非小細胞肺癌EGFR-TKIs耐藥機制研究新進展

黃國棟,劉心寧,曹玉風,姜婷,鄭心,

(1 山東中醫(yī)藥大學(xué),山東 濟南 250355； 2 青島大學(xué)附屬青島市海慈醫(yī)療集團)

2020年全球癌癥統(tǒng)計結(jié)果顯示，肺癌(LC)新發(fā)病人超過220萬人，死亡超過179萬人，已成為當今全球致死人數(shù)最多的癌癥[1]。非小細胞肺癌(NSCLC)占LC的85%[2]，驅(qū)動基因的突變被認為是導(dǎo)致NSCLC發(fā)生的主要致病機制之一，驅(qū)動基因在NSCLC細胞的生長、浸潤和轉(zhuǎn)移中起到重要推動作用[3]。其中表皮生長因子受體(EGFR)被認為是NSCLC中最常見的驅(qū)動基因，在臨床NSCLC病人中該基因突變率為41.7%～44.8%[4-5]。EGFR酪氨酸激酶抑制劑(EGFR-TKIs)的出現(xiàn)為NSCLC病人的臨床治療帶來了希望，EGFR-TKIs主要通過特異性地與EGFR激酶功能區(qū)中的ATP結(jié)合位點競爭性結(jié)合，抑制激酶活性從而抑制EGFR蛋白的磷酸化，阻斷NSCLC細胞生長、增殖與轉(zhuǎn)移的相關(guān)信號通路而發(fā)揮作用。體內(nèi)外研究及臨床治療均證實，EGFR-TKIs對于EGFR敏感突變的NSCLC病人較傳統(tǒng)化療有著更好的療效和安全性[6]，已成為EGFR敏感突變型NSCLC病人的一線藥物，但在廣泛臨床應(yīng)用中，對其產(chǎn)生耐藥性的報道越來越多。本文從原發(fā)性耐藥、獲得性耐藥、適應(yīng)性耐藥3方面對近年來NSCLC的EGFR-TKIs耐藥機制和潛在用藥對策進行綜述，以期為EGFR-TKIs耐藥機制和抗耐藥治療的進一步研究提供參考。

1 EGFR-TKIs原發(fā)性耐藥

原發(fā)性耐藥是指基因突變發(fā)生在對藥物治療不敏感的位置，病人首次應(yīng)用EGFR-TKIs便無治療效果。主要突變?yōu)镋GFR基因20號外顯子插入突變、鼠類肉瘤病毒癌基因(KRAS)突變及10號染色體上磷酸酶與張力蛋白同源物基因(PTEN)缺失。

1.1 EGFR基因20號外顯子插入突變

20號外顯子插入突變占EGFR基因相關(guān)突變的4%～12%[7]。當突變發(fā)生時，腫瘤細胞可不受EGFR-TKIs的影響，繼續(xù)激活EGFR相關(guān)通路[8]。在EGFR基因常見外顯子突變亞型中，19號及21號外顯子突變對EGFR-TKIs的治療表現(xiàn)出敏感[9- 10]，但20號外顯子的插入突變對3代EGFR-TKIs的靶向治療均不敏感[11]。但值得注意的是，20號外顯子突變的少數(shù)亞型EGFRA763_Y764insFQEA可被厄洛替尼抑制[12]，D770delinsGY亞型對達克替尼表現(xiàn)出敏感[12]，因此辨別其突變亞型具有重要臨床意義。20號外顯子插入突變并非提示完全耐藥，插入突變?nèi)舭l(fā)生在20號外顯子前端則提示對EGFR-TKIs敏感，若發(fā)生在后端則提示耐藥，此規(guī)律值得進一步探索和驗證。

1.2 KRAS基因突變

文獻報道，NSCLC病人KRAS基因突變的發(fā)生率約為11%[13]，KRAS基因發(fā)生突變時，會導(dǎo)致KRAS蛋白的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變并一直處于激活狀態(tài)，進而持續(xù)激動EGFR非依賴性RAS/RAF/MEK/MAPK通路，使其不再受上游EGFR信號的影響[14]。ZHANG等[15]研究發(fā)現(xiàn)，對KRAS基因突變的NSCLC病人使用EGFR-TKIs治療，其客觀緩解率僅為9.5%，中位無進展生存期(mPFS)僅為1個月。因此，在選用EGFR-TKIs治療前進行KRAS基因檢測有重要意義。目前針對KRAS基因突變的首款靶向藥物sotorasib(AMG510)已被FDA批準上市，國內(nèi)對于KRAS抑制劑的研究也已進入到臨床階段。

1.3 10號染色體上PTEN缺失

PTEN基因缺失在NSCLC病人中發(fā)生率較低，約為3.0%[16]。PTEN基因是首個被發(fā)現(xiàn)具有磷酸酶活性的抑癌基因，主要通過負調(diào)節(jié)PI3K/mTOR/Akt通路發(fā)揮抗癌作用。PTEN缺失可導(dǎo)致EGFR及Akt的激活，降低厄洛替尼誘導(dǎo)的細胞凋亡[17]。研究發(fā)現(xiàn)，在EGFR-TKIs治療病人中，存在PTEN缺失的病人無進展生存期及總生存期更短[16]。目前，PTEN缺失已成為EGFR-TKIs原發(fā)性耐藥的重要機制之一，提高PTEN的表達水平可提高EGFR-TKIs的敏感性，而調(diào)節(jié)microRNA-21、microRNA-25-3p、microRNA-103a-3p等靶向PTEN的microRNA可提高PTEN的表達水平[18]。

2 EGFR-TKIs獲得性耐藥

獲得性耐藥是指在EGFR-TKIs治療過程中，對NSCLC細胞中已存在基因改變的進一步選擇以及在藥物的選擇壓力下基因產(chǎn)生新的突變或異常表達而顯現(xiàn)出的耐藥性。

2.1 T790M突變

在EGFR-TKIs治療出現(xiàn)獲得性耐藥的病人中，約50%的病人出現(xiàn)了T790M突變[19]，T790M突變是指EGFR基因20號外顯子發(fā)生了二次突變，導(dǎo)致位于EGFR的第790位的蘇氨酸(T)被取代為甲硫氨酸(M)[20]。其引發(fā)獲得性耐藥的可能機制為[21]：①突變使EGFR與ATP的親和力大幅增加，從而抑制了EGFR-TKIs對ATP的競爭；②蘇氨酸被體積較大的甲硫氨酸取代后，甲硫氨酸的一條側(cè)鏈通過位阻效應(yīng)阻礙EGFR與EGFR-TKIs的結(jié)合。第三代EGFR-TKIs奧希替尼可與胞內(nèi)EGFR中的C797氨基酸共價結(jié)合，抑制EGFR的磷酸化及其下游信號的激活[22]。目前，奧希替尼對于初次治療病人的mPFS可達20個月，對于已經(jīng)過前代EGFR-TKIs治療病人的mPFS可達10個月[23],但在治療后部分病人會出現(xiàn)C797S突變而再次耐藥[24]。

2.2 C797S突變

C797S突變即奧希替尼作用的EGFR第797位氨基酸結(jié)合位點由半胱氨酸(C)突變?yōu)榻z氨酸(S)，從而阻礙奧希替尼與Cys797氨基酸殘基的共價結(jié)合，引發(fā)耐藥。T790M突變與C797S突變同時存在反式突變和順式突變：發(fā)生反式突變時肺癌細胞雖然對第三代EGFR-TKIs具有耐藥性，但仍對第一、三代EGFR-TKIs聯(lián)合療法敏感；發(fā)生順式突變時肺癌細胞對單獨或者聯(lián)合使用EGFR-TKIs均不敏感[25-26]。EAI045是近年來針對奧希替尼C797S突變耐藥研發(fā)的新藥，EAI045聯(lián)合西妥昔單抗的療法已在體內(nèi)和體外試驗中被證實對于奧希替尼耐藥后的L858R/T790M/C797S突變有效[27]，因此被譽為第四代EGFR-TKIs，但目前包括EAI045、JBJ-04-125-02及國產(chǎn)新藥TQB3804在內(nèi)的第四代EGFR-TKIs仍在臨床研究階段，尚未廣泛投入到臨床應(yīng)用中。

2.3 肝細胞生長因子受體(MET)基因擴增

MET基因擴增引發(fā)耐藥性占EGFR-TKIs獲得性耐藥的15%～22%[28-30]。MET為原癌基因，其配體為肝細胞生長因子(HGF)，MET基因擴增可通過激活ErbB3信號，活化ErBb3/PI3K/Akt信號通路，從而繞過EGFR-TKIs靶點EGFR，產(chǎn)生耐藥性[30]。有研究發(fā)現(xiàn)，MET擴增降低了腫瘤細胞對第三代EGFR-TKIs的敏感性[31]。張寧寧[32]應(yīng)用自主培養(yǎng)耐藥性HCC827細胞系研究發(fā)現(xiàn)，克唑替尼(可針對MET的蛋白激酶抑制劑)單藥或聯(lián)用?？颂婺峋哂幸种芃ET信號通路活化的作用。臨床試驗證明，對MET陽性病人使用MET抑制劑onartuzumab聯(lián)用厄洛替尼療效顯著[33]。值得注意的是，配體HGF的水平升高也可以通過誘導(dǎo)激活MET通路而引發(fā)EGFR-TKIs耐藥[34]，提示EGFR-TKIs耐藥產(chǎn)生的原因并不局限于靶點本身。MET基因擴增合并T790M突變的耐藥性病人約有6.8%，其進展后生存期(PPS)僅為10.7個月，對此類病人采用第一代EGFR-TKIs聯(lián)用MET抑制劑或單用T790M抑制劑治療均效果不佳[35]，提示臨床應(yīng)用MET抑制劑聯(lián)合T790M抑制劑可能為潛在抗耐藥療法。

2.4 人表皮生長因子受體-2(HER2)基因擴增

HER2基因擴增在獲得性耐藥病人中的發(fā)生率約為12%[36]。HER2易與包括EGFR在內(nèi)的其他HER家族成員結(jié)合形成異源二聚體，含有HER2的異源二聚體具有強致癌信號，可避開EGFR靶點，持續(xù)激活RAS/MAP/MEK和PI3K/Akt通路，使腫瘤細胞不斷增殖與轉(zhuǎn)移[37]。HER2基因擴增也被認為是奧希替尼獲得性耐藥的重要機制之一，奧希替尼聯(lián)合曲妥珠單抗與微管抑制劑DM1的偶聯(lián)物T-DM1是克服此種耐藥的潛在療法[38]。

2.5 上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)

EMT在NSCLC獲得性耐藥中的發(fā)生率約20%[39]，在EGFR-TKIs治療過程中，EMT可由多種EMT轉(zhuǎn)錄因子啟動，從而轉(zhuǎn)化為遷移能力更強的間充質(zhì)細胞[40]。研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)生EMT的吉非替尼耐藥細胞侵襲與轉(zhuǎn)移能力更強[41]。目前許多研究已從抑制EMT轉(zhuǎn)錄因子及阻斷相關(guān)通路的角度來研究抗EGFR-TKIs耐藥。Twist1為EMT的轉(zhuǎn)錄因子之一，YOCHUM等[39]研究發(fā)現(xiàn)，Twist1過表達可通過抑制促凋亡蛋白Bim基因的轉(zhuǎn)錄使腫瘤細胞對厄洛替尼與奧希替尼產(chǎn)生耐藥性，而駱駝蓬堿可通過抑制Twist1的表達來克服EGFR-TKIs耐藥。

2.6 NSCLC轉(zhuǎn)化為小細胞肺癌(SCLC)

由NSCLC轉(zhuǎn)變?yōu)镾CLC產(chǎn)生獲得性耐藥的發(fā)生率為1.4%～14.0%[35,42]。LEE等[43]采用基因測序及免疫組化的方法對EGFR-TKIs耐藥性肺腺癌和SCLC進行了研究，發(fā)現(xiàn)兩者的克隆起源相同，且RB1與TP53這兩種抑癌基因的失活為轉(zhuǎn)化發(fā)生的重要機制。耐藥后發(fā)生組織學(xué)轉(zhuǎn)化，提示耐藥后有必要重新進行組織學(xué)檢查，以及時改變治療策略。目前，NSCLC轉(zhuǎn)化為SCLC后采用經(jīng)典型SCLC的放化療治療方案進行治療是被廣泛認可的[44]。

2.7 髓樣細胞白血病-1(Mcl-1)基因過表達

Mcl-1屬于與調(diào)控細胞凋亡密切相關(guān)的B 細胞淋巴瘤-2(Bcl-2)家族。SHI等[45]研究發(fā)現(xiàn)，奧希替尼能夠通過促進Mcl-1的降解與延緩Bim的降解從而誘導(dǎo)EGFR敏感突變NSCLC細胞系凋亡，但對PC-9/AR、HCC827/AR等耐藥細胞系無效。此外，過表達Mcl-1或直接抑制Bim均顯著抑制了奧希替尼對于EGFR敏感突變NSCLC細胞系的凋亡作用，這表明Mcl-1的過表達是第三代EGFR-TKIs獲得性耐藥的重要耐藥機制之一。目前，Mcl-1過表達已經(jīng)在許多NSCLC EGFR-TKIs耐藥細胞系中被證實[46]，Mcl-1已成為逆轉(zhuǎn)耐藥性的治療靶點之一。

目前靶向Mcl-1主要有兩種途徑[47]：①通過BH3模擬物等小分子抑制劑直接阻斷Mcl-1與凋亡相關(guān)蛋白的相互作用；②通過靶向促進Mcl-1蛋白酶體的降解(如強心苷)或阻斷Mcl-1的翻譯(如mTOR抑制劑)和轉(zhuǎn)錄(CDK抑制劑)從而間接下調(diào)Mcl-1水平。此外，通過Bak/Bax激動劑避開Mcl-1的凋亡抑制直接激活線粒體外膜上的促凋亡蛋白Bak/Bax也是潛在有效的抗耐藥方法[48]。

3 適應(yīng)性耐藥

適應(yīng)性耐藥是指在EGFR-TKIs治療起始時，NSCLC細胞便通過重構(gòu)并激活其信號通路對藥物靶向治療產(chǎn)生適應(yīng)性抵抗從而立即表達出耐藥性。ROSELL等[49]研究認為，NSCLC細胞在用藥之初可通過細胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶(ERK)的負反饋喪失，影響受體酪氨酸激酶(RTK)的表達，而RTKs的激活導(dǎo)致了典型信號通路的重構(gòu)，由此引發(fā)適應(yīng)性耐藥，并提出了EGFR-TKIs聯(lián)用其他RTKs抑制劑為適應(yīng)性耐藥的潛在療法。近期有研究發(fā)現(xiàn)，在EGFR-TKIs治療的初期，部分NSCLC細胞可通過應(yīng)激性激活NF-κB通路[50]、Stat3通路[51]來抵抗藥物作用，從而引發(fā)適應(yīng)性耐藥。

在國內(nèi)，MA等[52]研究發(fā)現(xiàn)，MEK/ERK/MAPK通路的反饋性重新激活是厄洛替尼重要的適應(yīng)性耐藥機制，通過應(yīng)用厄洛替尼與MEK抑制劑曲美替尼的聯(lián)合療法可以顯著抑制小鼠移植瘤的生長；周燁等[53]研究發(fā)現(xiàn)，EGFR-TKIs適應(yīng)性耐藥可由絲氨酸的生物合成途徑引發(fā)，其中起主要作用的是磷酸絲氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶1、磷酸甘油酸脫氫酶和磷酸絲氨酸磷酸酶，通過抑制此3種酶的活性，EGFR-TKIs的療效可以在早期得到提高，耐藥的發(fā)生也得以延緩。

4 小結(jié)與展望

EGFR-TKIs已成為治療EGFR突變NSCLC病人的一線藥物。但目前，EGFR-TKIs耐藥性的頻發(fā)對臨床療效已造成嚴重影響，且各類耐藥機制復(fù)雜，部分耐藥機制可同時存在，臨床出現(xiàn)耐藥后往往需要再次進行基因檢測、病理診斷明確耐藥類型，且目前針對各類耐藥機制的對策尚未統(tǒng)一，耐藥的后續(xù)治療也往往以再次耐藥告終。目前，對于EGFR-TKIs耐藥機制的研究已步入多學(xué)科研究時代，但仍存有很多空白值得進一步深入研究。如近期發(fā)現(xiàn)腫瘤細胞通過外泌體在微環(huán)境的相互作用[54]以及PD-L1過表達[55]等免疫因素可引發(fā)EGFR-TKIs耐藥，但尚需進一步驗證和探索抗耐藥對策。

在當前EGFR-TKIs抗耐藥研究中，EGFR-TKIs新藥物的研發(fā)速度遠遠不及臨床藥物耐藥的發(fā)生速度，且新藥物的應(yīng)用仍無法避免耐藥性的再次出現(xiàn)，新藥物與新耐藥機制的對抗終將是場拉鋸戰(zhàn)、持久戰(zhàn)，且很難避免后者占據(jù)上風。因此，在研發(fā)新藥物以針對耐藥突變的同時，通過研究綜合治療手段例如聯(lián)合用藥、多靶點治療、中醫(yī)藥輔助治療等方式，增加現(xiàn)有EGFR-TKIs療效或延緩耐藥的發(fā)生時間，可能是探索抗耐藥治療的另一種更有效率的方式。