EGFR和ALK靶向治疗及其耐药机制的研究进展

李 楠 叶明翔 张 勇 曹 晶 张信信 常 宁 张 艰

第四军医大学西京医院呼吸科，陕西西安710032

EGFR和ALK靶向治疗及其耐药机制的研究进展

李 楠 叶明翔 张 勇 曹 晶 张信信 常 宁 张 艰

第四军医大学西京医院呼吸科，陕西西安710032

表皮生长因子受体（EGFR）是一种具有酪氨酸激酶活性的受体；棘皮类微管相关样蛋白-4-间变型淋巴瘤激酶（EML4-ALK）是EML4与ALK的融合基因，EGFR突变及EML4-ALK阳性都能促进肿瘤细胞增殖并抑制肿瘤细胞的凋亡。研究发现，在非小细胞肺癌（NSCLC）患者中有大量出现EGFR突变及EML4-ALK阳性，且当前对于该类患者EGFR和ALK抑制剂是首选治疗方式。但此治疗方式易出现耐药而限制其作用效果，因此探寻其耐药机制及耐药后治疗的新策略显得尤为重要。目前关于NSCLC耐药机制的研究已经逐步展开，并且逆转NSCLC患者获得性耐药的治疗策略也已有了初步的成效。本综述旨在总结EGFR突变和ALK阳性的NSCLC患者获得性耐药机制的新进展和克服耐药的新策略。

非小细胞肺癌；获得性耐药；耐药机制；表皮生长因子受体

肺癌是全世界最常见的恶性肿瘤，也是癌症引起死亡的首要原因。非小细胞肺癌（non-small cell lung cancer，NSCLC）是肺癌中最为常见的一种类型，占全部肺癌患者的80%～90%［1］。一般来说，肺癌的治疗效果并不理想。有70%的患者在诊断时就已经发展为晚期肺癌，从而排除了手术切除的可能性，而在化疗方面尽管已经取得了巨大的进步，但是即使通过最有效的以铂类为基础的化疗方案，患者的中位生存期依旧不能超过10个月［2］。在肺癌个体化治疗趋势的推动下，一批疗效确切、毒副作用轻微的分子靶向药物已进入临床，使得肺癌患者的无进展生存期（progress-free survival，PFS）和总生存期（overall survival，OS）显著延长，患者的生活质量得到明显改善。

以EGFR和EML4-ALK融合基因为靶咖的药物是肺癌基础研究和临床应用领域的里程碑，具有良好的前景，尽管靶向药物在治疗效果和改善患者生活质量等方面表现出诸多优势，但值得注意的是NSCLC患者在使用靶向药物后发生了药物耐受，出现病情的进展和恶化。继发性耐药后的治疗目前临床上仍然没有标准方案，因此，探索NSCLC耐药后治疗的新策略成为了重中之重。

1 小细胞肺癌基因突变

1.1 EGFR基因及其突变

表皮生长因子受体（epidermal growth factor recep tor，EGFR）是具有酪氨酸激酶活性的受体（receptor tyrosine kinase，RTK），通过调节下游信号通路在恶性肿瘤的发生和发展中起着关键作用。EGFR是一种跨膜糖蛋白，由胞外配体结合区、跨膜区和胞内区组成，胞内区又分为近膜亚区、酪氨酸激酶亚区和碳端亚区。EGFR的胞外结构域结合它的配体如表皮生长因子（EGF）和转化生长因子-α（TGF-α），形成二聚体，在关键的酪氨酸残基域达到自动磷酸化。随后，磷酸化的EGFR通过进一步激活一些下游的信号通路来促进肿瘤细胞的增殖，抑制肿瘤细胞的凋亡。在NSCLC患者中已经确定有多种EGFR的突变，其中大部分发生在18～21号外显子，而在19号和21号外显子突变的检出率最高。19号外显子突变通常表现为delE746-A750，21号外显子则表现出L858R咖突变［3］。NSCLC中EGFR突变有种族差异，10%～15%的患者为西方人群，而＜50%为亚洲人［4］，其中，在亚裔、女性、非吸烟、腺癌中EGFR突变率高达70%～80%［5］。因此，在NSCLC患者中检测EGFR基因状态具有重要的临床意义。

1.2 EM L4-ALK融合基因

2007年，日本学者Soda等［6］首次报道从1例62岁吸烟的男性肺腺癌患者肿瘤组织中扩增出一个由3926 bp组成的cDNA片段，编码一个由1059个氨基酸组成的蛋白质。该蛋白的氨基端部分（残基1～496）被鉴定为棘皮类微管相关样蛋白-4（echinoderm microtubule-associated protein like 4，EML4）基因编码蛋白的一部分，EML4属于棘皮动物微管相关蛋白样蛋白家族，由N端Basic区、HELP区以及WD重复区三部分构成，而羧基端部分（残基497～1059）是间变型淋巴瘤激酶（anaplastic lymphoma kinase，ALK）基因编码蛋白的一部分［7］。ALK属于胰岛素受体家族，由细胞外配体结合区、跨膜区及细胞内酪氨酸激酶区组成，ALK基因的异常会引起细胞增殖过度和凋亡下调。这表明该cDNA片段是EML4和ALK的融合产物，可以导致异常酪氨酸激酶的表达。EML4基因从染色体上断裂分离，裂解成不同长度的片段，插入位置相对保守的ALK基因20号外显子内，从而形成EML4-ALK融合基因。目前，已经报道了14种EML4-ALK融合基因的亚型，均为不同的EML4外显子与ALK基因20号外显子融合而成。NSCLC中EML4-ALK融合基因占3%～7%，主要发生于腺癌，EGFR、K-ras"生型，轻度吸烟或不吸烟的年轻患者［8］。

2 小细胞肺癌的获得性耐药及治疗

2.1 EGFR-TKIs的应用及其耐药

近年来，在NSCLC中大量新型的以特定的分子通路为靶咖的药物被研究出来，经证实，表皮生长因子受体酪氨酸激酶抑制剂（epidermal growth factor receptor tyrosine kinase inhibitors，EGFR-TKIs）被认为是针对NSCLC最有效的治疗策略［9］。第一代EGFRTKIs如吉非替尼和厄洛替尼被用于可逆性的争夺ATP结合位咖，阻断EGFR下游信号通路的活化，发挥其抗肿瘤作用。然而，第一代EGFR-TKIs只取得了有限的临床效益，几乎所有患者在使用吉非替尼和厄洛替尼6～12个月后都不可避免的出现了肿瘤进展，这一现象被定义为“获得性耐药”［10］。获得性耐药的几种机制已被发现，但仍然有50%无从解释。此外，更好地了解机制仅仅是第一步，赢得对EGFR-TKI耐药的战斗才是关键性的下一步。

获得性耐药的机制为：①T790M突变等EGFR基因的二次突变，即EGFR基因的20号外显子在吉非替尼治疗的过程中出现了二次突变，第790位密码子发生了C-T的转换，由苏氨酸转换成甲硫氨酸［11］，导致EGFR-TK区域空间构象发生改变，EGFR-TKIs与EGFR-TK的亲和力减弱，即使在EGFR-TKIs存在的情况下仍然能激活EGFR，引起一系列的细胞信号通路反应，从而产生获得性耐药。②MET原癌基因扩增。原癌基因MET通过编码产生一种跨膜酪氨酸激酶即MET受体，被认为是引起NSCLC对吉非替尼或厄洛替尼产生获得性耐药的又一重要原因。肝细胞生长因子作为MET受体的配体一旦与MET受体结合，将会促进MET酪氨酸激酶的磷酸化，随即引起下游信号通路的活化，从而产生获得性耐药［12］。＜22%的EGFR-TKIs获得性耐药的病例已被证明具有MET基因的扩增［13］。③其他机制。上皮间质转化、1型胰岛素生长因子受体、血管内皮生长因子、PTEN基因等也与EGFR-TKI获得性耐药有关。

2.2 ALK抑制剂的应用及其耐药

克唑替尼是一种ATP竞争性的小分子酪氨酸激酶抑制剂，对ALK、MET、ROS1均有抑制作用［14］，它是临床上用于治疗具有ALK阳性晚期NSCLC的第一个药物，在欧洲和美国的NSCLC治疗指南中克唑替尼已经成为治疗ALK阳性肺癌的一个推荐标准［15］。尽管克唑替尼对ALK重排表现出显著的抑制作用，但与应用于NSCLC的其他靶向治疗如EGFR-TKI相似，克唑替尼在治疗1年后不可避免地产生了获得性耐药。

克唑替尼获得性耐药的机制可以分为两类。第一类包含了额外的基因改变，如ALK激酶域第二位咖的突变或ALK融合基因的扩增，这些可以维持和促进ALK信号通路的活化［16］。最常见的ALK第二位咖的突变是L1196M突变，它是由甲硫氨酸取代了亮氨酸在染色体上的位置，促进了蛋白活性构象的形成并增加了蛋白激酶的活性［17］。与EGFR T790M突变类似，L1196M突变干扰了靶向药物对激酶活性的抑制作用。单独的ALK融合基因扩增或与二次突变的联合也被确定为在细胞实验中克唑替尼耐药的一个原因，后续的研究证实了在临床耐药标本中存在ALK融合基因的扩增［18］。这些所谓的“ALK主导机制”涉及＜30%的克唑替尼获得性耐药。耐药机制的第二类包括其他致癌驱动程序的活化，如通过旁路引起下游信号通路的再激活从而产生耐药。如K-RAS突变、KIT扩增、EGFR突变和磷酸化，这些所谓的“ALK非主导机制”参与了克唑替尼获得性耐药的发展。另外，＜20%的患者在使用克唑替尼治疗后产生获得性耐药的机制仍不清楚。

3 小细胞肺癌获得性耐药后的治疗

3.1 逆转EGFR-TKI耐药的策略

随着EGFR-TKI耐药分子机制的不断更新，越来越多的针对肿瘤耐药机制的分子靶向药物以及多种方式联合治疗逐渐进入临床应用中，并显示出初步效果。与第一代可逆的EGFR-TKIs相比，不可逆的第二代EGFR-TKIs对酪氨酸激酶有更高的亲和力，这可能导致较长的信号阻断［19］。此外，二代EGFR-TKIs是泛HER抑制剂，可以更完全地阻断EGFR信号通路。相比于吉非替尼，阿法替尼是一种高度选择性、不可逆的EGFR抑制剂和泛HER抑制剂。它旨在与Cys-797共价结合，可以有效地选择性地阻断ErbB家族受体（EGFR、HER2、ErbB3和ErbB4）的"生和突变形式。在伴有EGFR突变类型的患者中使用阿法替尼其PFS为13.6个月，与化疗的PFS为6.9个月比较，几乎延长了1倍［20］。由此表明，阿法替尼可以作为EGFR突变的肺腺癌患者一线方案的合理选择。第三代EGFR-TKIs选择性地以EGFR突变，尤其是T790M突变为靶咖，而对"生型受体产生极小的效力。CO-1686是一种新型的口服EGFR抑制剂，它可以在体内和体外不可逆地选择性地抑制EGFR突变，尤其是T790M突变，而对"生型EGFR没有作用。在2014年第四届欧洲肺癌会议（ELCC）上发布了EGFR突变的患者在使用EGFR-TKI治疗疾病进展后给予CO-1686的I期研究结果［21］。据报道，对厄洛替尼有耐药性的T790M阳性突变的NSCLC患者使用CO-1686，其总体反应率（overall response rate，ORR）为80%，PFS超过6个月［22］。AZD9291是另一种强效的不可逆的抑制剂，它可以抑制EGFR敏感突变和耐药突变，但不作用于"生型EGFR。即使在低剂量水平，AZD9291在EGFR突变的异种移植模型中仍表现出抗肿瘤活性。

目前多种MET抑制剂正在研究中，包括小分子MET抑制剂（ARQ197）、Met单克隆抗体（MetMAb）和c-Met抑制剂（克唑替尼）等。其中，MetMAb是一种新开发的以MET为靶咖的人源性单克隆抗体，它阻碍了HGF与MET的结合，从而抑制下游传感器和效应器的活化。研究表明，在EGFR突变、MET扩增和EGFR抑制剂治疗失败的NSCLC患者中联合使用MET抑制剂INC280和吉非替尼，15%的患者获得了部分反应，而这些反应者均具有较高的MET水平［23］，进一步验证这种联合方案疗效的Ⅱ期临床试验正在进行中。

临床上还有一些其他的针对NSCLC获得性耐药的治疗方法，如靶向治疗与化疗的联合应用，但是仍需进一步评估这个策略的优劣。

3.2 逆转克唑替尼耐药的策略

克唑替尼在携带EML4-ALK融合基因的NSCLC细胞系中是一个相对较弱的ALK抑制剂，其IC50为250～340 nmol/L。因此，一些新的ALK抑制剂和HSP90抑制剂在临床上发展起来，它们可以克服“ALK主导”的克唑替尼耐药。

新一代的ALK抑制剂可以有效抑制ALK激酶，并对ALK第二位咖的突变有更好的亲和力。此外，与克唑替尼相比，这些新兴的ALK抑制剂可以提高脑组织的药代动力学以及中枢神经系统的渗透。色瑞替尼（LDK378）是一种临床效价比克唑替尼高20倍的口服的ATP竞争性小分子ALK抑制剂，其IC50远远低于克唑替尼，口服生物利用度＞50%，最大耐受剂量（MTD）为750 mg/d，在动物体内表现出良好的药代动力学和耐受性［24］。克唑替尼处理后的患者给予750 mg/d的色瑞替尼，其ORR为56%，而未经克唑替尼处理的患者给予色瑞替尼，其ORR为62%，这表明ALK二次突变的不同类型患者以及未检测到ALK二次突变的患者均对色瑞替尼有反应［25］。表明色瑞替尼是治疗ALK阳性NSCLC患者的一个极有价值的选择。Alectinib（CH5424802）是一种高效的选择性的ALK抑制剂，IC50为1.9 nmol/L，它结合了ALK的ATP位咖，阻止ALK的磷酸化。Alectinib不仅对表达EML4-ALK融合基因的NSCLC表现出抗肿瘤活性，而且对大部分ALK激酶域的第二位咖突变尤其是L1196M突变和C1156Y突变有抑制作用。

另一个克服克唑替尼耐药的方法是增加另一种药物来恢复克唑替尼对ALK的抑制作用，这种方法仍处于研究阶段。这种药物可以是一个靶向药物，如HSP90抑制剂。HSP90是一种新型的伴侣蛋白，它可以克服ALK重排的NSCLC中由ALK第二位咖突变或扩增引起的克唑替尼耐药。HSP90调节其靶向蛋白的活化和稳定性，包括致癌蛋白ALK，促进其蛋白酶体介导的降解［26］。这种降解可以有效抑制下游信号通路，导致细胞生长停滞，诱导携带EML4-ALK融合基因的细胞凋亡。一些体外研究表明，HSP90对已知的所有类型的ALK突变均有抑制作用，尤其是对L1196M突变和ALK扩增，在移植瘤模型中EML4-ALK阳性的NSCLC细胞对HSP90抑制剂IPI-504有高度敏感性，可以诱导肿瘤的衰退［27］。此外，HSP90抑制剂Ganetespib在克唑替尼耐药的ALK阳性NSCLC中表现出抑制作用。因此，HSP90抑制剂可以作为ALK阳性NSCLC的一个有效的治疗策略。

4 语

在过去的十年中，关于NSCLC的多种信号通路已被确定，特定的致癌驱动基因的突变可导致恶性转化。就目前而言，关于NSCLC的绝大多数驱动基因是未知的，这类患者仍然进行经验治疗和标准的化疗。而酪氨酸激酶抑制剂是有效的抗肿瘤药物，但这些药物最终都会产生获得性耐药。在将来治疗NSCLC的过程中，更好地了解疾病的生物学特征，确保患者得到真正的个体治疗是至关重要的。此外，要使用正确的抑制剂或抑制剂联合使用来克服酪氨酸激酶抑制剂导致的获得性耐药。总之，虽然面对诸多挑战，但是相信随着分子机制研究的不断深入，克服酪氨酸激酶抑制剂引起的获得性耐药终会有新的突破。

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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本文编辑：程铭）

李楠（1991.3-），女，第四军医大学2013级呼吸内科专业在读硕士研究生；研究方向：肺癌的靶向治疗和耐药机制。

张艰（1970.2-），女，博士，第四军医大学第一附属医院呼吸内科主任，副教授；研究方向：肺癌的靶向治疗及耐药机制。