HGF/c-M et信号传导通路与晚期非小细胞肺癌关系的研究进展

周韶璋　综述　宋向群　审校

作者单位：530021　南宁　广西医科大学附属肿瘤医院呼吸肿瘤内科

综述

HGF/c-M et信号传导通路与晚期非小细胞肺癌关系的研究进展

周韶璋综述宋向群审校

作者单位：530021南宁广西医科大学附属肿瘤医院呼吸肿瘤内科

肝细胞生长因子（hepatocyte growth factor，HGF）/c-Met信号传导通路在晚期非小细胞肺癌（non-small cell lung cancer，NSCLC）的发生、发展中起重要调控作用，并与表皮生长因子受体酪氨酸激酶抑制剂的继发性耐药密切相关。针对该通路的分子靶向治疗为晚期NSCLC提供了新的思路，现已成为近年研究的热点。本文就HGF/c-Met的结构、功能及其在晚期NSCLC中的治疗进展等作一综述。

肺肿瘤；肝细胞生长因子/c-Met信号传导通路；研究进展

肺癌是发病率较高的恶性肿瘤［1］，多数患者确诊时已处于疾病晚期，预后很差，非小细胞肺癌（non-small cell lung cancer，NSCLC）作为肺癌常见类型，其化疗有效率已处于平台期，近十年来针对分子靶点的个体化治疗已成为研究的热点。以表皮生长因子受体（epidermal growth factor receptor，EGFR）和间变淋巴瘤激酶（anaplasticlymphoma kinase，ALK）为靶点药物的问世，对于NSCLC个体化治疗的发展具有里程碑式的意义。肝细胞生长因子（hepatocyte growth factor，HGF）/c-Met信号传导通路在NSCLC的发生、发展及NSCLC患者对表皮生长因子受体酪氨酸激酶抑制剂（EGFR tyrosine kinase inhibitors，EGFR-TKIs）的耐药方面起着十分重要的调控作用，现已成为NSCLC分子靶向治疗研究的一大热点。本文就HGF/c-Met的结构、功能及其与晚期NSCLC关系的研究进展等进行综述。

1　HGF/c-M et信号传导通路的分子结构及功能

1.1HGF和c-Met的结构

1.1.1HGFHGF又名扩射因子（spreading factor，SF），为c-Met的特异性配体。HGF含有728个氨基酸的糖蛋白，包含6个结构域：氨基末端结构域、4个Kringle结构域和类丝氨酸蛋白酶结构域（SPH）。成熟的HGF是由α链（69kDa的重链）和β链（34kDa的轻链）经二硫键链接而成的异二聚体，α链为一端可形成发夹结构的N末端区，而β链呈丝氨酸蛋白酶样，是与c-Met具有高亲和力的作用位点，具有活化c-Met的功能［1］。

1.1.2c-Met c-Met于1991年发现，属受体酪氨酸蛋白激酶家族成员，是HGF的特异性受体，参与多个生理发育以及肿瘤侵袭和转移等过程的调节，可调控一种“侵袭性生长”的遗传程序［2］。c-Met基因位于人类第7号染色体7q21-q31，含21个外显子和20个内含子。它包含以下结构区域：SEMA区域、JM区域、TK区域、PSI区域、TM区域和4个重复的IPT区域。其中SEMA区域是配体结合的重要元件之一，被认为是HGF的结合位点。而PSI区域的功能是稳定c-Met的胞外片段与配体的结合。JM区域具有反向调节激酶活性，它包含两个蛋白磷酸化位点，即S985和Y1003。TK区域包含多个酪氨酸磷酸化位点并具启动酪氨酸激酶活性的作用［3］。

2　HGF/c-M et信号传导通路与肿瘤发生、发展的相关机制

HGF与其配体c-Met结合引起c-Met胞质内酪氨酸残基的自身磷酸化，而酪氨酸残基（Tyr1234，Tyr1235）磷酸化后，将启动c-Met蛋白激酶结构域中的酪氨酸激酶（PTK），PTK启动后可触发c-Met羧基末端Tyr1349与Tyr1356的自动磷酸化［4］。c-Met的SEMA区与HGF结合后，TK区便发生二聚化和磷酸化，c-Met的羧基末端会募集一些衔接蛋白，如生长因子结合蛋白2（growth factor receptor-bound protein 2，Grb2）、Grb2连接蛋白1（Grb2-associated binding protein，GAB1）和非受体酪氨酸激酶Src，之后Grb2和GAB1可以吸引更多的信号蛋白，包括Src基因家族同源区-2（src homology 2 domaincontaining protein，Shc）、PI3K、磷脂酶C（phospholipase C，PLC）、酪氨酸磷酸酶SHP2和信号转导转录启动子3（signal transducer and activator of transcription 3，STAT3），通过这些信号蛋白进一步启动下游几个重要的通路：PI3KAkt信号通路、Ras-MAPK信号通路和STAT3通路［5，6］。

目前HGF/c-Met信号传导通路被认为是肿瘤产生异常的信号通路之一，在许多恶性肿瘤中都存在异常的HGF/c-Met信号传导通路，c-Met亦可通过不依赖HGF的途径活化，主要包括c-Met基因的突变、易位、重排、扩增、过表达及抑制调节因子缺失等［7］。c-Met在肺癌细胞中的异常调控机制有多种，主要有MET基因突变、MET基因扩增和MET基因过表达。

2.1MET突变

c-Met异常调控机制之一是c-Met突变，在新发非小细胞肺癌的病例中发生率为5%~10%。c-Met突变影响的蛋白在胞外区和胞浆区均可发生。c-Met胞外SEMA结构域是受体启动和二聚化所必需的，发生在该结构域的突变有多种类型，如N375S、M431V以及N454I等。有学者［8］分析141例东亚人、76例高加索人和66例非裔美国人肺癌患者中的肺癌组织基因组DNA，发现N375S是一个出现频率很高的突变类型，且东亚人比高加索人更容易出现，而在非裔美国患者中却未见有该突变。进一步研究发现，N375S在肺鳞癌中的突变率远高于肺腺癌和大细胞癌，且在肺鳞癌病例中，N375S突变在吸烟患者中发生率较高。N375S突变与肿瘤发生的关系目前尚存争议。有研究发现，N375S突变在正常健康对照组中的突变率较肿瘤患者高，认为是基因多态性而非癌症的驱动基因［9］。Greenman等［10］亦发现N375S更有可能作为“乘客突变”（passengermutation）而不是“驱动突变”（drivermutation），然而也有学者认为N375S突变与导致c-Met受体药物耐药相关［11］。除了最常见的N375S突变外，Ma等［12］还发现c-Met JM结构域中存在T992I、R970C和S1010P突变，且R970C突变只存在于非裔美国人和高加索人，而不存在于亚洲人，目前有关它们与肿瘤发生、发展的文献报道较少，相关关系尚不明确。

2.2MET扩增

c-Met扩增也是c-Met异常调控的重要机制之一。目前，原位免疫杂交（fluorescence in situ hybridization，FISH）是快速判断肿瘤组织中是否存在c-Met最常用的方法［13］。多采用c-Met/CEN7p双色FISH探针进行检测（CEN7p定位在7号染色体的着丝粒区），根据Met/CEN7p的比值进行判断，>2.2为c-Met扩增阳性，<1.8为阴性，1.8～2.2为可疑阳性，需要扩大判断范围或重复检测证实存在扩增与否，也有研究采用>1.8定义为阳性。另外还可采用Cappuzzo评分系统进行判断，当≥5拷贝定义为阳性。研究表明，c-Met的扩增是NSCLC患者预后不良的因素之一。约22%的表皮生长因子受体酪氨酸激酶抑制剂获得性耐药的NSCLC患者中存在c-Met扩增。Pao等［14］提出，吉非替尼使EGFR信号传导通路阻滞，肺癌细胞转而依赖c-Met信号通路活化，以维持细胞生长。c-Met扩增导致c-Met受体过表达，并启动下游通路的信号传导，特别是PI3K/AKT通路，从而使细胞出现获得性耐药。

2.3MET基因过表达

c-Met基因过表达现象在多种肿瘤包括肺癌中都存在。MET蛋白的表达需要通过免疫组化进行判断［15］，评分为2+和3+表示为阳性。3+定义为视野中≥50%肿瘤细胞强染色；2+定义为≥50%肿瘤细胞中或强度染色，或强染色比例<50%；1+定义为≥50%为弱染色，同时中～强染色<50%；0定义为无染色或<任何染色强度的50%肿瘤细胞。检测MET的同时需要了解其活化状态，还需要对磷酸化p-Met的表达情况进行检测。根据细胞质染色强度评估（无染色=0，弱阳性=1，中度染色=2，强阳性=3）和染色的肿瘤细胞百分比（0%=0，1%~10%=1，11%~50%=2，50%=3）进行判断。如果≥50%肿瘤细胞染色强度≥2，认为p-Met阳性。Watermann等［16］对209例NSCLC患者的石蜡标本进行MET检测，发现MET表达阳性率为21.5%，同时p-Met与MET表达无明显差异。Park等［17］通过荧光免疫杂交和免疫组化法研究380例NSCLC患者组织标本，发现13.7%的患者存在c-Met高表达，且这些患者的生存时间和无病生存期较短，提示c-Met的扩增和过表达是其不良预后因素。Nakamura等［18］研究130例NSCLC患者组织标本中c-Met和磷酸化c-Met的表达情况，发现HGF和c-Met高表达与乳头状结构相关，与腺癌分化程度无明显相关性；而磷酸化c-Met与腺癌的分化程度和乳头状结构均相关，且磷酸化c-Met的表达水平与磷酸化AKT相关。

3　MET抑制剂的临床研究进展

随着对HGF和c-Met的基础研究的突破，目前已研发出MET抑制剂，包括HGF单克隆抗体、与HGF竞争性结合MET的配体、选择性和非选择性的MET-TKI。MET抑制剂已用于单药治疗、联合其他靶向药物和联合化疗治疗多种肿瘤，如NSCLC、原发性肝癌、结直肠癌、胃癌、乳腺癌和中枢神经系统肿瘤等，目前部分MET抑制剂还停留在临床前期或一些早期的临床研究阶段，但部分安全、有效的MET抑制剂已进入后期临床研究。

3.1crizotinib（PF-02341066）

crizotinib是MET和ALK的双靶点小分子抑制剂。体外实验中它抑制了细胞MET蛋白的磷酸化，以及依赖MET的细胞增殖、迁移和侵袭［19］。由于其对ALK阳性患者有显著的治疗效果，2011年美国FDA批准crizotinib用于治疗EML4-ALK融合基因阳性的晚期NSCLC患者。2015年ASCO会上吴一龙等［20］报道了crizotinib治疗c-Met表达的患者24例，其中19例获部分缓解，3例病情稳定，5例病情进展。所有应答者均有较高的c-Met免疫组化水平，8例荧光原位杂交阳性，显示crizotinib在这些患者中具有较好的抗瘤活性。

3.2tivantinib（ARQ 197）

tivantinib是一种口服的小分子MET抑制剂，它可有效抑制多种人肿瘤细胞株中的HGF诱导和持续的c-Met磷酸化，同时减少多种下游信号分子包括Akt、MAPK、S6和STAT-3的磷酸化，在肺癌、前列腺癌、大肠癌、胰腺癌和乳腺癌多种动物模型中具有广泛的抗肿瘤活性［21］。在一项随机多中心Ⅲ期临床研究中［22］，对比了tivantinib联合厄洛替尼和安慰剂联合厄洛替尼治疗复治晚期非鳞癌NSCLC患者1 048例，中位无疾病进展时间（PFS）分别为3.6个月和1.9个月（HR=0.74，P<0.01），两组患者总生存期（OS）差异无统计学意义，但亚组分析显示MET高表达患者在OS上可获益（HR=0.70；95%CI=0.49～1.01）。在另一项针对亚洲EGFR突变型Ⅲ期/Ⅳ期非鳞癌患者的多中心、双盲研究中［23］，比较了tivantinib联合厄洛替尼和安慰剂联合厄洛替尼的疗效，结果显示在307例患者中，试验组和对照组的OS分别为12.7个月和11.1个月（HR=0.891，P=0.427），中位PFS分别为2.9个月和2.0个月（HR=0.719，P=0.019）。认为tivantinib联合厄洛替尼可提高EGFR突变型的晚期非鳞癌患者的PFS。

3.3cabozantinib（XL184）

cabozantinib是针对MET、VEGFR-2和RET的多靶点酪氨酸激酶抑制剂，美国FDA已经批准cabozantinib用于不可切除或转移性甲状腺髓样癌的治疗。一项随机Ⅱ期临床试验［24］用cabozantinib治疗多种晚期肿瘤，该试验入组482例患者，在NSCLC亚组中，治疗后有64%的患者肿瘤退缩，其中包括K-RAS、EGFR突变的患者。一项Ⅱ期临床研究（NO NCT01866410）以cabozantinib联合厄洛替尼治疗EGFR-TKI治疗失败后的晚期EGFR突变型NSCLC也正在进行中。

3.4onartuzumab

onartuzumab是针对MET的单克隆抗体，通过与MET竞争性结合来阻止MET与HGF结合，从而抑制下游信号通路的激活。一项随机Ⅱ期临床研究［25］对比了onartuzumab联合厄洛替尼和安慰剂联合厄洛替尼治疗137例晚期NSCLC，结果显示两组PFS和OS没有差别。亚组分析显示，MET阳性患者经onartuzumab治疗可以改善患者PFS（HR=0.53，P=0.04）和OS（HR=0.37，P=0.002），而MET阴性患者的PFS（HR=1.82，P=0.05）和OS（HR=1.78，P=0.16）未有明显改善。尽管onartuzumab在Ⅱ期临床研究中取得了阳性结果（项目编号：NCT00854308），但Ⅲ期临床试验却铩羽而归，所以onartuzumab还需更多的研究来证实它是否使晚期NSCLC患者的生存获益。

3.5 rilotumumab（AMG102）

rilotumumab是HGF单克隆抗体，已被用于治疗多种实体肿瘤。目前rilotumumab在肺癌的治疗研究中多与其他靶向药物联合使用。一项比较rilotumumab联厄洛替尼治疗非EGFR突变型、化疗后复治的137例NSCLC患者的随机对照Ⅱ期研究显示［26］，联合治疗未能给患者带来生存获益，但在MET阳性亚组中（n=66），联合治疗组的PFS（HR=0.53，P=0.04）和OS（HR=0.37，P=0.002）更长。

4　结语

综上所述，HGF/c-Met信号传导通路在肿瘤的产生、发展及治疗耐药中起着重要的调控作用。由于其与临床诊治的关系日益密切，临床上对c-Met基因和蛋白的检测将会逐步得到重视，检测手段也会向更方便和快捷的方向努力。目前针对c-Met为靶点的分子靶向治疗NSCLC也逐步开展和深入，许多新的靶向药物治疗已进入后期临床试验阶段，期待不久的将来，NSCLC患者将有更多更好的靶向治疗选择。

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［2015-02-16收稿］［2015-08-02修回］［编辑阮萃才］

734.2

A

1674-5671（2015）05-05

10.3969/j.issn.1674-5671.2015.05.17

国家自然科学基金资助项目（81060188，81260357）

宋向群。E-mail：xiangquns@163.com