SHP2特性及其变构抑制剂SHP099肿瘤免疫治疗的研究进展

栾星玥 冯 辉（中国医科大学基础医学院免疫学教研室，沈阳 110122）

含Src同源2结构域蛋白酪氨酸磷酸酶2（Src homology-2 domain-containing protein tyrosine phosphatase-2，SHP2）是由PTPN11（protein tyrosine phosphatase nonreceptor 11）基因编码的非受体型蛋白酪氨酸磷酸酶，对致癌信号传导或靶向药物应用中产生的耐药性至关重要。抑制SHP2可对肿瘤微环境细胞产生正向免疫调节作用，进而增强抗肿瘤免疫，且SHP2抑制剂与程序性死亡受体-1（programmed death-1，PD-1）阻断疗法具有协同作用［1-2］。SHP2在受体酪氨酸激酶（receptor tyrosine kinase，RTK）驱动的肿瘤和鼠类肉瘤病毒癌基因（kirsten rat sarcoma 2 viral oncogene homolog，KRAS）突变肿瘤中均有望成为有效的治疗靶点［3］。因此，本文对SHP2的基本特性、SHP2变构抑制剂SHP099的抗肿瘤作用及其在肿瘤免疫治疗中的应用进行综述。

1 SHP2概述

1.1 SHP2特性SHP2是蛋白酪氨酸磷酸酶（protein tyrosine phosphatases，PTPs）家族重要成员之一，由PTPN11基因编码，分子量为68 kD，其结构包含2个SH2结构域（N-SH2和C-SH2）、1个高度保守的PTP催化结构域和1个含有2个酪氨酸磷酸化位点（Tyr542和Tyr580）的C末端尾部。无活性状态下，SHP2的N-CH2与PTP结构域结合以维持磷酸酶活性的自抑制状态，当SH2与结合蛋白或自身的磷酸化酪氨酸残基相互作用时，自抑制状态解除，SHP2获得磷酸酶活性并使靶点蛋白去磷酸化（图1）［4-5］。

图1 SHP2蛋白结构（A）和作用方式（B）Fig.1 SHP2 protein structure（A）and mode of action（B）

1.2 SHP2参与胞内信号传导 去磷酸化对信号通路和肿瘤抑制基因产物发挥负调控作用。采用siRNA敲低人三阴性乳腺癌（triple-negative breast cancer，TNBC）细胞SHP2表达，SHP2/AKT途径介导的血小板衍生生长因子-B（platelet-derived growth factor B，PDGF-B）对miR-200a和ZEB1的调节作用失衡，进而抑制肿瘤细胞增殖和迁移［6］。PTPN11缺失有利于提高抗病毒效应T细胞百分比，且SHP2削减了耗竭T细胞增殖活性［7］。

SHP2参 与IL-15R-PI3K-AKT-mTORC1轴 信 号通路，增强IL-15对NK细胞的糖酵解和呼吸作用的激活［8］。由SHP2介导的ERK/RSK负反馈回路被抑制后，可促进在集落刺激因子-1（colony stimulating factor，CSF-1）作用下PI3K/AKT通路介导的巨噬细胞增殖和M2型极化［9-10］。体内外实验证实，采用载有巨噬细胞CSF-1受体（CSF-1 receptor，CSF1R）和SHP2双重抑制剂的纳米颗粒可同时抑制M-CSFCSF1-R和CD47-SIRPα-SHP2通路，导致巨噬细胞从M2型向M1型极化（图2）［10］。

图2 SHP2参与的胞内信号传导Fig.2 SHP2 involved in intracellular signal transduction

2 SHP2与肿瘤

2.1 SHP2与PD-1 SHP2是PD-1下游的重要效应分子，仅有PD-1的免疫受体酪氨酸抑制基序（immune receptor tyrosine-based inhibitory motif，ITIM）和转换基序（immune receptor tyrosine-based switch motif，ITSM）均磷酸化后才能进一步结合和激活SHP2，具体机制为ITSM以较强的亲和力结合C-SH2，招募SHP2至PD-1，而ITIM结合N-SH2，将其从催化袋中移出并激活SHP2［11］。淋巴细胞特异性蛋白酪氨酸激酶（lymphocyte-specific protein tyrosine kinase，Lck or p56Lck）介导PD-1双磷酸化是SHP2最佳募集的必要条件［12］。PD-1/SHP2相互作用具有高度选择性，CD226共刺激受体是SHP2 PTP底物。抑制PD-1可阻止SHP2对CD226胞内结构域的去磷酸化，维持CD226活性，进而以CD226依赖方式诱导前体效应记忆T细胞高度增殖［13］。通过占据SHP2招募位点发现，信号淋巴细胞活化分子相关蛋白（signaling lymphocytic activation molecule-associated protein，SAP）是PD-1/SHP2复合体的竞争性抑制剂［14］。

2.2 SHP2突变体与肿瘤 疾病相关SHP2突变体具有液-液相分离行为，该行为可被SHP2变构抑制剂破坏［15］。变构SHP2抑制剂SHP099对白血病相关SHP2E69K突变体具有选择性抑制作用，而对其他肿瘤常见的SHP2D61Y、SHP2A72V和SHP2E76K突变体则无抑制作用［16］。通过计算机辅助药物设计筛查发现，SHP2抑制剂LY6对SHP2具有抑制作用，相比于SHP1，其对SHP2的选择性高7倍，且可抑制SHP2E76K突变体［17］。

3 SHP2变构抑制剂SHP099在肿瘤治疗中的应用

3.1 SHP099抗肿瘤作用机制SHP099是一种高效、选择性强的口服小分子SHP2变构抑制剂，可同时 结 合SHP2的N-SH2、C-SH2和PTP结 构 域，将SHP2稳定于自抑制构象，进而抑制其磷酸酶活性［18］。SHP099可抑制白血病细胞生长并诱导其分化，而不影响正常造血细胞生理活动，还可通过下调Myc信号使白血病细胞中与细胞增殖和自我更新相关的基因表达程序正常化［19］。此外，SHP099通过抑制RAS/ERK信号转导抑制肿瘤细胞增殖，并在小鼠KYSE-520异种移植模型中显示出抗人食管肿瘤细胞增殖作用，且无明显毒性和副作用［18］。在抗肿瘤免疫方面，SHP099可上调CD8+IFN-γ+T细胞比例和细胞毒性蛋白颗粒酶素B和穿孔素表达，从而降低肿瘤负荷（图3）［2］。

图3 SHP099用于肿瘤治疗的机制Fig.3 Mechanism of SHP099 application in tumor therapy

3.2 SHP099与MEK抑制剂的联合应用 失活SHP2可触发KRAS突变的肺癌细胞对丝裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MEK）抑制剂更加敏感。KRAS突变型非小细胞肺癌（nonsmall-cell lung cancer，NSCLC）患者源性异种移植（patient-derived tumor xenograft，PDX）模型中，SHP2抑制可诱导肿瘤细胞衰老，抑制肿瘤生长。提示MEK和SHP2双重抑制是治疗KRAS突变体肺癌的潜在治疗策略［3，20］。体内外实验证实，SHP099与MEK抑制剂联用对KRAS扩增的胃腺癌具有良好抗肿瘤活性［21］。KRASG12D突变型肿瘤细胞系中，单独使用MEK抑制剂曲美替尼治疗时，RTK介导促肿瘤通路再激活，而SHP099可逆转这种现象［22］。

SHP099与ALK酪氨酸激酶抑制剂（tyrosine kinase inhibitor，TKI）色瑞替尼联用可预防代偿性RAS和细胞外信号调节激酶1/2（extracellular signal-regulated kinase 1/2，ERK1/2）复活，进而阻止耐药性NSCLC细胞生长［23］。ERK信号通路抑制剂与SHP2抑制剂联用可靶向抑制ERK依赖性肿瘤，如TNBC、RAS和BRAF突变肿瘤模型［24］。人肝肿瘤细胞系和小鼠体内实验证实，SHP099可阻止RTK诱导的MEK/ERK和AKT信号通路再激活，从而削弱肿瘤对索拉非尼的耐药性［25］。

3.3 SHP099与PD-1单抗联用 口服SHP099、放射疗法和腹腔注射抗PD-L1治疗的三联疗法减少了患者抗PD-1耐药性NSCLC的129Sv/Ev小鼠肺癌转移［26］。结肠癌异种移植模型中，SHP099和PD-1单抗联用在控制肿瘤生长方面显示出比任一种单一疗法更好的治疗效果［2］。异种移植KRASG12C突变型胰腺导管腺癌（pancreatic ductal adenocarcinoma，PDAC）和NSCLC模型中，SHP2-Ⅰ/G12C-Ⅰ组合治疗在免疫微环境中引起了有利且对肿瘤部位特异性变化，减少了髓样抑制细胞，增加了CD8+T细胞，并使肿瘤对PD-1阻断更加敏感，由此提出了一种由KRASG12C、SHP2和PD-1三联抑制剂组成的疗法［27］。

4 抑制剂SHP099对肿瘤突变株发挥选择性抑制作用

SHP099可抑制多种SHP2致癌突变体，但抑制力大小与各种变体的基础磷酸酶活性成反比，且细胞中的SHP2癌蛋白越活跃，对变构抑制就越有抗性［28］。SHP2抑制剂SHP099、Ⅱ-B08和RMC-4550与RAS-MAPK途径（MEK/ERK）抑制剂（如曲美替尼、威罗非尼和优立替尼）具有协同作用，在体内外可逆转神经母细胞瘤对SHP2抑制的抵抗［29］。食管癌KYSE520细胞系和急性髓细胞性白血病MV4-11肿瘤细胞系中，SHP2降解剂SHP2-D26对ERK磷酸化和细胞生长的抑制作用比SHP099抑制剂强30倍［30］。SHP2在肿瘤微环境中发生多种致癌突变（如SHP2E76K），从而影响SHP099的变构抑制作用，因此，应通过选择性或更为强效的抑制剂阻断致癌信号中活性最强的SHP2突变体［28］。

5 总结

SHP2因具有磷酸酶活性广泛参与RTK驱动肿瘤和KRAS突变肿瘤中的促癌作用，是肿瘤免疫治疗的关键靶点，并促进了SHP2选择性抑制剂的研发。SHP2小分子变构抑制剂SHP099已在白血病、食管癌和NSCLC等肿瘤治疗中显示了显著的抗肿瘤效果，且与MEK抑制剂、PD-1单抗等药物联用产生了协同或增强作用。目前，针对SHP099临床药物及SHP2新型抑制剂的开发仍处于临床试验阶段，以SHP2为靶点的抗肿瘤免疫治疗能够为更多肿瘤治疗带来希望。