本篇文档于2021年4月3日在线发表于Cell Press旗下的期刊The Innovation(Volume 2, Issue 2),文章标题为“Acquired resistance to third-generation EGFR-TKIs and emerging next-generation EGFR inhibitors”。通讯作者包括复旦大学附属中山医院的Xin Cao(曹鑫)、复旦大学附属中山医院及闵行医院的Jinglin Xia(夏景林)以及以色列理工学院(Technion–Israel Institute of Technology)的Yehuda G. Assaraf。主要作者还包括Xiaojing Du(杜晓晶)、Biwei Yang(杨必未)和Quanlin An(安全林)等。
这是一篇关于肺癌靶向治疗领域前沿进展的综述文章。文章的核心主题聚焦于非小细胞肺癌(Non-Small Cell Lung Cancer, NSCLC)靶向治疗中一个迫在眉睫的临床难题:对第三代表皮生长因子受体酪氨酸激酶抑制剂(Epidermal Growth Factor Receptor Tyrosine Kinase Inhibitor, EGFR-TKI)获得性耐药的机制,以及旨在克服这些耐药的新型第四代EGFR抑制剂的研究进展。文章系统性地梳理了当前的科学认知,并展望了未来的治疗方向。
第一, EGFR突变在NSCLC治疗中的里程碑意义及耐药问题的必然性。 文章开篇即指出,EGFR基因突变在约50%的肺腺癌(NSCLC的主要亚型)患者中被检测到,这为靶向治疗提供了精准的切入点。EGFR-TKIs的开发与应用,彻底改变了这部分患者的治疗格局,是癌症靶向治疗的里程碑。文章回顾了三代EGFR-TKIs的演进: - 第一代(如吉非替尼Gefitinib、厄洛替尼Erlotinib):可逆性结合ATP口袋,对敏感突变(如19号外显子缺失Ex19del和L858R点突变)有效,但绝大多数患者在10-14个月后出现耐药,其中50%-60%是由于EGFR基因出现了T790M“守门”突变。 - 第二代(如阿法替尼Afatinib、达克替尼Dacomitinib):与Cys797残基形成不可逆共价结合,效力更强,但仍无法有效克服T790M突变,且因抑制野生型EGFR而副作用较大。 - 第三代(如奥希替尼Osimertinib):不可逆地选择性抑制T790M突变及激活突变,对血脑屏障穿透性更好,显著延长了患者生存期(中位总生存期达38.6个月)。奥希替尼于2015年获FDA批准,成为T790M阳性患者的标准治疗。
然而,与所有靶向治疗一样,耐药问题如影随形。文章强调,肿瘤的异质性和基因组不稳定性是产生耐药的生物学基础。患者在接受第三代EGFR-TKIs(特别是奥希替尼)治疗约1-2年后,疾病仍会进展,这构成了当前临床面临的最大挑战。
第二, 对第三代EGFR-TKIs获得性耐药机制的详细分类与阐述。 这是本文的核心内容之一。文章将高度异质性的耐药机制归纳为两大类:EGFR依赖性机制和EGFR非依赖性机制。
1. EGFR依赖性机制: 指耐药的发生直接与EGFR基因本身的改变或功能异常相关。 - EGFR新的继发突变: 这是最常见的机制之一,约占耐药病例的三分之一。突变热点集中在EGFR激酶结构域的18、20、21号外显子。 - C797S突变:最为常见(22%-40%)。第三代EGFR-TKIs通过与Cys797形成共价键发挥抑制作用,而C797S(丝氨酸取代半胱氨酸)使药物无法共价结合,导致耐药。文章特别指出,C797S与T790M在染色体上的相对位置(顺式cis或反式trans)决定了后续治疗策略的选择,顺式突变对所有已上市的EGFR-TKI均耐药。 - 其他激酶区突变: 如L792、G796、L718、G724、L844V等。这些突变通过空间位阻、改变结合口袋构象或干扰关键氢键形成等方式,降低药物与EGFR的亲和力,引发耐药。例如,L718Q突变虽不直接影响奥希替尼结合,但其侧链与药物发生相互作用,阻碍了药物与C797的最终烷基化反应。 - EGFR野生型(EGFRwt)扩增:癌细胞通过扩增EGFRwt基因,上调EGFR蛋白水平,绕过药物的抑制作用。 - T790M突变丢失:在奥希替尼的选择压力下,原有的T790M突变克隆可能被抑制或丢失,但同时伴随其他耐药机制的出现。 - EGFR降解缺陷:在正常细胞中,激活的EGFRwt会通过网格蛋白介导的内吞作用被内化并降解。而突变型EGFR虽能被内化,却逃逸了溶酶体降解,持续激活下游信号。抑制网格蛋白,诱导微胞饮作用介导的降解,可能成为克服耐药的新思路。 - EGFR激酶活性非依赖性功能:研究发现,在耐药细胞中,EGFR即使其激酶活性被TKI抑制,仍可通过与HER2或AXL等其他膜受体形成异源二聚体,激活下游的PKCδ等信号通路,促进癌细胞存活。这提示联合抑制PKCδ可能是一个策略。
2. EGFR非依赖性机制: 指癌细胞通过激活EGFR以外的替代性或旁路信号通路来维持生存和增殖。 - 下游信号通路持续激活: - MAPK/ERK通路激活:可由KRAS、NRAS、BRAF基因突变,MEK1突变,或NF1基因缺失等引发。 - PI3K/AKT通路激活:可由PTEN基因缺失或PIK3CA基因突变等引发。 - 旁路信号通路激活: - MET基因扩增:这是最常见的旁路激活机制。MET通路激活可绕过EGFR,持续激活其下游的PI3K/AKT和MAPK通路。联合使用MET抑制剂(如克唑替尼Crizotinib、赛沃替尼Savolitinib)和奥希替尼被证明有效。 - HER2/HER3扩增或突变:HER家族成员扩增或特定突变(如HER2第16号外显子跳跃突变)可形成活跃的二聚体,驱动下游信号。 - 其他受体扩增:如AXL、IGF1R、FGFR等酪氨酸激酶受体的扩增或过表达。 - 组织学转化: - 上皮-间质转化(Epithelial-Mesenchymal Transition, EMT):癌细胞获得间质表型,变得更具侵袭性和抗凋亡能力。 - 向小细胞肺癌(Small Cell Lung Cancer, SCLC)转化:约14%的耐药患者会发生这种转化,其细胞不再依赖EGFR信号,导致EGFR-TKI失效。常伴有RB1和TP53基因的失活。 - 其他机制:包括细胞周期相关基因(如CDK4/6)改变、纺锤体组装检查点(SAC)成分激活、ACK1激酶激活等。
第三, 克服耐药的新希望:第四代EGFR抑制剂的探索。 面对以C797S为代表的三代药耐药突变,开发能有效抑制这些突变的新型药物(即第四代EGFR-TKI)成为研究热点。文章重点介绍了几种有前景的临床前或早期临床候选药物及其作用机理: - EAI045及其衍生物JBJ-04-125-02:这是一类变构抑制剂。它们不与ATP竞争,而是结合在EGFR激酶结构域的一个变构口袋(该口袋在C-helix处于“out”构象时暴露)。这类药物对L858R/T790M/C797S突变有选择性,但对19号外显子缺失(Ex19del)背景的突变效果不佳,且通常需要与阻断EGFR二聚化的抗体(如西妥昔单抗Cetuximab)联用才能发挥强效。 - CH7233163:这是一种ATP竞争性抑制剂。其晶体结构显示,它能与含有C797S突变的EGFR(如Ex19del/T790M/C797S)有效结合,通过氢键和疏水相互作用稳定在ATP口袋中,且不与Ser797直接作用,从而绕过了C797S导致的共价结合失效问题。 - 其他化合物:如TQB3804、BBT-176、BLU-945等,在临床前模型中显示出对三重突变(Ex19del/T790M/C797S和L858R/T790M/C797S)的有效抑制活性。 - 多靶点药物Brigatinib的应用:虽然Brigatinib主要靶向ALK,但研究发现它对EGFR三重突变也有抑制作用,为克服耐药提供了另一种潜在选择。
第四, 测序技术与精准医疗在克服耐药中的关键作用。 文章强调了新一代测序技术(Next-Generation Sequencing, NGS)和液体活检(Liquid Biopsy)在应对耐药中的巨大价值。传统的单点检测方法(如ARMS-PCR)只能检测已知的少数几个突变。而肿瘤耐药机制复杂且未知突变众多,NGS凭借其高通量、可同时检测基因突变、拷贝数变异、基因融合等多种变异类型的优势,成为鉴定耐药机制的强大工具。液体活检通过分析血液等体液中的循环肿瘤DNA(ctDNA),实现了对肿瘤基因组的无创、动态监测,能更全面地捕捉肿瘤的异质性,尤其适用于无法重复获取组织样本的患者。结合组织和液体活检的NGS检测,可以更精准地识别耐药机制,从而指导后续的个体化治疗(如选择特定的联合治疗方案或第四代TKI),是未来实现肺癌慢病化管理的关键技术支撑。
第五, 未来展望与治疗策略。 文章在结论部分对未来的研究方向和治疗策略进行了展望: - 精准识别与动态监测:利用NGS和液体活检持续监测耐药克隆的演变,是实现精准干预的前提。 - 序贯治疗(Sequential Therapy):例如,先用第二代TKI(阿法替尼),耐药出现T790M后再用第三代TKI(奥希替尼),这种序贯策略在真实世界研究中显示出较长的总生存获益,其与一线直接使用奥希替尼的优劣对比仍需大规模临床试验验证。 - 联合治疗(Combination Therapy):这是克服旁路激活等耐药机制的主要手段。文章列举了EGFR-TKI与MET抑制剂、HER2/3抑制剂、MEK抑制剂、化疗、抗血管生成药物等多种联合策略的研究证据。联合免疫检查点抑制剂在EGFR突变型肺癌中的价值仍需谨慎探索。 - 克服罕见耐药机制的挑战:针对某些罕见耐药突变,开展大规模的常规临床试验非常困难。文章提出可以采用伞式试验(Umbrella Trial)或篮式试验(Basket Trial)等新型的“主方案(Master Protocol)”临床试验设计,将具有不同分子特征的患者纳入统一的研究框架下的不同子研究,高效评估针对特定罕见突变药物的疗效。
这篇综述具有重要的学术价值和临床指导意义:
这篇综述是EGFR突变型肺癌靶向治疗领域一篇重要的阶段性总结文献,它既是对过去十年耐药研究进展的回顾,也是开启下一代治疗探索的路线图,深刻体现了肿瘤治疗在“精准”与“攻克耐药”道路上不断前进的历程。