非小細胞肺癌分子靶向治療藥物的研究進展

趙 穎,王 芮,付桂英

(解放軍第307醫院藥學部,北京,100071)

肺癌是最常見的致死性癌癥之一,其死亡數幾乎占所有癌癥死亡數的30%左右[1]。隨著工業化發展水平的提高,環境污染復的日益加重,肺癌的發病率也在逐年上升。其中,有大約15%肺癌屬于小細胞肺癌,其余均屬于非小細胞肺癌(NSCLC)。現今治療肺癌患者的方法主要有手術治療,放療,化療以及免疫治療等手段。手術治療主要對未發生轉移的腫瘤原發病灶切除才能更有效,但因腫瘤發現的時候一般都是晚期,手術治療很難達到理想療效。癌癥的早期診斷并不能降低肺癌患者的死亡率。傳統的放化療以及免疫治療對腫瘤細胞的選擇性差,殺死腫瘤細胞的同時連帶機體正常細胞也受其害,引起各種不適反應。實際上有很多癌癥患者都是藥源性致死,而并非死于癌癥本身。近年來,由于小分子靶向抗腫瘤藥物的靶向性、低毒性和特異性,其開發越來越受到醫藥工作者的關注。作者通過查閱國內外文獻,對非小細胞肺癌治療的有效靶點以及對應靶點的抗腫瘤藥的發展情況進行綜述。

1 抑制腫瘤血管新生

腫瘤血管在腫瘤的發生、發展以及轉移中扮演著重要的角色。腫瘤在沒有氧氣和營養物質供應下,長不到2 mm3就會從內部開始壞死,腫瘤塌陷萎縮甚至消失。只有腫瘤內部血管形成,為腫瘤細胞的無限制繁殖提供充足的氧和營養物,腫瘤才能迅速生長。腫瘤血管的形成受到諸多細胞因子的動態調節過程。隨著影像腫瘤血管形成的特異性靶點不斷被發現,相繼開發出了一系列針對靶點的分子靶向抗腫瘤藥物。

1.1 VEGF靶點

血管內皮生長因子(VEGF)作為現今發現的最重要的血管促成因子,能促進腫瘤血管的生成,間接促進腫瘤的轉移。研究中發現,腫瘤內部內皮細胞與正常組織中內皮細胞在基因水平上存在顯著差異[2],腫瘤內皮細胞存在特異性VEGF,且在肺癌患者中,VEGF表達量明顯高于良性和正常組織[3]。這項發現為藥物的特異性提供了依據。通過阻斷其傳導信號而抑制腫瘤血管新生成為腫瘤治療的重要方法。

VEGF單克隆抗體可以阻止VEGF引發的下游信號轉導,抑制腫瘤血管的生成。Swisher[4]等人進行的一項Ⅰ期臨床試驗顯示,大劑量的應用VEGF單抗安全性好,且可耐受。貝伐單抗(Avastin)是人的重組單克隆抗體,作為VEGF為靶點的抗體,可以與VEGF-A配體結合。一方面促使腫瘤血管退化,另一方面糾正相對正常血管的正常化。對于長期服用貝伐單抗的患者,貝伐單抗可以持續抑制腫瘤血管的再生[5]。

1.2 血管形成抑制因子

腫瘤血管的生成是由血管形成促進因子和血管形成抑制因子共同調節的失衡引起,腫瘤的微環境會引起腫瘤局部的血管形成促進因子的增加而導致腫瘤血管的新生。血管形成抑制因子的增加可逆轉腫瘤微環境造就的結果,抑制腫瘤血管的生成。

Endostatin作為內源性抗血管形成抑制因子,現今研究已較為透徹,其相關產品恩度在中國作為一線用藥應用于臨床。恩度[6](Endostatin)可以通過抑制腫瘤新生血管遷移等抑制血管新生,同時通過對腫瘤內皮細胞VEGF表達的調節等發揮多靶點抗血管生成的作用。恩度聯合培美曲塞方案治療NSCLC的研究[7]顯示,聯合化療組(恩度+培美曲塞)與單純化療組(培美曲塞)的有效率分別為14.3%、10.0%,2組無顯著性差異。2組臨床安全性相當。但聯合化療組(恩度+培美曲塞)的疾病控制率57.1%,明顯高于單純化療組(培美曲塞)控制率30%。恩度的聯合使用增加了培美曲塞對晚期NSCLC的治療的效果。

1.3 蛋白酶抑制劑

基質近視蛋白酶(MMPs)是現今研究較為透徹的腫瘤相關的蛋白酶,在其作用下可激活多種生長或抑制因子,進而對整個腫瘤環境造成影響。如MMPs可以降解腫瘤外基質細胞,釋放一系列的促血管生成因子VEGF、TGF-β、bFGF等促進血管生成,同時也有一些血管抑制因子產生,從而雙向調節腫瘤血管的新生。除此之外,MMPs還可以影響細胞的免疫反應[8]。

文獻[6]中報道有兩種基質金屬蛋白酶抑制劑:選擇性 MMPIs-Prinomastat,廣譜 MMPIs-BMS-275291。有研究[9-10]結果顯示,這兩種抑制劑與其他某些化療藥物聯合給藥治療NSCLC,與單獨使用某些化療藥物相比,聯合使用蛋白酶抑制劑并沒有使療效增加,甚至毒性反應反而增強。恩度(Endostatin)還可以通過調節蛋白水解酶的活性而調節腫瘤血管的新生。

2 EGFR酪氨酸激酶抑制劑

EGFR家族是由4個結構相似的酪氨酸激酶受體組成,屬于細胞表面跨膜蛋白,酪氨酸介導的信號傳導。其家族成員分別為EGFR/c-ErbB1/EGFR1,c-ErbB2/HER2,c-ErbB3/HER3,c-ErbB4/HER4。在正常組織中,EGFR參與細胞的分裂分化等細胞活動,而在腫瘤組織中發生突變,與腫瘤的發生發展和預后等有緊密的聯系[11]。有研究[12]表明,在NSCLC中表皮生長因子受體(EGFR)的陽性表達率為53.1%～69.7%。而過高的EGFR表達導致NSCLC對常規的化療藥物(順鉑等)不敏感[13]。

2.1 小分子酪氨酸酶抑制劑

小分子酪氨酸酶抑制劑(TKI)是一些直接作用于EGFR受體,與ATP競爭性地結合EGFR特定結構域,抑制酪氨酸酶磷酸化,從而抑制下游信號傳導,達到對腫瘤的抑制。代表藥物有吉非替尼、厄洛替尼、埃羅替尼等。

吉非替尼是FDA批準最早用于口服的選擇性EGFR酪氨酸酶抑制劑。Janne等[14]發現,腫瘤對吉非替尼的敏感性與EGFR的基因突變有緊密聯系,這導致了吉非替尼對不同種族、不同性別的治療差異。其優勢人群為亞裔、腺癌及不吸煙的女性患者。吉非替尼可單用用來治療晚期NSCLC的一線藥物,療效明顯,但會出現惡心、嘔吐、腹瀉、痤瘡樣皮疹、皮膚干燥等不良反應,尤其對雖罕見但卻致命的間質性肺炎給予高度重視[15-16]。對于吉非替尼的原發耐藥機制可能由于EGFR通路下游的信號分子K-ras突變引起,另一種機制可能與一種抑癌基因PTEN功能喪失有關[17]。對于吉非替尼激發性耐藥機制有以下兩種說法[16]:一種說法為在吉非替尼治療過程中,EGFR基因會發生二次變異而導致耐藥;另一種說法是原癌基因MET擴增引起的耐藥。有文獻[15]提示,吉非替尼和厄洛替尼之間不存在交叉耐藥,提示可以用厄洛替尼治療對吉非替尼耐藥的NSCLC患者。

2.2 抗體

同TKI靶點類似機理的抗體,其機制是配體介導的細胞免疫毒性消滅腫瘤,包括單克隆抗體。單鏈Fv抗體、雙特異性抗體等[18]。西妥昔單抗(Cetuximab)是人鼠鑲嵌型的IgG1單克隆抗體,它是由人屬IgG1重鏈輕鏈恒定區域及鼠屬抗表皮生長因子受體抗體組成,可特異性作用于EGFR,阻斷酪氨酸激酶活化及其介導的下游信號傳導,從而對腫瘤的血管新生、腫瘤生長及轉移進行調節,達到對腫瘤的治療抑制作用。陳志偉等[19]對吉非替尼和西妥昔單抗聯合治療非小細胞肺癌的體外實驗證實,二者均能夠一直肺癌細胞的增長、遷移,且聯合用藥時相互間協同作用。提示臨床吉非替尼和西妥昔單抗聯合用藥治療肺癌的潛力。

3 EML4-ALK融合基因

間變淋巴激酶(ALK)是一種胰島素樣受體酪氨酸激酶。目前的研究[20]結果顯示ALK參與形成的多種融合基因與多種腫瘤的發生密切相關。融合蛋白的形成可以激活關于細胞生長繁殖的細胞因子,有利于腫瘤細胞的生長繁殖。Soda等[21]在肺腺癌患者中首次發現了EML4-ALK的融合基因,雖然之后該融合基因在乳腺癌等也被發現,但仍以NSCLC中表達最高。初步的流行病學研究表明,EML4-ALK融合基因在NSCLC中的陽性率約為3%～5%。

克唑替尼(crizotinib,商品名XALKORI)是FDA批準的首個作用于EML4-ALK融合基因的抗腫瘤藥物,用特定檢測方法診斷為ALK陽性的局部晚期或轉移的NSCLC。臨床試驗中,對于晚期的ALK陽性的NSCLC的客觀緩解率為50%～61%。EML4-ALK融合基因作為區別于EGFR突變和K-RAS突變而發現的新靶點,抗腫瘤機理上相對獨立,推測克唑替尼或許可以用來治療EGFR突變和K-RAS突變患者耐藥的NSCLC患者。克唑替尼初期臨床得到了較好的療效,耐受性好,進一步的臨床研究工作正在進行。

與克唑替尼同時申報的EML4-ALK特異性熒光探針(Vysis ALK Break-Apart FISH探針試劑盒)同時獲批,只有被此方法診斷為ALK陽性的局部晚期或轉移的NSCLC患者,應用克唑替尼方能達到其應有的療效。這在證明了分子標記物在個體化給藥的重要性,是個體化療研發導向的重要里程碑。

4 小 結

傳統的化療藥物毒性大,對腫瘤細胞的靶向性較弱,而分子靶向藥物具有靶向性、安全性和耐用性等優勢,對緩解癌癥病人的病情、減少病人的痛苦尤為重要。沒有一個腫瘤是完全相同的,基因的微小差異都會導致同一種NSCLC對不同分子靶向機理的抗腫瘤藥的敏感性存在迥然差異。而判斷腫瘤基因突變的類型或敏感靶點,缺乏對應的診斷方法,即個體化給藥治療腫瘤疾病仍存在著挑戰。多靶點作用可避免因單一用藥產生耐藥性而使治療失敗,臨床多用多種藥物聯合給藥,如吉非替尼等分子靶向藥物聯合順鉑等傳統藥物聯合給藥,諸多臨床試驗在驗證二者合用所產生的療效及安全性。雖然分子靶向藥物存在著難以診斷的問題,但其臨床結果是令人鼓舞的。開發腫瘤新靶點、開發多靶點抗腫瘤藥、確定基因突變類型的有效診斷方法以達到對腫瘤病人個體化給藥,為抗腫瘤藥開發的主導方向。

[1]Suchita Pakkala,Suresh S,Ramalingam.Combined inhibition of vascular endothelial growth factor and epidermal growth factor signaling in non small cell lung cancer therapy[J].Clinical Lung Cancer,2009,10:17.

[2]Witz I P.Tumor-microenvironment interaction:dangerous liaisons[J].Adv Cancer Res,2008,100:203.

[3]Mcdonnell Co,Hill A D,Mcnamara D A,et al.Tumor micrometases:The influence of angiohenesis[J].Eur J Surg Oncol,2000,26(2):105.

[4]Swisher S G,Roth J A,Komaki R,et al.A phaseⅡtrial of adenoviral mediate p53 gene transfer in conjunction with radiation therapy in patients with localized non small cell lung cancer[J].Proc Am Soc Clin Oncol,2002,19:461.

[5]Willett C G,Boucher Y,Tomaso E,et al.Direct evidence that the VEGF-specificantibody bevacizumab has antivascular effect in human rectal cancer[J].Nat Mel,2004,10:145.

[6]薛聃,周彥斌.非小細胞肺癌分子靶向藥物的研究進展[J].國際內科學雜志,2008,35(7):419.

[7]耿麗,王瑞.恩度聯合培美曲塞方案二線治療晚期非小細胞肺癌臨床觀察[J].醫藥論壇雜志,2011,32(12):63.

[8]Coussens L M,Fingleton B,Matrisian L M.Matrix metalloproteinase inhibitors and cancer:trials and tribulations[J].Science,2002,295(5564),2387.

[9]Bissett D,O'Byme K J,von Pawel J,et al.PhaseⅢ study of matrix metalloproteinase inhibitor prinomastat in non-small-cell lung cancer[J].J Clin Oncol,2005,23(4):842.

[10]Leigh N B,Paz-Ares L,Douillard J Y,et al.Radnom ized phaseⅢstudy of matrix metalloproteinase inhibitor BMS-275291 in combination with paclitaxel and carboplatin in advanced non-small-cell lung cancer National Cancer Institute of Canadar-Clinical trials Group Study BR.18[J].J Clin oncol,2005,23(12):2831.

[11]FRYDW.Inhibition of the epidermal growth factor receptor family of tyrosine kinases as an approach to cancerchemotherapy:progression from reversible to irreversible inhibitors[J].Pharmacol ther,1999,82:207.

[12]王洋,梁岳培.抗VEGF和抗EGFR靶向治療非小細胞肺癌的研究進展[J].臨床醫學工程,2011,18(2):312.

[13]Hirsch F R,Varella-Garcia,Bunn P A Jr,et al.Epidermal growth factor receptor in non-small-cell lung carcinomas:correlation between gene copy number and protein expression and impact on prognosis[J].J Clin Oncol,2003,21(20):3798.

[14]Janne P A,Engelman J A,Johnson B E.Epidermal growth factor receptor mutations in non-small-cell lung cancer:implications for treatment and tumor biology[J].J Clin Oncol,2005,23:3227.

[15]盧寶安,張新偉,任秀寶.吉非替尼在非小細胞肺癌治療中的研究進展[J].中國腫瘤臨床與康復,2010,17(1):78.

[16]吳洪斌.吉非替尼不良反應的臨床表現及其處理[J].藥物不良反應雜志,2006,8(1):28.

[17]張婷,許海柱,盧俊彥,等.吉非替尼在非小細胞肺癌治療中耐藥機制的研究[J].中國腫瘤臨床與康復,2013,20(2):189.

[18]YADEN Y,SLIW KOW SKIMX.Untangling the ErbB signaling network[J].Nat Rev Mol Cell Biol,2001,2(2):127.

[19]陳志偉,虞永峰,李子明,等.吉非替尼和西妥昔單抗聯合治療非小細胞肺癌的體外實驗研究[J].中國癌癥雜志,2010,20(4):275.

[20]Kelleher F C,McDermott R.The emerging pathogenic and therapeutic importance of the anaplastic lymphoma kinase gene[J].Eur J Cancer,2010,46(13):2357.

[21]Soda M,Takada S,Takeuchi K,et al.A mouse model for EM L4-ALK-positive lung cancer[J].Proc Natl Acad Sci USA,2008,105(50):19893.