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乳腺癌抗-EGFR治疗的机制和临床进展

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・2874・ 广东医学2010年11月第3l卷第2l期 Guangdong Medical Journal Nov.2010,Vo1.31,No.21 乳腺癌抗一EGFR治疗的机制和临床进展 吕宁,孔亚楠,谢小明,韦尉东 中山大学肿瘤防治中心、华南肿瘤学国家重点实验室乳腺科(广州510060) 尽管在过去的20年中我们可以使用一系列新的生物标 记物和广为接受的临床诊疗指引对乳腺癌进行分类,但是我 们仍然面临乳腺癌分类上的难题并且要难于以往任何一个 是N端(激活基团)和C端,其重要功能是诱导启动EGFR 信号传导途径,影响基因表达,控制细胞分化和增殖等生物 效应E4]。TKD含有活化位点可以结合酶基团和ATP,从而 时期。虽然EGFR(epidermal gr6wth factor receptor)和HER一 2在很多正在进行的抗一EGFR治疗临床研究中是评价疗效 的生物标记物,但是它们的表达并不能作为临床获益的充分 预测证据,并且不能任意使用它们作为评价乳腺癌抗一EG. FR治疗是否有效的标准…。因此,基于这一难题我们必须 强化乳腺癌的诊断依据,以提高现有治疗策略的疗效,尤其 是改进针对EGFR的单克隆抗体和小分子酪氨酸激酶抑制 物的治疗效果,这也是抗一EGFR治疗的临床策略之一。本 文主要概述乳腺癌抗一EGFR治疗的机制,总结乳腺癌抗一 EGFR治疗的临床应用及其最新进展。 l EGFR的分子结构 1.1 EGFR分子结构 EGFR是原癌基因cerbB1的表达产 物,是人表皮生长因子受体(EGFR/HER/ErbB)家族成员之 一。该家族由4类关系密切的成员组成,包括HER一1 (EGFR或ErbB1)、HER一2(EGFR2或Neu)、HER3(ErbB3) 和HER4(ErbB4)。ECFR分子结构包括功能亚结构和连接 亚结构两个部分。EGFR功能亚结构分别为:细胞外结构域 和细胞内结构域。胞外域是抗一EGFR治疗的主要靶点在 治疗中起关键作用;EGFR的第二个主要的功能亚结构是位 于细胞膜内侧质膜上的酪氨酸激酶结构域。这一结构域在 细胞增值、和分化以及信号传导级联反应激活中起到关 键性的作用。连接亚结构为嵌入细胞膜脂质双分子层中的 跨膜结构域。 1.1.1 细胞外结构域(配体结合域) 胞外结构域约由621 个氨基酸残基组成,包括4个结构域(I一Ⅳ),功能为与配 体结合,启动细胞信号传导。其中结构域I、Ⅲ在序列和结 构上相似均富合亮氨酸,点突变和缺失突变检测显示两者与 配体结合相关 。类似的,结构域Ⅱ和Ⅳ在序列和结构上富 含半胱氨酸,能够在相互之间形成域内二硫键,起到易化结 合配体后EGFR构象改变的作用。 1.1.2跨膜结构域跨膜结构域由23个氨基酸残基组成, 其主要作用是将EGFR铆钉于细胞膜脂质双分子层上。超 过半数的跨膜结构域存在于细胞膜穴样凹陷或者脂质床 中 1.1.3细胞内结构域细胞内结构域包括:近膜结构域、酪 氨酸激酶结构域、结构域 。(1)近膜结构域与跨膜结 构域相连面向细胞内面,主要功能为:EGFR的活性.降 低EGFR的数目,配体内陷及受体介导的胞吞作用等[ 。 (2)酪氨酸激酶结构域(TKD):TKD由两个基团构成,分别 △通信作者。E—mail:mentor—prentice@126.corn 使酶基团磷酸化并伴随发生ATP水解。(3)结构域为 EGFR胞内部分的末端,含有活性基团,活化位点和c一末 端。EGFR可以形成多种的二聚磷酸化物,包括其自身的自 磷酸化,同源两EGFR间的同源二聚化,以及与EGFR家族 中其他成员(如,HER一2/neu)的异二聚化,还可以与一些分 子(如,PLC,PI3K)发生反应。同时,EGFR活化还受到其细 胞内最末端:c一端结构上的结构的调节。在EGFR二 聚化过程中,C一末端可以使酪氨酸残基基团被磷酸化。 1.2 EGFR细胞信号传导通路EGFR含有一个多功能组 织结构,它由胞外配体结合(相互作用结构域),通过跨膜部 分连接胞内激酶结构组成。配体结合EGFR诱导其同二聚 化或者异二聚化,并通过位于细胞内结构域的特殊酪氨酸残 基的转磷酸化机制使其自身活化。磷酸化的EGFR经过构 象改变,从而制造出接头蛋白.激酶和细胞内信使结合位点, 进一步激活下游的Ras和PI3K信号传导通路。 概括的讲,EGFR可以分为两个功能亚结构。细胞外结 构域是抗一EGFR治疗治疗的主要靶点,单克隆抗体针对配 体结合部分,通过与配体竞争性结合受体抑制EGFR信号传 导,同时增加EGFR的细胞内陷进而诱导EGFR表达减少。 例如,包括:西妥昔单抗和曲妥珠单抗在内的单克隆抗体在 抗一EGFR治疗治疗中起关键作用。EGFR的第二个主要的 功能亚结构是位于细胞内面的质膜上的酪氨酸激酶结构域。 这一结构域在细胞增殖,和分化所涉及的信号级联反应 得激活中起到关键性作用。因此,使用小分子酪氨酸激酶抑 制剂抑制EGFR酪氨酸激酶的活化,在临床治疗乳腺癌中得 到了应用。 2抗一EGFR治疗的分类及其代表药物 2.1单克隆抗体 2.1.1 曲妥珠单抗(trastuzumab/herceptin赫赛汀) 曲妥 殊单抗是人造抗一HER一2受体的单克隆抗体,B31和 N9831实验均证实:曲妥珠单抗联合化疗在辅助治疗可手术 的早期乳腺癌中是有临床效益的,实验组与对照组无病生存 率差异有显著性,并且实验组可降低33%的死亡风险(P: 0.015) J。曲妥珠单抗作为单一用药在治疗HER一2阳性 的转移性乳腺癌中显现出了重要的临床获益 J。Ⅱ期研究 调查了曲妥珠单抗(每3周一次)作为治疗转移性乳腺癌 (转移性乳腺癌)一线用药的临床疗效和安全性。105名患 者接受了5含疗程的治疗,完全缓解率为19%,临床获益率 是33%。中位进展期是3.4个月(范围,0.6~23.6个月)。 随机对照多中心期临床试验证实,赫赛汀与阿霉素加环磷酰 胺或与紫杉醇联合作为一线用药治疗HER一2阳性的转移 广东医学2010年11月第3l卷第21期 Guangdong Medical Journal Nov.2010,Vo1.31,No.21 ・2875・ 性乳腺癌较这些化疗药物单用更具优势,能显著提高疗效, 减缓肿瘤进展并延长生存期(P<0.10) J。一般来说,单抗 治疗耐受性好,并且严重的不良反应没有报道。最常见的治 疗不良反应仅仅是轻到中度的发热,一过性头痛.恶心和疲 应用到转移性乳腺癌的治疗中,现有一个Ⅱ期研究:吉非替 尼联合多西他赛作为一线用药治疗转移性乳腺癌[21j。41例 患者:缓解率为54%(95%c,45%一75%),疾病稳定率 14%,疾病进展率32%。3或4级不良反应包括:中性粒细 胞减少(49%),腹泻(10%),痤疮样皮疹(5%),贫血(2%)。 全面的来说,吉非替尼和多西他赛联合治疗先前未接受过治 疗的转移性乳腺癌女性患者是一种积极的,可以很好耐受的 治疗方案 。一项对吉非替尼治疗非小细胞肺癌的研究中 发现:吉非替尼反应性同EGFR—TK结构域的体细胞突变存 劳。。 。值得注意的是部分患者用药后可能产生心脏毒性,主 要表现为心力衰竭等,其机帑】尚不清楚。研究认为ERbB2 在心脏胚胎发育中起重要作用,并且可以维持成年人的心脏 功能以及预防扩张性心肌病…。体外研究中证实预先使用 曲妥珠单抗联合吉非替尼治疗可以提高化学治疗的疗效 。 2.1.2西妥昔单抗(etuximab/erbitux爱必妥) 西妥昔单 在相关性 I2 ,这也提示我们关注吉非替尼治疗乳腺癌是 抗是治疗实体瘤最常用的抗~EGFR治疗药物之一。虽然 西妥昔单抗最初是用治疗于结直肠癌(早期CRC和转移性 结直肠癌mCRC)和头部和颈部的鳞状细胞癌而不是用于治 疗乳腺癌,但是西妥昔单抗的不良反应(如,皮疹,腹泻等) 发生率较低 ,这一优势有可能使得西妥昔单抗日后成为治 疗乳腺癌的有效武器。最近发现西妥昔单抗不但可以 野生型EGFR,而且可以结合突变型EGFR(EGFRvIII),因此 它可以近乎完全的废除酪氨酸激酶磷酸化和受体/抗体复合 物的内吞降解作用 …。事实上,最新研究证实在体内和 体外治疗非小细胞肺癌中,西妥昔单抗可以同时下调EGFR 水平,抑制癌细胞生长和突变型EGFRvlII的表达 。虽 然在乳腺癌治疗中尚没有西妥昔单抗抑制突变型EGFR的 报道,但我们从上述其在非小细胞肺癌治疗中的优越表现可 以得到积极的提示和研究前景。 2.1.3其他单克隆抗体 目前尚处于临床前期或者早期临 床研究的单克隆抗体有:(1)nimotuzumab(hR3)、MDX一 4J47,可以同时抑制EGFR和CD64;(2)pertuzumab(Genen— tech),抑制ERbB2与其他ERbBs的二聚化作用,其联合治 疗ERbB2低表达的乳腺癌和其他一些人类恶性肿瘤的临床 研究正在进行当中 。 2.2小分子酪氨酸激酶抑制剂 2.2.1拉帕替尼(1apatini/tykerb泰克泊) 拉帕替尼是小 分子酪氨酸激酶抑制物家族中的一员,其作用机制是抑制 EGFR受体酪氨酸激酶活性,顺次导致下游MAPK和PI3K 信号级联反应无法启动,进而阻碍细胞增殖和生存。拉帕替 尼理想的耐受剂量为每天500~l 600 mglI 。最常见的不 良反应有腹泻(42%)和皮疹(31%);腹泻发生率随剂量的 增加而增加,但是皮疹的发生率与剂量没有关系 。近期 的研究证实:对过表达ErbB2/HER一2/neu基因的患者同时 抑制ErbB1和ErbB2是有利的,这一部分患者占到全部乳腺 癌患者的25%_J J,大量的体外研究报道拉帕替尼作为一 个双重激酶抑制物表现出了独特的双重酪氨酸激酶抑制活 性,在很多不同的转移性和进展期肿瘤中显示出活性 。 最近拉帕替尼单药治疗HER一2扩增的局部进展期乳腺癌 或者转移性乳腺癌的临床疗效和安全性得到了证实 。在 一项对138例患者进行的研究中,使用拉帕替尼治疗的中位 时间为17.6个月,完全缓解率是24%、临床获益是3l%。 中位缓解时间是7.9周,无进展生存期为4和6个月的比率 分别是63%和43%。最常见的不良反应是腹泻,皮疹,瘙瘁 症和呕吐,大都是1或2级毒性反应 。 2.2.2 吉非替尼(geiftini/iressa易瑞沙) 吉非替尼已经被 否也存在着同样的相关性,进而更加全面的了解吉非替尼的 治疗作用机制。 2.2.3厄洛替尼(erlotinib/tarceva特罗凯) 厄洛替尼一般 与化疗药(卡培他滨和多西他赛)同时使用用于治疗转移性 乳腺癌。一项研究调查了厄洛替尼联合卡培他滨和多西他 赛治疗的疗效。治疗耐受剂量是:厄洛替尼100 mg/d,卡培 他滨825 mg/rn ,多西他赛75 mg/m 。对全部24例转移性 乳腺癌女性每3周使用这一联合治疗;完全缓解率是67%。 最常见不良反应是皮肤毒性和腹泻。较为严重的不良反应 发生率低。但是随着卡培他滨/多西他赛剂量的增加,3级不 良反应的发生率会增加 J。 2.2.4其他其他尚处于临床前期或者临床期研究的酪氨 酸激酶抑制荆包括,不可逆的双重特异性酪氨酸激酶抑制 剂:pelitinib(EKB一569)和canertinib(CI~1033)。 2.3主动免疫HER一2基因作为EGFR家族中的一员其 表到的蚤白是一种肿瘤抗原,现已识别HER一2蛋白上存在 多种MHC I类或者Ⅱ类性位点 J。用含有I类或Ⅱ 类位点的HER一2蛋白免疫HER一2阳性的转移性乳腺癌 患者,结果大部分患者产生特异性的CD4 辅助性T细胞和 CD8 杀伤性T细胞免疫反应,反应持久并且部分患者可维 持1年以上 。 3结论和展望 以EGFR家族受体酪氨酸激酶为靶点的抗肿瘤治疗在 癌症治疗中是十分活跃的领域之一,目前已取得了长足的进 展。乳腺癌是全世界女性第一高发恶性肿癌,其死亡率位居 第二。因此研发新的、改进的治疗方案的重要性是毋庸置疑 的。最近,抗一EGFR治疗中的一员,拉帕替尼,成为这一研 究的重点,不仅是由于其在临床试验中有突出的疗效,而且 还源于其可以作为未来研制抗一EGFR药物的良好的模型。 拉帕替尼的双重酪氨酸激酶受体抑制活性,可以同时作用于 EGFR和HER一2,这一特性是非常令人振奋和具有吸引力 的。拉帕替尼同时抑制两种信号级联反应通路的独特活性 应该被进一步研究,以期改进现有的酪氨酸激酶抑制物模型 和提高它在抗一EGFR治疗中的地位。临床实践中实用的 DNA/RNA微序列测定技术的进展,新兴治疗方案的进展及 对其的深入理解,以及把乳腺癌作为一个全身性疾病治疗的 理念都将对治疗乳腺癌做出长远的贡献。新的抗一EGFR 治疗治疗方案的设计原理是:基于我们对富有成效的治疗模 式机制和EGFR结构间的密切关系的探索。我们相信,通过 对这些药物与这一受体及其家族成员间独特的分子间相互 ・2876・ 广东医学2010年11月第31卷第2l期 Guangdong Medical Journal Nov.2010,Vo1.31,No.21 of epidermal growth factor receptor(EGFR,ErbB1)and HER2 作用的仔细观察,未来不仅会促进抗一EGFR治疗的成功, 同时还会提出抗一EGFR治疗联合化疗的观点,从而把乳腺 (ErbB2)protein expression levels and response to Lapatinib (Tykerb,GW572016)in n expanded apanel of human normal and 癌作为一种全身疾病进行治疗,并最终寻求到治疗乳腺癌的 有效武器。 参考文献 [1]MOY B,GOSS P E.Lapatinib:current status and future diree— tions in breast cancer[J].Oneologist,2006,11(10):1047— 1057. tumour cell lines[J].Cell Prelif,2007,40(4):580—594. 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