表皮生长因子受体在人头颈部鳞状细胞癌中的作用研究进展*

头颈部鳞状细胞癌（head and neck squamous cell carcinoma，HNSCC）指口腔、鼻咽、口咽、下咽部、喉以及鼻旁组织的鳞癌，占所有头颈部恶性肿瘤的90%。HNSCC是人类第六大常见的恶性肿瘤，全球每年约有60万例罹患此病，约30万例死于此病[1]。其恶性程度较高，5年生存率仅为40%～50%。HNSCC早期的治疗以手术为主，中晚期则通常是以铂类药物和5-氟尿嘧啶为基础的化疗联合放疗，而这些治疗方式并不能取得令人满意的结果。据统计，有超过70%HNSCC患者出现不同程度的复发或转移[2]。因此，新的治疗方式成为科研工作者的研究重点。表皮生长因子受体（epidermal growth factor receptor，EGFR）是在HNSCC中广泛过表达的酪氨酸激酶受体，其表达通常被认为与患者的预后呈负相关。近年来，随着对EGFR的深入研究，其在HNSCC中的功能机制不断被发现。本文对其过表达和突变与患者对治疗敏感性的关系，EGFR在细胞核内的促癌机制以及EG⁃FR靶向治疗与肿瘤细胞自噬的关系等进行综述。

1 EGFR

1975年，Cohen Stanley通过125I-EGF在A431细胞的胞膜上发现了EGFR，1982年确定其分子量约170 kD，且具有激酶活性[3]。而后几十年的研究使EGFR成为生物学和医学领域广为人知的重要细胞受体。人类EGFR/c-erbB1基因定位于染色体7p13.2-12.1，基因全长约100 kb，是ErbB家族的一员。家族的其他成员包括ErbB2/HER-2/Neu、ErbB3/HER-3以及ErbB4/HER-4。这些成员有着类似的结构，分为胞外区、跨膜区以及胞内区三个部分。EG⁃FR由1 186个氨基酸组成，胞外区是其配体结合区，包含4个结构域，其中结构域Ⅰ和Ⅲ含β-螺旋，与配体结合有关；结构域Ⅱ和Ⅳ富含半胱氨酸，与EGFR二聚体的形成有关。EGFR的配体包括表皮生长因子（epidermal growth factor，EGF）、转化生长因子 α（transforming growth factor-α，TGF-α）、B细胞生长因子（B-cell growth factor，BCGF）、肝素结合表皮生长因子样生长因子（heparin binding epidermal growth fac⁃tor like growth factor，HBEGF）和表皮调节素（epiregu⁃lin，EGR）等[4]。跨膜区是一段由24个氨基酸残基组成的α螺旋，将EGFR锚定在胞膜上。其胞内部分分为近膜区、蛋白激酶结构域和羧基末端。近膜区有稳定EGFR二聚体的作用。激酶结构域被分为N段（主要为β折叠）和C段（主要为α螺旋），两段之间是ATP结合位点。当EGFR与配体结合形成二聚体，其中一个EGFR的N段与另一个的C段相邻近，两者相互作用，使前者有了催化活性，将羧基末端的酪氨酸残基磷酸化。羧基末端包含较多酪氨酸残基，当其发生磷酸化时，一系列胞内蛋白可以锚定在其上，参与EGFR信号通路的传导[5]。EGFR的下游信号通路包括PI3K-AKT-mTOR通路、Ras-MAPK通路、PLCg-PKC通路和JAK-STAT通路等多条重要信号通路，与肿瘤细胞增殖、生长、迁移以及抗凋亡能力密切相关[6]。

2 EGFR在HNSCC中的表达

EGFR是重要癌基因，在多种恶性肿瘤中呈过表达。据报道，10%～30%的HNSCC患者存在EGFR基因的扩增，80%～90%的患者存在EGFR蛋白的过表达，而EGFR蛋白过表达已被证明与肿瘤细胞的存活能力和干性基因表达有关[7]。过多的EGFR会在细胞膜表面自发地形成同源或异源二聚体，造成EGFR的自发激活，进而激活其下游各信号通路。由于EGFR在HNSCC患者的正常黏膜中同样高表达，所以有学者认为其可能只是细胞在致癌因素暴露下的反应，而非HNSCC的致癌驱动基因[8]。至于为何EGFR蛋白过表达的患者比例远高于EGFR基因扩增的患者，可能的解释是，EGFR蛋白的过表达并不是基因扩增直接导致的。有研究表明，其过表达与HNSCC患者体内的SH3GL2和CDC25A基因失活有关。SH3GL2参与EGFR的降解，而CDC25A参与EGFR的去磷酸化，这两个基因的失活使得EGFR的降解和去磷酸化减少，从而导致EGFR的高表达状态[9]。另有研究表明，EGFR过表达参与HNSCC细胞对放疗和化疗药物的抵抗。在接受放疗的HNSCC患者中，EGFR的表达量与局部复发率呈正相关，与总体生存期呈负相关；在手术联合放、化疗的患者中，EGFR高表达同样和不良的预后相关，而且是颈部淋巴结复发的独立危险因素[10]。其原因可能是电离辐射和化疗药物激活EGFR及其下游信号通路，并使EGFR入核增多，使肿瘤细胞抗凋亡能力增加。此外，电离辐射还会引起TGF-α的释放，从而激活EGFR，引起肿瘤细胞的增殖和抗凋亡[11]。这就使得EGFR成为增加HNSCC患者放、化疗敏感性的潜在靶点。

3 EGFR在HNSCC中的突变或单核苷酸多态性

突变也是导致EGFR持续激活的重要原因之一。EGFR的突变常发生在胞外区、激酶结构域和羧基末端的一些固定的位点，且在不同的肿瘤中，这些位点发生突变的概率也不尽相同。如在胶质母细胞瘤中常有EGFR胞外区的突变，而非小细胞肺癌中突变通常发生在EGFR的激酶结构域[6]。在HNSCC中，EGFR的激活性突变则非常少见，如在肺癌中常见的外显子18或21的点突变以及外显子19的缺失突变，仅存在于0～1.7%的HNSCC[12-13]。近年来，随着研究的逐步深入，越来越多的EGFR突变在HNSCC患者中被发现，本研究总结了其中影响HNSCC细胞生物学行为或患者预后的EGFR突变（表1）。在这些突变中，有的突变可以使肿瘤细胞的恶性程度增加，有的可以减弱肿瘤细胞的生长能力，有的在体外试验中还可以增加肿瘤细胞对西妥昔单抗的敏感性[14-17]。针对这些突变EGFR的进一步研究或许可以在将来为评估HNSCC患者的预后和制定治疗策略提供新的检测依据。EGFRⅧ是脑胶质瘤中众所周知的重要突变，但其在HNSCC中的地位目前尚存争议。有研究发现，EGFRⅧ在高达42%的HNSCC中表达，且促进肿瘤生长和侵袭，并增加肿瘤对化疗药物和靶向药物的耐受性[18-19]；Szabó等[20]研究认为EGFRⅧ仅在21%HNSCC中表达，且与预后无相关性；而Melchers等[21]则认为HNSCC中根本不表达EGFRⅧ。无论如何，EGFR胞外域的这一缺失突变形成了一个新的抗原表位预测，加之EG⁃FRⅧ特异性地表达在肿瘤细胞，使得这一表位预测成为理想的疫苗治疗靶点。近年来在HNSCC中已经有相关的基础研究。Uhde等[22]研究发现，将带有EG⁃FRⅧ表位的疫苗接种到小鼠体内可以明显抑制表达EGFRⅧ的HNSCC移植瘤生长，联合放疗则可使肿瘤显著缩小。

单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism，SNP）是指在基因组水平上由单个核苷酸的变异所引起的DNA序列多态性。EGFRK521是SNP的产物，研究表明其存在于40%以上的HNSCC患者，并与西妥昔单抗耐药以及不良预后相关[23]。该研究将其耐药特性归因于EGFRK521胞外区多糖唾液酸糖苷化缺失引起的EGFRK521不稳定性。研究人员用能引起抗体依赖的细胞介导的细胞毒性作用（antiboby dependent cellcytotoxicity，ADCC）的EGFR单抗（与西妥昔单抗靶点相同）作用于表达EGFR K521的头颈鳞癌细胞，发现其对单抗的敏感性大幅增加。由此可见，SNP可能是临床上患者对西妥昔单抗耐药的重要原因，而通过改良现有的单抗，使其具备ADCC活性，则是改善目前耐药困境的途径之一。Fung等[24]对HNSCC中EGFR的SNP做了更为广泛的研究。该研究对578例HNSCC患者和588例健康人的60处EGFRSNP进行了对比，发现7处HNSCC风险相关的SNP，分别是rs12535536、rs2075110、rs12538371、rs845561、rs6970262、rs17586365 和 rs2072454，其中rs17586365与吸烟相关，rs1253871和rs6970262与HPV（+）的HNSCC相关，rs12538371、rs845561和rs6970262是独立于吸烟的危险因素。对于既往研究提及的EGFRK521即该试验中的rs11543848，并未发现其与HNSCC的患病风险有显著相关性。

4 靶向治疗与细胞自噬

自噬是细胞内蛋白质、大分子、核糖体和细胞器如内质网、高尔基体和线粒体的溶酶体降解过程，这一过程在进化上保守并且具有高度的可调节性，细胞借此实现本身的代谢需要和细胞器的更新。自噬在细胞生物学行为中的作用尚未完全阐明，目前认为其既可以是保护性的促生存机制，也可以是毁灭性的死亡机制。包括放、化疗在内的许多抗肿瘤治疗均会引起肿瘤细胞的自噬，这些自噬有的可以增加细胞的生存能力，有的则促进了细胞的死亡。研究表明，西妥昔单抗、帕尼单抗、吉非替尼和厄洛替尼等EGFR靶向药物在引起细胞凋亡的同时，还会引起细胞自噬，而这一自噬过程可以增强肿瘤细胞的存活能力[25]。Cai等[26]研究发现，第二代酪氨酸激酶抑制剂（tyrosine kinase，TKI）相较第一代TKI引起的自噬效应更加强烈，且可以通过扰乱溶酶体的功能来阻断自噬潮。Lei等[27]进一步探究了其机制，发现一个新的信号传导中心-NLRX1-TUFM蛋白复合物在肿瘤细胞的自噬过程中发挥着重要的作用。这一蛋白复合物可以促进自噬潮的发展，而NLRX1和TUFM任意一者缺失都会导致肿瘤细胞在EGFR抑制剂的作用下发生的自噬减弱。NLRX1和TUFM在线粒体上形成复合蛋白，介导未折叠蛋白反应（unfold⁃ed protein response，UPR）信号通路。TUFM作为一个锚定位点将Beclin-1“招募”到线粒体上，促进其聚泛素化，并削弱它与Rubicon间的相互作用，由此来影响细胞的自噬过程。此外NLRX1-TUFM蛋白复合物还在内质网应激信号通路中发挥重要作用，这也可能是其促进自噬的机制之一。进一步的研究还表明，SQSTM1/p62这种自噬调节蛋白在部分患者中的高表达也和西妥昔单抗的耐药有关。在该研究中，使用药物阻断细胞自噬可以增加HNSCC细胞对EG⁃FR靶向药物的敏感性。由此可见，EGFR靶向药物与抗自噬药物联合使用可能会成为未来HNSCC药物治疗的新策略。

5 细胞核内EGFR的作用

单抗和TKI可以抑制细胞膜表面EGFR的激酶活性，但有部分EGFR并不在细胞膜上行使其功能。这部分EGFR逃避了正常的内化和溶酶体降解，转入了细胞核内。核内的EGFR可以磷酸化增殖细胞核抗原，使其不易被降解，并可以作为转录因子调控cy⁃clinD1、iNOS、b-myb和COX-2的转录。这两个功能加快了肿瘤细胞G1/S期的进程，激活了一氧化氮通路，由此提升了肿瘤细胞的增殖能力。研究表明，核内EGFR的表达与患者的不良预后相关，包括TNM分期、局部复发率、总生存期等[28]。另一方面，核内EGFR还与HNSCC的治疗抵抗相关，顺铂和放疗造成肿瘤细胞DNA损伤后，EGFR会入核调节DNA的修复，这就减弱了顺铂和放疗对细胞的杀伤效果；而在对西妥昔单抗和吉非替尼耐药的肿瘤细胞中，核内EGFR的含量也相较敏感细胞更高[29]。EGF、H2O2、紫外线、化疗药物以及电离辐射刺激都会导致EGFR向核内移动。EGFR入核的机制尚未完全探明，目前认为EGFR在受到相应刺激后，由网格蛋白介导的细胞内吞作用进入细胞质成为核内体，随后被转运至高尔基体，由外壳蛋白质复合物Ⅰ（coat protein complexⅠ，COPⅠ）逆向运输至内质网，通过其核定位信号序列（nuclear localization signal，NLS）与转入蛋白β形成复合物，和核孔蛋白结合，最后经核孔复合物入核[6]。

6 结语

目前靶向EGFR的药物在头颈部鳞癌中的疗效不如在肺癌中那么显著，即使是唯一通过了FDA的西妥昔单抗，也存在耐药和不良反应等一系列问题。对头颈部鳞癌中EGFR的研究，单纯的靶向治疗具有一定的局限性，也许其与自噬抑制剂或免疫治疗的联合治疗，或以测序为基础的精准治疗会成为新的趋势。相信新的研究成果将会给头颈部鳞癌的临床治疗提供新的方向和策略。

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