非小细胞肺癌脑转移EGFR突变状态及靶向治疗进展

徐嘉昕 综述 蒋立虹 审校

（云南省第一人民医院/昆明理工大学附属医院 心胸外科，云南 昆明 650051）

表皮生长因子受体（epidermal growth factor receptor，EGFR）是一种位于细胞膜表面的糖蛋白受体，属于酪氨酸激酶型受体，参与调控细胞增殖、分化和存活的信号转导途径的激活。EGFR 不仅存在于正常细胞中，它在多种肿瘤细胞系中也存在着过表达，与预后不良和生存率降低有关[1]。非小细胞肺癌（non small cell lung cancer，NSCLC）的发生发展与转移依赖于新生血管的形成，而EGFR 在新生血管形成中扮演重要的角色，与非小细胞肺癌的增殖、侵袭以及转移密切相关。非小细胞肺癌易发生脑转移，发生率约为25%～38%[2]。这些患者大多数预后较差，生存期不到一年[3]。既往治疗脑转移的方法主要是全脑放射治疗、立体定位放射治疗及手术切除等，这些治疗手段可产生不同程度的脑毒性，如记忆认知功能下降等。尽管如此，NSCLC 脑转移患者的生存期仍无法得到明显改善。随着靶向治疗研发的不断前进，EGFR 酪氨酸激酶抑制剂（tyrosine kinase inhibitor，EGFR-TKI）治疗已证实能延长晚期NSCLC 患者总生存期（overall survival，OS），为晚期NSCLC脑转移患者带来了曙光。本文就国内外对非小细胞肺癌脑转移EGFR 突变状态及靶向治疗进展做一简要综述。

1 EGFR 的结构

EGFR 是一种跨膜糖蛋白受体，是酪氨酸激酶受体erbB 家族四大成员之一，即HER-1/erbB-1。EGFR 基因位于7 号染色体的短臂端，包含28 个外显子，编码1186 个氨基酸。EGFR 由胞外区、跨膜区及胞内区3 部分组成：⑴胞外区由Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ4 个亚区构成，为配体结合区，其中第Ⅲ区是最主要的配体结合区。⑵跨膜区是由23 个氨基酸残基构成的α 螺旋结构。跨膜区介导EGFR在胞膜上的二聚化以及与其他膜蛋白的相互作用，从而完成细胞信号的转导。⑶胞内区包括酪氨酸蛋白激酶区（TK）、近膜区（JM）和羧基末端（C末端）。其中近膜区是蛋白酪氨酸激酶活化和自动磷酸化区域，在调节细胞增殖、分化中起重要作用[4]，羧基末端则具有信号调控功能。

2 EGFR 的分子生物学功能

EGFR 与配体结合后，ErbB 受体会发生构象变化，从而诱导受体同型或异二聚体的形成。使得内在的酪氨酸激酶结构域被激活，磷酸化受体胞质内的特定酪氨酸残基。这些自磷酸化的残基充当信号分子的停靠位点，募集激活细胞内信号传导途径。此外，受体具有配体选择性，可以形成不同的受体二聚体，进而选择性地激活多种下游信号转导途径[5]。EGFR 的主要通路包括：⑴RAS-RAF-MEK-ERK 通路：该信号通路介导多种细胞功能，如在不同组织中的细胞增殖、分化、转化和存活。表皮生长因子（EGF）诱导的RAS活化是由接头蛋白Grb2 介导的，它可以通过Y1068 和Y1086 位点直接与活化的EGFR 结合，也可以通过酪氨酸磷酸化的Shc 间接与活化的EGFR 结合。通过与Grb2 结合，激活膜相关的RAS，进而激活随后的Raf-MEK-ERK 信号级联。最后，ERK 转位到细胞核，激活一些转录因子，如c-Fos 和c-Jun，驱动细胞增殖和其他过程[6]。⑵PI3K-AKT/PKC-NF-KB 通路，磷酸化的EGFR与接头蛋白Gab1 结合激活下游的磷脂酰肌醇-3-激酶（PI3K），进而活化蛋白激酶B（PKB）/蛋白激酶C（PKC），活化的PKB 不仅可参与RAS-RAF-ErK 通路达到相应生物学效应，其自身的活化也可产生抗凋亡效应；通过一系列信号传导，使得核转化因子kB 移至核内，从而调节靶基因的转录[7]。⑶STAT 通路：EGFR 信号传导导致STATs 激活，并由配体结合，受体亚基聚集，与Janus 激酶家族（JAK）的成员缔合以及对STAT 激活至关重要的酪氨酸残基的转磷酸化引发。活化的STATs形成二聚体和多蛋白复合物，这些二聚体和多蛋白复合物易位到启动靶基因表达的核内[8]。当然，各通路之间并不是独立存在的，其共同促进细胞恶性增殖、转移等，最终导致肿瘤的发生发展。

3 EGFR 在NSCLC 脑转移中的作用机制

3.1 EGFR 过表达及意义

EGFR 在人类多种肿瘤中均存在着过表达，如肺癌、乳腺癌、恶性胶质瘤、结肠直肠癌等[9]。有研究证实EGFR 在NSCLC 中的过度表达与高转移率、低分化和高生长率有明显相关性[10]。Sum等[11]研究通过TMA 标本描述了一系列NSCLC 脑转移瘤中EGFR、p-EGFR、Her2、Her3 和p-Her3 的高水平免疫组化表达。检测结果显示在脑转移瘤中，EGFR 和Her3 蛋白磷酸化形式在癌细胞胞质和膜水平的表达明显高于相应的原发性肺肿瘤并且原发性肿瘤EGFR 高表达的患者在早期更易发生脑转移。EGFR 在调控细胞增殖、存活和转移中十分关键，这使其成为NSCLC 治疗的分子靶点。EGFR的过表达不仅能将癌细胞与正常细胞区分开，也促使EGFR 抑制剂能够选择性地作用于癌细胞并减弱其侵袭性和转移。

3.2 EGFR 突变及意义

目前针对EGFR 突变状态与脑转移相关的分子机制尚不清楚。EGFR 基因的常见突变位点发生在18、19、20 和21 号外显子上，其中19 号外显子的突变约占45%，21 号外显子的L858R 点突变占40%～45%[12]。Burel-Vandenbos 等[13]研究证实有脑转移和无脑转移患者的EGFR 突变率分别为64%和31%，提示携带EGFR 突变的肿瘤患者更易发生脑转移。不仅如此，脑转移的空间分布与EGFR 突变也具有相关性。表皮生长因子受体L858R 突变的脑转移在尾状体、小脑和颞叶的发生率高于外显子19 缺失的脑转移表皮生长因子受体，转移灶更靠近大脑表层，而外显子19 缺失的脑转移灶位置则较深[14]。Eichler 等[15]研究表明EGFR 野生型（35%）与突变型患者（12%）相比更易发生孤立性脑转移。为了补充主要的治疗方式（手术、放疗和化疗），正在开发靶向治疗，这些治疗可能对具有适当特征的患者亚群特别有效。例如，酪氨酸激酶抑制剂（TKI）已被证明对携带突变的EGFR 基因的转移性肿瘤患者有很好的临床治疗效果[16]。NSCLC 脑转移患者转移灶和原发病灶组织中EGFR 的突变和过表达从某种程度上可以反映其癌变倾向，不仅可能作为一个区别癌变组织与正常组织的分子指标，还为NSCLC 脑转移的治疗提供更多的选择和方向。

4 EGFR 靶向疗法在NSCLC 脑转移中的应用

目前EGFR 的靶向治疗药物主要包括与配体竞争性结合EGFR 胞外域的单克隆抗体以及阻断激酶依赖的下游信号的受体酪氨酸激酶抑制剂两大类。这2 种药物在体外抗NSCLC 细胞培养实验中均显示出较好的抑癌作用。

4.1 EGFR 单克隆抗体

EGFR 单克隆抗体与相应的内源性配体竞争性结合，通过占据EGFR 的表位，竞争性抑制其天然配体（EGF、TGF-α 和双调蛋白） 与EGFR 的结合，阻断经EGFR 介导的信号传导和相应的细胞学效应，从而有效的抑制癌细胞的增殖、侵袭以及肿瘤血管的生成，并诱导肿瘤细胞的凋亡。

在国内一项病例对照研究中，对照组给予单纯放射治疗，观察组给予尼妥珠单抗同步放疗治疗。对2 组患者近期临床疗效进行比较，结果显示观察组客观缓解率为70.00%，疾病控制率为90.00% ，均高于对照组的36.67%和63.33%，差异有统计学意义（P＜0.05）。2 组患者不良反应发生率比较，差异无统计学意义（P＞0.05）[17]。因此，认为尼妥珠单抗单药或者联合化疗在治疗NSCLC 脑转移患者时不良反应较少，但有显著的临床治疗效果，我们需要进一步探索选择此药物的标准或者与化疗联合应用以进一步提高疗效。

4.2 EGFR 抑制剂

目前临床应用的一线EGFR 抑制剂主要包括⑴第一代EGFR-TKI：可逆性地与EGFR 酪氨酸激酶结构域结合，国内以吉非替尼、厄洛替尼及埃克替尼为代表。⑵第二代EGFR-TKI：能不可逆地阻断EGFR 家族多重受体，以阿法替尼、达克替尼为代表。⑶第三代EGFR-TKI：是不可逆酪氨酸激酶抑制剂，以奥希替尼为代表。

吉非替尼与厄洛替尼都是EGFR 酪氨酸激酶抑制剂，可治疗局部晚期或转移性非小细胞肺癌，特别是那些携带EGFR 突变的患者。在一项大型II期试验中，评估2 种药物对EGFR 突变的NSCLC脑转移的疗效，83%患者获得疾病缓解；中位无进展生存期（progression-free survival，PFS）和OS分别为6.6 和15.9 个月[18]。但第一代EGFR-TKI 的局限性在于脑脊液的药物浓度远低于血浆水平，极大限制颅内抗肿瘤作用。

阿法替尼则具有较强的血脑屏障穿透能力，脑脊液中药物峰值为（3.16±1.95）nmol/L，脑脊液穿透率约为（2.45±2.91）%[19]。韩国一项研究报道阿法替尼非一线治疗NSCLC 脑膜转移效果良好，可明显缓解中枢神经系统症状、提高患者体力评分、改善生活质量，缓解持续时间从0.6 个月到35 个月不等[18]。阿法替尼是治疗EGFR 突变的晚期非小细胞肺癌的新选择。

奥希替尼对EGFR 突变、T790M 耐药突变均有显著疗效。英国学者通过使用大鼠模型来探测放射性核素11C 标记的EGFR-TKIs 在颅内分布情况，结果显示吉非替尼、阿法替尼、奥希替尼的脑内药物峰浓度/血浆药物峰浓度比值（脑/血浆Cmax）分别为0.21、0.36、3.41，这提示奥希替尼具有更强的血脑屏障穿透能力[20]。一项随机对照研究中发现，在一线治疗EGFR 突变型NSCLC 中对比吉非替尼和厄洛替尼，奥希替尼能明显延长患者PFS，降低脑转移风险，第6、12 个月脑转移率分别为5%与18%、8%与24%。而在脑转移亚组中，奥希替尼组的中位PFS 延长5.6 个月；客观缓解率提高23%[21]。奥西替尼具有更强的血脑屏障穿透能力，对晚期脑转移的NSCLC 患者无疑是一种更优的选择。

5 小结

综上所述，虽然尽管EGFR-TKIs 对EGFR 突变阳性的晚期NSCLC 脑转移患者高度敏感，但在治疗1年内多数患者会产生耐药，因此研究克服这种阻力治疗策略非常重要。因此，学者们开展了大量的临床试验发现，贝伐珠单抗联合EGFR-TKIs 可以提高治疗EGFR 突变阳性NSCLC 患者的效果，显著延长PFS；但令人遗憾的是，联合治疗在PFS 取得显著的优势下，患者OS 没有明显延长[22]。我们还要从机制的层面更深入地研究不同EGFR 突变亚型的NSCLC 颅内转移的肿瘤生物学行为是否存在差异，如EGFR 突变的致瘤机制、耐药机制、疗效差异等。