肝細胞生長因子/間質上皮轉化因子信號通路與非小細胞肺癌靶向治療耐藥的關系及機制研究進展

陳恒屹，何 勇

中國人民解放軍陸軍軍醫(yī)大學大坪醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學科，重慶 400042

靶向治療是驅動基因陽性的惡性腫瘤，特別是存在表皮生長因子受體(epidermal growth factor receptor，EGFR)基因突變、間變性淋巴瘤受體酪氨酸激酶(anaplastic lymphoma receptor tyrosine kinase，ALK)基因重排或c-ros肉瘤致癌因子-受體酪氨酸激酶重排的晚期非小細胞肺癌(non-small cell lung cancer，NSCLC)的有效治療手段。但是，原發(fā)或獲得性耐藥問題已成為限制其臨床療效的瓶頸，亟待解決。旁路活化可維持靶向治療特定分子靶點下游關鍵信號通路的傳導，是導致靶向治療耐藥的重要原因。肝細胞生長因子(hepatocyte growth factor，HGF)及其受體酪氨酸激酶間質上皮轉化因子(mesenchymal-epithelial transition factor，MET)相關信號通路是首個被證實的靶向治療耐藥旁路，亦是腫瘤靶向治療耐藥領域研究的熱點。本文主要綜述HGF/MET信號通路在NSCLC靶向治療耐藥中的作用及機制的相關進展。

HGF/MET信號通路

HGF/MET的結構與功能HGF是存在于腫瘤微環(huán)境中的一種旁分泌因子，主要由間質細胞和成纖維細胞分泌[1]，但在缺氧狀態(tài)下，腫瘤上皮細胞同樣可以分泌HGF[2]。MET原癌基因存在于人7號染色體長臂，于1991年首次從人骨肉瘤細胞中被分離出來，是1號染色體上的易位啟動子區(qū)與7號染色體MET序列融合形成的重排基因[3]。MET基因編碼酪氨酸激酶受體MET蛋白，HGF則是其唯一已知配體[4]。HGF/MET信號通路在胚胎發(fā)育時期十分活躍，維持和促進胎盤發(fā)育、神經(jīng)肌肉分化形成[5]。但除介導創(chuàng)傷修復和肝臟再生的功能外[6]，其在成人體內幾乎處于沉寂狀態(tài)。然而，HGF/MET通路在多種腫瘤組織中持續(xù)活化，參與維持腫瘤細胞的增殖、存活與抗凋亡能力。

HGF/MET信號通路異常與腫瘤HGF/MET及其介導的下游信號通路能維持腫瘤細胞增殖和存活[7]，又是腫瘤預后預測因子之一[8]。引起HGF/MET信號通路活化的機制包括：MET基因擴增、HGF和/或MET的過度表達、MET和其他酪氨酸激酶之間的信號串擾及MET基因突變。系列研究在胃癌等多種實體瘤中發(fā)現(xiàn)MET基因擴增介導了腫瘤細胞對化療或靶向治療耐藥[9- 10]。在宮頸癌[11]、頭頸部腫瘤[12]、前列腺癌[13]等腫瘤組織中，MET過表達是不良預后的預測因子和治療靶點。在NSCLC中，MET基因擴增、MET過表達和HGF水平升高均與不良預后顯著相關[8]。此外，MET基因編碼細胞外結構域、近膜區(qū)部分和激酶結構域部位均可發(fā)突變[14]，編碼MET近膜區(qū)部分的14、15號外顯子通過酪氨酸殘基Y1003介導MET受體的降解，該部位突變與腫瘤的發(fā)生密切相關[15]。其14號外顯子跳躍突變在NSCLC中的發(fā)生率為3%～4%[16- 17]，在罕見且惡性程度極高的肉瘤樣肺癌中突變率更高[18]，是最常見的MET基因突變類型。

HGF/MET與靶向治療耐藥的關系及機制

與HGF/MET相關的靶向治療耐藥Engelman等[19]于2007年首次證實MET信號通路活化導致一代EGFR-酪氨酸激酶抑制劑(tyrosine kinase inhibitors，TKI)耐藥。之后系列研究陸續(xù)證實HGF/MET信號通路與第三代EGFR-TKI、ALK-TKI及其他靶向治療藥物耐藥的相關性。

腫瘤微環(huán)境中HGF分泌水平增高[1]、HGF依賴的MET活化及MET基因擴增均會導致NSCLC EGFR-TKI耐藥[20- 21]。Yano等[20]在3例EGFR-TKI原發(fā)耐藥的腫瘤組織中均檢測到HGF水平增高，而MET基因擴增不僅是一代EGFR-TKI繼發(fā)耐藥的原因之一[20]，還會導致EGFR-TKI原發(fā)耐藥[22]，且與EGFR-TKI耐藥后更早出現(xiàn)新的轉移病灶相關[23]。以奧西替尼為代表的三代EGFR-TKI能有效克服T790M突變導致的一代EGFR-TKI耐藥，但MET擴增同樣能介導其耐藥[24- 25]。有研究對13例奧西替尼治療后發(fā)生耐藥的肺癌組織標本或患者血液標本進行靶向捕獲測序，在4例標本中檢測到MET基因擴增，發(fā)生率高達31%。其中兩例患者接受EGFR-TKI與克唑替尼聯(lián)合治療獲得疾病控制[26]。

ALK突變是晚期NSCLC靶向治療的又一重要靶點，由于一代ALK-TKI克唑替尼能同時抑制ALK、MET及c-ros肉瘤致癌因子-受體酪氨酸激酶多個靶點，鮮有HGF/MET信號通路導致其耐藥的報道。但新近研究表明，MET基因14外顯子跳躍突變仍可導致克唑替尼耐藥[27]。新一代ALK-TKI阿來替尼是一種高選擇性ALK通路抑制劑，具有優(yōu)越的臨床療效和良好的安全性，且能有效克服克唑替尼耐藥，近年亦有HGF/MET通路導致阿來替尼耐藥的報道[28]。

除EGFR-TKI與ALK-TKI外，HGF/MET信號通路還與人表皮生長因子受體(human epidermal growth factor receptor，HER)2抑制劑等多種靶向藥物耐藥有關。如，HGF/MET高表達或MET基因擴增致HER2陽性乳腺癌患者對曲妥珠單抗治療原發(fā)或獲得性耐藥[29- 30]；在HER2陽性胃癌模型中，MET及其下游細胞外蛋白調節(jié)激酶(extracellular regulated protein kinase，ERK)和蛋白激酶B(protein kinase B，AKT)信號的活化導致胃癌細胞對EGFR和HER2雙重抑制劑拉帕替尼耐藥[31]；在對EGFR和鼠科肉瘤病毒癌基因同源物B1(v-raf murine sarcoma viral oncogene homologue B1，BRAF)抑制劑聯(lián)合治療耐藥的BRAF突變結直腸癌病例及BRAF抑制劑治療進展后的黑色素瘤人源腫瘤異種移植模型中，部分檢測到MET基因擴增及MET信號通路的活化[32- 33]；此外，在成纖維細胞生長因子受體(fibroblast growth factor receptor，F(xiàn)GFR)抑制劑AZD4547 耐藥的FGFR擴增肺癌細胞H1581和DMS114部分克隆中亦檢測到MET過表達及MET信號通路活化[34]。

HGF/MET導致靶向治療耐藥的機制首先，靶向治療介導的選擇壓力是HGF/MET導致TKI耐藥的前提。研究顯示HGF單獨處理并不足以引起MET擴增的發(fā)生，HGF誘導的MET擴增有賴于厄羅替尼等EGFR-TKI的共同存在，提示EGFR-TKI的選擇壓力為存在MET擴增的細胞亞型的增殖提供了條件[35]。持續(xù)TKI暴露產生的選擇性壓力、MET擴增亞克隆的存在以及HGF的刺激共同誘使MET擴增腫瘤細胞富集與增殖，產生EGFR-TKI治療抵抗。

其次，HGF和MET形成的自分泌信號回路是促進和維持腫瘤細胞惡性表型、導致TKI耐藥的重要機制之一。自分泌或旁分泌的HGF刺激銜接蛋白GRB2相關結合蛋白1 MET結合域與磷酸化的MET相結合，進而調節(jié)含有Src同源結構域2的蛋白酪氨酸磷酸酶2、磷脂酰肌醇- 3-激酶的調節(jié)亞基(p85)、磷酸脂酶C-γ和相關接頭蛋白，激活下游鼠肉瘤病毒基因(rat sarcoma virus，RAS)-迅速加速纖維肉瘤蛋白(rapidly accelerated fibrosarcoma，RAF)-絲裂原活化細胞外信號調節(jié)蛋白激酶(mitogen activated extracellular signal regulated kinase，MEK)-ERK和ErbB3依賴的磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidylinositol 3-kinase，PI3K)-AKT-哺乳動物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin，mTOR)信號通路，促進腫瘤細胞的增殖、存活和EGFR-TKI耐藥[19，36]。

第三，MET與EGFR等受體酪氨酸激酶具有協(xié)同發(fā)揮促進和維持腫瘤細胞惡性表型的作用[37]。在體外誘導培養(yǎng)的吉非替尼耐藥細胞株中，聯(lián)用吉非替尼和MET抑制劑可以克服吉非替尼耐藥，但單用MET抑制劑不能有效抑制該耐藥細胞生長，提示EGFR或MET任一激酶的活化均足以維持該耐藥細胞的存活，EGFR和MET激酶共同介導下游信號通路活化[38]。一方面，由于MET下游信號可以被MET受體或其他胞膜受體與MET受體間復雜的信號串擾所激活[39]，EGFR通過非配體依賴的Src信號通路介導MET活化[40]，促進腫瘤細胞增殖、侵襲和存活。另一方面，MET下游信號通路活化后，環(huán)氧酶2誘導人前列腺素E2釋放，進而增加金屬蛋白酶活性，誘導雙向調節(jié)因子等EGFR配體的生成[41- 42]，致使EGFR及其下游致癌信號的激活[43]。不僅如此，已有研究在存在L858R/T790M突變的EGFR陽性NSCLC細胞中檢測到EGFR-MET二聚體的生成[44]，這一二聚體的形成與EGFR基因突變類型有關，是介導MET與EGFR間協(xié)同作用、活化EGFR下游信號的關鍵。此外，HER、FGFR家族與MET也存在廣泛且強大的補償串擾機制[45- 46]。當然，EGFR旁路亦可通過持續(xù)活化下游RAS-RAF-MEK-ERK和PI3K-AKT-mTOR信號通路，導致MET陽性的胃癌細胞對MET抑制劑耐藥[47]。

最后，HGF同樣能促進EGFR信號通路的活化。在分別來源于乳腺、肝臟、腎臟和舌的HGF誘導的EGFR-TKI耐藥腫瘤細胞中，免疫共沉淀技術證實HGF誘導EGFR與受體酪氨酸激酶Anexelekto、腎素-A受體2、含CUB域蛋白1、整合素β4和Janus激酶1等多種致癌蛋白形成多蛋白復合物，此時EGFR下游信號通路的活化不再依賴于EGFR與ATP的結合，導致EGFR-TKI單藥不能有效抑制EGFR下游信號通路，發(fā)生耐藥[48]。

綜上，HGF/MET有望成為預判和監(jiān)測分子靶向治療耐藥性的生物標記物；聯(lián)用HGF/MET信號通路抑制劑可能成為克服靶向治療耐藥的有效策略之一。但是，由于HGF/MET導致靶向治療耐藥方式的多樣性和機制的復雜性，HGF/MET預測靶向治療耐藥的時機和效能尚需確認；針對HGF/MET與其他酪氨酸激酶間復雜的信號串擾和補償機制，基于HGF/MET信號通路抑制的靶向治療耐藥克服策略亦有待深入探索和優(yōu)化。