HER2 單抗赫賽汀耐藥機(jī)制研究進(jìn)展

導(dǎo)讀：乳腺癌是一種嚴(yán)重影響婦女身心健康甚至危及生命的最常見的惡性腫瘤之一，男性也會發(fā)生乳腺癌。乳腺癌常用治療方法有手術(shù)、放化療、內(nèi)分泌治療、中醫(yī)藥治療相結(jié)合的綜合治療方式。目前，分子靶向治療也通入常規(guī)治療范疇。乳腺癌的發(fā)病日趨年輕化，發(fā)病率有上升趨勢，年輕女性要重視自己的乳房健康。了解和掌握防癌知識，認(rèn)真做好自我檢查，定期體檢是防治乳腺癌的有效手段。如早發(fā)現(xiàn)、早治療，約90%乳腺癌患者可達(dá)治愈。

藥物治療——乳腺癌

HER2 單抗赫賽汀耐藥機(jī)制研究進(jìn)展
福建省腫瘤醫(yī)院 陳 強(qiáng) 葉韻斌 吳 凡
 
乳腺癌的侵襲轉(zhuǎn)移是乳腺癌病人死亡的主要原因，但迄今為止，尚未發(fā)現(xiàn)包括乳腺癌在內(nèi)的腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移特異性的基因。作為與乳腺癌的轉(zhuǎn)移預(yù)后密切相關(guān)的基因之一，Er-B-2(HER2)受體的過表達(dá)是乳腺癌的發(fā)病機(jī)制的獨(dú)立危險因子，成為目前研究的熱點(diǎn)之一。HER2蛋白是原癌基因CerbB2(Her2/neu)編碼的具有受體酪氨酸激酶(RTK)活性的跨膜糖蛋白，分子量185kDa，簡稱p185，屬表皮生長因子受體酪氨酸激酶家族，能啟動酪氨酸激酶調(diào)控的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)。HER2基因與乳腺癌的發(fā)生發(fā)展及轉(zhuǎn)移有密切關(guān)系，HER2過度表達(dá)與化療、內(nèi)分泌治療抵抗有關(guān)。研究表明，HER2在20﹪～30﹪的原發(fā)性乳腺浸潤性導(dǎo)管癌中有基因的擴(kuò)增和蛋白的過度表達(dá)，HER2陽性的乳腺癌浸潤性強(qiáng)，無病生存期短，預(yù)后差。
赫賽汀(Herceptin)是一種針對HER-2/neu原癌基因產(chǎn)物的人源化單克隆抗體，能特異的作用于HER-2受體過度表達(dá)的乳腺癌細(xì)胞。臨床研究已評價了其藥代動力學(xué)、臨床治療轉(zhuǎn)移性乳腺癌的客觀療效和安全性。1998年獲美國FDA批準(zhǔn)上市用于治療HER2陽性轉(zhuǎn)移性乳腺癌。
一、 赫賽汀作用機(jī)制
目前研究發(fā)現(xiàn)的赫賽汀作用機(jī)制包括[2，3]：特異結(jié)合于HER2受體胞外段從而阻斷HER2同源二聚體的組成性激活并干擾HER2與其它ErbB家族成員形成異源二聚體。介導(dǎo)HER2受體的內(nèi)吞和在溶酶體中的降解；活化PTEN阻斷PI3K信號通路；上調(diào)并活化p27kip1從而誘導(dǎo)G1期停滯，抑制腫瘤細(xì)胞增殖；促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡；抗腫瘤血管生成；ADCC作用；抑制全長HER2受體胞外段的裂解和裂解產(chǎn)物p95的活化；抑制DNA修復(fù)；增加化療藥物的細(xì)胞毒性；逆轉(zhuǎn)腫瘤細(xì)胞對宿主細(xì)胞因子殺傷作用的抵抗等。
二、 赫賽汀可能的耐藥機(jī)制
赫賽汀的臨床應(yīng)用使部分HER2過表達(dá)乳腺癌患者獲得臨床受益。但單藥赫賽汀的客觀有效率并不高，為12－34%，且大部分初始接受赫賽汀治療有效的病人常在1年內(nèi)產(chǎn)生耐藥，加上其費(fèi)用高昂，所以探討耐藥機(jī)制并尋找能夠預(yù)測赫賽汀療效的生物學(xué)指標(biāo)對于赫賽汀的臨床應(yīng)用有著重要的意義。目前研究主要集中在以下方面：
(一) 細(xì)胞表面蛋白位阻HER2受體導(dǎo)致赫賽汀無法有效與HER2結(jié)合
赫賽汀作為HER2的單克隆抗體，要發(fā)揮其作用必須與HER2有效結(jié)合。但研究發(fā)現(xiàn)[4， 5]，一些細(xì)胞表面粘蛋白如MUC4會遮蔽HER2受體，通過位阻阻止赫賽汀與HER2的特異性結(jié)合，MUC4高表達(dá)與赫賽汀耐藥有關(guān)。高表達(dá)MUC4的小鼠中，赫賽汀與HER2的結(jié)合減少。赫賽汀耐藥乳腺癌細(xì)胞株JIMT-1中MUC4的表達(dá)水平較赫賽汀敏感株要高，通過siRNA敲除MUC4表達(dá)后，赫賽汀與HER2的結(jié)合能力恢復(fù)，逆轉(zhuǎn)了赫賽汀耐藥。
(二) 可能存在Her2/neu基因突變，影響赫賽汀的療效
蛋白酪氨酸家族是人類腫瘤中最常發(fā)生突變的基因家族。目前報道約10%的肺腺癌患者中發(fā)現(xiàn)了編碼HER2蛋白酪氨酸激酶區(qū)的HER2基因突變，HER2突變型較野生型更具侵襲性和致瘤性，突變型對HER2靶向治療敏感，但對EGFR酪氨酸激酶抑制劑吉非替尼不敏感[6]。提示ErbB家族基因突變與靶向治療及預(yù)后有關(guān)。有趣的是，目前還沒有報道發(fā)現(xiàn)乳腺癌中HER2基因的突變。如果一部分過表達(dá)HER2的乳腺癌中存在HER2基因突變，那么突變型與野生型對預(yù)后的影響如何，對赫賽汀的敏感性是否有差別等問題都是非常值得探討的。
(三) 通過其它受體旁路啟動HER2下游的信號通路導(dǎo)致赫賽汀耐藥
眾所周知，細(xì)胞內(nèi)的信號通路互相聯(lián)系，形成一個復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)體系，赫賽汀雖然能夠抑制HER2同源或異源二聚體的形成從而阻斷下游信號通路，但腫瘤細(xì)胞可通過膜表面其它受體旁路激活HER2的下游信號通路，導(dǎo)致赫賽汀耐藥現(xiàn)象發(fā)生。10－36%的乳腺癌同時過表達(dá)HER2和EGFR，HER2與EGFR的同時過表達(dá)及相互作用的增強(qiáng)與赫賽汀耐藥有關(guān)[7， 8]。Ritter等[9]發(fā)現(xiàn)，從BT474荷瘤裸鼠中篩選出的HER2過表達(dá)赫賽汀耐藥株中，EGFR磷酸化水平增高，其配體TGF-α過表達(dá)，EGFR抗體西妥昔單抗能在一定程度上克服赫賽汀耐藥。共表達(dá)HER2和EGFR的乳腺癌細(xì)胞還可上調(diào)存活素(Survivin)的表達(dá)抑制凋亡，單用赫賽汀并不能下調(diào)存活素[10]。這提示同時抑制HER2和EGFR有可能逆轉(zhuǎn)赫賽汀耐藥。HER2及磷酸化的p95都能與HER3形成穩(wěn)定的異源二聚體并活化下游PI3K及MAPK信號通路。Wehrman等研究發(fā)現(xiàn)，赫賽汀不能抑制HER2/HER3異源二聚體形成及p95/HER3異源二聚體的活化[11-13]，
提示耐藥株共表達(dá)HER3可能是赫賽汀耐藥機(jī)制之一。其它ErbB家族成員之間的同源/異源二聚化(如EGFR同源二聚化、EGFR/HER3異源二聚化)在相應(yīng)配體存在的情況下都能啟動PI3K或MAPK信號通路，所以赫賽汀對HER2過表達(dá)乳腺癌細(xì)胞的生長抑制作用在很大程度上受到其他ErbB家族成員是否共表達(dá)以及是否存在其配體等因素的影響。單獨(dú)HER2過表達(dá)一項指標(biāo)并不能預(yù)測赫賽汀的敏感性。
EGFR/HER2 酪氨酸激酶雙重抑制劑lapatinib 能抑制赫賽汀耐藥株的增殖[14]。新一代的重組人源化HER2單抗pertuzumab(2C4，帕妥珠單抗)能通過位阻作用阻斷EGFR/HER2和HER2/HER3的異源二聚化及其啟動的下游信號通路[15]。它們均有希望在提高赫賽汀有效率以及逆轉(zhuǎn)赫賽汀耐藥方面發(fā)揮一定的作用。
(四) HER2 下游PI3K/Akt 及Ras/MAPK 信號通路持續(xù)活化
PI3K/Akt信號通路在細(xì)胞存活和抗凋亡中起重要作用。研究發(fā)現(xiàn)[16， 17]赫賽汀耐藥株中PI3K/Akt信號通路即使在赫賽汀存在的情況下仍持續(xù)活化，持續(xù)活化的Akt會導(dǎo)致赫賽汀介導(dǎo)的細(xì)胞生長抑制的缺失，并抑制了赫賽汀介導(dǎo)的細(xì)胞周期停滯和細(xì)胞凋亡，產(chǎn)生赫賽汀耐藥現(xiàn)象。這提示抑制耐藥株中PI3K/Akt信號通路的持續(xù)活化能夠產(chǎn)生赫賽汀耐藥。
研究發(fā)現(xiàn)[18， 19]PTEN功能缺失會導(dǎo)致PI3K/Akt信號通路持續(xù)活化及赫賽汀耐藥，通過蛋白酶體抑制劑增加PTEN表達(dá)水平后，能恢復(fù)耐藥株對赫賽汀的敏感性。臨床上也發(fā)現(xiàn)[20]PTEN水平降低的乳腺癌患者較PTEN正常者赫賽汀的療效差。這些都提示PTEN水平可能成為預(yù)測赫賽汀耐藥與否的標(biāo)志物之一。熱休克蛋白90(HSP90)能活化PDK1及Akt，Hsp90抑制因子17-AAG 及PDK1抑制劑OSU-03012都能夠抑制PDK1的活化，使Akt失活，抑制赫賽汀耐藥株的增殖并促進(jìn)凋亡，逆轉(zhuǎn)赫賽汀耐藥[21， 22]。提示針對PI3K的靶向治療也許能克服赫賽汀耐藥。活化的HER2和EGFR也可能導(dǎo)致Ras/MAPK信號通路的異常持續(xù)活化。Kim等[23]發(fā)現(xiàn)，赫賽汀耐藥株中畸胎瘤源性生長因子(PC cell-derived growth factor，PCDGF/GP88)過表達(dá)能誘導(dǎo)HER2的磷酸化以及MAPK信號通路的異常活化，并呈劑量和時間依賴性，而赫賽汀并不能抑制耐藥株中異常活化的MAPK通路活性。這提示PCDGF/GP88水平的增高可能與赫賽汀耐藥有關(guān)。
(五) ErbB受體酪氨酸激酶反饋抑制物功能失調(diào)導(dǎo)致信號通路異常活化
ErbB家族受體信號通路在激活下游PI3K及MAPK信號通路的同時還能活化編碼RTK反饋抑制物的基因，使之轉(zhuǎn)錄形成反饋抑制物并抑制受體的持續(xù)活化，起到調(diào)節(jié)受體活性的作用。受體酪氨酸激酶反饋抑制物功能缺失與赫賽汀耐藥的產(chǎn)生有關(guān)[24]。RALT/MIG-6是一種ErbB受體酪氨酸激酶的反饋抑制物。HER2過表達(dá)乳腺癌細(xì)胞中若缺失RALT/MIG-6會增強(qiáng)HER2的致癌潛能并與赫賽汀耐藥有關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)[25]RALT/MIG-6水平在赫賽汀耐藥株中明顯降低，通過基因工程技術(shù)重新表達(dá)RALT/MIG-6后能抑制HER2介導(dǎo)的信號通路并逆轉(zhuǎn)赫賽汀耐藥。提示ErbB受體酪氨酸激酶反饋抑制物功能失調(diào)是赫賽汀耐藥的可能機(jī)制之一。
(六) 赫賽汀介導(dǎo)的G1期停滯缺失
赫賽汀能通過上調(diào)及活化cdk抑制蛋白p27kip1介導(dǎo)對腫瘤細(xì)胞的G1期停滯作用。研究發(fā)現(xiàn)赫賽汀耐藥株中，p27kip1水平下降而cdk2活性增強(qiáng)，轉(zhuǎn)染p27kip1或蛋白酶體抑制劑恢復(fù)p27kip1水平后能恢復(fù)耐藥株對赫賽汀的敏感性[26]。提示p27kip1水平下調(diào)可能與赫賽汀耐藥有關(guān)。p27kip1在細(xì)胞中的定位也與赫賽汀敏感性有重要關(guān)系。當(dāng)p27kip1定位于細(xì)胞核時，容易與cyclin/cdk復(fù)合物結(jié)合，而Kute等[27]發(fā)現(xiàn)赫賽汀耐藥株中p27kip1核表達(dá)缺失，這可能也是赫賽汀耐藥的機(jī)制之一。p27kip1作為許多生長因子受體通路(包括EGFR，HER2和IGF-IR)的下游作用因子，p27kip1的下調(diào)及核表達(dá)缺失可能是這些信號通路異常的一種表現(xiàn)。比如過度活化的IGF-IR信號通路就可下調(diào)p27kip1從而降低赫賽汀的敏感性[28]。
(七) 胰島素樣生長因子I型受體(IGF-IR)通路過度活化與赫賽汀耐藥有關(guān)
IGF-IR與配體結(jié)合后能夠活化下游PI3K和Ras/MAPK信號通路。正常的生長激素-胰島素樣生長因子I軸(GH–IGFI axis)在乳腺細(xì)胞的增殖、分化和凋亡中起重要調(diào)節(jié)作用，而過度活化的IGF-IR信號通路與細(xì)胞惡性增殖、轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移有關(guān)，高水平的IGF-I信號通路能抑制藥物、放射所誘發(fā)的細(xì)胞凋亡。乳腺癌中IGF-IR與其配體常過度表達(dá)，乳腺癌患者血清中GH或IGF-I濃度增高[29]。Lu等[30]發(fā)現(xiàn)過表達(dá)HER2并表達(dá)IGF-IR的乳腺癌細(xì)胞株中，赫賽汀只有在IGF-IR信號通路被抑制時才能抑制腫瘤細(xì)胞生長。而低表達(dá)IGF-IR的細(xì)胞株卻沒有這種現(xiàn)象，通過IGF結(jié)合蛋白3抑制IGF-IR功能后，赫賽汀介導(dǎo)的細(xì)胞生長抑制現(xiàn)象重新出現(xiàn)。這提示IGF-IR信號通路的活化與赫賽汀耐藥有關(guān)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)[31]，赫賽汀耐藥株中IGF-IR及其配體能活化HER2酪氨酸激酶，且存在能夠活化PI3K和MAPK信號通路的IGF-IR/HER2異源二聚體，IGF-IR抗體α-IR3破壞異源二聚體后能恢復(fù)耐藥株對赫賽汀的敏感性。
這些研究結(jié)果均提示過度活化的IGF-IR信號通路有可能旁路活化PI3K和MAPK信號通路導(dǎo)致赫賽汀耐藥，IGF-IR可能是赫賽汀敏感性的預(yù)測指標(biāo)之一，針對IGF-IR的靶向治療能夠逆轉(zhuǎn)赫賽汀耐藥。但一項臨床研究表明[32]，IGF-IR的表達(dá)并不能預(yù)測赫賽汀耐藥。
三、 結(jié)語
HER2過表達(dá)是乳腺癌獨(dú)立的預(yù)后因素和預(yù)測赫賽汀療效的指標(biāo)之一。HER2過表達(dá)的乳腺癌疾病進(jìn)展快，預(yù)后不良，同時HER2過表達(dá)也是目前臨床上應(yīng)用赫賽汀的重要指征。近10年的隨機(jī)臨床試驗研究發(fā)現(xiàn)，在轉(zhuǎn)移性乳腺癌及早期乳腺癌中，化療聯(lián)合赫賽汀與單用化療相比在提高生存率方面效果明顯[33]。但單藥赫賽汀的有效率有限，而且大部分赫賽汀治療有效者常在1年內(nèi)產(chǎn)生耐藥，所以探討赫賽汀的耐藥機(jī)制以及尋找能預(yù)測赫賽汀療效的生物學(xué)指標(biāo)對于預(yù)防耐藥、個體化治療是十分重要的。除了HER2以外，前述的一些生物學(xué)指標(biāo)如PTEN水平、ErbB家族成員是否共表達(dá)以及是否存在ErbB家族配體、IGF-IR的表達(dá)等均有希望成為預(yù)測赫賽汀敏感性的指標(biāo)。我們希望通過進(jìn)一步了解赫賽汀的作用機(jī)制、耐藥機(jī)制以及尋找預(yù)測赫賽汀療效的生物學(xué)指標(biāo)，能夠更好地選擇赫賽汀治療目標(biāo)人群，提高赫賽汀治療的有效率，預(yù)防或逆轉(zhuǎn)耐藥的發(fā)生。
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