阿帕替尼抗腫瘤機(jī)制的研究進(jìn)展

崔博豪，何祚寬，董婭蘭，沈奕薇，孫舒雅，張恩魁，劉詩琦，張 雷

(1.天津醫(yī)科大學(xué)第二臨床醫(yī)學(xué)院，天津 300070； 2.天津醫(yī)科大學(xué)腫瘤醫(yī)院肺部腫瘤科，天津 300060)

阿帕替尼(YN968D1)是一種通過靶向抑制血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子受體2(vascular endothelial growth factor receptor 2,VEGFR2)磷酸化來抗血管新生進(jìn)而抑制腫瘤生長(zhǎng)的小分子酪氨酸激酶抑制劑，于2014年由國(guó)家食品藥品監(jiān)督管理總局批準(zhǔn)上市，用于晚期胃或胃-食管結(jié)合部腺癌三線或三線以上治療[1-2]。其作用靶點(diǎn)VEGFR2是一種主要在內(nèi)皮祖細(xì)胞和血管內(nèi)皮細(xì)胞中表達(dá)的受體，激活后可磷酸化產(chǎn)生一系列信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)級(jí)聯(lián)反應(yīng)，與血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖遷移及腫瘤血管生成關(guān)系密切[1,3]。國(guó)內(nèi)外關(guān)于阿帕替尼對(duì)不同惡性腫瘤的臨床研究報(bào)道較多，在對(duì)非小細(xì)胞肺癌(non-small-cell lung carcinoma,NSCLC)、胃癌和乳腺癌的臨床試驗(yàn)中均展示出較好的療效[4-6]。亦有臨床研究表明，阿帕替尼可明顯延長(zhǎng)二線及以上化療失敗后廣泛期小細(xì)胞肺癌患者的無進(jìn)展生存期[7]?，F(xiàn)就阿帕替尼在不同惡性腫瘤中的抗腫瘤機(jī)制進(jìn)行綜述，以期為后續(xù)基礎(chǔ)及臨床研究提供更加充分的理論依據(jù)。

1 胃 癌

血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)在多種腫瘤細(xì)胞增殖和凋亡中起重要作用，可誘發(fā)VEGFR2高表達(dá)，促進(jìn)其活化并發(fā)生核移位，作為轉(zhuǎn)錄因子調(diào)節(jié)細(xì)胞功能，進(jìn)而促進(jìn)惡性腫瘤細(xì)胞的增殖[8-12]。已有實(shí)驗(yàn)證明，向高表達(dá)VEGF的胃癌細(xì)胞(SGC-7901和BGC-823細(xì)胞株)中加入重組人VEGF(recombination human VEGF,rhVEGF)可觀察到磷酸化的VEGFR2、磷脂酶Cγ1(phospholipase Cγ1,PLCγ1)和細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶(extracellular signal-regulated kinase,ERK)水平升高，而給予PLC的抑制劑后，VEGF和活化的ERK相應(yīng)減少[13]。這說明在胃癌細(xì)胞中，VEGF通過PLC激活處于胞質(zhì)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路終末位置的ERK，使其進(jìn)入細(xì)胞核促進(jìn)Elk-1、活化轉(zhuǎn)錄因子、激活蛋白1、c-Fos和c-Jun等活化，調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖、分化和凋亡[11,14]。有動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明阿帕替尼聯(lián)合紫杉醇或5-氟尿嘧啶可協(xié)同作用治療胃癌(藥物相互作用系數(shù)<1)，而聯(lián)合奧沙利鉑只是單純的效果疊加[15]。Lin等[16]研究發(fā)現(xiàn)高表達(dá)VEGFR2和VEGF的胃癌細(xì)胞較低表達(dá)者對(duì)阿帕替尼更敏感，指出阿帕替尼治療的胃癌機(jī)制之一即為通過阻斷腫瘤細(xì)胞中VEGFR2/PLCγ1/ERK1/2通路并減少VEGF自分泌來抑制胃癌細(xì)胞復(fù)制。這為阿帕替尼應(yīng)用于胃癌的治療提供了新的理論依據(jù)，VEGFR2也可能作為阿帕替尼治療胃癌的預(yù)后標(biāo)志物。目前一線、二線胃癌化療方案局限性較大，且目前沒有化療藥物有明確的延長(zhǎng)患者生存期的作用[17]。Ⅲ期臨床試驗(yàn)顯示，阿帕替尼850 mg/d組和安慰劑對(duì)照組對(duì)比，前者中位總生存期顯著延長(zhǎng)(6.5個(gè)月比4.7個(gè)月，P=0.015；HR=0.709，95%CI0.537～0.937，P=0.016)，無進(jìn)展生存期也明顯延長(zhǎng)(2.6個(gè)月比1.8個(gè)月，P<0.001；HR=0.444，95%CI0.331～0.595，P<0.001)[18]。雖然阿帕替尼對(duì)于胃癌的臨床療效已被證實(shí)，但作用機(jī)制研究尚顯不足[16]。

2 白血病

VEGF與VEGFR2的結(jié)合可通過激活Ras/Raf/促分裂原活化的蛋白激酶激酶(mitogen-activated protein kinase kinase，MEK)/ERK通路，磷酸化ERK被快速地轉(zhuǎn)運(yùn)入細(xì)胞核，去磷酸化并激活Elk-1、 激活蛋白1等與增殖相關(guān)的轉(zhuǎn)錄分子，促進(jìn)白血病細(xì)胞的增殖[19]。而阿帕替尼則可通過選擇性地抑制VEGFR2的磷酸化，下調(diào)該部分急性早幼粒細(xì)胞白血病(acute promyelocytic leukemia,APL)胞內(nèi)通路中活化的ERK1/2，抑制HL-60細(xì)胞增殖并誘導(dǎo)其凋亡[20]。另一方面，VEGFR2下游磷脂酰肌醇-3激酶(phosphatidylinositol 3-kinase，PI3K)/蛋白激酶B(protein kinase B,PKB/Akt)/哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)信號(hào)通路的激活，也可導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞的G1期時(shí)程縮短，細(xì)胞周期縮短，快速增殖以及癌蛋白分泌增加[21]。阿帕替尼通過下調(diào)磷酸化Akt的表達(dá)，減低PI3K/Akt/mTOR信號(hào)通路的活化，進(jìn)而產(chǎn)生抑制腫瘤生長(zhǎng)的作用，該途徑與經(jīng)Ras/Raf/MEK/ERK通路發(fā)揮作用均被證明呈劑量依賴性[22]?？傊?，阿帕替尼可抑制白血病HL-60細(xì)胞增殖并誘導(dǎo)其凋亡，與阿帕替尼抑制酪氨酸激酶活性，阻斷Akt和ERK1/2磷酸化密切相關(guān)。

王焱等[23]則發(fā)現(xiàn)阿帕替尼亦可抑制急性淋巴細(xì)胞白血病Nalm6細(xì)胞增殖，其機(jī)制可能與下調(diào)抗凋亡蛋白Bcl-2和Bcl-xL等蛋白表達(dá)有關(guān)。Deng等[24]對(duì)急性淋巴細(xì)胞白血病細(xì)胞株應(yīng)用不同濃度的阿帕替尼，并檢測(cè)其IC50和細(xì)胞凋亡程度，發(fā)現(xiàn)阿帕替尼對(duì)T、B淋巴細(xì)胞均有抑制作用，并呈劑量與時(shí)間依賴性。而且它在活體異種移植模型中表現(xiàn)出抑制白血病細(xì)胞生長(zhǎng)和進(jìn)展的作用。進(jìn)一步分析機(jī)制得出阿帕替尼可抑制VEGFR2下游的多條通路，如PI3K、促分裂原活化的蛋白激酶和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子3。

阿帕替尼作為小分子VEGFR2抑制劑，對(duì)包括髓系白血病細(xì)胞的多種腫瘤細(xì)胞均有殺傷作用，研究證明其可提高化療藥物對(duì)髓系白血病K562細(xì)胞的敏感性，并可逆轉(zhuǎn)其耐藥[25]。Dias等[26]發(fā)現(xiàn)部分APL HL-60細(xì)胞株和約50%初發(fā)患者體內(nèi)有VEGF產(chǎn)生并伴有VEGFR2表達(dá)，VEGF與VEGFR2的結(jié)合可激活下游一系列分子轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，其中Ras/Raf/MEK/ERK以及PI3K/Akt/mTOR信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的異常在APL發(fā)生中起重要作用[27-28]。靶向PI3K/Akt/mTOR通路可能對(duì)血液學(xué)惡性腫瘤有促凋亡和抗增殖作用。此外，微RNA的調(diào)控可作為調(diào)節(jié)PI3K/Akt/mTOR通路的一種新的治療方法。然而，這兩個(gè)方面均需要進(jìn)一步的臨床研究。

3 膽管細(xì)胞癌

阿帕替尼在肝外膽管細(xì)胞癌(extrahepatic bile duct carcinoma,EBDC)和肝內(nèi)膽管細(xì)胞癌(intrahepatic cholangiocarcinoma,ICC)中均可抑制VEGF的表達(dá)和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，從而抑制膽管癌細(xì)胞增殖。Peng等[29]發(fā)現(xiàn)，rhVEGF能通過PLCγ1途徑促進(jìn)EBDC細(xì)胞增殖，且其所致磷酸化VEGFR1/2核內(nèi)聚積，又進(jìn)一步促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)VEGF的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。該研究比較了阿帕替尼與貝伐單抗在此過程中對(duì)EBDC細(xì)胞的抑制效果，結(jié)果顯示貝伐單抗雖能顯著降低游離的VEGF水平，但僅輕度抑制腫瘤細(xì)胞增殖，而阿帕替尼則能顯著抑制磷酸化VEGFR1、磷酸化VEGFR2和VEGF在細(xì)胞中的表達(dá)，達(dá)到抑制EBDC細(xì)胞增殖的效果。Peng等[30]研究表明，向ICC的細(xì)胞系RBE和SSP25中加入rhVEGF以促進(jìn)VEGFR1和VERGR2的磷酸化，結(jié)果顯示磷酸化VEGFR2能通過活化PI3K/Akt/mTOR抗凋亡信號(hào)通路發(fā)揮細(xì)胞的抗凋亡作用，即ICC細(xì)胞亦可通過上述途徑依賴VEGFR2的激活維持生長(zhǎng)。在經(jīng)阿帕替尼處理后，細(xì)胞中磷酸化VEGFR2、磷酸化PI3K和磷酸化Akt的表達(dá)均有降低，同時(shí)下游信號(hào)分子磷酸化mTOR的表達(dá)亦受到抑制，進(jìn)而阻礙VEGF/VEGFR2/PI3K/Akt通路的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，誘導(dǎo)ICC細(xì)胞凋亡。在體內(nèi)試驗(yàn)中，Peng等[30]將RBE細(xì)胞注入NOD/SCID小鼠體內(nèi)，結(jié)果表明，阿帕替尼治療能明顯降低組織中磷酸化VEGFR2、磷酸化PI3K、磷酸化Akt和磷酸化mTOR的表達(dá)并引起腫瘤細(xì)胞凋亡。上述研究結(jié)果表明，阿帕替尼在體外可抑制膽管腫瘤細(xì)胞增殖，在體內(nèi)亦可延遲異種移植腫瘤生長(zhǎng)。

綜上所述，VEGF在膽管癌組織中亦存在過度表達(dá)，并可通過VEGFR1/VEGFR2介導(dǎo)胞內(nèi)信號(hào)促進(jìn)ICC和EBDC細(xì)胞增殖。阿帕替尼可抑制VEGF信號(hào)在ICC和EBDC中的傳導(dǎo)，輕度降低膽管腫瘤生存部位的血管密度并降低VEGF、磷酸化VEGFR2和磷酸化ERK1/2的表達(dá)，以阻斷細(xì)胞內(nèi)自分泌VEGF途徑，抑制膽管癌細(xì)胞增殖[29-30]。目前尚需更多體內(nèi)試驗(yàn)及臨床試驗(yàn)數(shù)據(jù)來進(jìn)一步驗(yàn)證阿帕替尼治療ICC與EBDC的有效性。

4 肝細(xì)胞癌

阿帕替尼可通過抑制PI3K/Akt信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，上調(diào)促凋亡基因Bax和胱天蛋白酶(caspase)-9的表達(dá)，下調(diào)抗凋亡基因Bcl-2的表達(dá)促進(jìn)肝細(xì)胞癌(hepatocellular carcinoma，HCC)細(xì)胞株SMMC-7721凋亡。 Zhang等[31]使用MMT法檢測(cè)不同濃度阿帕替尼對(duì)SMMC-7721細(xì)胞增殖的抑制作用，然后用Annexin V/PI試劑雙染觀察對(duì)SMMC-7721細(xì)胞凋亡的影響，最后用逆轉(zhuǎn)錄定量聚合酶鏈反應(yīng)和蛋白質(zhì)印跡分析檢測(cè)阿帕替尼治療后凋亡相關(guān)基因Bcl-2、Bax、caspase-9的表達(dá)，結(jié)果顯示阿帕替尼可以抑制SMMC-7721的體外增殖，誘導(dǎo)促凋亡基因Bax和caspase-9的表達(dá)，抑制抗凋亡基因Bcl-2的表達(dá)，并且具有劑量依賴性。Li等[32]研究了阿帕替尼對(duì)5種HCC細(xì)胞株和1種ICC細(xì)胞株的作用，以及在異種移植小鼠模型中HCC的進(jìn)展。結(jié)果顯示阿帕替尼可明顯抑制HCC細(xì)胞的存活、增殖、集落形成和遷移，并以劑量依賴性的方式增強(qiáng)細(xì)胞凋亡。此外，阿帕替尼對(duì)Akt和血小板衍生生長(zhǎng)因子受體α、胰島素樣生長(zhǎng)因子Ⅰ受體等多種酪氨酸激酶受體的磷酸化水平表現(xiàn)出明顯抑制作用，對(duì)HCC異種移植小鼠模型具有良好的抗腫瘤生長(zhǎng)作用。

臨床研究方面，Kong等[33]對(duì)22例晚期HCC患者使用阿帕替尼，結(jié)果疾病進(jìn)展時(shí)間中位數(shù)為10.4個(gè)月(95%CI3.4～17.5)，50%的患者第1次給藥后存活時(shí)間超過11.4個(gè)月，完全緩解、部分緩解、疾病穩(wěn)定、疾病進(jìn)展的概率分別為0%、40.9%、40.9%和18.2%，最主要的不良反應(yīng)有手足皮膚反應(yīng)(81.8%)、腹瀉(77.3%)。

5 NSCLC

在NSCLC中，轉(zhuǎn)染融合基因的再排列被視為一種新型致癌基因突變，其中肺癌驅(qū)動(dòng)蛋白超家族5B-轉(zhuǎn)染重排(kinesin family member 5B-rearranged during transfection，KIF5B-RET)融合基因可通過Src信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路促進(jìn)癌細(xì)胞入侵及轉(zhuǎn)移[34]。Lin等[34]研究表明，RET過度表達(dá)促進(jìn)KIF5B-RET陽性A549細(xì)胞遷移和侵襲，且Src蛋白可能也參與相關(guān)信號(hào)通路介導(dǎo)腫瘤細(xì)胞的侵襲和遷移。這與RET重排列的腫瘤在晚期或發(fā)生腫瘤轉(zhuǎn)移的患者中更普遍的臨床現(xiàn)象一致。而阿帕替尼除通過細(xì)胞毒性發(fā)揮抗腫瘤活性外，還可通過阻斷RET/Src信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路抑制腫瘤細(xì)胞的遷移及侵襲，且阿帕替尼對(duì)于RET和Src活化的抑制作用與劑量無關(guān)。由此阿帕替尼可作為針對(duì)KIF5B-RET驅(qū)動(dòng)型腫瘤的潛在治療方法，有望在抑制該型腫瘤的侵襲與遷移方面發(fā)揮作用。

目前阿帕替尼治療NSCLC的相關(guān)試驗(yàn)主要基于其抑制血管形成的機(jī)制[34-35]。多項(xiàng)研究證實(shí)[36-38]，阿帕替尼能延長(zhǎng)晚期NSCLC且化療無效患者的無進(jìn)展生存期，甚至可降低癌細(xì)胞對(duì)化療的抵抗，患者無進(jìn)展生存期可達(dá)12個(gè)月，且疾病控制率可達(dá)61.9%，治療期間出現(xiàn)的不良事件有手足綜合征、高血壓、蛋白尿、肝損傷、疲勞、惡心和嘔吐等。阿帕替尼聯(lián)合其他藥物能有效改善NSCLC患者的臨床癥狀并延長(zhǎng)生存期。Hu等[39]研究表明,阿帕替尼和神經(jīng)纖毛蛋白1 siRNA聯(lián)合使用可增強(qiáng)NSCLC細(xì)胞的放療敏感性，Wu等[40]研究發(fā)現(xiàn)阿帕替尼和表皮生長(zhǎng)因子受體酪氨酸激酶抑制劑(epidermal growth factor receptor tyrosine kinase inhibitor,EGFR-TKI)聯(lián)合使用能顯著提高NSCLC患者的療效，F(xiàn)eng等[41]研究表明，阿帕替尼可增強(qiáng)多西紫杉醇的抗腫瘤作用，使多西紫杉醇在肝臟的不良反應(yīng)發(fā)生率降到最低，其作用與腫瘤中多西紫杉醇分布增加和P-糖蛋白表達(dá)減少密切相關(guān)。阿帕替尼對(duì)多線治療后晚期非鱗狀細(xì)胞肺癌患者具有一定的療效。在阿帕替尼治療過程中美國(guó)東部腫瘤協(xié)作組評(píng)分和高血壓程度可能是阿帕替尼治療晚期非鱗狀細(xì)胞肺癌療效的潛在預(yù)測(cè)指標(biāo)，應(yīng)開展更多的隨機(jī)、雙盲、對(duì)照前瞻性研究，探索阿帕替尼的安全有效劑量，篩選確定的療效預(yù)測(cè)指標(biāo)[40]。

6 結(jié)腸癌

阿帕替尼作為VEGFR2抑制劑，在抑制結(jié)腸癌細(xì)胞的增殖、轉(zhuǎn)移和侵入以及誘導(dǎo)結(jié)腸癌細(xì)胞凋亡和自噬方面起重要作用。Lu等[42]通過對(duì)結(jié)腸癌HCT116和SW480細(xì)胞系中阿帕替尼的抗腫瘤活性研究發(fā)現(xiàn)阿帕替尼可以調(diào)控結(jié)腸細(xì)胞的細(xì)胞周期和凋亡。用不同濃度的阿帕替尼治療后，細(xì)胞內(nèi)Akt總蛋白的表達(dá)沒有改變。然而,用20 μmol/L和40 μmol/L阿帕替尼處理后，磷酸化Akt在兩個(gè)細(xì)胞系均有大量減少。同時(shí)，與對(duì)照組相比，經(jīng)阿帕替尼處理的結(jié)腸細(xì)胞中的磷酸化mTOR蛋白水平受到抑制。綜上所述，Akt/mTOR通路的調(diào)控與阿帕替尼誘導(dǎo)的結(jié)腸癌細(xì)胞凋亡和生長(zhǎng)抑制密切相關(guān)。

瑞格拉非尼和曲氟尿苷替匹嘧啶片已被推薦使用于轉(zhuǎn)移性結(jié)腸癌的臨床治療。Liang等[43]的研究顯示，阿帕替尼對(duì)轉(zhuǎn)移性結(jié)腸癌患者的療效(中位無進(jìn)展生存期為4.8個(gè)月，中位總生存期為10.1個(gè)月)優(yōu)于瑞格拉非尼(中位無進(jìn)展生存期為1.9個(gè)月，中位總生存期為6.4個(gè)月)和曲氟尿苷替匹嘧啶片(中位無進(jìn)展生存期為2.0個(gè)月，中位總生存期為7.1個(gè)月)。在Gou等[44]的研究中，阿帕替尼治療36例轉(zhuǎn)移性結(jié)腸癌患者最常見的3種不良事件分別為高血壓(11.1%)、肝損傷(8.3%)和手足綜合征(5.6%)。雖然大多數(shù)患者不良反應(yīng)耐受良好，但許多患者在治療過程中仍會(huì)出現(xiàn)中斷、劑量減少和停藥。另外，Chen等[45]發(fā)現(xiàn)阿帕替尼與cMet抑制劑沃利替尼的聯(lián)合使用能有效抑制結(jié)腸癌的生長(zhǎng)。

7 其 他

除上述腫瘤已有分子機(jī)制方面的研究成果，阿帕替尼作用于其他類型腫瘤的研究幾乎全部集中于臨床試驗(yàn)。有研究報(bào)道，在2例使用阿帕替尼后的晚期直腸癌肝肺轉(zhuǎn)移患者中，轉(zhuǎn)移瘤顯著縮小，用藥到疾病進(jìn)展時(shí)間分別為215 d和255 d[46]。Ji等[47]報(bào)道阿帕替尼成功治療1例晚期惡性纖維組織細(xì)胞瘤，用藥500 mg/d，2個(gè)月后咳痰咯血現(xiàn)象明顯減輕，無進(jìn)展生存期超過6個(gè)月。另有案例報(bào)道，阿帕替尼可以治療KIT和激酶插入?yún)^(qū)受體基因擴(kuò)增的惡性血管皮內(nèi)細(xì)胞瘤，部分緩解期為3個(gè)月，不良反應(yīng)為吞咽痛、上腹痛、黑便、咯血等[48]。相信在不久的將來，阿帕替尼對(duì)于各種類型腫瘤的作用機(jī)制將被更深入的研究，為進(jìn)一步的臨床應(yīng)用提供更堅(jiān)實(shí)的理論依據(jù)。

8 結(jié) 語

阿帕替尼抗腫瘤的作用機(jī)制十分復(fù)雜，除普遍認(rèn)為的阿帕替尼通過抑制VEGFR2，抑制腫瘤血管生成和促使腫瘤細(xì)胞凋亡等途徑抑制腫瘤外，近年來也發(fā)現(xiàn)阿帕替尼亦可通過調(diào)節(jié)VEGF/VEGFR2/PLCγ1/ERK1/2和PI3K/Akt/mTOR通路抑制腫瘤細(xì)胞抗凋亡作用，阻斷RET/Src抑制腫瘤細(xì)胞的遷徙及侵襲。但目前阿帕替尼應(yīng)用于部分腫瘤的研究仍集中于細(xì)胞實(shí)驗(yàn)及少數(shù)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，應(yīng)用于臨床的可靠性尚不足。下一步仍需更深入的分子機(jī)制方面的研究及大規(guī)模的臨床回顧性、前瞻性研究來驗(yàn)證。相信隨著對(duì)阿帕替尼抗腫瘤分子機(jī)制闡釋的不斷完善，相關(guān)的信號(hào)通路亦將有望成為癌癥治療的重要靶點(diǎn)，為該藥應(yīng)用于更多種類的腫瘤治療提供更加可靠的理論基礎(chǔ)。