yù)后較差，但可從輔助化療中受益。

4 成纖維細(xì)胞生長因子受體1與靶向治療

目前針對肺腺癌中EGFR基因突變以及ALK基因融合的靶向治療藥物已在臨床廣泛應(yīng)用。但除近期上市的程序性細(xì)胞死亡蛋白- 1(programmed death- 1，PD- 1)抑制劑之外，針對于肺鱗癌的靶向藥物目前仍較為匱乏。鑒于FGFR1基因擴增高表達在NSCLC中尤其是肺鱗癌患者中有較高比例，目前已有多種針對FGFR1的靶向藥物正在研究中。既往研究已發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)GFR1抑制劑對吉非替尼不敏感的肺鱗癌細(xì)胞增殖有較好的抑制作用[11]。之后的研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)GF2-FGFR1自分泌信號傳導(dǎo)通路可能與EGFR-TKI(如吉非替尼或阿法替尼)耐藥有關(guān)，該通路通過激活EGFR下游信號傳導(dǎo)通路(如PI3K)等促進腫瘤細(xì)胞增殖。在阻斷上述通路后，可再次獲得對EGFR-TKI的敏感性[46- 47]。因此，F(xiàn)GFR1靶向藥物可能不僅可用于原發(fā)FGFR1擴增高表達的NSCLC患者，且可能用于EGFR-TKI原發(fā)耐藥或繼發(fā)耐藥的情況。

4.1 PD173074

PD173074是FGFR1特異性ATP競爭性抑制劑，除此之外，還能夠?qū)GF2的神經(jīng)營養(yǎng)支持作用及FGFR3產(chǎn)生一定抑制作用，從而延緩腫瘤細(xì)胞的生長[48- 49]。目前在體外及小鼠體內(nèi)研究中均發(fā)現(xiàn)PD173074對FGFR1擴增高表達的肺鱗癌細(xì)胞生長具有明顯抑制作用[4- 5]。Dutt等[4]的研究中，F(xiàn)GFR1擴增高表達的細(xì)胞株H1581在PD173074的作用下，出現(xiàn)了生長被抑制的表現(xiàn)；而Weiss等[5]在將上述NSCLC細(xì)胞株移植到小鼠體內(nèi)并同樣應(yīng)用PD173074進行治療后，出現(xiàn)了腫瘤生長減緩甚至瘤體縮小的結(jié)果。上述兩項研究中，均發(fā)現(xiàn)PD173074的作用效果與藥物劑量呈正相關(guān)。目前該藥物暫無針對NSCLC治療的臨床試驗。

4.2 BGJ- 398

BGJ- 398作為FGFR抑制劑，還可抑制VEGFR2以及其他激酶，包括ABL、FYN、 KIT、LCK和LYN等。Goke等[50]于2015年利用具有FGFR1擴增高表達的H1581細(xì)胞株進行研究，發(fā)現(xiàn)BGJ- 398通過激活半胱天冬酶依賴的線粒體及非線粒體途徑誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞的凋亡，細(xì)胞在G0/G1期即被抑制。此外，上述研究還發(fā)現(xiàn)腫瘤抑制基因程序性細(xì)胞凋亡因子4(programmed cell death 4，PDCD4)表達上調(diào)且血管生成素2(angiopoietin 2，ANG2)表達下降，因此這也是BGJ- 398抑制腫瘤生長的另一種機制。Nogova等[51]于2017年發(fā)表的一項納入36例FGFR1擴增高表達鱗癌患者的研究中，應(yīng)用BGJ- 398獲得了50%的疾病控制率，11例患者獲得病情穩(wěn)定(stable disease，SD)。目前已有關(guān)于BGJ- 398應(yīng)用于治療FGFR1擴增高表達肺鱗癌的Ⅰ期臨床試驗(NCT01004224)，但尚未公布相關(guān)研究結(jié)果。

4.3 AZD4547

AZD4547對FGFR1～3具有高選擇性，在體外及動物實驗中發(fā)現(xiàn)其對FGFR1～3均有抑制作用且該作用具有劑量依賴性[52]。此外，在對中國NSCLC人群的研究中發(fā)現(xiàn)，AZD4547對腫瘤細(xì)胞的抑制作用與FGFR1的擴增高表達程度以及相應(yīng)的蛋白表達程度有關(guān)[41]，即FGFR1擴增高表達水平及蛋白表達程度越高，AZD4547對于腫瘤細(xì)胞的抑制作用越強。此外，Rooney等[16]的研究發(fā)現(xiàn)，非擴增性FGFR1高表達仍對腫瘤細(xì)胞具有抑制作用。該研究應(yīng)用AZD4547作用于多種NSCLC細(xì)胞株，其中H226與LK2兩組細(xì)胞株雖不存在FGFR1擴增高表達的基因異常，但這兩組細(xì)胞株FGFR1轉(zhuǎn)錄的mRNA水平均較高，即同樣對AZD4547敏感。目前關(guān)于AZD4547對FGFR1擴增高表達的NSCLC靶向治療研究處于Ⅰ/Ⅱ期臨床研究階段，其中包括關(guān)于AZD4547單藥治療多種具有FGFR1或FGFR2擴增高表達腫瘤的研究(NCT01795768)，以及關(guān)于聯(lián)合AZD4547與多西他賽治療NSCLC的研究(NCT 01824901)。

4.4 帕納替尼

帕納替尼(Ponatinib)作為治療成人慢性粒細(xì)胞白血病的酪氨酸抑制劑已被批準(zhǔn)上市，其主要作用靶點為BCR-ABL融合基因，同時其對FGFR1過度表達的細(xì)胞生長也有抑制作用。該藥物通過抑制FGFR1基因及其下游信號通路的激活來抑制腫瘤細(xì)胞的生長[53]。在體外研究中發(fā)現(xiàn)，帕納替尼的藥效與FGFR1的mRNA水平呈正相關(guān)，即對FGFR1高度表達的NSCLC細(xì)胞具有抑制作用，但對FGFR1低表達的NSCLC細(xì)胞作用較小或幾乎沒有作用[53]，因此，F(xiàn)GFR1的mRNA以及蛋白表達水平比基因拷貝數(shù)更好地預(yù)測對帕納替尼的敏感性[54]。目前有關(guān)于帕納替尼治療肺鱗癌以及頭頸部惡性腫瘤和進展期NSCLC的Ⅱ期臨床研究(NCT01761747，NCT01813734)正在進行中，研究結(jié)果尚未公布。

4.5 多韋替尼

多韋替尼(Dovitinib)是多靶點酪氨酸激酶抑制劑，對FGFR1/3及VEGFR1/2均有抑制作用。但Lim等[55]在2016年發(fā)表的一項研究表明，該藥物對FGFR1擴增高表達的肺鱗癌患者治療效果并不十分理想。在入組的49例患者中，無患者獲得完全緩解，3例患者獲得了部分緩解，10例患者獲得SD，9例患者出現(xiàn)了疾病進展。此外，在另一項關(guān)于多韋替尼抗VEGF治療進展期結(jié)直腸癌和肺癌的Ⅱ期臨床試驗(NCT01676714)中，也并未發(fā)現(xiàn)該藥物有令人滿意的治療效果[56]。目前已有關(guān)于多韋替尼應(yīng)用于存在任何潛在異?；虬悬c的實體惡性腫瘤的Ⅱ臨床研究(NCT01831726)，相關(guān)試驗結(jié)果有待公布。

4.6 尼達尼布

尼達尼布(Nintedanib)是一種三聯(lián)血管激酶抑制劑,可同時阻斷3種生長因子受體：血管內(nèi)皮生長因子受體(vascular endothelial growth factor receptor， VEGFR)、血小板源性生長因子受體(platelet-derived growth factor receptor PDGFR)、FGFR。既往研究發(fā)現(xiàn)該藥物在治療特發(fā)性肺間質(zhì)纖維化方面具有令人滿意的效果，已作為治療該種疾病的藥物被批準(zhǔn)上市，但目前并無治療NSCLC的適應(yīng)癥。Hibi等[45]研究發(fā)現(xiàn)，尼達尼布可抑制FGFR1磷酸化以阻斷FGFR1-ERK信號通路，進而抑制FGFR1陽性細(xì)胞的生長；上述研究同時發(fā)現(xiàn)尼達尼布對腫瘤細(xì)胞的抑制作用并無劑量依賴性，其認(rèn)為低劑量足以產(chǎn)生抗血管生成作用，但可能需更高劑量來抑制癌細(xì)胞的增殖。LUME-Lung1的Ⅲ期臨床試驗發(fā)現(xiàn)，尼達尼布聯(lián)合多西他賽對于鉑類藥物預(yù)處理過的NSCLC患者，提高PFS效果優(yōu)于多西他賽單藥(3.4比2.7)[57]；此外， LUME-Lung 2的Ⅲ期臨床試驗發(fā)現(xiàn)，尼達尼布聯(lián)合培美曲塞具有相似的效果(4.4比3.6)[58]。目前，有關(guān)尼達尼布聯(lián)合納武單克隆抗體等藥物治療NSCLC安全性及耐受性的Ⅱ期臨床試驗(NCT03377023)正在研究中。

5 小結(jié)

綜上所述，F(xiàn)GFR1作為位于8p11的酪氨酸激酶跨膜受體，不僅在人體正常生理過程中具有重要作用，更參與到多種惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展過程中。擴增高表達為其最常見的基因異常形式，但目前暫無統(tǒng)一的判定標(biāo)準(zhǔn)及檢測方法。研究已發(fā)現(xiàn)FGFR1擴增高表達與NSCLC之間存在相關(guān)性，雖然目前暫未從細(xì)胞分子學(xué)方面對其兩者關(guān)系進行完全闡釋，但已發(fā)現(xiàn)其與NSCLC臨床病理學(xué)之間的關(guān)聯(lián)?，F(xiàn)有研究認(rèn)為，F(xiàn)GFR1擴增高表達狀態(tài)多見于男性、既往有吸煙史及病理亞型為鱗癌的NSCLC患者，且往往預(yù)示較差預(yù)后。目前已有多種針對FGFR1擴增高表達的靶向藥物正處于研究試驗過程中，從細(xì)胞水平試驗結(jié)果來看，靶向藥物的療效比較明顯，但現(xiàn)有臨床試驗所呈現(xiàn)的結(jié)果卻差強人意。期待目前其他正在進行的靶向藥物的臨床試驗?zāi)軌驗榇嬖贔GFR1擴增高表達的NSCLC患者治療提供新的思路與方向。