肺癌分子靶向治疗现状与前景

    复旦大学附属中山医院呼吸科 白春学教授

     肺癌是目前世界上最常见的实体瘤和最常见的癌症死亡原因，尽管有多种第三代化疗药物投入临床使用，但经手术、放疗和化疗等综合治疗后，其5 年生存率仍低于15%，迫切需要寻找新的治疗手段和治疗靶点。肿瘤分子靶向治疗（molecular targeted therapy）利用肿瘤细胞与正常细胞间分子生物学上的差异，采用阻断信号传导通路、封闭受体、抑制血管生成等方法作用于肿瘤细胞特定的靶点，特异性地抑制肿瘤细胞增殖、侵袭和转移，促进其凋亡。由于作用靶点的特异性，分子靶向治疗比传统化疗具有更高的选择性，毒副作用更小。目前，肺癌分子靶向治疗药物主要包括细胞生长因子受体抑制剂、血管生成抑制剂及信号传导抑制剂等。

    一、以表皮生长因子受体（EGFR）为靶点的治疗 

     由于肿瘤细胞的EGFR 及其下游信号传导途径调控失常，相当部分的肿瘤细胞存在EGFR 的过度表达并与与肿瘤细胞的恶性行为密切相关。约40%～85% NSCLC 患者肺癌组织标本中检测到EGFR表达或高表达，高表达EGFR 者病变进展较快、放化疗不敏感且预后差。针对EGFR 所开发并进入临床研究的分子靶向药物主要分两类：（1）EGFR 酪氨酸激酶抑制剂（EGFR-TKIs），抑制EGFR 胞内区酪氨酸激酶活性；（2）人工合成的单克隆抗体（MAb），与EGFR 胞外区结合，阻断依赖与配体的EGFR 活化。上述药物通过不同途径阻断EGFR 介导的细胞内信号通路，从而抑制肿瘤细胞增殖、侵袭、转移和血管生成，并促进肿瘤细胞凋亡，提高其对放化疗的敏感性。

     （一）EGFR 酪氨酸激酶抑制剂 <br> EGFR-TKIs 是一类能作用于细胞内表皮生长因子受体酪氨酸激酶区的小分子药物，能抑制酪氨酸激酶磷酸化和下游信号传导，目前应用于临床的有吉非替尼（gefitinib，ZD-1839，商品名：Iressa） 和厄洛替尼（erlotinib，商品名：Tarceva）。

    1．吉非替尼：吉非替尼是第一个口服EGFR-TKI，于2002 年6 月在日本上市，2005 年2 月26日正式在我国上市，目前用于铂类和紫杉醇化疗失败的晚期NSCLC 患者。它属于苯胺喹唑啉类小分子化合物，通过与ATP 竞争细胞内EGFR 的ATP 结合位点来抑制EGFR 胞内区酪氨酸激酶（TK）磷酸化、阻断酪氨酸激酶活性，阻断EGFR 下游信号传导而发挥抗肿瘤效应。 <br> 在2 项随机、双盲、多中心Ⅱ期临床研究（IDEALⅠ和IDEALⅡ）中，共评价426 例使用含铂类和/或多西紫杉醇方案化疗失败的NSCLC 晚期患者，有效率达8.8%～19%，症状缓解率达35%～43%。在2 项吉非替尼联合化疗一线治疗（吉西他宾＋顺铂或紫杉醇＋卡铂）NSCLC 的大型、随机、多中心Ⅲ期临床研究（INTACT1 和INTACT2）中，共分析2130 例晚期NSCLC 患者，结果显示吉非替尼与化疗合用并不能增加疗效。评估吉非替尼是否延长肺癌患者生存期（ISEL）的Ⅲ期临床研究结果显示，与安慰剂比较该药在延长患者生存期方面无统计学意义，但吉非替尼对东方人群或从未吸烟的人可明显延长生存期。EGFR 基因突变对吉非替尼疗效相关，中国台湾NSCLC 中EGFR 基因突变率为38%，日本为32%，而美国仅为2%～10%，这种差异有助于从一定程度上解释疗效的差异；但新近研究表明即使在EGFR 基因突变者中也存在大量耐药病例。

    Shah 等认为下列因素能增加吉非替尼的敏感性，从未吸烟者、病理为支气管肺泡癌、女性、出生东亚。另有研究表明，使用免疫荧光原位杂交法（FISH）测定EGFR 基因拷贝数增加与患者对吉非替尼治疗的反应、肿瘤进展时间和生存期密切相关，提示FISH 法测定EGFR 基因拷贝数是预测NSCLC患者使用吉非替尼疗效的较好分子指标。

    2．厄洛替尼：厄洛替尼是另一种针对EGFR 的小分子TKI，与吉非替尼的结构和作用机制相似，2004 年11 月被美国FDA 批准用于NSCLC 治疗。一项NSCLC 二线和三线治疗的Ⅲ期临床试验中，731 例NSCLC 患者按2：1 比例随机进行厄洛替尼（150mg/日）或安慰剂治疗，结果发现厄洛替尼组总生存期为6.7 个月，较对照组4.7 个月显著延长，同时厄洛替尼组生存质量明显高于对照组。其中对293 例患者EGFR 表达进行检测结果表明，发现它能显著延长EGFR 阳性患者的生存期，而对EGFR阴性患者无明显作用。这是第一个证实在化疗后使用EGFR-TKI 能延长NSCLC 患者生存期的临床随机试验，并且证实不吸烟、女性、腺癌患者对厄洛替尼治疗更敏感。

    与吉非替尼类似，厄洛替尼治疗最常见的不良反应也是皮疹和腹泻，最严重不良反应是间质性肺疾病（ILD），其发生率约0.8%。如果出现ILD，应中断厄洛替尼治疗，并应采取相应的治疗措施。厄洛替尼治疗后出现皮疹的患者肿瘤缓解率较高、生存期较长，但这一点在吉非替尼临床研究中尚存在争议。 <br> （二）抗EGFR 单克隆抗体（MAb）

    西妥昔单抗（Cetuximab，商品名：Erbitus） 是人/鼠源嵌合的EGFR 单克隆抗体，作用于肿瘤细胞EGFR 的细胞膜外配体结合区，可阻止EGFR 与其配体结合。临床前实验结果表明，西妥昔单抗可通过抑制肿瘤细胞增殖、血管生成及促进凋亡等机制提高放化疗的效果。Ⅰ期临床研究显示西妥昔单抗200-400mg/m2 单用或与化疗联合安全性好。Hanna 等报道的一项西妥昔单抗单药治疗复治NSCLC的研究中，可评价病例58 例，有效率4.5%、疾病控制率35%，中位生存期9.6 月，半年和1 年生存率分别为64%和39%，最常见的毒性反应是皮疹（77%）。Rosell 等评价了西妥昔单抗联合化疗（诺维本＋顺铂）治疗初治NSCLC 的疗效，86 例患者入组，92%为IV 期，加用西妥昔单抗组与未加用组总缓解率为31.7% 比20%，疾病进展时间为4.7 个月比 4.2 个月，中位生存期为8.3 个月比 7.0 个月，但均无统计学差异。因此西妥昔单抗联合化疗和放疗在治疗NSCLC 中的价值，仍需大样本临床研究进一步证实。 

     ABX-EGF 是一个高亲和力的、完全人源化的抗EGFR 单克隆IgG2 抗体。Crawford 等进行了一项ABX-EGF 联合紫杉醇＋卡铂方案治疗IIIB/IV 期、EGFR 阳性（＋＋或＋＋＋者）NSCLC 的开放、剂量升级的临床试验。入组19 例中1 例确认CR、4 例PR，最常见不良事件为皮疹（89%）。研究认为联合治疗方案可耐受，目前正进行进一步临床研究。 

     （三）针对EGFR 的RNA 干扰 <br> 除EGFR-TKIs 和抗EGFR 单克隆抗体外，近年来采用RNA 干扰技术抑制EGFR 基因表达的研究也取得了可喜的进展。我们研究所利用RNAi 沉默NSCLC 细胞株中EGFR 表达后，成功抑制了肿瘤细胞的生长，并通过体内试验进一步论证了靶向EGFR 的RNAi 抗肿瘤活性。 

     采用RNA 干扰技术，研究肺癌靶向治疗的新策略。设计针对EGFR 基因的小干扰RNA 特异性序列，正义链：5‘-AAGGAGCUGCCCAUGAGAAAU-3‘ ；反义链：5‘-AUUUCUCAUGGGCAGCUCC-3‘；并利用化学合成小干扰RNA 初步验证了其抑制EGFR 基因表达和肺腺癌细胞生长的效应。

    以此序列为基础，构建靶向EGFR 基因的小发夹RNA（small hairpin RNA，shRNA）质粒表达载体。利用lipofectamine2000 将pShEGFR 载体转入人肺腺癌细胞（human lung adenocarcinoma cell，HLAC）A549 和SPC-A1 中。转染后2d，经定量PCR 检测，pShEGFR对A549 和SPC-A1 中EGFR mRNA的抑制率分别达72.9%和81.0%；经免疫印迹检测，EGFR 蛋白抑制率在转染后6d 最高，在A549 和SPC-A1 中分别达74.1%和84.6%。质粒介导的shRNA 表达载体可在人肺腺癌细胞中产生RNAi 效应，下调EGFR mRNA 和蛋白水平的表达。pShEGFR 对A549 和SPC-A1 细胞的克隆形成抑制率分别为62.8%和68.9%。经流式细胞仪检测，pShEGFR 使A549 和SPC-A1 细胞G0/G1 期比例显著增加，S 期比例显著下降，并促进A549 和SPC-A1 细胞凋亡；经Millcell 小室检测，pShEGFR 显著抑制A549 和SPC-A1 细胞迁移；经MTT 法检测，pShEGFR 可将A549 和SPC-A1 细胞对顺铂、阿霉素、泰素的敏感性分别提高6.7 和6.0、5.5 和4.7、6.6 和6.4 倍。靶向EGFR 基因的shRNA 质粒表达载体能够通过下调EGFR蛋白水平抑制肺腺癌细胞生长、迁移、促进细胞凋亡，并提高细胞对不同化疗药物的敏感性。

    将上述靶向EGFR 的小干扰RNA 发夹DNA 表达模板与穿梭载体连接。将穿梭载体和骨架载体共转染293 包装细胞，制备重组腺病毒（Adv-shEGFR）。Adv-shEGFR 体外感染肺腺癌细胞A549 和SPC-A1。定量PCR 检测EGFR 基因mRNA表达变化：感染Adv-shEGFR 3d 后，对A549，SPC-A1细胞中EGFR mRNA 水平的抑制率分别达81.2%和79.8%。Western blot 检测，感染Adv-shEGFR 3d和6d 后，对A549 细胞中EGFR 蛋白水平抑制率分别为52.3%和80.2%，对SPC-A1 细胞中EGFR 蛋白水平抑制率分别为45.5%和85.8%。体外感染病毒后的HLAC 进行动物接种，感染Adv-shEGFR 的A549，SPC-A1 细胞体内生长能力明显受到抑制。

    建立A549，SPC-A1 裸鼠移植瘤模型，瘤内注射Adv-shEGFR，Western blot 测定肿瘤组织EGFR蛋白表达的抑制率分别为51.5%和44.8%。测量肿瘤体积绘制生长曲线，记录肿瘤重量，计算肿瘤抑制率分别达62.8%和52.4%。靶向EGFR 的shRNA 重组腺病毒能够有效实现动物体内核酸导入并产生RNAi 效应，通过下调HLAC 中EGFR 的表达抑制HLAC 的体内生长。

    二、以肿瘤血管生成为靶点的治疗 

     肿瘤血管生成是肿瘤生长、转移播散过程中极为重要的步骤，因而抗血管生成成为肿瘤药物开发和肿瘤靶向治疗的热点。主要包括：以VEGF/VEGFR 为靶点的药物、以血管内皮细胞为靶点的药物、基质金属蛋白酶抑制剂（MMPIs）等。

    （一）以VEGF/VEGFR 为靶点的药物由于血管内皮生长因子及