吉非替尼及其分子機制

吉非替尼及其分子機制

非小細胞肺癌（ius）是癌癥的主要類型。靶向治療有望提高包括NSCL多種實體瘤的療效。圍繞表皮生長因子受體(epidermalgrowthfactorreceptor,EGFR)的靶向治療藥物研究是目前較為成熟的領域。本文主要以吉非替尼及其分子機制做一綜述。吉非替尼(gefitinib,ZD1839,商品名:易瑞沙);化學名4-(3氯-4-氟苯氨基)-7-甲氧基-6-[3-(4-嗎啉基)-丙氧基]喹啉,是阿斯利康(Astra-Zeneca)公司開發(fā)的全新抗腫瘤藥物,于2003年5月經美國FDA批準上市。吉非替尼是相對低分子質量的合成苯胺喹唑啉類化合物,作為EGFR酪氨酸激酶(tyrosinekinase,TK)抑制劑,主要在體內與三磷酸腺苷競爭,與EGFR結合來發(fā)揮其抗腫瘤活性,列為治療NSCL的三線用藥。1egfr突變吉非替尼的抗腫瘤作用機制尚未完全清楚。EGFR是受體酪氨酸激酶(RTK)中erbB家族(包括4個成員)之一,表達于許多正常細胞與癌細胞表面,而腫瘤細胞常過度表達。EGFR-TK是NSCLC治療藥物的新靶位,通常表達于上皮來源的實體瘤。吉非替尼正是一種抗受體分子,它可競爭性結合于細胞表面的EGFR-TK催化區(qū)域鎂-三磷酸腺苷(Mg-ATP)結合位點上,能通過AKT和MAPK途徑阻斷EGFR信號傳導通路;促進G1期細胞周期的終止;阻止表達EGFR的人癌細胞生長,截斷EGFR生成信號傳遞至細胞內,抑制細胞膜表面受體細胞內的眾多酪氨酸激酶(包括EGFR-TK)自磷酸化作用,阻斷下游一系列信號通路的活化,從而遏制細胞的異常增生、轉移,抑制腫瘤細胞的發(fā)展,誘導其凋亡,起到抗腫瘤作用。對于肺癌,吉非替尼除可抑制細胞增殖外,也具有抑制黏蛋白生成的作用。因為表皮生長因子(epidermalgrowthfactor,EGF)可調節(jié)黏蛋白的產生,人粘蛋白/粘液素5AC(MUC5AC)是氣道分泌物中來源于杯狀細胞黏蛋白的主要存在形式。在大鼠模型中及體外試驗均表明,吉非替尼可抑制腺癌細胞系(具有肺泡II型細胞的特征)中MUC5AC的產生。應用吉非替尼取得明顯臨床療效的NSCL患者中證實存在EGFR的體細胞突變。研究發(fā)現:應用吉非替尼治療的患者中存在EGFR突變的患者生存期顯著長于不突變者。EGFR的基因突變位于18~21號外顯子,主要是19,21號外顯子的突變。應用吉非替尼治療NSCL患者中19號外顯子的堿基缺失突變生存期明顯長于21號外顯子的點突變。20號外顯子的插入突變可能與腫瘤細胞的獲得性耐藥有關。應用吉非替尼有效的EGFR基因突變患者最終會產生耐藥。約有一半獲得性耐藥的患者被證實在它們的腫瘤細胞中發(fā)現了EGFR基因的二次突變(T790M)。國外對EGFR-TKI的研究顯示吉非替尼能夠使10%~15%復發(fā)性NSCL的患者腫瘤灶縮小。然而并非所有的患者均能從此項治療中獲益。最容易從中獲益的是腺癌、女性、非吸煙者和東亞人種。非吸煙顯示了明顯的相關性,不吸煙的患者療效較好。非吸煙的復發(fā)性NSCL患者在應用吉非替尼后取得了最大的臨床反應率和最長的生存期。Wu等研究顯示,中國內地57例有完整資料的NSCL患者對吉非替尼的反應率為60.7%,遠高于野生型患者的反應率(17.2%)。EGFR基因突變、腺癌和非吸煙是預測反應性的獨立因素。臨床選擇吉非替尼治療的人群應該是非吸煙的腺癌患者。盡管存在一些爭議,EGFR的基因突變仍被認為是預測EGFR-TKI療效的一個生物標記物,有助于臨床選擇合適的患者。2tk基因突變的結構和功能EGFR屬于Ⅰ型生長因子家族,具有TK活性。EGFR的TK功能區(qū)含有3個重要結構:(1)氨基端小葉(N-lobe),由5條平行的β-折疊構成,其中的ATP磷酸結合環(huán)(P-Loop)的GSGSFG序列是ATPγ2磷酸基團的主要結合位點;(2)αC螺旋(αC-helixl),此螺旋中含有ATP的α-和β-磷酸基團結合位點。當αC螺旋與ATP結合后,其構象發(fā)生改變,從而引起受體自身磷酸化和激酶活化;(3)羧基端小葉(C-lobe),此小葉中的活化環(huán)(A-loop)是TK的活性中心,由20~30個氨基酸組成,其中DFG序列在所有TK中高度保守,改變此序列的組成或構象將顯著影響激酶活性。研究證實,在不同的種屬組之間存在29種EGFR的基因突變。這些突變存在于器官的體細胞中,成簇的聚集在18~21號外顯子上。突變形式包括:缺失、插入和點突變。主要位于功能區(qū)的重要結構上。19號外顯子的堿基缺失占所有突變的44%,是最常見的突變類型。其后的是錯譯點突變,單個核苷酸置換L858R位于21號外顯子(占所有突變的41%),在21號外顯子結構內插入突變(占所有突變的5%)18號外顯子的點突變(占所有突變的4%)。3egfr基因突變一些回顧性研究對晚期EGFR突變的NSCL患者應用吉非替尼的效果進行了總結(表1),但這些研究受限于小樣本量和潛在的偏移。如在一項最近的大規(guī)模研究中,只有約24%(177/731)的患者做基因突變的分析,而且只有107個標本做19~21號外顯子的突變分析,在剩余的70個標本中僅做19和21號外顯子的突變分析,這不可避免的存在著偏移。有EGFR基因突變的患者在應用吉非替尼后效果明顯高于無突變者(表1),反應率介于65%~94%。具備EGFR基因突變的患者中位生存期大約是2年,相比而言無EGFR基因突變的患者反應率介于9%~14%。野生型EGFR基因(未突變者)中位生存期約為5~14個月。以上研究可幫助我們預測應用吉非替尼后NSCL患者的臨床效果。另一方面并不是所有的研究均表明EGFR基因突變的患者應用吉非替尼的效果好。幾個實驗已經證實,在接受吉非替尼治療的NSCL患者與野生型患者相比生存期并沒有顯著提高。接受EGFR-TKI治療的NSCL患者的臨床療效與特定基因突變之間存在著一些相互的關系。對于具備最常見兩個基因突變患者的研究已經展開。19號外顯子缺失突變和L858R(21號外顯子中)錯譯突變約占NSCL總突變的85%以上,具有19號外顯子缺失突變的NSCL患者疾病進展期長度和生存期是L858R的錯譯突變患者2倍(表2)。因此在這兩個基因突變和接受吉非替尼的NSCL的治療結果之間存在著一種聯系。4i-s1975對吉非替尼的抗性特定的EGFR基因突變被認為是耐藥的一種預測因素,包括EGFR的基因20號外顯子的插入突變(T790M),這些突變最初被發(fā)現存在最初對吉非替尼敏感,后來又進展的NSCL患者。T790M的突變與體外、體內對EGFR-TKI的抵抗相關。報道證實,起初對于吉非替尼反應良好的NSCL患者后來都出現了疾病的進展[17~19],其中6例患者同時存在敏感性的基因突變和抑制性的基因突變。肺癌細胞株NCI-H1975中同時存在著敏感性的基因突變(21號外顯子L858R錯譯突變)和抑制性基因突變(20號外顯子的T790M的突變)。NCI-H1975對吉非替尼的抗藥性是NCI-H3255(僅存在敏感性突變)的100倍。研究者們通過把敏感性基因突變和或抑制性突變(T790M的基因突變)轉染至小鼠的proB細胞株(Ba/F3),人類的胚胎腎細胞和成纖維母細胞(NIH3T3),小鼠的纖維母細胞株來研究敏感性基因突變和抑制性突變的影響。被敏感性基因突變所轉染的細胞株應用吉非替尼的敏感性是同時被敏感和抑制基因轉染的細胞株的100倍。最近報道證明,20號顯子的插入突變與體外對EGFR-TKI的耐藥性有關。被20號外顯子的插入突變(D770-N771insNPG)轉染的NIH-3T3細胞的敏感性比被19號外顯子缺失突變和21號外顯子的錯譯點突變轉染的低100倍。不少報道均證實,具有20號外顯子插入突變的患者應用EGFR-TKI化療后都出現了疾病的惡化。不可逆EGFR抑制劑對于有插入突變的患者無效。EGFR基因突變影響EGFR-TKI療效的機制尚不清楚,Daniel等認為,可能是BIM介導了腫瘤細胞的凋亡。他們發(fā)現一名具有l(wèi)858R突變但吉非替尼抵抗的NSCL患者中存在一個新的獲得性耐藥基因突變類型L747S,它通過影響B(tài)IM來減少腫瘤細胞的凋亡,產生耐藥。5egfr突變大多數基因突變組織來源于腫瘤細胞。最初對正常肺組織取樣顯示,基因突變僅限于癌細胞內并不存在于正常細胞內表明基因突變是體細胞來源的。但在隨后的研究中采用激光顯微解剖法發(fā)現腫瘤內43%正常的上皮組織和23%臨近腫瘤的正常組織內存在著這些突變,提示激酶區(qū)的突變可能是肺癌的一個早發(fā)事件,為我們早期診斷肺癌提供了新方法。惡性胸腔積液是肺癌的一般并發(fā)癥,有10%~50%的肺癌患者有胸水。大約半數有胸腔積液的NSCL患者初次檢查時細胞學為陽性,最終大部分的積液確診為惡性。胸腔積液的采集相對較容易和可重復。Kimura等報道了NSCL患者