EGFR和ALK靶向治療及其耐藥機制的研究進展

李 楠 葉明翔 張 勇 曹 晶 張信信 常 寧 張 艱

第四軍醫大學西京醫院呼吸科，陜西西安710032

EGFR和ALK靶向治療及其耐藥機制的研究進展

李 楠 葉明翔 張 勇 曹 晶 張信信 常 寧 張 艱

第四軍醫大學西京醫院呼吸科，陜西西安710032

表皮生長因子受體（EGFR）是一種具有酪氨酸激酶活性的受體；棘皮類微管相關樣蛋白-4-間變型淋巴瘤激酶（EML4-ALK）是EML4與ALK的融合基因，EGFR突變及EML4-ALK陽性都能促進腫瘤細胞增殖并抑制腫瘤細胞的凋亡。研究發現，在非小細胞肺癌（NSCLC）患者中有大量出現EGFR突變及EML4-ALK陽性，且當前對于該類患者EGFR和ALK抑制劑是首選治療方式。但此治療方式易出現耐藥而限制其作用效果，因此探尋其耐藥機制及耐藥后治療的新策略顯得尤為重要。目前關于NSCLC耐藥機制的研究已經逐步展開，并且逆轉NSCLC患者獲得性耐藥的治療策略也已有了初步的成效。本綜述旨在總結EGFR突變和ALK陽性的NSCLC患者獲得性耐藥機制的新進展和克服耐藥的新策略。

非小細胞肺癌；獲得性耐藥；耐藥機制；表皮生長因子受體

肺癌是全世界最常見的惡性腫瘤，也是癌癥引起死亡的首要原因。非小細胞肺癌（non-small cell lung cancer，NSCLC）是肺癌中最為常見的一種類型，占全部肺癌患者的80%～90%［1］。一般來說，肺癌的治療效果并不理想。有70%的患者在診斷時就已經發展為晚期肺癌，從而排除了手術切除的可能性，而在化療方面盡管已經取得了巨大的進步，但是即使通過最有效的以鉑類為基礎的化療方案，患者的中位生存期依舊不能超過10個月［2］。在肺癌個體化治療趨勢的推動下，一批療效確切、毒副作用輕微的分子靶向藥物已進入臨床，使得肺癌患者的無進展生存期（progress-free survival，PFS）和總生存期（overall survival，OS）顯著延長，患者的生活質量得到明顯改善。

以EGFR和EML4-ALK融合基因為靶咖的藥物是肺癌基礎研究和臨床應用領域的里程碑，具有良好的前景，盡管靶向藥物在治療效果和改善患者生活質量等方面表現出諸多優勢，但值得注意的是NSCLC患者在使用靶向藥物后發生了藥物耐受，出現病情的進展和惡化。繼發性耐藥后的治療目前臨床上仍然沒有標準方案，因此，探索NSCLC耐藥后治療的新策略成為了重中之重。

1 小細胞肺癌基因突變

1.1 EGFR基因及其突變

表皮生長因子受體（epidermal growth factor recep tor，EGFR）是具有酪氨酸激酶活性的受體（receptor tyrosine kinase，RTK），通過調節下游信號通路在惡性腫瘤的發生和發展中起著關鍵作用。EGFR是一種跨膜糖蛋白，由胞外配體結合區、跨膜區和胞內區組成，胞內區又分為近膜亞區、酪氨酸激酶亞區和碳端亞區。EGFR的胞外結構域結合它的配體如表皮生長因子（EGF）和轉化生長因子-α（TGF-α），形成二聚體，在關鍵的酪氨酸殘基域達到自動磷酸化。隨后，磷酸化的EGFR通過進一步激活一些下游的信號通路來促進腫瘤細胞的增殖，抑制腫瘤細胞的凋亡。在NSCLC患者中已經確定有多種EGFR的突變，其中大部分發生在18～21號外顯子，而在19號和21號外顯子突變的檢出率最高。19號外顯子突變通常表現為delE746-A750，21號外顯子則表現出L858R咖突變［3］。NSCLC中EGFR突變有種族差異，10%～15%的患者為西方人群，而＜50%為亞洲人［4］，其中，在亞裔、女性、非吸煙、腺癌中EGFR突變率高達70%～80%［5］。因此，在NSCLC患者中檢測EGFR基因狀態具有重要的臨床意義。

1.2 EM L4-ALK融合基因

2007年，日本學者Soda等［6］首次報道從1例62歲吸煙的男性肺腺癌患者腫瘤組織中擴增出一個由3926 bp組成的cDNA片段，編碼一個由1059個氨基酸組成的蛋白質。該蛋白的氨基端部分（殘基1～496）被鑒定為棘皮類微管相關樣蛋白-4（echinoderm microtubule-associated protein like 4，EML4）基因編碼蛋白的一部分，EML4屬于棘皮動物微管相關蛋白樣蛋白家族，由N端Basic區、HELP區以及WD重復區三部分構成，而羧基端部分（殘基497～1059）是間變型淋巴瘤激酶（anaplastic lymphoma kinase，ALK）基因編碼蛋白的一部分［7］。ALK屬于胰島素受體家族，由細胞外配體結合區、跨膜區及細胞內酪氨酸激酶區組成，ALK基因的異常會引起細胞增殖過度和凋亡下調。這表明該cDNA片段是EML4和ALK的融合產物，可以導致異常酪氨酸激酶的表達。EML4基因從染色體上斷裂分離，裂解成不同長度的片段，插入位置相對保守的ALK基因20號外顯子內，從而形成EML4-ALK融合基因。目前，已經報道了14種EML4-ALK融合基因的亞型，均為不同的EML4外顯子與ALK基因20號外顯子融合而成。NSCLC中EML4-ALK融合基因占3%～7%，主要發生于腺癌，EGFR、K-ras"生型，輕度吸煙或不吸煙的年輕患者［8］。

2 小細胞肺癌的獲得性耐藥及治療

2.1 EGFR-TKIs的應用及其耐藥

近年來，在NSCLC中大量新型的以特定的分子通路為靶咖的藥物被研究出來，經證實，表皮生長因子受體酪氨酸激酶抑制劑（epidermal growth factor receptor tyrosine kinase inhibitors，EGFR-TKIs）被認為是針對NSCLC最有效的治療策略［9］。第一代EGFRTKIs如吉非替尼和厄洛替尼被用于可逆性的爭奪ATP結合位咖，阻斷EGFR下游信號通路的活化，發揮其抗腫瘤作用。然而，第一代EGFR-TKIs只取得了有限的臨床效益，幾乎所有患者在使用吉非替尼和厄洛替尼6～12個月后都不可避免的出現了腫瘤進展，這一現象被定義為“獲得性耐藥”［10］。獲得性耐藥的幾種機制已被發現，但仍然有50%無從解釋。此外，更好地了解機制僅僅是第一步，贏得對EGFR-TKI耐藥的戰斗才是關鍵性的下一步。

獲得性耐藥的機制為：①T790M突變等EGFR基因的二次突變，即EGFR基因的20號外顯子在吉非替尼治療的過程中出現了二次突變，第790位密碼子發生了C-T的轉換，由蘇氨酸轉換成甲硫氨酸［11］，導致EGFR-TK區域空間構象發生改變，EGFR-TKIs與EGFR-TK的親和力減弱，即使在EGFR-TKIs存在的情況下仍然能激活EGFR，引起一系列的細胞信號通路反應，從而產生獲得性耐藥。②MET原癌基因擴增。原癌基因MET通過編碼產生一種跨膜酪氨酸激酶即MET受體，被認為是引起NSCLC對吉非替尼或厄洛替尼產生獲得性耐藥的又一重要原因。肝細胞生長因子作為MET受體的配體一旦與MET受體結合，將會促進MET酪氨酸激酶的磷酸化，隨即引起下游信號通路的活化，從而產生獲得性耐藥［12］。＜22%的EGFR-TKIs獲得性耐藥的病例已被證明具有MET基因的擴增［13］。③其他機制。上皮間質轉化、1型胰島素生長因子受體、血管內皮生長因子、PTEN基因等也與EGFR-TKI獲得性耐藥有關。

2.2 ALK抑制劑的應用及其耐藥

克唑替尼是一種ATP競爭性的小分子酪氨酸激酶抑制劑，對ALK、MET、ROS1均有抑制作用［14］，它是臨床上用于治療具有ALK陽性晚期NSCLC的第一個藥物，在歐洲和美國的NSCLC治療指南中克唑替尼已經成為治療ALK陽性肺癌的一個推薦標準［15］。盡管克唑替尼對ALK重排表現出顯著的抑制作用，但與應用于NSCLC的其他靶向治療如EGFR-TKI相似，克唑替尼在治療1年后不可避免地產生了獲得性耐藥。

克唑替尼獲得性耐藥的機制可以分為兩類。第一類包含了額外的基因改變，如ALK激酶域第二位咖的突變或ALK融合基因的擴增，這些可以維持和促進ALK信號通路的活化［16］。最常見的ALK第二位咖的突變是L1196M突變，它是由甲硫氨酸取代了亮氨酸在染色體上的位置，促進了蛋白活性構象的形成并增加了蛋白激酶的活性［17］。與EGFR T790M突變類似，L1196M突變干擾了靶向藥物對激酶活性的抑制作用。單獨的ALK融合基因擴增或與二次突變的聯合也被確定為在細胞實驗中克唑替尼耐藥的一個原因，后續的研究證實了在臨床耐藥標本中存在ALK融合基因的擴增［18］。這些所謂的“ALK主導機制”涉及＜30%的克唑替尼獲得性耐藥。耐藥機制的第二類包括其他致癌驅動程序的活化，如通過旁路引起下游信號通路的再激活從而產生耐藥。如K-RAS突變、KIT擴增、EGFR突變和磷酸化，這些所謂的“ALK非主導機制”參與了克唑替尼獲得性耐藥的發展。另外，＜20%的患者在使用克唑替尼治療后產生獲得性耐藥的機制仍不清楚。

3 小細胞肺癌獲得性耐藥后的治療

3.1 逆轉EGFR-TKI耐藥的策略

隨著EGFR-TKI耐藥分子機制的不斷更新，越來越多的針對腫瘤耐藥機制的分子靶向藥物以及多種方式聯合治療逐漸進入臨床應用中，并顯示出初步效果。與第一代可逆的EGFR-TKIs相比，不可逆的第二代EGFR-TKIs對酪氨酸激酶有更高的親和力，這可能導致較長的信號阻斷［19］。此外，二代EGFR-TKIs是泛HER抑制劑，可以更完全地阻斷EGFR信號通路。相比于吉非替尼，阿法替尼是一種高度選擇性、不可逆的EGFR抑制劑和泛HER抑制劑。它旨在與Cys-797共價結合，可以有效地選擇性地阻斷ErbB家族受體（EGFR、HER2、ErbB3和ErbB4）的"生和突變形式。在伴有EGFR突變類型的患者中使用阿法替尼其PFS為13.6個月，與化療的PFS為6.9個月比較，幾乎延長了1倍［20］。由此表明，阿法替尼可以作為EGFR突變的肺腺癌患者一線方案的合理選擇。第三代EGFR-TKIs選擇性地以EGFR突變，尤其是T790M突變為靶咖，而對"生型受體產生極小的效力。CO-1686是一種新型的口服EGFR抑制劑，它可以在體內和體外不可逆地選擇性地抑制EGFR突變，尤其是T790M突變，而對"生型EGFR沒有作用。在2014年第四屆歐洲肺癌會議（ELCC）上發布了EGFR突變的患者在使用EGFR-TKI治療疾病進展后給予CO-1686的I期研究結果［21］。據報道，對厄洛替尼有耐藥性的T790M陽性突變的NSCLC患者使用CO-1686，其總體反應率（overall response rate，ORR）為80%，PFS超過6個月［22］。AZD9291是另一種強效的不可逆的抑制劑，它可以抑制EGFR敏感突變和耐藥突變，但不作用于"生型EGFR。即使在低劑量水平，AZD9291在EGFR突變的異種移植模型中仍表現出抗腫瘤活性。

目前多種MET抑制劑正在研究中，包括小分子MET抑制劑（ARQ197）、Met單克隆抗體（MetMAb）和c-Met抑制劑（克唑替尼）等。其中，MetMAb是一種新開發的以MET為靶咖的人源性單克隆抗體，它阻礙了HGF與MET的結合，從而抑制下游傳感器和效應器的活化。研究表明，在EGFR突變、MET擴增和EGFR抑制劑治療失敗的NSCLC患者中聯合使用MET抑制劑INC280和吉非替尼，15%的患者獲得了部分反應，而這些反應者均具有較高的MET水平［23］，進一步驗證這種聯合方案療效的Ⅱ期臨床試驗正在進行中。

臨床上還有一些其他的針對NSCLC獲得性耐藥的治療方法，如靶向治療與化療的聯合應用，但是仍需進一步評估這個策略的優劣。

3.2 逆轉克唑替尼耐藥的策略

克唑替尼在攜帶EML4-ALK融合基因的NSCLC細胞系中是一個相對較弱的ALK抑制劑，其IC50為250～340 nmol/L。因此，一些新的ALK抑制劑和HSP90抑制劑在臨床上發展起來，它們可以克服“ALK主導”的克唑替尼耐藥。

新一代的ALK抑制劑可以有效抑制ALK激酶，并對ALK第二位咖的突變有更好的親和力。此外，與克唑替尼相比，這些新興的ALK抑制劑可以提高腦組織的藥代動力學以及中樞神經系統的滲透。色瑞替尼（LDK378）是一種臨床效價比克唑替尼高20倍的口服的ATP競爭性小分子ALK抑制劑，其IC50遠遠低于克唑替尼，口服生物利用度＞50%，最大耐受劑量（MTD）為750 mg/d，在動物體內表現出良好的藥代動力學和耐受性［24］。克唑替尼處理后的患者給予750 mg/d的色瑞替尼，其ORR為56%，而未經克唑替尼處理的患者給予色瑞替尼，其ORR為62%，這表明ALK二次突變的不同類型患者以及未檢測到ALK二次突變的患者均對色瑞替尼有反應［25］。表明色瑞替尼是治療ALK陽性NSCLC患者的一個極有價值的選擇。Alectinib（CH5424802）是一種高效的選擇性的ALK抑制劑，IC50為1.9 nmol/L，它結合了ALK的ATP位咖，阻止ALK的磷酸化。Alectinib不僅對表達EML4-ALK融合基因的NSCLC表現出抗腫瘤活性，而且對大部分ALK激酶域的第二位咖突變尤其是L1196M突變和C1156Y突變有抑制作用。

另一個克服克唑替尼耐藥的方法是增加另一種藥物來恢復克唑替尼對ALK的抑制作用，這種方法仍處于研究階段。這種藥物可以是一個靶向藥物，如HSP90抑制劑。HSP90是一種新型的伴侶蛋白，它可以克服ALK重排的NSCLC中由ALK第二位咖突變或擴增引起的克唑替尼耐藥。HSP90調節其靶向蛋白的活化和穩定性，包括致癌蛋白ALK，促進其蛋白酶體介導的降解［26］。這種降解可以有效抑制下游信號通路，導致細胞生長停滯，誘導攜帶EML4-ALK融合基因的細胞凋亡。一些體外研究表明，HSP90對已知的所有類型的ALK突變均有抑制作用，尤其是對L1196M突變和ALK擴增，在移植瘤模型中EML4-ALK陽性的NSCLC細胞對HSP90抑制劑IPI-504有高度敏感性，可以誘導腫瘤的衰退［27］。此外，HSP90抑制劑Ganetespib在克唑替尼耐藥的ALK陽性NSCLC中表現出抑制作用。因此，HSP90抑制劑可以作為ALK陽性NSCLC的一個有效的治療策略。

4 語

在過去的十年中，關于NSCLC的多種信號通路已被確定，特定的致癌驅動基因的突變可導致惡性轉化。就目前而言，關于NSCLC的絕大多數驅動基因是未知的，這類患者仍然進行經驗治療和標準的化療。而酪氨酸激酶抑制劑是有效的抗腫瘤藥物，但這些藥物最終都會產生獲得性耐藥。在將來治療NSCLC的過程中，更好地了解疾病的生物學特征，確保患者得到真正的個體治療是至關重要的。此外，要使用正確的抑制劑或抑制劑聯合使用來克服酪氨酸激酶抑制劑導致的獲得性耐藥。總之，雖然面對諸多挑戰，但是相信隨著分子機制研究的不斷深入，克服酪氨酸激酶抑制劑引起的獲得性耐藥終會有新的突破。

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Research progress of EGFR and ALK targeted therapy and its drug resistancemechanism

LINan YEMingxiang ZHANG Yong CAO Jing ZHANG Xinxin CHANG Ning ZHANG Jian
Department of Pulmonary Medicine，Xijing Hospital，Fourth Military Medical University，Shaanxi Province，Xi'an 710032，China

Epidermal growth factor receptor（EGFR）is a receptor with tyrosine kinase activity；echinoderm microtubule-associated protein like 4-anaplastic lymphoma kinase（EML4-ALK）is a fusion genewith EML4 and ALK，and they both play a vital role in promoting proliferation and inhibiting apoptosis in tumor cells.Research finds that in non-small cell lung cancer（NSCLC）patients，many have EGFR mutate and ALK-positive，and currently，EGFR and ALK inhibitor is the preferred treatment for this kind of patients.However，this treatmentmakes patients prone to drug resistance and limit its effect.Thus，it is really important to find the mechanisms and explore new strategies for drug resistance.At present，the research on the drug resistancemechanism of NSCLC has been gradually expanded，and the treatment strategy for reversal of NSCLC patientswith acquired resistance has preliminary effects.This review tends to summarize advanced developments of acquired drug resistance in NSCLC，taking on EGFRmutation and rearrangement of ALK，and new strategies to overcome resistance.

Non-small cell lung cancer；Acquired resistance；Drug resistancemechanism；Epidermal growth factor receptor

R734.2

A

1673-7210（2016）05（c）-0059-05

2016-02-22本文編輯：程銘）

李楠（1991.3-），女，第四軍醫大學2013級呼吸內科專業在讀碩士研究生；研究方向：肺癌的靶向治療和耐藥機制。

張艱（1970.2-），女，博士，第四軍醫大學第一附屬醫院呼吸內科主任，副教授；研究方向：肺癌的靶向治療及耐藥機制。