焦园园,张艳华(北京大学临床肿瘤学院、北京肿瘤医院暨北京市肿瘤防治研究所药剂科,恶性肿瘤发病机制及转化研究教育部重点实验室,北京 100142)
20世纪后期,人们逐渐认识到肿瘤是一种多因素参与、多步骤发展的系统性疾病,肿瘤有关基因的异常是导致肿瘤细胞逃避凋亡、血管生成、侵袭转移等行为的根本原因,其中最重要的是肿瘤细胞增殖信号转导通路和肿瘤新生血管生成,因此各大药品生产企业纷纷聚焦于这两类靶点。1997年,第一个肿瘤分子靶向药物利妥昔单抗被美国食品药品管理局(FDA)批准用于治疗非霍奇金淋巴瘤,其后陆续涌现出针对肿瘤细胞增殖信号转导通路的曲妥珠单抗、吉非替尼、厄洛替尼、西妥昔单抗、伊马替尼及针对肿瘤新生血管生成的贝伐单抗、血管内皮抑素等药物。靶向药物使肿瘤治疗由细胞水平向分子水平过渡,显著改善了肿瘤治疗效果,成为肿瘤综合治疗策略中的重要部分,被写入不同国家、地区的肿瘤治疗指南。当前全球上市的抗肿瘤分子靶向药物已达30余种,另有100余种正在进行临床研究。
肿瘤分子靶向药物按作用机制主要分为表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor,EGFR)抑制剂、血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)/血管内皮生长因子受体(vascular endothelial growth factor receptor,VEGFR)抑制剂和血小板衍生生长因子受体(platelet-derived growth factor receptor,PDGFR)抑制剂等;按分子质量可分为大分子单克隆抗体和小分子化合物[如酪氨酸激酶抑制剂(TKI)]。部分国内上市及FDA批准的肿瘤分子靶向药物见表1。本文结合美国国立癌症综合网络(NCCN)指南中国版及部分临床研究,总结代表性肿瘤分子靶向药物的临床研究和疗效评价,对部分新上市的靶向药物作简要介绍。
表1 部分肿瘤分子靶向药物分类
广义的EGFR是由原癌基因CerbB编码的具有酪氨酸激酶活性的跨膜受体,包括 EGFR(HER-1)、HER-2、HER-3 与HER-4。它们定位于细胞膜上,结构大致相同,由膜外配体结合区、跨膜区和具有酪氨酸激酶(TK)活性的胞内区组成。表皮生长因子(EGF)与受体胞外区结合后,EGFR活化形成同源或异源二聚体形式,导致胞内TK区被激活,形成酪氨酸自身磷酸化,激活下游的 Ras-Raf-MAPK、PI3K-AKT、JAK-STAT 信号通路,导致细胞异常增殖并抑制肿瘤细胞凋亡。靶向EGFR的药物主要有两类:一类是作用于受体胞外区的单克隆抗体(MAb),包括西妥昔单抗、帕尼单抗,另一类是作用于受体胞内区的小分子TKI,包括吉非替尼、厄洛替尼等。两类药作用部位不同,但都通过阻断EGFR介导的细胞信号转导通路的激活,抑制肿瘤生长及转移。
西妥昔单抗是半人源化的EGFR单克隆抗体,与内源性配体竞争结合EGFR的胞外区,阻断EGFR信号转导通路,抑制细胞增长,现已被FDA及国家食品药品监督管理局(SFDA)批准用于转移性结直肠癌的治疗。帕尼单抗是全人源化的EGFR单克隆抗体,也是已上市的肿瘤治疗性单克隆抗体中唯一的IgG2抗体,该药在美国被批准用于转移性结直肠癌的治疗,在国内尚未上市。CRYSTAL试验中,西妥昔单抗联合FOLFIRI方案使KRAS野生型的转移性结直肠癌患者的无进展生存期(PFS)得到显著改善(9.9个月 vs.8.7个月,风险比HR=0.68,P=0.02)。OPUS试验中,FOLFOX方案基础上加入西妥昔单抗可使KRAS野生型患者客观有效率和PFS提高,但没有观察到中位总生存获益(加用西妥昔单抗22.8个月vs.单用化疗组18.5个月,HR=0.85,P=0.39)。临床研究还表明,西妥昔单抗的疗效与KRAS基因第12或第13位密码子的突变状态有关,仅对KRAS野生型患者可延长无进展生存时间,对突变型无效。这是因为KRAS基因突变后会自发激活RASRaf传导通路,而不再受EGFR调控。因此药品说明书及指南中都强调西妥昔单抗必须要在用药前监测KRAS突变状态,仅用于KRAS基因野生型患者。此外,KRAS下游的BRAF基因突变也可能是EGFR单抗耐药的标志因子[1]。
吉非替尼、厄洛替尼是EGFR胞内区TKI,二者结构类似,都可口服,在美国及国内都已上市。吉非替尼用于经含铂或多西他赛方案化疗失败的晚期非小细胞肺癌(NSCLC)。厄洛替尼于2004年被FDA批准用于至少一次化疗失败后的局部晚期或转移性NSCLC患者的治疗。IPASS试验中,吉非替尼同化疗(卡铂/紫杉醇)比,提高了EGFR突变患者的无病生存率(25%vs.7%)及生活质量,且骨髓抑制等不良反应更少见。荟萃分析发现,233例晚期(ⅢB或Ⅳ期)EGFR突变的NSCLC患者中,小分子TKI治疗有效率为67%,总生存时间约24个月。IDEAL研究表明,吉非替尼对于含铂和(或)多西他赛失败的NSCLC的有效率为8.8% ~19.0%,缓解率为35.0% ~43.0%。基于以上研究,NCCN指南中国版推荐,对于明确有EGFR活化突变或基因扩增的晚期、复发或转移性的非鳞状细胞癌患者,推荐厄洛替尼或吉非替尼作为一线治疗。由于小分子TKI的耐受性较好,也被尝试用于化疗结束后的维持治疗。基于GALGB3040研究结论,FDA批准了厄洛替尼用于维持治疗。小分子TKI的疗效预测也被持续关注,约85%的NSCLC患者可检测到EGFR,EGFR最常见的突变为外显子19缺失和外显子21突变,这些突变见于近10%的白种人NSCLC患者及高达50%的亚洲患者。EGFR野生型患者对小分子TKI敏感性更高。有多种方法可用于检测肿瘤细胞的EGFR突变情况,外显子18-21(或仅外显子19和21)的直接DNA测序是一种合理选择。EGFR突变研究对吉非替尼、厄洛替尼的疗效预测非常重要[2]。
曲妥珠单抗是人表皮生长因子受体-2(HER-2)胞外区的人源化单克隆抗体。HER-2在乳腺癌、卵巢癌、胃癌等多种人类肿瘤中过度表达,主要是HER-2基因扩增或转录增多,研究显示HER-2扩增与乳腺癌临床预后不良显著相关。曲妥珠单抗可靶向结合HER-2的胞外区,减少PI3K、MAPK等信号通路的传导,杀伤肿瘤细胞。化疗基础上联合曲妥珠单抗可明显改善乳腺癌患者生存率。曲妥珠单抗加入FEC序贯紫杉醇的新辅助化疗可使HER-2阳性患者病理完全缓解率从26%提升至65.2%(P=0.016),这也促使曲妥珠单抗进入NCCN乳腺癌指南,和化疗一起联合用于部分HER-2阳性患者的新辅助化疗。已有5项评估曲妥珠单抗作为术后辅助治疗疗效的随机试验公布,结果均表明曲妥珠单抗可改善无病生存率,对部分试验的联合分析证实,高危、HER-2阳性患者使用曲妥珠单抗可明显改善总生存率。对于Ⅳ期或复发转移的乳腺癌,无论是单药使用还是与某些化疗药联合应用,HER-2阳性患者都可以从曲妥珠单抗治疗中获益。基于这些高质量的临床研究,曲妥珠单抗被批准用于HER-2阳性乳腺癌患者的治疗,应用范围包括新辅助治疗、术后辅助治疗及复发转移或晚期治疗。鉴于抗HER-2治疗在乳腺癌治疗中的重要地位,NCCN指南专门给出了 HER-2检测建议:HER-2免疫组化(IHC)染色结果为“+”者为HER-2阴性,IHC染色结果为“+++”者为HER-2阳性,IHC染色结果为“++”者需接受荧光原位杂交(FISH)检测,FISH结果阳性者为HER-2阳性,而且只有HER-2阳性患者才有使用曲妥珠单抗的指征。乳腺癌治疗已经进入“后赫赛汀(曲妥珠单抗)时代”,帕妥珠单抗、曲妥珠单抗与化疗药偶合物 TDM-1 已在美国上市[3-6]。
拉帕替尼是Her-2胞内区TKI,可以同时抑制EGFR以及Her-2胞内区,成为曲妥珠单抗进展或耐药后的重要选择,该药在国内尚未上市。一个Ⅲ期研究在转移性乳腺癌患者中比较了卡培他滨联合拉帕替尼与单用卡培他滨的疗效,联合组较单药组的至疾病进展生存时间延长(8.4个月 vs.4.4个月,HR=0.49,95%CI=0.34~0.71,P <0.001)。另一项在转移性乳腺癌女性患者中的研究显示,对于HER-2阳性的亚组患者,拉帕替尼联合来曲唑组的无进展生存期显著长于来曲唑单药组(8.2个月 vs.3个月,HR=0.71,95%CI=0.53~0.96,P=0.019)。另一项接受曲妥珠单抗治疗中疾病进展的转移性乳腺癌的Ⅲ期临床试验表明,拉帕替尼联合曲妥珠单抗相对拉帕替尼将至疾病进展时间从8.1周延长到12周(P=0.008)。基于这些临床证据,NCCN指南中国版推荐,对蒽环类、紫杉类和曲妥珠单抗耐药的患者可以使用卡培他滨联合拉帕替尼治疗[7-9]。
血管内皮生长因子(VEGF)是肿瘤细胞高度表达和分泌的多功能细胞因子,是促血管新生的关键物质,VEGF可与血管内皮细胞表面的受体特异性结合,刺激其发生有丝分裂,促进新生血管生长,是最重要的血管形成因子,其过度表达已被证实与肿瘤的进展有关,是多种肿瘤预后不良的分子标记物。VEGF 家族成员主要包括 VEGF-A ~VEGF-F,其中 VEGF-A 占主要地位。VEGF在体内通过与其受体VEGFR结合发挥作用,已发现的 VEGFR 有 3 种,为 VEGFR-1、VEGFR-2、VEGFR-3,都是跨膜受体,由细胞外区、跨膜区及胞内酪氨酸激酶区组成。抗肿瘤血管生成是以新生血管为靶点的治疗,与以肿瘤细胞为靶点的治疗相比具有抗肿瘤谱广、靶向作用稳定的优点。
贝伐单抗是人源化的VEGF单克隆抗体,能靶向结合循环中的VEGF-A,阻断血管生成的信号转导,抑制肿瘤血管的再生。2004年2月,贝伐单抗被FDA批准与含氟尿嘧啶(5-FU)的化疗方案联合用于转移性结直肠癌。Hurwitz等进行的随机Ⅲ期临床实验研究了贝伐单抗联合伊立替康/5-FU/LV(IFL方案)一线治疗转移性结直肠癌的疗效。入组813例患者,分为贝伐单抗+IFL组及安慰剂+IFL组,结果显示2组的中位生存期分别为20.3个月和15.6个月,中位无进展生存期分别为10.6个月和6.2个月,有效率分别为44.8%和34.8%,贝伐单抗与化疗联合应用使晚期结肠癌患者的生存得到改善。基于这些证据,NCCN指南中国版推荐贝伐单抗与含伊立替康的化疗方案联合用于结直肠癌的转化治疗。贝伐单抗单用或与含奥沙利铂方案联合还可用于转移性结肠癌的初始治疗,但对结直肠癌的术后辅助治疗,不推荐使用贝伐单抗。
在肾癌领域,一个多中心、随机、双盲Ⅲ期试验(AVOREN)中,贝伐单抗与干扰素联用显示出优于单用干扰素的疗效,联合组的无进展生存期明显延长(10.2个月 vs.5.4个月,比值比 OR=0.63,95%CI=0.52 ~0.75,P=0.000 1)。FDA 于2009年批准贝伐单抗联合IFN-α治疗晚期肾透明细胞癌。但AVOREN试验的最终结果显示贝伐单抗联合INF-α组患者的中位总生存(OS)为23.3个月,安慰剂联合INF-α组患者的中位OS为21.3个月,2组的差异无统计学意义。NCCN指南推荐将贝伐单抗联合IFN-α方案作为复发/转移的Ⅳ期透明细胞为主的肾细胞癌的一线治疗方案之一,但SFDA尚未批准此药用于肾细胞癌的治疗。
舒尼替尼是多靶点的小分子 TKI,靶点包括 VEGFR-1、VEGFR-2、VEGFR-3、c-Kit、PDGFR-α、PDGFR-β、FLT3 等,具有抗肿瘤和抗血管生成的双重作用。胃肠道间质瘤常因干细胞因子受体(c-kit)、PDGFR-α激酶区突变而对伊马替尼耐药,舒尼替尼对此类患者显示出很好的疗效。Branca等进行的Ⅲ期随机、对照临床研究显示,针对伊马替尼耐药的胃肠道间质瘤患者,舒尼替尼(50 mg·d-1,连用4周,停2周)试验组与对照组中位无进展生存期分别为24.1个月和6.0个月(P<0.001),客观反应率为6.8%和0(P=0.006)。Motzer等进行的Ⅲ期临床试验中,750例初治的转移性肾癌患者随机接受舒尼替尼或IFN-α治疗,舒尼替尼组的无进展生存期显著提高(11个月 vs.5个月,P<0.001),肿瘤反应率增加(31%vs.6%,P<0.001),后续结果显示,与INF-α组比,舒尼替尼组明显延长了平均总生存期(28.1个月 vs.14.1个月,P=0.003 3),这些结果确定了舒尼替尼一线治疗肾癌的地位。2006年1月,FDA批准舒尼替尼用于治疗肾细胞癌及伊马替尼耐药进展期胃肠道间质瘤。
索拉非尼是靶向C-Raf、B-Raf、VEGFR-2、VEGFR-3、PDGFR-β、c-KIT、FLT-3 的小分子 TKI,主要用于阻断由于 Raf基因突变所激活的Raf/MEK/ERK通路,从而达到抗肿瘤效果。Escudier进行的Ⅲ期临床随机、对照试验结果显示,针对以往经免疫治疗失败的转移性肾癌患者,采用索拉非尼(400 mg,bid)或安慰剂治疗,中位PFS分别为24周与12周(P<0.001)。Llovet等进行的Ⅲ期临床随机对照试验结果显示,针对晚期肝细胞癌或原发性肝癌患者,与安慰剂相比,索拉非尼可以显著延长总生存期(10.7个月vs.7.9个月),无进展生存时间2组比较差异无统计学意义(4.1个月vs.4.9个月,P=0.77)。索拉非尼现被用于晚期肾癌二线治疗和晚期肝癌的治疗。
血小板衍生生长因子(platelet-derived growth factor,PDGF)和PDGFR涉及多种肿瘤的发病机制,并在血管生成中起重要作用。PDGF在肿瘤中的自分泌刺激、PDGFR的过度表达或过度活化都会促进肿瘤生长,同时还可以调节实体瘤中组织间质液压而影响药物传送,因此,PDGF/PDGFR的阻断为肿瘤治疗提供了一个新的靶点。当前有大量研发中的PDGFR激酶抑制剂,不仅特异地针对PDGFR,同时也作用于其他受体酪氨酸激酶,在评价效应时需要综合全面考虑。索拉非尼及舒尼替尼都是具有VEGF及PDGF双靶向的TKI,此外伊马替尼也具有PDGFR 抑制活性。伊马替尼是针对 Bcr-Abl和 c-kit的 TKI,对费城染色体阳性的慢性粒细胞白血病BCR-ABL融合蛋白有明显抑制,单药治疗慢性粒细胞白血病有效率超过联合化疗且不良反应轻微。伊马替尼同时还抑制c-kit及PDGFR酪氨酸激酶活性,上述2个受体突变后的过度激活是胃肠间质瘤发生的重要原因,伊马替尼在胃肠道间质瘤的治疗中显示出卓越的疗效,初步研究结果显示约82%的患者可以受益,被推荐为胃肠道间质瘤的一线用药。
利妥昔单抗是CD20的单克隆抗体,也是第一个上市的抗肿瘤单克隆抗体。CD20是B淋巴细胞的特异表面分子,与细胞的生长分化有关,95%以上的B淋巴细胞非霍奇金淋巴瘤中存在CD20抗原。利妥昔单抗通过与B淋巴细胞上的CD20结合,通过补体依赖的细胞毒效应和抗体依赖的细胞毒效应引发B淋巴细胞溶解。利妥昔单抗极大改善了弥漫性大B细胞淋巴瘤(DLBCL)患者的预后,也改善了滤泡性淋巴瘤患者的生存。M.D.Anderson肿瘤中心评估了联合氟达拉滨、环磷酰胺和利妥昔单抗(FCR)一线治疗进展期或晚期慢性淋巴细胞性白血病(CLL)以及二线治疗复发或难治性CLL的疗效,加用利妥昔单抗显示了生存优势。FDA已经批准利妥昔单抗用于CD20阳性的非霍奇金淋巴瘤,NCCN指南也推荐其用于CD20阳性的 CLL 的治疗[10]。
综上所述,靶向治疗药物作用机制新颖,多种高水平临床试验都证实此类药物临床疗效显著,因此其在临床应用广泛,范围包括血液肿瘤及淋巴瘤、乳腺癌、肺癌、肾癌、前列腺癌、肝癌、胃肠道间质瘤、黑色素瘤等多种实体瘤,治疗地位从新辅助治疗、辅助治疗到晚期或复发转移治疗各不相同。总体而言,靶向药物具有疗效明确、不良反应小、价格昂贵等特点,因此,在研究、评价、优化其临床疗效的同时,也应对其不良反应及经济学予以关注。
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