阿帕替尼抗腫瘤機制的研究進展

崔博豪，何祚寬，董婭蘭，沈奕薇，孫舒雅，張恩魁，劉詩琦，張 雷

(1.天津醫科大學第二臨床醫學院，天津 300070； 2.天津醫科大學腫瘤醫院肺部腫瘤科，天津 300060)

阿帕替尼(YN968D1)是一種通過靶向抑制血管內皮生長因子受體2(vascular endothelial growth factor receptor 2,VEGFR2)磷酸化來抗血管新生進而抑制腫瘤生長的小分子酪氨酸激酶抑制劑，于2014年由國家食品藥品監督管理總局批準上市，用于晚期胃或胃-食管結合部腺癌三線或三線以上治療[1-2]。其作用靶點VEGFR2是一種主要在內皮祖細胞和血管內皮細胞中表達的受體，激活后可磷酸化產生一系列信號轉導級聯反應，與血管內皮細胞增殖遷移及腫瘤血管生成關系密切[1,3]。國內外關于阿帕替尼對不同惡性腫瘤的臨床研究報道較多，在對非小細胞肺癌(non-small-cell lung carcinoma,NSCLC)、胃癌和乳腺癌的臨床試驗中均展示出較好的療效[4-6]。亦有臨床研究表明，阿帕替尼可明顯延長二線及以上化療失敗后廣泛期小細胞肺癌患者的無進展生存期[7]。現就阿帕替尼在不同惡性腫瘤中的抗腫瘤機制進行綜述，以期為后續基礎及臨床研究提供更加充分的理論依據。

1 胃 癌

血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)在多種腫瘤細胞增殖和凋亡中起重要作用，可誘發VEGFR2高表達，促進其活化并發生核移位，作為轉錄因子調節細胞功能，進而促進惡性腫瘤細胞的增殖[8-12]。已有實驗證明，向高表達VEGF的胃癌細胞(SGC-7901和BGC-823細胞株)中加入重組人VEGF(recombination human VEGF,rhVEGF)可觀察到磷酸化的VEGFR2、磷脂酶Cγ1(phospholipase Cγ1,PLCγ1)和細胞外信號調節激酶(extracellular signal-regulated kinase,ERK)水平升高，而給予PLC的抑制劑后，VEGF和活化的ERK相應減少[13]。這說明在胃癌細胞中，VEGF通過PLC激活處于胞質信號轉導通路終末位置的ERK，使其進入細胞核促進Elk-1、活化轉錄因子、激活蛋白1、c-Fos和c-Jun等活化，調節細胞增殖、分化和凋亡[11,14]。有動物實驗表明阿帕替尼聯合紫杉醇或5-氟尿嘧啶可協同作用治療胃癌(藥物相互作用系數<1)，而聯合奧沙利鉑只是單純的效果疊加[15]。Lin等[16]研究發現高表達VEGFR2和VEGF的胃癌細胞較低表達者對阿帕替尼更敏感，指出阿帕替尼治療的胃癌機制之一即為通過阻斷腫瘤細胞中VEGFR2/PLCγ1/ERK1/2通路并減少VEGF自分泌來抑制胃癌細胞復制。這為阿帕替尼應用于胃癌的治療提供了新的理論依據，VEGFR2也可能作為阿帕替尼治療胃癌的預后標志物。目前一線、二線胃癌化療方案局限性較大，且目前沒有化療藥物有明確的延長患者生存期的作用[17]。Ⅲ期臨床試驗顯示，阿帕替尼850 mg/d組和安慰劑對照組對比，前者中位總生存期顯著延長(6.5個月比4.7個月，P=0.015；HR=0.709，95%CI0.537～0.937，P=0.016)，無進展生存期也明顯延長(2.6個月比1.8個月，P<0.001；HR=0.444，95%CI0.331～0.595，P<0.001)[18]。雖然阿帕替尼對于胃癌的臨床療效已被證實，但作用機制研究尚顯不足[16]。

2 白血病

VEGF與VEGFR2的結合可通過激活Ras/Raf/促分裂原活化的蛋白激酶激酶(mitogen-activated protein kinase kinase，MEK)/ERK通路，磷酸化ERK被快速地轉運入細胞核，去磷酸化并激活Elk-1、 激活蛋白1等與增殖相關的轉錄分子，促進白血病細胞的增殖[19]。而阿帕替尼則可通過選擇性地抑制VEGFR2的磷酸化，下調該部分急性早幼粒細胞白血病(acute promyelocytic leukemia,APL)胞內通路中活化的ERK1/2，抑制HL-60細胞增殖并誘導其凋亡[20]。另一方面，VEGFR2下游磷脂酰肌醇-3激酶(phosphatidylinositol 3-kinase，PI3K)/蛋白激酶B(protein kinase B,PKB/Akt)/哺乳動物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)信號通路的激活，也可導致腫瘤細胞的G1期時程縮短，細胞周期縮短，快速增殖以及癌蛋白分泌增加[21]。阿帕替尼通過下調磷酸化Akt的表達，減低PI3K/Akt/mTOR信號通路的活化，進而產生抑制腫瘤生長的作用，該途徑與經Ras/Raf/MEK/ERK通路發揮作用均被證明呈劑量依賴性[22]。總之，阿帕替尼可抑制白血病HL-60細胞增殖并誘導其凋亡，與阿帕替尼抑制酪氨酸激酶活性，阻斷Akt和ERK1/2磷酸化密切相關。

王焱等[23]則發現阿帕替尼亦可抑制急性淋巴細胞白血病Nalm6細胞增殖，其機制可能與下調抗凋亡蛋白Bcl-2和Bcl-xL等蛋白表達有關。Deng等[24]對急性淋巴細胞白血病細胞株應用不同濃度的阿帕替尼，并檢測其IC50和細胞凋亡程度，發現阿帕替尼對T、B淋巴細胞均有抑制作用，并呈劑量與時間依賴性。而且它在活體異種移植模型中表現出抑制白血病細胞生長和進展的作用。進一步分析機制得出阿帕替尼可抑制VEGFR2下游的多條通路，如PI3K、促分裂原活化的蛋白激酶和信號轉導及轉錄激活因子3。

阿帕替尼作為小分子VEGFR2抑制劑，對包括髓系白血病細胞的多種腫瘤細胞均有殺傷作用，研究證明其可提高化療藥物對髓系白血病K562細胞的敏感性，并可逆轉其耐藥[25]。Dias等[26]發現部分APL HL-60細胞株和約50%初發患者體內有VEGF產生并伴有VEGFR2表達，VEGF與VEGFR2的結合可激活下游一系列分子轉導途徑，其中Ras/Raf/MEK/ERK以及PI3K/Akt/mTOR信號轉導通路的異常在APL發生中起重要作用[27-28]。靶向PI3K/Akt/mTOR通路可能對血液學惡性腫瘤有促凋亡和抗增殖作用。此外，微RNA的調控可作為調節PI3K/Akt/mTOR通路的一種新的治療方法。然而，這兩個方面均需要進一步的臨床研究。

3 膽管細胞癌

阿帕替尼在肝外膽管細胞癌(extrahepatic bile duct carcinoma,EBDC)和肝內膽管細胞癌(intrahepatic cholangiocarcinoma,ICC)中均可抑制VEGF的表達和信號轉導，從而抑制膽管癌細胞增殖。Peng等[29]發現，rhVEGF能通過PLCγ1途徑促進EBDC細胞增殖，且其所致磷酸化VEGFR1/2核內聚積，又進一步促進細胞內VEGF的信號轉導。該研究比較了阿帕替尼與貝伐單抗在此過程中對EBDC細胞的抑制效果，結果顯示貝伐單抗雖能顯著降低游離的VEGF水平，但僅輕度抑制腫瘤細胞增殖，而阿帕替尼則能顯著抑制磷酸化VEGFR1、磷酸化VEGFR2和VEGF在細胞中的表達，達到抑制EBDC細胞增殖的效果。Peng等[30]研究表明，向ICC的細胞系RBE和SSP25中加入rhVEGF以促進VEGFR1和VERGR2的磷酸化，結果顯示磷酸化VEGFR2能通過活化PI3K/Akt/mTOR抗凋亡信號通路發揮細胞的抗凋亡作用，即ICC細胞亦可通過上述途徑依賴VEGFR2的激活維持生長。在經阿帕替尼處理后，細胞中磷酸化VEGFR2、磷酸化PI3K和磷酸化Akt的表達均有降低，同時下游信號分子磷酸化mTOR的表達亦受到抑制，進而阻礙VEGF/VEGFR2/PI3K/Akt通路的信號轉導，誘導ICC細胞凋亡。在體內試驗中，Peng等[30]將RBE細胞注入NOD/SCID小鼠體內，結果表明，阿帕替尼治療能明顯降低組織中磷酸化VEGFR2、磷酸化PI3K、磷酸化Akt和磷酸化mTOR的表達并引起腫瘤細胞凋亡。上述研究結果表明，阿帕替尼在體外可抑制膽管腫瘤細胞增殖，在體內亦可延遲異種移植腫瘤生長。

綜上所述，VEGF在膽管癌組織中亦存在過度表達，并可通過VEGFR1/VEGFR2介導胞內信號促進ICC和EBDC細胞增殖。阿帕替尼可抑制VEGF信號在ICC和EBDC中的傳導，輕度降低膽管腫瘤生存部位的血管密度并降低VEGF、磷酸化VEGFR2和磷酸化ERK1/2的表達，以阻斷細胞內自分泌VEGF途徑，抑制膽管癌細胞增殖[29-30]。目前尚需更多體內試驗及臨床試驗數據來進一步驗證阿帕替尼治療ICC與EBDC的有效性。

4 肝細胞癌

阿帕替尼可通過抑制PI3K/Akt信號轉導通路，上調促凋亡基因Bax和胱天蛋白酶(caspase)-9的表達，下調抗凋亡基因Bcl-2的表達促進肝細胞癌(hepatocellular carcinoma，HCC)細胞株SMMC-7721凋亡。 Zhang等[31]使用MMT法檢測不同濃度阿帕替尼對SMMC-7721細胞增殖的抑制作用，然后用Annexin V/PI試劑雙染觀察對SMMC-7721細胞凋亡的影響，最后用逆轉錄定量聚合酶鏈反應和蛋白質印跡分析檢測阿帕替尼治療后凋亡相關基因Bcl-2、Bax、caspase-9的表達，結果顯示阿帕替尼可以抑制SMMC-7721的體外增殖，誘導促凋亡基因Bax和caspase-9的表達，抑制抗凋亡基因Bcl-2的表達，并且具有劑量依賴性。Li等[32]研究了阿帕替尼對5種HCC細胞株和1種ICC細胞株的作用，以及在異種移植小鼠模型中HCC的進展。結果顯示阿帕替尼可明顯抑制HCC細胞的存活、增殖、集落形成和遷移，并以劑量依賴性的方式增強細胞凋亡。此外，阿帕替尼對Akt和血小板衍生生長因子受體α、胰島素樣生長因子Ⅰ受體等多種酪氨酸激酶受體的磷酸化水平表現出明顯抑制作用，對HCC異種移植小鼠模型具有良好的抗腫瘤生長作用。

臨床研究方面，Kong等[33]對22例晚期HCC患者使用阿帕替尼，結果疾病進展時間中位數為10.4個月(95%CI3.4～17.5)，50%的患者第1次給藥后存活時間超過11.4個月，完全緩解、部分緩解、疾病穩定、疾病進展的概率分別為0%、40.9%、40.9%和18.2%，最主要的不良反應有手足皮膚反應(81.8%)、腹瀉(77.3%)。

5 NSCLC

在NSCLC中，轉染融合基因的再排列被視為一種新型致癌基因突變，其中肺癌驅動蛋白超家族5B-轉染重排(kinesin family member 5B-rearranged during transfection，KIF5B-RET)融合基因可通過Src信號轉導通路促進癌細胞入侵及轉移[34]。Lin等[34]研究表明，RET過度表達促進KIF5B-RET陽性A549細胞遷移和侵襲，且Src蛋白可能也參與相關信號通路介導腫瘤細胞的侵襲和遷移。這與RET重排列的腫瘤在晚期或發生腫瘤轉移的患者中更普遍的臨床現象一致。而阿帕替尼除通過細胞毒性發揮抗腫瘤活性外，還可通過阻斷RET/Src信號轉導通路抑制腫瘤細胞的遷移及侵襲，且阿帕替尼對于RET和Src活化的抑制作用與劑量無關。由此阿帕替尼可作為針對KIF5B-RET驅動型腫瘤的潛在治療方法，有望在抑制該型腫瘤的侵襲與遷移方面發揮作用。

目前阿帕替尼治療NSCLC的相關試驗主要基于其抑制血管形成的機制[34-35]。多項研究證實[36-38]，阿帕替尼能延長晚期NSCLC且化療無效患者的無進展生存期，甚至可降低癌細胞對化療的抵抗，患者無進展生存期可達12個月，且疾病控制率可達61.9%，治療期間出現的不良事件有手足綜合征、高血壓、蛋白尿、肝損傷、疲勞、惡心和嘔吐等。阿帕替尼聯合其他藥物能有效改善NSCLC患者的臨床癥狀并延長生存期。Hu等[39]研究表明,阿帕替尼和神經纖毛蛋白1 siRNA聯合使用可增強NSCLC細胞的放療敏感性，Wu等[40]研究發現阿帕替尼和表皮生長因子受體酪氨酸激酶抑制劑(epidermal growth factor receptor tyrosine kinase inhibitor,EGFR-TKI)聯合使用能顯著提高NSCLC患者的療效，Feng等[41]研究表明，阿帕替尼可增強多西紫杉醇的抗腫瘤作用，使多西紫杉醇在肝臟的不良反應發生率降到最低，其作用與腫瘤中多西紫杉醇分布增加和P-糖蛋白表達減少密切相關。阿帕替尼對多線治療后晚期非鱗狀細胞肺癌患者具有一定的療效。在阿帕替尼治療過程中美國東部腫瘤協作組評分和高血壓程度可能是阿帕替尼治療晚期非鱗狀細胞肺癌療效的潛在預測指標，應開展更多的隨機、雙盲、對照前瞻性研究，探索阿帕替尼的安全有效劑量，篩選確定的療效預測指標[40]。

6 結腸癌

阿帕替尼作為VEGFR2抑制劑，在抑制結腸癌細胞的增殖、轉移和侵入以及誘導結腸癌細胞凋亡和自噬方面起重要作用。Lu等[42]通過對結腸癌HCT116和SW480細胞系中阿帕替尼的抗腫瘤活性研究發現阿帕替尼可以調控結腸細胞的細胞周期和凋亡。用不同濃度的阿帕替尼治療后，細胞內Akt總蛋白的表達沒有改變。然而,用20 μmol/L和40 μmol/L阿帕替尼處理后，磷酸化Akt在兩個細胞系均有大量減少。同時，與對照組相比，經阿帕替尼處理的結腸細胞中的磷酸化mTOR蛋白水平受到抑制。綜上所述，Akt/mTOR通路的調控與阿帕替尼誘導的結腸癌細胞凋亡和生長抑制密切相關。

瑞格拉非尼和曲氟尿苷替匹嘧啶片已被推薦使用于轉移性結腸癌的臨床治療。Liang等[43]的研究顯示，阿帕替尼對轉移性結腸癌患者的療效(中位無進展生存期為4.8個月，中位總生存期為10.1個月)優于瑞格拉非尼(中位無進展生存期為1.9個月，中位總生存期為6.4個月)和曲氟尿苷替匹嘧啶片(中位無進展生存期為2.0個月，中位總生存期為7.1個月)。在Gou等[44]的研究中，阿帕替尼治療36例轉移性結腸癌患者最常見的3種不良事件分別為高血壓(11.1%)、肝損傷(8.3%)和手足綜合征(5.6%)。雖然大多數患者不良反應耐受良好，但許多患者在治療過程中仍會出現中斷、劑量減少和停藥。另外，Chen等[45]發現阿帕替尼與cMet抑制劑沃利替尼的聯合使用能有效抑制結腸癌的生長。

7 其 他

除上述腫瘤已有分子機制方面的研究成果，阿帕替尼作用于其他類型腫瘤的研究幾乎全部集中于臨床試驗。有研究報道，在2例使用阿帕替尼后的晚期直腸癌肝肺轉移患者中，轉移瘤顯著縮小，用藥到疾病進展時間分別為215 d和255 d[46]。Ji等[47]報道阿帕替尼成功治療1例晚期惡性纖維組織細胞瘤，用藥500 mg/d，2個月后咳痰咯血現象明顯減輕，無進展生存期超過6個月。另有案例報道，阿帕替尼可以治療KIT和激酶插入區受體基因擴增的惡性血管皮內細胞瘤，部分緩解期為3個月，不良反應為吞咽痛、上腹痛、黑便、咯血等[48]。相信在不久的將來，阿帕替尼對于各種類型腫瘤的作用機制將被更深入的研究，為進一步的臨床應用提供更堅實的理論依據。

8 結 語

阿帕替尼抗腫瘤的作用機制十分復雜，除普遍認為的阿帕替尼通過抑制VEGFR2，抑制腫瘤血管生成和促使腫瘤細胞凋亡等途徑抑制腫瘤外，近年來也發現阿帕替尼亦可通過調節VEGF/VEGFR2/PLCγ1/ERK1/2和PI3K/Akt/mTOR通路抑制腫瘤細胞抗凋亡作用，阻斷RET/Src抑制腫瘤細胞的遷徙及侵襲。但目前阿帕替尼應用于部分腫瘤的研究仍集中于細胞實驗及少數動物實驗，應用于臨床的可靠性尚不足。下一步仍需更深入的分子機制方面的研究及大規模的臨床回顧性、前瞻性研究來驗證。相信隨著對阿帕替尼抗腫瘤分子機制闡釋的不斷完善，相關的信號通路亦將有望成為癌癥治療的重要靶點，為該藥應用于更多種類的腫瘤治療提供更加可靠的理論基礎。