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藥品專題 腫瘤藥品專題 赫賽汀專題 HER2單抗赫賽汀耐藥機制研究進展
藥品專題 腫瘤藥品專題 赫賽汀專題 HER2單抗赫賽汀耐藥機制研究進展
| HER2單抗赫賽汀耐藥機制研究進展 |
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| 作者是 香港祺昌藥房 |
| 週三, 01 二月 2012 10:42 |
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乳腺癌的侵襲轉移是乳腺癌病人死亡的主要原因，但迄今為止，尚未發現包括乳腺癌在內的腫瘤侵襲轉移特異性的基因。作為與乳腺癌的轉移預後密切相關的基因之一，Er-B-2(HER2)受體的過表達是乳腺癌的發病機制的獨立危險因子，成為目前研究的熱點之一。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控的信號轉導系統。HER2基因與乳腺癌的發生發展及轉移有密切關系，HER2過度表達與化療、內分泌治療抵抗有關。研究表明，HER2在20﹪～30﹪的原發性乳腺浸潤性導管癌中有基因的擴增和蛋白的過度表達，HER2陽性的乳腺癌浸潤性強，無病生存期短，預後差。 赫賽汀(Herceptin)是一種針對HER-2/neu原癌基因產物的人源化單克隆抗體，能特異的作用於HER-2受體過度表達的乳腺癌細胞。臨床研究已評價了其藥代動力學、臨床治療轉移性乳腺癌的客觀療效和安全性。1998年獲美國FDA批準上市用於治療HER2陽性轉移性乳腺癌。 一、 赫賽汀作用機制 目前研究發現的赫賽汀作用機制包括[2，3]：特異結合於HER2受體胞外段從而阻斷HER2同源二聚體的組成性激活並幹擾HER2與其它ErbB家族成員形成異源二聚體。介導HER2受體的內吞和在溶酶體中的降解；活化PTEN阻斷PI3K信號通路；上調並活化p27kip1從而誘導G1期停滯，抑制腫瘤細胞增殖；促進腫瘤細胞雕亡；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物p95的活化；抑制DNA修復；增加化療藥物的細胞毒性；逆轉腫瘤細胞對宿主細胞因子殺傷作用的抵抗等。 二、 赫賽汀可能的耐藥機制 赫賽汀的臨床應用使部分HER2過表達乳腺癌患者獲得臨床受益。但單藥赫賽汀的客觀有效率並不高，為12－34%，且大部分初始接受赫賽汀治療有效的病人常在1年內產生耐藥，加上其費用高昂，所以探討耐藥機制並尋找能夠預測赫賽汀療效的生物學指標對於赫賽汀的臨床應用有著重要的意義。目前研究主要集中在以下方面： (一) 細胞表面蛋白位阻HER2受體導致赫賽汀無法有效與HER2結合 赫賽汀作為HER2的單克隆抗體，要發揮其作用必須與HER2有效結合。但研究發現[4， 5]，一些細胞表面粘蛋白如MUC4會遮蔽HER2受體，通過位阻阻止赫賽汀與HER2的特異性結合，MUC4高表達與赫賽汀耐藥有關。高表達MUC4的小鼠中，赫賽汀與HER2的結合減少。赫賽汀耐藥乳腺癌細胞株JIMT-1中MUC4的表達水平較赫賽汀敏感株要高，通過siRNA敲除MUC4表達後，赫賽汀與HER2的結合能力恢復，逆轉了赫賽汀耐藥。 (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生突變的基因家族。目前報道約10%的肺腺癌患者中發現了編碼HER2蛋白酪氨酸激酶區的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後有關。有趣的是，目前還沒有報道發現乳腺癌中HER2基因的突變。如果一部分過表達HER2的乳腺癌中存在HER2基因突變，那麽突變型與野生型對預後的影響如何，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下遊的信號通路導致赫賽汀耐藥 眾所周知，細胞內的信號通路互相聯系，形成一個復雜的網絡體系，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遊信號通路，但腫瘤細胞可通過膜表面其它受體旁路激活HER2的下遊信號通路，導致赫賽汀耐藥現象發生。10－36%的乳腺癌同時過表達HER2和EGFR，HER2與EGFR的同時過表達及相互作用的增強與赫賽汀耐藥有關[7， 8]。Ritter等[9]發現，從BT474荷瘤裸鼠中篩選出的HER2過表達赫賽汀耐藥株中，EGFR磷酸化水平增高，其配體TGF-α過表達，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HER2和EGFR的乳腺癌細胞還可上調存活素(Survivin)的表達抑制雕亡，單用赫賽汀並不能下調存活素[10]。這提示同時抑制HER2和EGFR有可能逆轉赫賽汀耐藥。HER2及磷酸化的p95都能與HER3形成穩定的異源二聚體並活化下遊PI3K及MAPK信號通路。Wehrman等研究發現，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HER3可能是赫賽汀耐藥機制之一。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過表達乳腺癌細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以及是否存在其配體等因素的影響。單獨HER2過表達一項指標並不能預測赫賽汀的敏感性。 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遊信號通路[15]。它們均有希望在提高赫賽汀有效率以及逆轉赫賽汀耐藥方面發揮一定的作用。 (四) HER2 下遊PI3K/Akt 及Ras/MAPK 信號通路持續活化 PI3K/Akt信號通路在細胞存活和抗雕亡中起重要作用。研究發現[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活化，持續活化的Akt會導致赫賽汀介導的細胞生長抑制的缺失，並抑制了赫賽汀介導的細胞周期停滯和細胞雕亡，產生赫賽汀耐藥現象。這提示抑制耐藥株中PI3K/Akt信號通路的持續活化能夠產生赫賽汀耐藥。 研究發現[18， 19]PTEN功能缺失會導致PI3K/Akt信號通路持續活化及赫賽汀耐藥，通過蛋白酶體抑制劑增加PTEN表達水平後，能恢復耐藥株對赫賽汀的敏感性。臨床上也發現[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水平可能成為預測赫賽汀耐藥與否的標誌物之一。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並促進雕亡，逆轉赫賽汀耐藥[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也可能導致Ras/MAPK信號通路的異常持續活化。Kim等[23]發現，赫賽汀耐藥株中畸胎瘤源性生長因子(PC cell-derived growth factor，PCDGF/GP88)過表達能誘導HER2的磷酸化以及MAPK信號通路的異常活化，並呈劑量和時間依賴性，而赫賽汀並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。 (五) ErbB受體酪氨酸激酶反饋抑制物功能失調導致信號通路異常活化 ErbB家族受體信號通路在激活下遊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，使之轉錄形成反饋抑制物並抑制受體的持續活化，起到調節受體活性的作用。受體酪氨酸激酶反饋抑制物功能缺失與赫賽汀耐藥的產生有關[24]。RALT/MIG-6是一種ErbB受體酪氨酸激酶的反饋抑制物。HER2過表達乳腺癌細胞中若缺失RALT/MIG-6會增強HER2的致癌潛能並與赫賽汀耐藥有關。研究發現[25]RALT/MIG-6水平在赫賽汀耐藥株中明顯降低，通過基因工程技術重新表達RALT/MIG-6後能抑制HER2介導的信號通路並逆轉赫賽汀耐藥。提示ErbB受體酪氨酸激酶反饋抑制物功能失調是赫賽汀耐藥的可能機制之一。 (六) 赫賽汀介導的G1期停滯缺失 赫賽汀能通過上調及活化cdk抑制蛋白p27kip1介導對腫瘤細胞的G1期停滯作用。研究發現赫賽汀耐藥株中，p27kip1水平下降而cdk2活性增強，轉染p27kip1或蛋白酶體抑制劑恢復p27kip1水平後能恢復耐藥株對赫賽汀的敏感性[26]。提示p27kip1水平下調可能與赫賽汀耐藥有關。p27kip1在細胞中的定位也與赫賽汀敏感性有重要關系。當p27kip1定位於細胞核時，容易與cyclin/cdk復合物結合，而Kute等[27]發現赫賽汀耐藥株中p27kip1核表達缺失，這可能也是赫賽汀耐藥的機制之一。p27kip1作為許多生長因子受體通路(包括EGFR，HER2和IGF-IR)的下遊作用因子，p27kip1的下調及核表達缺失可能是這些信號通路異常的一種表現。比如過度活化的IGF-IR信號通路就可下調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 IGF-IR與配體結合後能夠活化下遊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)在乳腺細胞的增殖、分化和雕亡中起重要調節作用，而過度活化的IGF-IR信號通路與細胞惡性增殖、轉化和轉移有關，高水平的IGF-I信號通路能抑制藥物、放射所誘發的細胞雕亡。乳腺癌中IGF-IR與其配體常過度表達，乳腺癌患者血清中GH或IGF-I濃度增高[29]。Lu等[30]發現過表達HER2並表達IGF-IR的乳腺癌細胞株中，赫賽汀只有在IGF-IR信號通路被抑制時才能抑制腫瘤細胞生長。而低表達IGF-IR的細胞株卻沒有這種現象，通過IGF結合蛋白3抑制IGF-IR功能後，赫賽汀介導的細胞生長抑制現象重新出現。這提示IGF-IR信號通路的活化與赫賽汀耐藥有關。進一步研究發現[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破壞異源二聚體後能恢復耐藥株對赫賽汀的敏感性。 這些研究結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信號通路導致赫賽汀耐藥，IGF-IR可能是赫賽汀敏感性的預測指標之一，針對IGF-IR的靶向治療能夠逆轉赫賽汀耐藥。但一項臨床研究表明[32]，IGF-IR的表達並不能預測赫賽汀耐藥。 三、 結語 HER2過表達是乳腺癌獨立的預後因素和預測赫賽汀療效的指標之一。HER2過表達的乳腺癌疾病進展快，預後不良，同時HER2過表達也是目前臨床上應用赫賽汀的重要指征。近10年的隨機臨床試驗研究發現，在轉移性乳腺癌及早期乳腺癌中，化療聯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年內產生耐藥，所以探討赫賽汀的耐藥機制以及尋找能預測赫賽汀療效的生物學指標對於預防耐藥、個體化治療是十分重要的。除了HER2以外，前述的一些生物學指標如PTEN水平、ErbB家族成員是否共表達以及是否存在ErbB家族配體、IGF-IR的表達等均有希望成為預測赫賽汀敏感性的指標。我們希望通過進一步了解赫賽汀的作用機制、耐藥機制以及尋找預測赫賽汀療效的生物學指標，能夠更好地選擇赫賽汀治療目標人群，提高赫賽汀治療的有效率，預防或逆轉耐藥的發生。 福建省腫瘤醫院 陳 強 葉韻斌 吳 凡 參考文獻: [1] Cho HS, Mason K, Ramyar KX, et al. Structure of the extracellular region of HER2 alone and in complex with the Herceptin Fab. Nature, 2003, 421(6924): 756-60. [2] Lan KH, Lu CH, Yu D. Mechanisms of trastuzumab resistance and their clinical implications. Ann N Y Acad Sci, 2005, 1059:70-5. [3] Nahta R, Yu D, Hung MC, et al. Mechanisms of disease: understanding resistance to HER2-targeted therapy in human breast cancer. Nat Clin Pract Oncol, 2006, 3(5): 269-80. [4] Price-Schiavi SA, Jepson S, Li P, et al. Rat Muc4 (sialomucin complex) reduces binding of anti-ErbB2 antibodies to tumor cell surfaces, a potential mechanism for herceptin resistance. Int J Cancer, 2002, 99(6): 783-91. [5] Nagy P, Friedlander E, Tanner M, et al. Decreased accessibility and lack of activation of ErbB2 in JIMT-1, a herceptin-resistant, MUC4-expressing breast cancer cell line. Cancer Res, 2005, 65(2): 473-82. 
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