酪氨酸激酶抑制劑在骨肉瘤治療中的研究進展

劉繼鴻，李朝旭，陳明洲，王龍，徐渠

(1.桂林醫學院研究生學院，廣西 桂林 541004；2.廣西壯族自治區南溪山醫院創傷手外科，廣西 桂林 541002)

0 引言

骨肉瘤(Osteosarcoma OS)具有非常高的侵襲性，約占20-30%的骨肉瘤患者后期可出現轉移，骨肉瘤最常見的轉移部位為肺部轉移，但也可以局部轉移到骨骼中的其他部位。盡管進行了積極常規治療，如外科保肢手術和化學療法，但由于耐藥性和轉移復發，骨肉瘤患者的長期存活率并未得到改善。近年來有臨床試驗表明，多靶點酪氨酸激酶抑制劑(TKIs)在骨肉瘤的治療中是有效的。

蛋白酪氨酸激酶(protein tyrosine kinasesPTK)是具有高度調節活性的重要信號分子，由人類基因組編碼的PTK 有90 種。酪氨酸激酶根據是否在細胞膜上分布可以分為58 種受體酪氨酸激酶(RTKs) 和32 種非受體酪氨酸激酶(NRTKs)[1]。RTKs 參與細胞外信號進入細胞的過程，而NRTKs則調節細胞內信號傳遞。RTKs 是由細胞外結構域、跨膜結構域和細胞內酪氨酸激酶結構域組成的跨膜糖蛋白[2]。它們與配體結合后被激活，細胞外信號通過磷酸化受體本身上的酪氨酸殘基傳遞到細胞質中下游信號蛋白.RTKs 可激活多種信號通路，導致腫瘤細胞遷移、分化、增殖和代謝變化。NRTKs 是RTKs 和其他各種受體的下游信號分子。它們沒有跨膜結構域，位于細胞核或細胞質中[3]。

1 骨肉瘤的相關RTKs 靶點

許多受體酪氨酸激酶生長因子已被證明在骨肉瘤細胞中表達，包括血管內皮生長因子受體(VEGF-R)、成纖維細胞生長因子受體(FGF-R)、血小板衍化生長因子受體(PDGF-R)、胰島素樣生長因子受體-1(IGF-1R)等[4]。相比傳統的化療或免疫治療手段，分子靶向治療能針對這些RTKs 靶點選擇性地殺傷腫瘤細胞，減少對正常細胞及組織的損傷，不易產生化療藥物的耐藥性，安全性和耐受性較傳統化療手段更優。

1.1 血管內皮生長因子受體(VEGF-R)

血管內皮生長因子(VEGF)在腫瘤血管生成中起著重要作用，血管的生成與腫瘤細胞增殖、浸潤、轉移和復發均密切相關，血管內皮生長因子的表達被認為是骨肉瘤患者預后的生物標志物。VEGF 信號通路有三個，即VEGF-R1、VEGF-R2 和VEGF-R3。VEGF-R1 與VEGF 的結合親和力最強，但對細胞內信號中間體的激活影響較小。VEGF-R2 是介導VEGF 促血管生成功能的主要受體，與細胞分化和趨化緊密相關。這一通路仍在研究中，目的為抑制腫瘤血管生成。VEGFR3 僅存在于成人淋巴內皮細胞中。在多種癌癥類型中，VEGF-R3 與腫瘤淋巴管生成、淋巴結侵襲和轉移有關[5]。陳曉濤[6]等人在研究老年骨肉瘤患者的血清血管內皮生長因子(VEGF)表達的動態變化發現骨肉瘤患者血清VEGF 含量增高，與腫瘤分期增加呈正相關，也與腫瘤腫瘤直徑和轉移呈正相關。那么，阻斷血管內皮生長因子與其受體的結合，抑制腫瘤血管生成，從而抑制腫瘤惡性增殖、侵襲成為可能。

1.2 成纖維細胞生長因子受體(FGF-R)

成纖維細胞生長因子受體(FGFR)是受體酪氨酸激酶的亞家族，成纖維細胞生長因子(FGF)同樣具有強大的促血管生成活性，在多種腫瘤中發現，FGF / FGF 受體(FGFR)系統的激活，可能導致腫瘤新血管形成，促進腫瘤細胞增殖和轉移[7]。成纖維細胞生長因子受體包括四種受體酪氨酸激酶受體FGFR-1、FGFR-2、FGFR-3、FGFR-4[8]，Daniel Weekes[9]等人研究發現，在骨肉瘤發病的早期階段就檢測到了骨肉瘤中FGFR-1 的高表達，并且在整個腫瘤生長過程中都保持了這種表達，同時發現失調的致癌基因c-Fos 表達可以增加成骨細胞和軟骨細胞中FGFR1 的水平，證明了通過抑制FGFR 信號傳導在抗成骨細胞轉化和骨肉瘤形成中起重要作用，并調節肺轉移的發生。WU[10]等人也在研究microRNA-503 在骨肉瘤中的表達水平中證明了通過抑制FGFR-2 表達來調節抑制OS 細胞的遷移和侵襲。所以，通過抑制FGFR 表達，從而抑制骨肉瘤細胞的增殖及轉移，可能成為治療骨肉瘤的新手段。

1.3 血小板衍化生長因子受體(PDGF-R)

血小板衍化生長因子(PDGF)是最早鑒定的通過細胞表面酪氨酸激酶受體(PDGF-R)發出信號以刺激各種細胞功能(包括生長，增殖和分化)的多肽生長因子之一，血小板衍化生長因子受體屬于受體酪氨酸激酶家族，包括PDGF-Rα 和PDGFRβ[11]。有研究表明，血小板衍化生長因子(PDGF)/血小板衍化生長因子受體(PDGFR)途徑與骨肉瘤的發病機理密切相關，Satoshi Takagi[12]等人發現骨肉瘤細胞具有誘導血小板聚集的潛力，從活化的血小板中釋放出PDGF，進而激活PDGFs/PDGFRs信號通路，促進骨肉瘤的增殖。Dan Zhang[13]通過低氧誘導激活PDGF-BB /PDGFR-β 信號通路促進骨肉瘤細胞的增殖和遷移。徐欣華[14]等人在此之前也研究發現 PDGFR-a 在骨肉瘤中表達增高，并與腫瘤的發展、預后密切相關，有望成為判斷骨肉瘤預后的指標和靶向治療的新靶點。所以，故靶向阻斷PDGFs/PDGFRs 信號通路，可能也是抑制骨肉瘤發展的一種手段。

1.4 胰島素樣生長因子受體(IGFR)

胰島素樣生長因子(IGF)系統包括IGF-1、IGF-2，其相應的酪氨酸激酶受體即胰島素樣生長因子受體-1(IGF-1R)、胰島素樣生長因子受體-2(IGF-2R)，作為RTKs 家族一員，胰島素樣生長因子受體同樣具有典型的細胞外結構域、跨膜結構域和細胞內酪氨酸激酶結構域。IGF/IGFR 通路在許多生長和各種生理功能中起著重要的作用，包括發育、分化、凋亡和代謝[15]。Sheref E Hassan 等人[4]早在研究骨肉瘤細胞表面受體表達模式時發現在所有骨肉瘤細胞系中，IGF-2R 始終顯著高表達。有實驗研究證明，骨肉瘤細胞同時也表達IGF-1R，它可以促進骨肉瘤的生長和侵襲，并且發現胰島素樣生長因子受體-1 數目的增加可能有助于體內腫瘤發生[16]。Yin-He Wang[17]等人在對26 例骨肉瘤和非腫瘤性骨組織中IGF-1R 的mRNA 和蛋白表達進行了免疫組化分析，發現骨肉瘤細胞中IGF-1R mRNA 和蛋白質表達的相對水平明顯高于相應的非腫瘤性骨組織，IGF-1R 蛋白的表達與骨肉瘤患者的手術分期和遠處轉移密切相關，還發現慢病毒介導的靶向IGF-1R 可以顯著抑制骨肉瘤細胞的粘附、侵襲和轉移，并且還能增強骨肉瘤細胞對放化療藥物的敏感性。因此，靶向抑制IGF/IGFR 系統，阻斷其相應的作用途徑，也是針對骨肉瘤潛在的治療方案。

除了上述VEGF-R、FGF-R、PDGF-R、IGFR 這幾種骨肉瘤的相關RTKs 靶點，還有MET 激酶、表皮生長因子受體(EGFR)、AXL 激酶、極光激酶、SRC 非受體酪氨酸激酶等都已被證明在骨肉瘤中表達[18]。特異性靶向這些配體或其受體可能是治療骨肉瘤的有效策略。但是，很多臨床試驗表明，單獨靶向其中一個靶點治療骨肉瘤預后結果不盡如人意，這就意味著我們需要尋找可以作為多靶點藥物的酪氨酸激酶抑制劑。

2 靶向抑制骨肉瘤中的酪氨酸激酶

酪氨酸激酶抑制劑(tyrosine kinase inhibitors，TKIs) 這類分子靶向藥物，近年來已成為目前抗骨肉瘤研究的熱門趨勢之一，作為骨肉瘤治療領域發展的新方向，針對各種酪氨酸激酶受體為主要作用靶點的分子靶向藥物也正在被研發和投入到臨床應用。大部分酪氨酸激酶抑制劑為小分子抑制劑，通過競爭抑制RTKs 細胞內結構域的三磷酸腺苷(ATP)結合位點，從而抑制RTKs 的催化活性，進而抑制腫瘤細胞的生長與增殖。通過臨床試驗研究，在骨肉瘤治療中療效比較滿意的靶向藥物，都為多靶點TKIs，并且研究發現臨床療效比較好的大多數TKIs 是主要靶向抑制腫瘤的血管生成和促進腫瘤生長的RTKs的多靶點TKIs[19]。本文在此列舉幾類已經在臨床應用抗骨肉瘤的酪氨酸激酶抑制劑藥物。

2.1 阿帕替尼(Apatinib)

阿帕替尼，作為一種新型的口服小分子酪氨酸激酶抑制劑藥物，可以特異性地結合并抑制腫瘤細胞中VEGF-2 及抑制腫瘤血管的生成，最初被證實在晚期胃癌的靶向治療中可以獲得良好的臨床療效[20]。Kuisheng Liu[21]等人證實血管內皮生長因子受體2(VEGFR-2)與轉錄激活子3(STAT3)可以直接結合，而阿帕替尼在KHOS 細胞中通過抑制VEGFR2 和STAT3 的表達，導致VEGFR2 / STAT3 / BCL-2 信號通路的失活，從而促進骨肉瘤細胞的凋亡和自噬。Lu Xie[22]進行對37 名晚期骨肉瘤患者接受阿帕替尼治療的II 期臨床試驗，發現阿帕替尼可以誘導的腫瘤縮小，說明阿帕替尼在體外和體內均能表達并有效抑制骨肉瘤細胞增殖和誘導其凋亡，是骨肉瘤靶向治療中比較有效的靶向抑制劑藥物。

2.2 卡博替尼(Cabozantinib)

卡博替尼，又稱XL184，同樣是一種多靶點的小分子酪氨酸激酶抑制劑，包括對VEGFR1、VEGFR2、VEGFR3、AXL 激酶、MET 激酶等靶點均具有活性[23]，目前卡博替尼已被美國食品藥品監督管理局(FDA)批準作為甲狀腺髓樣癌、晚期腎細胞癌、肝細胞癌的一線用藥。在骨肉瘤的治療中，M Fioramonti[24]為了明確卡博替尼在骨肉瘤細胞內信號通路中的作用，用卡博替尼處理OS 細胞，并在處理后評估MET 激酶受體活性，顯示卡博替尼處理OS 細胞系1 小時后c-MET 受體的活性顯著降低。說明卡博替尼抑制骨肉瘤細胞中的c-MET 受體的活性并導致ERK 和AKT 信號通路的抑制。有研究人員進行臨床試驗研究，對45 例骨肉瘤患者予以卡博替尼(成人60 mg，兒童[＜16 歲]40 mg / m 2)，在28 天的周期內每天口服一次，通過組織學和放射學分析，42 例(93%)骨肉瘤患者可評估其治療效果。得出卡博替尼在骨肉瘤患者中具有抗腫瘤活性，并且耐受性良好的結論[25]。可見卡博替尼作為酪氨酸激酶抑制劑的靶向藥物，在骨肉瘤治療中具有比較樂觀的應用前景。

2.3 索拉非尼(Sorafenib)

索拉非尼，是針對VEGFR 通路的特異性酪氨酸激酶抑制劑，是目前骨肉瘤中研究最多的多靶點酪氨酸激酶抑制劑，它能有效抑制cRAF、PDGFR、VEGFR2 和RET 的活性[26]，同樣是通過抗腫瘤血管生成來抑制腫瘤細胞的增殖，其抑制RAF/MEK/ ERK 信號通路可能是其機制之一[27]。臨床研究顯示，索拉非尼與其他藥物(如順鉑等化療藥物)聯合治療晚期骨肉瘤療效較顯著[28]，Giovanni Grignani[29]等人進行了一項非隨機的二期臨床試驗，觀察索拉非尼聯合依維莫司在甲氨蝶呤、順鉑和阿霉素等化療后復發或不可手術的骨肉瘤患者中的治療情況，患者每天接受800 毫克索拉非尼加5 毫克依維莫司的治療，直至疾病進展或出現不可接受的毒性作用，主要終點為6 個月無進展生存期(PFS)，38 例患者中有17 例(45%)在6 個月時間疾病無進展。盡管索拉非尼和依維莫司的組合顯示出對晚期或不可切除骨肉瘤患者的進一步治療有效，但仍未達到6 個月PFS 的預定目標50%或更高。所以，需要進一步明確索拉非尼的作用靶點，抑制骨肉瘤血管生成過程是應用索拉非尼在骨肉瘤治療中的研究方向。

2.4 瑞戈非尼(Regorafenib)

瑞戈非尼，一種新穎的索拉非尼類似物，作用靶點與索拉非尼類似，與索拉非尼的不同之處在于，瑞戈非尼在索拉非尼的中心苯環上增加了一個的氟原子，通過調節其分子結構來優化索拉非尼的療效，索拉非尼作用于RAF/ MEK/ ERK 信號通路，但不能抑制ATK 的活化。而瑞戈非尼可同時通過ERK、ATK 途徑去磷酸化致NF-KB 失活，明顯降低腫瘤細胞中VEGF 的表達[30]。有體外實驗研究表明，雷戈拉非尼通過誘導細胞凋亡抑制骨肉瘤細胞生長[31]。Florence Duffaud[32]等人曾進行了一項非比較，隨機，雙盲，安慰劑對照的二期臨床試驗研究，38 例骨肉瘤患者被隨機分配(2：1)接受口服瑞戈非尼(160 mg/天，共28 天)或匹配的安慰劑。瑞戈非尼組26 例患者中有17 例(65%)在8周時無進展，而安慰劑組則無。可見瑞戈非尼在常規化治療失敗后復發，轉移性骨肉瘤患者中顯示出具有臨床意義的抗腫瘤活性，對延遲疾病進展具有積極作用。

3 小結與展望

目前骨肉瘤的治療主要還是以保肢手術、新輔助化療為主，而對于復發、耐化療藥或轉移性晚期骨肉瘤，人們一直在尋找新的治療方法，包括骨肉瘤干細胞途徑治療、免疫治療、基因靶向治療等等，酪氨酸激酶抑制劑靶向治療也日益成為治療骨肉瘤新的研究趨勢，但是，目前關于相關靶向藥物用于骨肉瘤的研究仍較少，其藥物的療效和安全性方面還需要進一步的研究和試驗。例如，這些TKIs 藥物在臨床試驗的結果表明，單獨抑制一種RTKs 治療骨肉瘤療效欠缺，這就需要考慮聯合靶向治療。還有，靶向治療中出現的一系列毒性不良反應，也是當前亟需研究解決的問題。隨著各種選擇性TKIs 的出現，在骨肉瘤治療中使用不同選擇性TKIs 的聯合治療將是未來骨肉瘤靶向治療的趨勢，酪氨酸激酶靶向抑制劑前景可觀。