表皮生長因子受體及其信號轉(zhuǎn)導通路與中西藥腫瘤靶向治療

1、    表皮生長因子受體及其信號轉(zhuǎn)導通路與中西藥腫瘤靶向治療            作者：鄭展, 徐振曄時間：2007-11-23 9:17:00                     【關鍵詞】  抗腫瘤藥 

2、0;  關鍵詞  受體, 表皮生長因子; 信號轉(zhuǎn)導; 抗腫瘤藥Epidermal growth factor receptor and its signal transduction pathway in tumortargeting therapy with Chinese and Western medicinesKEY WORDS  receptor, epidermal growth factor; signal transduction; antineoplastic agents表皮生長因子受體（epidermal growth factor rece

3、ptor,EGFR）屬于型受體酪氨酸激酶（receptor tyrosine kinase,RTK），是原癌基因ErbB1(HER1)的表達產(chǎn)物。EGFR廣泛分布于哺乳動物的上皮細胞膜上，其信號可介導細胞的生長、增殖、分化、黏附、移動等生命現(xiàn)象1,2。研究表明，包括非小細胞肺癌（nonsmall cell lung cancer,NSCLC）、乳腺癌、卵巢癌、胃癌、頭頸癌、前列腺癌、膀胱癌、結腸癌等在內(nèi)的多數(shù)腫瘤上皮可高表達EGFR，常與腫瘤進展、血管生成、轉(zhuǎn)移擴散、凋亡受抑、放化療抵抗密切相關。EGFR已成為腫瘤治療的重要靶點3。1  EGFR信號轉(zhuǎn)導EGFR家族成員包括EGFR（

4、即ErbB1/HER1）、ErbB2/HER2、ErbB3/HER3和ErbB4/HER4。它們的結構相似:（1）細胞外配體結合區(qū)，呈現(xiàn)配體特異性；（2）疏水跨膜錨著區(qū)，有高度同源性；（3）膜內(nèi)區(qū)，具有酪氨酸激酶活性，可以使自身磷酸化。當EGFR與其配體結合后，將優(yōu)先與HER2形成異源二聚體，也可與另一EGFR形成同源二聚體，但與HER2的異二聚體功能較強4。受體二聚化后，激活胞內(nèi)的酪氨酸激酶，結合一個ATP分子使自身酪氨酸殘基發(fā)生磷酸化，與下游含有SH2和PTB區(qū)域的信號分子（如PLC、grb2、Cb1、shc等）結合，啟動一系列級聯(lián)反應，將信號進一步傳到核內(nèi)。在EGFR的信號轉(zhuǎn)導通路中，經(jīng)

5、典的主要有兩條。一是有絲分裂原活化蛋白激酶（mitogen activated protein kinase,MAPK）途徑：配體EGFR接頭蛋白（Grb2等）SOS(ras的鳥苷酸交換因子)ras蛋白raf(MAPK kinase kinase, MAPKKK)MEK(MAPK kinase,MAPKK)MAPK，最后經(jīng)cjun、cfos傳到核內(nèi)，激活核內(nèi)激活蛋白1（activator protein1, AP1）；二是磷脂酰肌醇3激酶（phosphatidyl inositol3kinase, PI3K）途徑：配體EGFRPI3K蛋白激酶C(protein kinase C, PKC)B抑

6、制蛋白激酶（inhibitorkappa B protein kinase, IKK），使B 抑制蛋白（inhibitorkappa B protein，IB）磷酸化后導致核因子B（nuclear factorkappa B,NFB）移位至核內(nèi)。AP1、NFB是重要的轉(zhuǎn)錄因子，這種信號轉(zhuǎn)導的級聯(lián)反應最終引起核內(nèi)DNA合成、轉(zhuǎn)化，從而影響細胞的增殖、分化及播散。2  EGFR抑制劑近年來大量的基礎和臨床研究表明，針對EGFR的信號轉(zhuǎn)導進行干預，抑制EGFR的活性，就能逆轉(zhuǎn)腫瘤的惡性表型，抑制腫瘤的進展5。目前最有前景的EGFR抑制劑主要有兩類：一是EGFR單克隆抗體（monoclona

7、l antibody,MAb）,主要作用在EGFR的胞外區(qū)，競爭性抑制配體與EGFR結合，阻止EGFR活化；二是可特異性抑制EGFR激酶活性的小分子酪氨酸激酶抑制劑（tyrosine kinase inhibitor,TKI）,能直接作用于EGFR胞內(nèi)區(qū)的酪氨酸激酶區(qū)域，干擾ATP的結合，抑制自身磷酸化，從而阻斷EGFR通路的信號轉(zhuǎn)導，另外TKI具有可口服給藥，直接進入細胞內(nèi)抑制靶酶等優(yōu)點，因而倍受關注。2.1  EGFR單克隆抗體  目前進入臨床研究的EGFR單抗主要有cetuximab(IMCC225)和ABXEGF6。cetuximab是一種人鼠嵌合型IgG1抗體，其

8、抗瘤機制包括抑制細胞周期進程、促進凋亡、抗血管生成以及抗體依賴的細胞毒作用（antibody dependent cellmediated cytotoxicity,ADCC）等。期臨床試驗顯示cetuximab與順鉑+長春瑞濱聯(lián)合，作為一線藥物治療晚期NSCLC能起到協(xié)同作用，并能增進化療藥物的活力7；另外在與FOLFOX4方案合用一線治療轉(zhuǎn)移性結直腸癌過程中也證明是有效和安全的8,9。最近cetuximab聯(lián)合高劑量放射治療進展期鱗狀細胞癌期臨床試驗表明，此療法能延長患者整體生存時間，且毒副作用小10。ABXEGF是一種完全人類IgG2單抗，有著較強的EGFR結合力，且人體不易對其產(chǎn)生免疫

9、反應。臨床試驗發(fā)現(xiàn)ABXEGF聯(lián)合卡鉑+紫杉醇治療b、期NSCLC11，以及單藥治療轉(zhuǎn)移性腎癌具有良好的耐受性和一定的療效12。在傳統(tǒng)化療方案失效時，ABXEGF單藥所表現(xiàn)出來的抗腫瘤活性也是令人振奮的13。2.2  EGFR激酶小分子抑制劑  gefitinib(Iressa, ZD1839)最引人矚目，并于2003年5月通過美國食品與藥物管理局（Food and Drug Administration，F(xiàn)DA）審批投入臨床使用，這是基于日本、美國及多個歐洲國家組成的多中心研究小組所進行的gefitinib單藥治療晚期NSCLC的兩項期臨床試驗（IDEAL1和2），IDE

10、AL1選擇以前應用鉑類化療藥物治療失敗的209例患者，IDEAL2則選擇至少接受2個以上鉑類藥物或紫杉醇化療失敗的216例患者。在這期試驗中，gefitinib療效顯著，兩組的腫瘤縮小均達80%，在服藥4周后可觀察到快速的部分有效，生存率和癥狀改善率也得到較大的提高。可后來，一直受國際腫瘤學界關注的全球多中心期臨床試驗Intact1和Intact2,對2 130例NSCLC患者進行gefitinib聯(lián)合順鉑+吉西他濱，或卡鉑+紫杉醇的治療，其療效卻令人失望1416。結果表明，此EGFR靶向藥物和化療聯(lián)用，與單純化療相比，未能延緩腫瘤進展時間，無提高生存率、使患者獲得改善生存的優(yōu)勢17,18。原

11、本一直令人期待的靶向藥物與化療聯(lián)用的期臨床試驗遭遇了失敗，于是有幾個問題困擾著我們。（1）EGFR過度表達是腫瘤發(fā)生發(fā)展的重要機制，可為什么其靶向藥物的臨床療效不盡如人意？（2）EGFR抑制劑單藥的療效比較確切，但為何聯(lián)合化療卻起不了良好的協(xié)同作用？（3）靶向藥物的最佳給藥時機是什么？應如何設計靶向藥物和化療的給藥順序以發(fā)揮其最大的協(xié)同效應？（4）如何確定靶向藥物的最優(yōu)生物劑量及最大耐受量？解決了上述問題，才有希望制訂出靶向藥物與傳統(tǒng)細胞毒藥物聯(lián)合治療腫瘤的最佳方案。3  中藥對EGFR信號轉(zhuǎn)導的影響  一直以來，中醫(yī)藥在腫瘤治療領域中發(fā)揮著獨特的功效。中藥對腫瘤細胞的殺傷

12、或抑制，是從多個層面、多個環(huán)節(jié)、多個部位發(fā)揮作用的，顯示出明顯的多靶點效應。細胞信號轉(zhuǎn)導體系的發(fā)展為研究中醫(yī)藥抗腫瘤提供了新的思路。在針對以EGFR為靶點的腫瘤治療研究中，大量實驗證明許多抗癌中藥的作用機制之一即為調(diào)節(jié)腫瘤EGFR的表達。徐珊等19發(fā)現(xiàn)中藥馬鞭草醇提液，對于體外培養(yǎng)的絨毛膜癌JAR細胞株有明顯的抑制作用，并且抑制程度呈現(xiàn)量效關系，加藥后48 h細胞EGFR表達與對照組相比明顯減少。研究證實作為胃癌癌前病變（precancerous lesions of gastric cancer,PLGC）之一的慢性萎縮性胃炎（chronic atrophic gastritis,CAG）患

13、者體內(nèi)有高水平EGF和EGFR表達，與胃癌表達十分接近20。中藥胃善方可以顯著下調(diào)胃黏膜EGF、EGFR表達水平，阻斷癌前病變細胞的惡性增殖，病理顯示胃黏膜腸化與不典型增生明顯好轉(zhuǎn)，臨床癥狀也得到極大改善21,22。胡鴻毅等23在對中藥胃祺飲口服液抗腫瘤的研究中發(fā)現(xiàn)，該藥下降EGFR水平明顯，提示其抗腫瘤機制與下調(diào)EGFR有關。在正確辨證論治的前提下，健脾益氣中藥治療CAG有明顯臨床療效并與顯著降低血清EGF水平同步，且明顯優(yōu)于西藥組24。胡玲等25用中藥復方胃炎消治療PLGC，可使EGFR蛋白及mRNA的陽性表達下調(diào)，胃黏膜中度異型增生得到改善。中藥不僅能夠阻斷EGFR的表達，而且對于EGF

14、R信號轉(zhuǎn)導通路中的其他信號分子也能起到拮抗作用，比如對PI3K、MAPK、c    fos、cjun、AP1、NFB等信號分子的有效調(diào)節(jié)。黃酮類化合物是許多中草藥如三七、銀杏、側(cè)柏葉、高良姜、款冬花、桑寄生等所含有的成分，具有顯著的細胞毒作用和抗腫瘤活性。一些黃酮類化合物既能抑制PI3K，也能抑制EGFR的酪氨酸蛋白激酶活性，并且它們對激酶的抑制強度與它們的結構有關。結構活性分析發(fā)現(xiàn)，環(huán)上羥基的位置和數(shù)量以及C2C3鍵的飽和度是黃酮類化合物抑制PI3K活性大小的重要因素26。楊江蘇等27運用豬苓多糖和茯苓多糖作用于人早幼粒白血病細胞（HL60），結果兩種

15、多糖對胞漿和膜部分酪氨酸蛋白激酶的活力均有不同程度的抑制作用。bufalin是從傳統(tǒng)中藥蟾酥中提取的配基之一，是抗癌有效成分。Watabe等28認為其誘導的細胞凋亡與MAPK的活化密切相關。早期反應基因cfos在靜止細胞中，如受到有絲分裂原的刺激能瞬時增強表達。cfos表達后，生成63 kD的磷酸化蛋白質(zhì)cFOS,與cjun基因表達的蛋白cJUN形成雜二聚體與DNA結合，作為轉(zhuǎn)錄活化因子AP1促進基因的轉(zhuǎn)錄，加快細胞的分化增殖。王成斌等29發(fā)現(xiàn)烏賊墨可顯著降低H22瘤細胞內(nèi)cfos的表達，可能是其抗腫瘤的作用機制之一。AP1是一種核轉(zhuǎn)錄因子，參與細胞外基質(zhì)降解、黏附、血管生成等腫瘤轉(zhuǎn)移相關事件

16、的發(fā)生，是EGFR信號通路中重要的一個下游信號分子。Ichiki等30發(fā)現(xiàn)口服姜黃素能下調(diào)AP1的轉(zhuǎn)錄水平，劑量依賴性抑制Lewis肺癌（Lewis lung cancer, LLC）細胞的淋巴結轉(zhuǎn)移。Mitani等31觀察到口服黃連素可顯著抑制LLC的自發(fā)性縱隔淋巴結轉(zhuǎn)移，并能增強CPT11（喜樹堿類抗腫瘤藥）的活力。NFB也是一種核轉(zhuǎn)錄因子，存在于多種細胞，參與炎癥、免疫、細胞增殖和凋亡等多種基因的調(diào)控。李曉紅等32用三七總苷處理急性早幼粒細胞白血?。╝cute promyelocytic leukemia, APL）NB4細胞株發(fā)現(xiàn)，三七總苷通過阻止NFB抑制物IB的降解，從而抑制了NF

17、B的核移位，起到抗癌效應。4  評述EGFR及其信號轉(zhuǎn)導通路的研究更加深入地揭示了中醫(yī)藥的抗腫瘤機制，對于篩選抗癌新藥以及通過結合科學的辨證思維提煉出行之有效的中醫(yī)方劑，具有十分重要的意義，其前景廣闊。但是我們也應該看到，中藥由于其化學成分復雜，抗腫瘤的作用靶點大多不只一個，完全闡明它們的作用機制還有很多的工作要做，臨床研究有待加強。目前國內(nèi)的臨床研究多為個案報道或小樣本臨床觀察總結，缺少對照，重復性差，可信度不高，能說明的問題有限。另外，在中醫(yī)藥與EGFR信號轉(zhuǎn)導關系的研究領域中，相關中醫(yī)基礎理論的研究明顯滯后于中藥作用機制研究。目前主要限于運用現(xiàn)代醫(yī)學手段檢測某些中藥或方劑對EG

18、FR高表達的腫瘤細胞的調(diào)節(jié)作用，而缺乏對相應中醫(yī)理論的探討。因此，如何將傳統(tǒng)中醫(yī)基礎理論、辨證論治與現(xiàn)代分子生物學有機地相結合，把握好抽象與具體、宏觀與微觀、整體與局部的關系，是當前中醫(yī)界面臨的重要課題。參考文獻1  Mendelsohn J. Targeting the epidermal growth factor receptor for cancer therapyJ. J Clin Oncol, 2002, 20(18 Suppl): 1S13S.2  Ciardiello F, Tortora G. A novel approach in the treatme

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