吉非替尼及其分子机制

吉非替尼及其分子机制

非小细胞肺癌（ius）是癌症的主要类型。靶向治疗有望提高包括NSCL多种实体瘤的疗效。围绕表皮生长因子受体(epidermalgrowthfactorreceptor,EGFR)的靶向治疗药物研究是目前较为成熟的领域。本文主要以吉非替尼及其分子机制做一综述。吉非替尼(gefitinib,ZD1839,商品名:易瑞沙);化学名4-(3氯-4-氟苯氨基)-7-甲氧基-6-[3-(4-吗啉基)-丙氧基]喹啉,是阿斯利康(Astra-Zeneca)公司开发的全新抗肿瘤药物,于2003年5月经美国FDA批准上市。吉非替尼是相对低分子质量的合成苯胺喹唑啉类化合物,作为EGFR酪氨酸激酶(tyrosinekinase,TK)抑制剂,主要在体内与三磷酸腺苷竞争,与EGFR结合来发挥其抗肿瘤活性,列为治疗NSCL的三线用药。1egfr突变吉非替尼的抗肿瘤作用机制尚未完全清楚。EGFR是受体酪氨酸激酶(RTK)中erbB家族(包括4个成员)之一,表达于许多正常细胞与癌细胞表面,而肿瘤细胞常过度表达。EGFR-TK是NSCLC治疗药物的新靶位,通常表达于上皮来源的实体瘤。吉非替尼正是一种抗受体分子,它可竞争性结合于细胞表面的EGFR-TK催化区域镁-三磷酸腺苷(Mg-ATP)结合位点上,能通过AKT和MAPK途径阻断EGFR信号传导通路;促进G1期细胞周期的终止;阻止表达EGFR的人癌细胞生长,截断EGFR生成信号传递至细胞内,抑制细胞膜表面受体细胞内的众多酪氨酸激酶(包括EGFR-TK)自磷酸化作用,阻断下游一系列信号通路的活化,从而遏制细胞的异常增生、转移,抑制肿瘤细胞的发展,诱导其凋亡,起到抗肿瘤作用。对于肺癌,吉非替尼除可抑制细胞增殖外,也具有抑制黏蛋白生成的作用。因为表皮生长因子(epidermalgrowthfactor,EGF)可调节黏蛋白的产生,人粘蛋白/粘液素5AC(MUC5AC)是气道分泌物中来源于杯状细胞黏蛋白的主要存在形式。在大鼠模型中及体外试验均表明,吉非替尼可抑制腺癌细胞系(具有肺泡II型细胞的特征)中MUC5AC的产生。应用吉非替尼取得明显临床疗效的NSCL患者中证实存在EGFR的体细胞突变。研究发现:应用吉非替尼治疗的患者中存在EGFR突变的患者生存期显著长于不突变者。EGFR的基因突变位于18~21号外显子,主要是19,21号外显子的突变。应用吉非替尼治疗NSCL患者中19号外显子的碱基缺失突变生存期明显长于21号外显子的点突变。20号外显子的插入突变可能与肿瘤细胞的获得性耐药有关。应用吉非替尼有效的EGFR基因突变患者最终会产生耐药。约有一半获得性耐药的患者被证实在它们的肿瘤细胞中发现了EGFR基因的二次突变(T790M)。国外对EGFR-TKI的研究显示吉非替尼能够使10%~15%复发性NSCL的患者肿瘤灶缩小。然而并非所有的患者均能从此项治疗中获益。最容易从中获益的是腺癌、女性、非吸烟者和东亚人种。非吸烟显示了明显的相关性,不吸烟的患者疗效较好。非吸烟的复发性NSCL患者在应用吉非替尼后取得了最大的临床反应率和最长的生存期。Wu等研究显示,中国内地57例有完整资料的NSCL患者对吉非替尼的反应率为60.7%,远高于野生型患者的反应率(17.2%)。EGFR基因突变、腺癌和非吸烟是预测反应性的独立因素。临床选择吉非替尼治疗的人群应该是非吸烟的腺癌患者。尽管存在一些争议,EGFR的基因突变仍被认为是预测EGFR-TKI疗效的一个生物标记物,有助于临床选择合适的患者。2tk基因突变的结构和功能EGFR属于Ⅰ型生长因子家族,具有TK活性。EGFR的TK功能区含有3个重要结构:(1)氨基端小叶(N-lobe),由5条平行的β-折叠构成,其中的ATP磷酸结合环(P-Loop)的GSGSFG序列是ATPγ2磷酸基团的主要结合位点;(2)αC螺旋(αC-helixl),此螺旋中含有ATP的α-和β-磷酸基团结合位点。当αC螺旋与ATP结合后,其构象发生改变,从而引起受体自身磷酸化和激酶活化;(3)羧基端小叶(C-lobe),此小叶中的活化环(A-loop)是TK的活性中心,由20~30个氨基酸组成,其中DFG序列在所有TK中高度保守,改变此序列的组成或构象将显著影响激酶活性。研究证实,在不同的种属组之间存在29种EGFR的基因突变。这些突变存在于器官的体细胞中,成簇的聚集在18~21号外显子上。突变形式包括:缺失、插入和点突变。主要位于功能区的重要结构上。19号外显子的碱基缺失占所有突变的44%,是最常见的突变类型。其后的是错译点突变,单个核苷酸置换L858R位于21号外显子(占所有突变的41%),在21号外显子结构内插入突变(占所有突变的5%)18号外显子的点突变(占所有突变的4%)。3egfr基因突变一些回顾性研究对晚期EGFR突变的NSCL患者应用吉非替尼的效果进行了总结(表1),但这些研究受限于小样本量和潜在的偏移。如在一项最近的大规模研究中,只有约24%(177/731)的患者做基因突变的分析,而且只有107个标本做19~21号外显子的突变分析,在剩余的70个标本中仅做19和21号外显子的突变分析,这不可避免的存在着偏移。有EGFR基因突变的患者在应用吉非替尼后效果明显高于无突变者(表1),反应率介于65%~94%。具备EGFR基因突变的患者中位生存期大约是2年,相比而言无EGFR基因突变的患者反应率介于9%~14%。野生型EGFR基因(未突变者)中位生存期约为5~14个月。以上研究可帮助我们预测应用吉非替尼后NSCL患者的临床效果。另一方面并不是所有的研究均表明EGFR基因突变的患者应用吉非替尼的效果好。几个实验已经证实,在接受吉非替尼治疗的NSCL患者与野生型患者相比生存期并没有显著提高。接受EGFR-TKI治疗的NSCL患者的临床疗效与特定基因突变之间存在着一些相互的关系。对于具备最常见两个基因突变患者的研究已经展开。19号外显子缺失突变和L858R(21号外显子中)错译突变约占NSCL总突变的85%以上,具有19号外显子缺失突变的NSCL患者疾病进展期长度和生存期是L858R的错译突变患者2倍(表2)。因此在这两个基因突变和接受吉非替尼的NSCL的治疗结果之间存在着一种联系。4i-s1975对吉非替尼的抗性特定的EGFR基因突变被认为是耐药的一种预测因素,包括EGFR的基因20号外显子的插入突变(T790M),这些突变最初被发现存在最初对吉非替尼敏感,后来又进展的NSCL患者。T790M的突变与体外、体内对EGFR-TKI的抵抗相关。报道证实,起初对于吉非替尼反应良好的NSCL患者后来都出现了疾病的进展[17~19],其中6例患者同时存在敏感性的基因突变和抑制性的基因突变。肺癌细胞株NCI-H1975中同时存在着敏感性的基因突变(21号外显子L858R错译突变)和抑制性基因突变(20号外显子的T790M的突变)。NCI-H1975对吉非替尼的抗药性是NCI-H3255(仅存在敏感性突变)的100倍。研究者们通过把敏感性基因突变和或抑制性突变(T790M的基因突变)转染至小鼠的proB细胞株(Ba/F3),人类的胚胎肾细胞和成纤维母细胞(NIH3T3),小鼠的纤维母细胞株来研究敏感性基因突变和抑制性突变的影响。被敏感性基因突变所转染的细胞株应用吉非替尼的敏感性是同时被敏感和抑制基因转染的细胞株的100倍。最近报道证明,20号显子的插入突变与体外对EGFR-TKI的耐药性有关。被20号外显子的插入突变(D770-N771insNPG)转染的NIH-3T3细胞的敏感性比被19号外显子缺失突变和21号外显子的错译点突变转染的低100倍。不少报道均证实,具有20号外显子插入突变的患者应用EGFR-TKI化疗后都出现了疾病的恶化。不可逆EGFR抑制剂对于有插入突变的患者无效。EGFR基因突变影响EGFR-TKI疗效的机制尚不清楚,Daniel等认为,可能是BIM介导了肿瘤细胞的凋亡。他们发现一名具有l858R突变但吉非替尼抵抗的NSCL患者中存在一个新的获得性耐药基因突变类型L747S,它通过影响BIM来减少肿瘤细胞的凋亡,产生耐药。5egfr突变大多数基因突变组织来源于肿瘤细胞。最初对正常肺组织取样显示,基因突变仅限于癌细胞内并不存在于正常细胞内表明基因突变是体细胞来源的。但在随后的研究中采用激光显微解剖法发现肿瘤内43%正常的上皮组织和23%临近肿瘤的正常组织内存在着这些突变,提示激酶区的突变可能是肺癌的一个早发事件,为我们早期诊断肺癌提供了新方法。恶性胸腔积液是肺癌的一般并发症,有10%~50%的肺癌患者有胸水。大约半数有胸腔积液的NSCL患者初次检查时细胞学为阳性,最终大部分的积液确诊为恶性。胸腔积液的采集相对较容易和可重复。Kimura等报道了NSCL患者