肿瘤分子靶向治疗药物及临床应用研究新进展

关键词：靶向治疗       

 
    （本文作者：浙江中医药大学生物工程学院 朱振洪等）

    随着分子生物学的不断发展，人们对肿瘤发生、发展机制的了解也越来越深入。近年来，与该过程相关的一些特异性蛋白质，如生长因子受体、信号转导分子、细胞周期蛋白、细胞凋亡调节因子、血管内皮生长因子（VEGF）等被相继发现，并且都有可能成为肿瘤治疗的分子靶点，于是学者们提出了肿瘤分子靶向治疗的概念，即利用特异性分子（单克隆抗体、小分子物质）封闭或抑制这些分子靶点，从而抑制肿瘤细胞的生长、转移或诱导其凋亡。
    早期的靶向治疗主要是利用抗体直接封闭肿瘤细胞膜表面相关抗原，如 CD20、CD33、CD52 等，但这些抗原在正常淋巴细胞中也有表达，所以抗 CD20 抗体等药物会严重影响机体的免疫功能。而随着研究的逐渐深入，针对实体肿瘤治疗的分子靶点也逐渐增多，目前主要有表皮生长因子受体（EGFR）、人表皮生长因子受体 2（HER-2）/neu、VEGF 等，并且可通过多种途径抑制这些靶点：一种是利用单克隆抗体等主要作用于胞外途径的大分子物质（相对分子质量 150 000）与靶点结合，阻断胞外信号分子与靶点的结合；另一种是利用小分子抑制物（相对分子质量通常为500）直接进入细胞内封闭受体，干扰细胞内信号的传递。本文主要就国内外肿瘤分子靶向治疗药物及临床应用的最新研究进展做一介绍。
    1 抗 EGFR 治疗药物
    EGFR 在不同类型的肿瘤组织中都呈异常高表达，是肿瘤分子靶向治疗的一个理想靶点。EGFR 是相对分子质量为170 000 的细胞膜糖蛋白，含有一个胞外配基结合位点、一个跨膜亲脂部分和一个胞内蛋白酶结合位点。当信号分子与胞外配基结合后，EGFR 出现二聚体现象，使配基的亲和力增强，激活内部酪氨酸激酶活性，诱导酪氨酸磷酸化，导致一系列生化和生理反应，促使肿瘤细胞增殖分裂和永生化。目前，已有多个针对 EGFR 的靶向治疗药物被批准上市并应用于临床。
    1.1 单克隆抗体药物
    西妥昔单抗（Cetuximab）和帕尼单抗（Panitumumab）都是被 FDA 批准应用的抗 EGFR 单克隆抗体药物。这2 种单克隆抗体都能直接封闭 EGFR 的胞外配基结合位点：Cetuximab（嵌合抗体）于 2004 年被 FDA 批准用于晚期结肠癌的治疗，临床试验显示，Cetuximab 虽然不能延长患者的存活期，但可以减小某些患者体内的肿瘤体积并减缓肿瘤的生长速度，同时也能有效治疗头颈鳞状细胞癌和非小细胞肺癌（NSCLC），但 Cetuximab 属于人鼠嵌合抗体，反复用药会产生人抗鼠抗体反应（HAMA），具有局限性。于是，人们开发出了人源化的单克隆抗体 —— Panitumumab，该药物于 2006 年被 FDA 批准用于转移性结肠癌的治疗，并有望用于已发生不同程度转移的结肠直肠癌的治疗，与Cetuximab 相比，Panitumumab 不会产生 HAMA 反应，并且拥有更长的半衰期、更高的亲和性和更好的免疫耐受性。
    在不良反应方面，EGFR 抑制剂主要可引起痤疮和皮疹，这是由于 EGFR 在正常上皮组织（如皮肤、黏膜）均有表达，所以 EGFR 抑制剂会具有明显的皮肤和胃肠道毒性，可伴有腹泻、便秘、恶心、呕吐等胃肠道反应。
    1.2 小分子抑制剂
    吉非替尼（Gefitinib）是一种可口服的 EGFR 小分子酪氨酸激酶抑制剂（TKI），主要用于抑制 EGFR 蛋白的酪氨酸激酶活性，使癌细胞阻滞于 G1 期，该药物早在 2003年就被 FDA 批准用于 NSCLC 的治疗，起效较快。但日本研究人员发现 Gefitinib 会引发患者肺部并发症，因此提醒使用 Gefitinib 时要特别注意观察患者的呼吸情况。另外，Gefitinib 也可以引起痤疮样皮疹和腹泻等常见的不良反应。

埃罗替尼（Erlotinib）是另一种有效、可逆的选择性HER-1/EGFR TKI，于 2004 年获得 FDA 批准上市，应用于晚期或转移性 NSCLC 的治疗。临床研究表明该药在难治性晚期 NSCLC 的治疗中具有较高价值，最常见的不良反应有皮疹（75%）和腹泻（56%），其中最严重的不良反应是间质性肺病（ILD），甚至可危及生命，一旦确诊为 ILD，应立刻中断治疗并采取相应的治疗措施。
     2 抗 HER-2 治疗药物
    HER-2（相对分子质量 185 000）也是一种受体型的酪氨酸激酶。这类受体通常位于表皮型细胞的细胞膜表面，通过结合特异的生长因子调节细胞的生长与分裂，它可分为c-erbB2 和 neu 共 2 种基因型，主要定位于人染色体长臂17q11-q12 上。其中原癌基因 HER-2/neu 是 HER基因家族中的一员，通常情况下这类原癌基因不会影响细胞的正常生长，但当受到外界条件影响发生基因突变、基因移位或扩增时，它们就会导致细胞发生癌变。在许多正常细胞中，HER-2/neu 的表达水平较低，而在许多肿瘤组织（如乳腺癌、卵巢癌、小细胞肺癌、胰腺癌、胃癌等）中则表现为过表达，因此 HER-2 也可作为肿瘤分子靶向治疗的一个理想靶点。另外，由于 HER-2 受体在近 30% 的乳腺癌组织中均呈过表达，因此 HER-2 也已经成为乳腺癌特异性治疗的靶分子之一。
    2.1 重组人源化单抗药物
    曲妥珠单抗（Trastuzumab）是第 1 个被 FDA 批准用于 HER-2 阳性乳腺癌治疗的重组人源化单克隆抗体，可直接作用于 HER-2 的胞外域蛋白（ECD），其作用机理主要是封闭 HER-2 受体，使之逐步退化，从而引起肿瘤消退。临床研究表明，HER-2 高表达的转移性乳腺癌经化疗加Trastuzumab 联合治疗后，与单独化疗组比较，缓解率提高了 23% ~ 32%，中位疾病进展时间延长了 3 个月，并且2 年总生存率也有显著提高。
    因为 Trastuzumab 已经被人源化，因此在使用过程中不会产生 HAMA 反应，其临床不良反应主要表现为 40%的患者会出现类似感冒的症状，如发热、畏冷等，以及诸如肿瘤部位的疼痛、气短、肌无力、皮疹、腹泻和头痛等。
    2.2 小分子酶抑制剂
    拉帕替尼（Lapatinib）是一种能同时抑制 EGFR（ErbB-1）和 HER-2（ErbB-2）酪氨酸激酶活性的小分子酶抑制剂，其作用机理主要为抑制细胞内 EGFR 和 HER-2的 ATP 位点阻止肿瘤细胞的磷酸化激活，通过干扰 EGFR和 HER-2 同质和异质二聚体的形成从而阻断下游信号的传导。与单株抗体如 Trastuzumab 相比，Lapatinib 对酪氨酸激酶的双重抑制作用更具有优势：①单一酪氨酸激酶抑制剂可能无法有效地抑制EGFR 和 HER-2 二聚体（heterodimers）的形成；②单株抗体 Trastuzumab 只作用于 HER-2 的胞外部分，而 Lapatinib 则可同时作用于EGFR 和HER-2 的胞内部分；③截短型 HER-2（又称p95）较一般型 HER-2 具有更大的激酶活性，截短型HER-2 阳性乳腺癌的预后较差，Trastuzumab 无法结合并抑制截短型 HER-2，而 Lapatinib 则可抑制截短型 HER-2 的磷酸化。
    临床试验表明，在 HER-2 过表达的乳腺癌患者（约占全部乳腺癌患者的 20% ~ 25%）中，Lapatinib 单药一线治疗的有效率为 28%。另外，Trastuzumab 分子较大，无法通过血-脑屏障，因此无法治疗乳腺癌的脑转移灶，而小分子的 Lapatinib 则能通过血-脑屏障，在一定程度上缩小乳腺癌的脑转移灶。因此，Lapatinib 已成为单抗治疗无效的 HER-2 阳性晚期乳腺癌患者的治疗新药。
    Lapatinib 最常见的不良反应有腹泻、恶心、呕吐、皮疹、虚弱、厌食及便秘等，症状严重程度大多属于 I、II 级，III、IV 级不良反应较为罕见，以及轻微的心脏毒性，但无明显的血液系统毒副作用。
3 抗 VEGF 治疗药物
    血管生成是一个非常重要的正常生理过程，如胚胎生长和伤口愈合，然而在某些病理条件下如糖尿病视网膜病变、风湿性关节炎、牛皮癣、肿瘤生长和转移等，血管生成也会发生异常。一些蛋白类生长因子，如 VEGF、血小板衍化生长因子（PDGF）、碱性和酸性成纤维生长因子等在血管生成过程中发挥着关键的调控作用，VEGF 是内皮细胞特异性的有丝分裂原，也是最重要的血管生成调控因子，可刺激动脉、静脉甚至淋巴管中内皮细胞的生长。
    研究表明，实体瘤的发生、发展和转移均依赖于血管生成，以新生血管为靶点抑制肿瘤血管生成，阻断肿瘤的营养来源和迁移通道，已成为近年来肿瘤治疗的新策略。特别是针对 VEGF 及 VEGF 受体（VEGFR）的靶点治疗最为引人关注，这是因为 VEGF 及 VEGFR 在血管生成过程中发挥着至关重要的调控作用，同时二者在许多肿瘤细胞及肿瘤血管内皮细胞中均呈高表达，是抗肿瘤血管生成最为理想的靶点。
    3.1 重组人源化单抗药物
    贝伐单抗（Bevacizumab）于 2004 年被 FDA 正式批准上市，是世界上首次批准上市的 VEGF 抑制剂。该药物是人源化的抗 VEGF 单克隆抗体，Di Costanzo 等在一项随机 III 期临床试验中，将 NSCLC 患者随机分为接受一线化疗药物联合 Bevacizumab 单抗（15 mg/kg，每 3 周1 次，持续 1 年）的治疗组与不联合 Bevacizumab 单抗的对照组，结果发现联合 Bevacizumab 单抗治疗组的有效率明显高于对照组（27% vs. 10%），其无进展生存期（PFS）和稳定期也都显著优于对照组，总生存期从 10.2 个月提高到 12.5 个月。
    Bevacizumab 的不良反应主要表现为静脉血栓，另外还可出现轻微的高血压、蛋白尿以及鼻出血等症状。Kilickap等发现在胃肠道恶性肿瘤患者中，Bevacizumab 导致静脉血栓的发生率为 10% ~ 15%，他们分析认为这可能是由于对抗 VEGF 会降低内皮细胞的损伤修复能力，导致内皮功能紊乱和血管内壁缺陷，使内皮下组织胶原暴露所致。对抗VEGF 也会引起血管基质沉积的减少，长时间不但会有出血趋势，而且会增加血栓形成的概率，而且对于患者接受Bevacizumab 治疗的风险与利益关系尚未被建立，包括不同的肿瘤种类或是不同的化疗疗程，以及其是否会增加动脉栓塞风险等问题，都还有待进一步研究。
    3.2 多靶点酶抑制剂
    索拉非尼（Sorafenib）既能抑制 Raf 激酶，也能抑制如 VEGFR-2、VEGFR-3、PDGF 受体（PDGFR）、干细胞因子受体（c-Kit）等 VEGFR，因此被称为多靶点抑制剂。临床试验显示，Sorafenib 具有显著的抗肾细胞癌活性，其在肾细胞癌的单一药物治疗中获得了令人鼓舞的结果，最常见的不良反应主要有腹泻、手足皮肤反应、乏力、皮疹、恶心等；另外，由于它同时具有抑制 b-Raf 激酶的活性，所以又可被用于治疗具有丝氨酸-苏氨酸激酶活性的黑色素瘤和乳头状甲状腺癌。舒尼替尼（Sunitinib）也是一种 TKI，它能与磷酸化的VEGFR 酪氨酸残基结合从而抑制信号传导，其主要作用靶点是 VEGFR、PDGFR-β、c-Kit 等，既能直接抑制肿瘤细胞增殖，又可抑制肿瘤血管生成，Sunitinib 于 2006 年被FDA 批准上市，主要用于肾细胞癌、胃肠道间质瘤、晚期肺癌、直肠癌等的治疗，其不良反应主要表现为乏力、腹泻、中性粒细胞减少症、贫血等。
    4 结语
    小分子抑制剂与单克隆抗体相比，其优势在于分子量小，可口服给药，并且易于化学合成，生产成本比较低廉，缺点在于其半衰期只有几小时，需每天服用；而单抗药物也有其自身优势，例如对肿瘤的靶向性强、半衰期长等，单抗药物的半衰期一般达数天至数周，一般每 1 ~ 4 周给药1 次。
总之，相对于放、化疗等传统的肿瘤治疗手段，分子靶向治疗具有特异性强、用药量低、毒副作用小、人体耐受性好等优点。近年来，已有多种靶向治疗药物被 FDA 批准应用于临床，并展现出值得期待的疗效，然而靶向治疗药物对于正常细胞与癌细胞的生物学效应，还有待进一步分析，许多潜在的不良反应也可能要经过很长一段时间的观察，而深入研究这些不良反应的发生机制，可促使我们更好地选择最佳受试患者用于靶向治疗研究，随着基础研究、临床试验技术和分子生物学技术的不断发展，我们相信肿瘤靶向治疗药物的开发和临床应用必将会日趋成熟。