李永文 綜述 劉紅雨 陳軍 審校
肺癌是全球范圍內(nèi)發(fā)病率和死亡率最高的惡性腫瘤之一,盡管外科手術(shù)技術(shù)不斷提高,化療新藥不斷上市并進(jìn)入臨床應(yīng)用,但肺癌患者的預(yù)后仍然很差,原因是肺癌的發(fā)病機(jī)理復(fù)雜,涉及多種信號(hào)通路及分子的異常調(diào)控。肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子(hepatocyte growth factor, HGF)是一種多肽生長(zhǎng)因子,具有強(qiáng)促分裂、誘導(dǎo)上皮細(xì)胞遷移、侵襲以及誘導(dǎo)血管生成等作用,其生物學(xué)活性由其受體c-Met所介導(dǎo)。原癌基因c-Met屬于具酪氨酸激酶活性的生長(zhǎng)因子受體。HGF/c-Met信號(hào)通路在多種腫瘤包括肺癌組織中出現(xiàn)異?;罨?,涉及c-Met基因的過(guò)表達(dá)、擴(kuò)增及突變等,通過(guò)一系列的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),促進(jìn)腫瘤的生長(zhǎng)、侵襲和轉(zhuǎn)移,阻斷HGF/c-Met信號(hào)途徑可有效抑制腫瘤的發(fā)生發(fā)展和轉(zhuǎn)移。
本文就HGF/C-Met信號(hào)通路的異?;罨c肺癌發(fā)生發(fā)展的關(guān)系及其靶向藥物在腫瘤治療中的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。
HGF屬于可溶性細(xì)胞因子家族,是纖溶酶原相關(guān)生長(zhǎng)因子家族成員之一,1989年由日本學(xué)者從大鼠血漿中提取并成功克隆,又名擴(kuò)散因子(scatter factor, SF)[1,2]。人HGF基因位于7號(hào)染色體(7q21.1)上,由18個(gè)外顯子和17個(gè)內(nèi)含子構(gòu)成,長(zhǎng)度約為70 kDa,編碼728個(gè)氨基酸的糖蛋白。HGF由分子量為69 kDa的α鏈和分子量為34 kDa的β鏈通過(guò)二硫鍵連接成異二聚體[3]。HGF包含6個(gè)結(jié)構(gòu)域:1個(gè)N-末端發(fā)卡環(huán)結(jié)構(gòu)域(HL)、4個(gè)Kringle結(jié)構(gòu)域以及1個(gè)絲氨酸蛋白酶類似物結(jié)構(gòu)域(serine protease analogue structure domain, SPH)(圖1a)[4]。其中α鏈有4個(gè)圈形區(qū)(kringle),N端有一發(fā)夾樣結(jié)構(gòu),該發(fā)夾樣結(jié)構(gòu)與前2個(gè)kringle區(qū)結(jié)構(gòu)為HGF發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)所必需的。β鏈?zhǔn)桥cc-Met結(jié)合的位點(diǎn),具有絲氨酸蛋白酶樣結(jié)構(gòu),與絲氨酸蛋白酶原的催化區(qū)具有高度的同源性但不具備蛋白酶的催化活性,缺乏β鏈的HGF喪失應(yīng)有的生物學(xué)作用。
c-Met是由原癌基因c-Met編碼的蛋白產(chǎn)物,具有酪氨酸激酶的活性[5,6],被配體激活后介導(dǎo)細(xì)胞信息傳遞,是細(xì)胞增殖、分化和運(yùn)動(dòng)的重要調(diào)節(jié)因素。在胚胎發(fā)育或組織器官發(fā)生損傷的情況下,如肝臟、腎臟和肺組織損傷時(shí),c-Met被誘導(dǎo)激活參與創(chuàng)傷愈合及組織修復(fù)過(guò)程[7,8]。c-Met基因位于7號(hào)染色體(7q21-q31)上,由21個(gè)外顯子和20個(gè)內(nèi)含子構(gòu)成,長(zhǎng)度約為120 kDa。c-Met初級(jí)轉(zhuǎn)錄本生成150 kDa的多肽,然后部分糖基化形成170 kDa的單鏈前體蛋白。該前體蛋白進(jìn)一步糖基化形成由50 kDa的胞外鏈(α鏈)與145 kDa的跨膜鏈(β鏈)連結(jié)而成的約190 kDa的異二聚體[9,10]。跨膜鏈(β鏈)包括SEMA結(jié)構(gòu)域(sema homology region, SEMA)、PSI結(jié)構(gòu)域(plexinsemaphorin-integrin, PSI)、4個(gè)免疫球蛋白樣重復(fù)結(jié)構(gòu)域(immunoglobulin-like regions in plexins and transcription factors, IPT)、一個(gè)跨膜域、一個(gè)近膜域(juxtamembrane domain, JM)、酪氨酸激酶結(jié)構(gòu)域(tyrosine kinase, TK)和一個(gè)羧基末端的尾部區(qū)域(Carboxyl terminal, CT)(圖1b)。其中SEMA結(jié)構(gòu)域是配體結(jié)合的重要元素之一,被認(rèn)為是HGF的結(jié)合位點(diǎn),而PSI結(jié)構(gòu)域的功能是使c-Met的胞外片段很好地與配體結(jié)合。近膜域(JM)包含兩個(gè)蛋白磷酸化位點(diǎn):S985和Y1003。S985位點(diǎn)發(fā)生磷酸化可負(fù)調(diào)控激酶活性,Y1003殘基磷酸化后與c-Cbl結(jié)合。c-Cbl是一種E3泛素連接酶,可以通過(guò)指環(huán)結(jié)構(gòu)域與E2泛素結(jié)合酶結(jié)合,進(jìn)而支配細(xì)胞內(nèi)攝并最終導(dǎo)致底物泛素化和降解。酪氨酸激酶結(jié)構(gòu)域活化位點(diǎn)Y1230、Y1234和Y1235的磷酸化促進(jìn)酪氨酸激酶的激活。c-Met與HGF結(jié)合后,c-Met的活化殘基Y1234和Y1235發(fā)生磷酸化 ,進(jìn)而招募胞內(nèi)SH2結(jié)構(gòu)域(Src homology-2, SH2)和其他特異的信號(hào)效應(yīng)分子激活下游信號(hào)通路[11]。
HGF主要在間質(zhì)細(xì)胞中表達(dá),c-Met主要在各種上皮細(xì)胞中表達(dá)。HGF與c-Met受體特異性結(jié)合后誘導(dǎo)c-Met蛋白發(fā)生構(gòu)象改變,激活受體胞內(nèi)蛋白激酶結(jié)構(gòu)域中的酪氨酸蛋白激酶(protein tyrosine kinase, PTK),從而暴露下游信號(hào)分子的多功能對(duì)接位點(diǎn)(multisubstrate docking site,MDS), 磷脂酰肌醇激酶(phosphatidyl inositol 3-kinase,PI3K)、生長(zhǎng)因子受體結(jié)合蛋白-1(Grb2-associated binder 1,Gab1)、 生長(zhǎng)因子受體結(jié)合蛋白-2(Grb2-associated binder 2, Gab2)等在MDS聚集并結(jié)合,進(jìn)而激活Gab2-Ras和Gab1-PI3K等信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路[12]。c-Met受體的激活,信號(hào)經(jīng)級(jí)聯(lián)式磷酸化反應(yīng),將信號(hào)逐級(jí)放大,最終轉(zhuǎn)入細(xì)胞核內(nèi)的轉(zhuǎn)錄機(jī)構(gòu),調(diào)節(jié)細(xì)胞的增殖、分化、收縮、運(yùn)動(dòng)、分泌及分裂等多種生物學(xué)行為。
圖 1 HGF(a)和c-Met(b)結(jié)構(gòu)圖Fig 1 The structures of HGF (a) and c-Met (b). HGF: Hepatocyte growth factor.
HGF/c-Met在胚胎發(fā)育、器官形態(tài)以及血管發(fā)生等生理過(guò)程中發(fā)揮重要作用。Schmidt等[13]研究發(fā)現(xiàn),HGF的突變可使小鼠胎盤發(fā)育尤其是滋養(yǎng)層細(xì)胞的發(fā)育受阻,從而影響小鼠胚胎發(fā)育,最終導(dǎo)致小鼠胎盤及肝臟嚴(yán)重受損,小鼠在胚胎期即死亡??梢?,HGF在胚胎發(fā)育過(guò)程中有著重要的功能。HGF還與器官發(fā)育有關(guān),HGF通過(guò)調(diào)節(jié)上皮細(xì)胞與間充質(zhì)細(xì)胞之間的相互作用而調(diào)節(jié)器官發(fā)育過(guò)程。在發(fā)育過(guò)程中,c-Met在多種器官上皮細(xì)胞中表達(dá),HGF由臨近的間充質(zhì)細(xì)胞分泌。Yang等[14]發(fā)現(xiàn)HGF能促使乳腺導(dǎo)管分支的形成,抑制分泌蛋白的產(chǎn)生。阻斷內(nèi)生性HGF的表達(dá),可阻礙乳腺導(dǎo)管分支結(jié)構(gòu)的形成。HGF/c-Met系統(tǒng)還可促進(jìn)新生血管的形成,Bussolino等[15]研究發(fā)現(xiàn),體內(nèi)HGF缺失可導(dǎo)致止血血栓、炎癥等,體內(nèi)HGF可誘導(dǎo)兔角膜新生血 管的形成。
c-Met在癌細(xì)胞中的調(diào)控機(jī)制不同于正常細(xì)胞,研究發(fā)現(xiàn)c-Met介導(dǎo)異常信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)在多種腫瘤包括肺癌中起著重要作用,HGF依賴的c-Met信號(hào)通路的活化可以激活下游通路,如絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶(serine/threoninespecific protein kinase, AKT)、胞外信號(hào)激酶(extracellular signal-regulated kinase, ERK)、PI3K/AKT、MAPK信號(hào)通路等,從而介導(dǎo)腫瘤發(fā)生、侵襲和轉(zhuǎn)移、血管新生、上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化等過(guò)程[16](圖2)。c-Met在肺癌細(xì)胞中的異常調(diào)控機(jī)制有多種,主要有:c-Met過(guò)表達(dá)、c-Met基因擴(kuò)增和c-Met基因突變等。
2.1 c-Met的過(guò)表達(dá) c-Met的過(guò)表達(dá)現(xiàn)象在多種腫瘤包括肺癌中都存在。Ma等[17,18]研究分析發(fā)現(xiàn),c-MET在非小細(xì)胞肺癌組織中約61%呈高表達(dá),而在小細(xì)胞肺癌中約25%呈高表達(dá)。非小細(xì)胞肺癌中約67%腺癌、57%大細(xì)胞癌、57%鱗癌呈c-MET高表達(dá)。肺腺癌的其他研究[19,20]也報(bào)道,41-72%的肺癌患者存在c-MET表達(dá),而25-67%患者c-MET呈過(guò)表達(dá)現(xiàn)象。c-Met過(guò)表達(dá)可在體外導(dǎo)致原代成骨細(xì)胞發(fā)生骨肉瘤樣細(xì)胞轉(zhuǎn)化,也可以導(dǎo)致骨肉瘤相似疾病的發(fā)生[21]。而在肺癌中,c-Met的過(guò)表達(dá)常常與腫瘤分期晚和預(yù)后不良有關(guān)。在非小細(xì)胞肺癌組織中,與對(duì)應(yīng)的癌旁組織相比,c-Met的表達(dá)水平高2倍-10倍,而HGF的表達(dá)水平高10倍-100倍[22]。Park等[23]通過(guò)熒光免疫雜交方法和免疫組化等方法研究380例非小細(xì)胞肺癌患者組織樣本,發(fā)現(xiàn)13.7%的患者存在c-Met的高表達(dá),且這些患者的生存時(shí)間和無(wú)病生存期較短,提示c-Met的擴(kuò)增和過(guò)表達(dá)是非小細(xì)胞肺癌患者的不良預(yù)后因素。Nakamura等[24]研究了130例非小細(xì)胞肺癌患者組織樣本中c-Met和磷酸化c-Met的表達(dá)情況,發(fā)現(xiàn)HGF和c-Met高表達(dá)與乳頭狀結(jié)構(gòu)相關(guān),與腺癌分化程度無(wú)明顯相關(guān)性;而磷酸化c-Met與腺癌的分化程度和乳頭狀結(jié)構(gòu)均有相關(guān)性,且磷酸化c-Met的表達(dá)水平與磷酸化AKT相關(guān)。多種因素可影響c-Met的表達(dá),Pennacchietti等[25]指出腫瘤內(nèi)的缺氧區(qū)域存在c-Met過(guò)表達(dá)現(xiàn)象,低氧活化作用可誘導(dǎo)c-Met的轉(zhuǎn)錄,從而引起HGF/c-Met信號(hào)通路的放大,造成c-Met的過(guò)表達(dá)。抑制c-Met的表達(dá),低氧誘導(dǎo)的腫瘤侵襲生長(zhǎng)將被抑制。PAX5是一種B細(xì)胞發(fā)育所需的核轉(zhuǎn)錄因子,在小細(xì)胞肺癌中高表達(dá)。PAX5在很多肺癌組織中常常與c-Met或磷酸化c-Met共表達(dá),在中分化或中-高分化的神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤包括一些非典型性良性腫瘤、小細(xì)胞肺癌以及大細(xì)胞神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤中,PAX轉(zhuǎn)錄因子可調(diào)控c-Met 的轉(zhuǎn)錄[26]。
另外,循環(huán)系統(tǒng)中c-Met的高表達(dá)也與非小細(xì)胞肺癌存在密切關(guān)系。Cheng等[27]發(fā)現(xiàn)75%(34/45)的非小細(xì)胞肺癌患者腫瘤組織樣本中存在c-Met過(guò)表達(dá)現(xiàn)象,并且這34例患者中有68%(23/34)在循環(huán)系統(tǒng)中也能檢測(cè)到c-Met的高表達(dá)。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)循環(huán)系統(tǒng)中c-Met與淋巴結(jié)分期的關(guān)系,提出循環(huán)系統(tǒng)c-Met過(guò)表達(dá)是腫瘤早期復(fù)發(fā)的重要因素。提示可以將循環(huán)系統(tǒng)中c-Met作為分子標(biāo)志物用于肺癌特別是早期肺癌復(fù)發(fā)的篩查。多項(xiàng)研究[28,29]均提示循環(huán)系統(tǒng)中c-Met與其他分子標(biāo)志物的結(jié)合可作為肺癌早期篩查的手段。
2.2 c-Met的擴(kuò)增 c-Met擴(kuò)增也是c-Met異常調(diào)控的重要機(jī)制之一。研究表明,c-Met的擴(kuò)增是非小細(xì)胞肺癌患者的預(yù)后不良因素之一。約22%的表皮生長(zhǎng)因子酪氨酸激酶抑制劑(epidermal growth factor receptor-tyrosine kinase inhibitors, EGFR-TKIs)獲得性耐藥的非小細(xì)胞肺癌患者中存在c-Met擴(kuò)增。c-Met擴(kuò)增可引起吉非替尼耐藥[30]。Pao等[31]提出,吉非替尼使表皮生長(zhǎng)因子受體(epidermal growth factor receptor, EGFR)信號(hào)通路阻滯,肺癌細(xì)胞轉(zhuǎn)而依賴c-Met信號(hào)通路活化,以維持細(xì)胞的生長(zhǎng)。c-Met的擴(kuò)增導(dǎo)致c-Met受體的過(guò)表達(dá),并激活下游通路的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),特別是PI3K/AKT通路,細(xì)胞出現(xiàn)獲得性耐藥現(xiàn)象。2.3 c-Met突變 c-Met異常調(diào)控的另一個(gè)機(jī)制是c-Met突變,在非小細(xì)胞肺癌中的出現(xiàn)比例約為5%-10%。c-Met的突變可發(fā)生在胞外區(qū)也可發(fā)生在胞漿區(qū)。c-Met胞外SEMA結(jié)構(gòu)域是受體激活和二聚化所必須的,發(fā)生在該結(jié)構(gòu)域的突變有多種類型,如N375S、M431V以及N454I等。有研究者[32]分析了141個(gè)東亞人、76個(gè)高加索人和66個(gè)非裔美國(guó)人肺癌患者中的肺癌組織基因組DNA,發(fā)現(xiàn)N375S是一個(gè)出現(xiàn)頻率很高的突變類型,且東亞人比高加索人更容易出現(xiàn)N375S突變,而在非裔美國(guó)人患者卻未見有該突變類型。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),N375S在鱗癌中的突變率要遠(yuǎn)高于腺癌和大細(xì)胞癌,且在鱗癌病例中,N375S突變?cè)谖鼰熁颊咧邪l(fā)生率高。c-Met JM結(jié)構(gòu)域的突變較常見于急性髓性白血病中[33]。Lee等[34]將含T992I突變的3T3細(xì)胞注射入無(wú)胸腺小鼠中,與野生型3T3細(xì)胞比較,c-Met T992I突變能加速腫瘤的形成。Ma等[18]分析大細(xì)胞肺癌組織和細(xì)胞系中c-Met的突變情況,發(fā)現(xiàn)c-Met JM結(jié)構(gòu)域中存在T992I、R970C和S1010P突變,且R970C突變只存在于非裔美國(guó)人和高加索人,而不存在于亞洲人。
HGF/c-Met除了參與調(diào)節(jié)正常細(xì)胞粘附、分化和遷移外,也參與細(xì)胞的惡性轉(zhuǎn)化。HGF激活的c-Met受體與細(xì)胞內(nèi)的一些靶蛋白直接作用,可激活包括Ras/MAPK和PI3K/PKB等信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的各級(jí)聯(lián)途徑,調(diào)節(jié)多種惡性腫瘤細(xì)胞的增殖分化、形態(tài)變化和運(yùn)動(dòng)侵襲等,從而促進(jìn)腫瘤的浸潤(rùn)與轉(zhuǎn)移。多項(xiàng)研究表明,HGF/c-Met與多種腫瘤的發(fā)生、發(fā)展和轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。
3.1 HGF/c-Met誘導(dǎo)腫瘤的增殖和發(fā)生 原癌基因c-Met特異性結(jié)合HGF后,c-Met蛋白受到誘導(dǎo)而發(fā)生構(gòu)象改變,激活其胞內(nèi)蛋白激酶結(jié)構(gòu)域中的酪氨酸激酶PTK,被激活的PTK先使受體自身的酪氨酸殘基(Tyr)磷酸化,從而激活下游信號(hào)通路如PI3K/AKT、Ras/MAPK等,最后轉(zhuǎn)導(dǎo)至細(xì)胞核內(nèi),導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞的增殖和分化。吸煙是公認(rèn)的肺癌的危險(xiǎn)因素之一。有研究[35]發(fā)現(xiàn),煙草中的尼古丁可以上調(diào)肺癌組織和肺泡II型細(xì)胞中的HGF表達(dá) ,從而使HGF/c-Met信號(hào)通路發(fā)生異常改變,導(dǎo)致肺癌的發(fā)生。Stabile等[36]將有HGF過(guò)度表達(dá)的轉(zhuǎn)基因組小鼠與野生組小鼠相對(duì)比,發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因小鼠組對(duì)致癌物質(zhì)(煙草中的NNK)的易感性明顯增高,肺癌的發(fā)生率也提高。說(shuō)明HGF/c-Met信號(hào)通路在肺癌形成過(guò)程中起明顯促進(jìn)作用。
3.2 HGF/c-Met誘導(dǎo)腫瘤新生血管的生成 新生血管的形成對(duì)原發(fā)腫瘤細(xì)胞的生成和增殖是必不可少的,同時(shí)也是腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移的必要條件。HGF可以激活血管內(nèi)皮細(xì)胞并引起血管內(nèi)皮細(xì)胞的增殖和遷移,從而參與腫瘤新生血管的生成,或調(diào)節(jié)其他血管生長(zhǎng)因子,如血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factor, VEGF)的表達(dá)水平,間接促進(jìn)腫瘤新生血管的生成。Bussolino等[15]的研究發(fā)現(xiàn),HGF與內(nèi)皮細(xì)胞表面的c-Met受體結(jié)合,激活受體酪氨酸激酶并發(fā)生磷酸化,直接誘導(dǎo)血管內(nèi)皮細(xì)胞的增殖。同時(shí)發(fā)現(xiàn)HGF通過(guò)刺激內(nèi)皮細(xì)胞的增殖及促進(jìn)其遷移,參與內(nèi)皮細(xì)胞損傷修復(fù)機(jī)制。
3.3 HGF/c-Met誘導(dǎo)細(xì)胞外基質(zhì)(extracellular matrix,ECM)的降解 細(xì)胞外基質(zhì)為腫瘤轉(zhuǎn)移的重要組織屏障,降解細(xì)胞外基質(zhì)是腫瘤細(xì)胞侵襲、轉(zhuǎn)移的重要步驟?;|(zhì)金屬蛋白酶(matrix metallopotease, MMP)和纖溶酶原激活物(plasminogen activator, PA)是影響腫瘤轉(zhuǎn)移的兩種重要的蛋白水解酶。MMP的過(guò)度表達(dá)或活性提高與腫瘤生長(zhǎng)、浸潤(rùn)和轉(zhuǎn)移有密切關(guān)系。Kermorgant等[37]發(fā)現(xiàn)用HGF刺激人結(jié)腸癌上皮細(xì)胞可大大增加了細(xì)胞MMP1、MMP2、MMP9的表達(dá)量,使細(xì)胞侵襲力增強(qiáng)。Reid等[38]研究發(fā)現(xiàn)HGF能夠誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)尿激酶啟動(dòng)子活性及尿激酶的分泌,從而促使細(xì)胞ECM的降解,最終促進(jìn)腫瘤的轉(zhuǎn)移。
3.4 HGF/c-Met與肺癌侵襲轉(zhuǎn)移的關(guān)系 異常活化的HGF/c-Met信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)與肺癌發(fā)生、侵潤(rùn)和轉(zhuǎn)移有著密切聯(lián)系。Wang等[39]研究發(fā)現(xiàn),c-Met在小細(xì)胞肺癌組織和細(xì)胞中高表達(dá),用siRNA技術(shù)敲除c-Met的表達(dá),發(fā)現(xiàn)肺癌細(xì)胞的增殖和侵襲能力下降,從而證實(shí)c-Met與肺癌細(xì)胞侵襲能力的關(guān)系。Gumustekin等[40]發(fā)現(xiàn)c-Met的表達(dá)與肺癌的淋巴結(jié)侵襲以及ras同源基因家族成員A(ras homolog gene family member A, RhoA)和金屬蛋白酶組織抑制劑-3(tissue inhibitor of metalloproteinase-3, TIMP-3)表達(dá)相關(guān),提示HGF/c-Met信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路在肺癌進(jìn)展中的作用可能通過(guò)RhoA和TIMP-3發(fā)揮作用。Pennacchietti等[25]則指出低氧能促進(jìn)A549等腫瘤細(xì)胞的侵襲和遷移,進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)低氧可導(dǎo)致c-Met的過(guò)表達(dá) ,從而引起HGF/c-Met信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的放大,促進(jìn)腫瘤細(xì)胞包括肺癌細(xì)胞株的侵襲和遷移。而抑制c-Met的表達(dá),低氧誘導(dǎo)的腫瘤侵襲生長(zhǎng)將被抑制。
HGF和c-Met在肺癌的形成和演進(jìn)中起著至關(guān)重要的作用 ,因此,當(dāng)異?;罨腍GF/Met信號(hào)通路被阻斷時(shí),腫瘤細(xì)胞就會(huì)出現(xiàn)形態(tài)改變、增殖減緩、成瘤性降低、侵襲能力下降等一系列的變化,提示HGF/c-Met是一個(gè)在腫瘤治療中有效的分子靶點(diǎn)。目前,以HGF/c-Met為靶點(diǎn)的腫瘤分子靶向治療藥物主要包括有拮抗劑、抗體、小分子抑制劑等,表1列出了HGF/c-Met通路抑制劑、抑制機(jī)制及應(yīng)用情況。
表 1 HGF/c-Met通路抑制劑,抑制機(jī)制及應(yīng)用情況Tab 1 HGF/c-Met pathway Inhibitors developed for lung cancer and the other solid tumors
4.1 生物拮抗劑 HGF的生物拮抗劑NK2、NK4及NK1都是HGF的變異體,可與c-Met結(jié)合,競(jìng)爭(zhēng)性地抑制HGF和c-Met的相互作用。因其本身不能誘導(dǎo)c-Met的酪氨酸磷酸化,影響HGF/c-Met系統(tǒng)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),從而抑制HGF所誘導(dǎo)的細(xì)胞的增殖、運(yùn)動(dòng)和遷移等。Kishi等[41]采用腺病毒介導(dǎo)裸鼠體內(nèi)高表達(dá)NK4,發(fā)現(xiàn)NK4明顯抑制B16F10黑素瘤和Lewis肺癌細(xì)胞的腫瘤生長(zhǎng)及肺轉(zhuǎn)移,提示NK4是一種抑制腫瘤生長(zhǎng)的抑制劑,可利用NK4進(jìn)行基因治療。
4.2 單克隆抗體
4.2.1 HGF抗體 HGF抗體能夠中和HGF的活性,阻止 HGF與c-Met的結(jié)合,代表物有AMG102、AV-299、TAK701等。AMG102也稱Rilotumumab,是Amgen公司研究的中和HGF的抗人單克隆IgG2抗體,可阻止HGF與c-Met的結(jié)合及其介導(dǎo)的c-Met磷酸化和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。AMG102的抗原表位可結(jié)合到 HGFβ鏈的NH2末端,此區(qū)域是HGF與c-Met相互作用的關(guān)鍵位點(diǎn)。免疫沉淀實(shí)驗(yàn)顯示AMG102可有效地與成熟的有活性的HGF相結(jié)合。研究[42]還發(fā)現(xiàn),AMG102可增強(qiáng)替莫唑胺(Temozolomide)和多西他賽(Docetaxel)在U87-MG細(xì)胞和動(dòng)物模型中的抗腫瘤效果。比利時(shí)Van Cutsem等[43]在EGFR單抗基礎(chǔ)上,聯(lián)合使用HGF抑制劑Rilotumumab用于晚期結(jié)直腸腫瘤的治療,確定了Rilotumumab的安全性。目前,一項(xiàng)AMG102和厄洛替尼用于晚期的非小細(xì)胞肺癌患者的I期/II期臨床研究正在進(jìn)行中(Identifier:NCT01233687,http://clinicaltrials.gov/ct2/home,下同)。
Ficlatuzumab(也稱AV-299)是Aveo公司開發(fā)針對(duì)HGF的單克隆抗體,I期臨床研究顯示接受Ficlatuzumab與EGFR小分子抑制劑吉非替尼或厄洛替尼相結(jié)合治療,患者能很好地耐受。二期臨床研究中,接受吉非替尼及組合藥物(Ficlatuzumab和吉非替尼)治療的患者組,總響應(yīng)率分別為40%和43%,平均無(wú)進(jìn)展生存期分別為4.7個(gè)月和5.6個(gè)月。接受組合藥物的患者組表現(xiàn)出了較好的療效和更長(zhǎng)的無(wú)進(jìn)展生存期,雖然兩組無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,F(xiàn)iclatuzumab在二期臨床研究中并沒(méi)有取得預(yù)期的效果。目前該藥臨床研究還在進(jìn)行中(Identifier: NCT01039948),以期找到更好的使用途徑。
圖 2 HGF/c-Met 信號(hào)通路示意圖Fig 2 The HGF/c-Met signaling pathway. GAB1: Grb2-associated binder 1; PI3K: phosphatidylinositol 3-hydroxy kinase; SOS: Son of Sevenless; Akt: serine-threonine protein kinase; FAK: Focal Adhesion Kinase; RAS: ras gene family; MAPK: mitogen-activated protein kinases.
4.2.2 針對(duì)c-Met的單克隆抗體 以c-Met為靶點(diǎn)的抗體亦可阻止HGF的結(jié)合及抑制c-Met二聚體化,代表性化合物有c-Met的單克隆抗體Onartuzumab(metMAb),是由Genentech公司開發(fā)的人源化的抗c-Met的單克隆抗體,可阻止HGF與c-Met的結(jié)合及下游信號(hào)通路的活化及信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo) 。metMAb抑制 HGF/c-Met介導(dǎo)的腫瘤生長(zhǎng),一項(xiàng)Ib期臨床試驗(yàn)確定了metMAb的安全性和建議劑量。最近,一項(xiàng)全球性的、隨機(jī)的、雙盲的II期臨床試驗(yàn)對(duì)比metMAb加厄洛替尼 以及安慰劑加厄洛替尼在非小細(xì)胞肺癌的二、三線治療效果[44]。128例患者分為兩組,分別使用MetMAb加厄洛替尼以及安慰劑加厄洛替尼治療方案。c-Met陽(yáng)性的非小細(xì)胞肺癌患者,接受MetMAb加厄洛替尼治療組患者的無(wú)進(jìn)展生存期(progression free survival, PFS)及總生存期(overall survival, OS)有延長(zhǎng)。目前,該藥物的III期臨床研究正在進(jìn)行中(Identif i er: NCT01456325)。
以c-M e t為靶點(diǎn)的抗體藥物還有L i l y公司的LY2875358,目前在非小細(xì)胞肺癌II期臨床研究正在進(jìn)行中(Identif i er: NCT01456325, NCT01897480)。
4.3 c-Met小分子抑制劑 c-Met小分子抑制劑分為非選擇性和選擇性的酪氨酸激酶抑制劑,其中非選擇性抑制劑主要有Crizotinib、Cabozantinib、Foretinib、Golvatinib等,而選擇性抑制劑有Tivantinib、AMG337、BMS-777607、SGX523等。
4.3.1 非選擇性抑制劑
4.3.1.1 Crizotinib Crizotinib(又名PF-02341066,商品名:Xalkori)由輝瑞公司開發(fā)的針對(duì)c-Met蛋白、ALK以及RON的小分子ATP競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑。體外研究證實(shí),Crizotinib抑制c-Met 酪氨酸殘基與下游 Akt、ERK的磷酸化,并抑制細(xì)胞的增殖和細(xì)胞粘附。Crizotinib可抑制腫瘤細(xì)胞c-Met的表達(dá)。Shaw等報(bào)告了一項(xiàng)新的III期臨床試驗(yàn)[45]顯示:對(duì)于接受過(guò)以鉑類為基礎(chǔ)一線化療的ALK陽(yáng)性非小細(xì)胞肺癌患者, Crizotinib治療比標(biāo)準(zhǔn)化療更為有效。ALK陽(yáng)性患者接受Crizotinib二、三線治療后,生存情況明顯改善。這些結(jié)果提示了:Crizotinib可以作為ALK陽(yáng)性非小細(xì)胞肺癌晚期患者的標(biāo)準(zhǔn)治療方案。目前一項(xiàng)包含334例ALK陽(yáng)性的非鱗癌患者參加的研究將對(duì)Crizotinib和培美曲塞+順鉑或培美曲塞+卡鉑的療效和安全性進(jìn)行評(píng)價(jià)和比較,該研究預(yù)期在2013年12月完成(Identif i er: NCT01639001)。
4.3.1.2 Cabozantinib Cabozantinib(又名XL184),是由Exelixis研發(fā)的廣譜激酶抑制劑,通過(guò)靶向抑制c-Met、VEGFR2及RET信號(hào)通路而發(fā)揮抗腫瘤作用,它能夠殺死腫瘤細(xì)胞,減少轉(zhuǎn)移并抑制血管生成。一項(xiàng)涉及330例甲狀腺髓樣癌患者的臨床研究確定了cabozantinib的安全性和有效性。Cabozantinib組患者的PFS為11.2個(gè)月,而安慰劑組為4個(gè)月。結(jié)果還顯示,Cabozantinib組有27%的患者腫瘤體積在15個(gè)月的時(shí)間里有所縮小,而安慰劑組腫瘤未出現(xiàn)體積縮小現(xiàn)象[46]。2012年11月29日,美國(guó)FDA批準(zhǔn)了Cabozantinib(商品名Cometriq)用于治療轉(zhuǎn)移性甲狀腺髓樣癌,可見FDA對(duì)Cabozantinib在臨床試驗(yàn)中的PFS的延長(zhǎng)和輕微毒性反應(yīng)的認(rèn)可。目前,該藥聯(lián)合厄洛替尼用于IV期的非小細(xì)胞肺癌患者的二線和三線治療的二期臨床試驗(yàn)正在進(jìn)行中(Identif i er: NCT01708954)。
4.3.1.3 Foretinib Foretinib(又名XL880)是Exelixis公司研發(fā)的ATP競(jìng)爭(zhēng)性的廣譜酪氨酸激酶抑制劑,主要作用于c-Met和VEGFR,最近,一項(xiàng)包括74例乳頭狀腎細(xì)胞癌患者參與的II期臨床研究確定了Foretinib對(duì)腎細(xì)胞癌的療效與安全性[47],研究人員將患者分為兩組:間歇給藥組,在每14天中的第1-第5天內(nèi)每日服用1次Foretinib,每次240 mg;每日給藥組,每日80 mg Foretinib。最后患者ORR為13.5%,中位無(wú)進(jìn)展生存期為9.3個(gè)月。該研究顯示Foretinib對(duì)于晚期乳頭狀腎細(xì)胞癌患者的療效,并且其毒性可控,對(duì)存在c-Met基因突變的患者具有較高的緩解率。目前該藥針對(duì)非小細(xì)胞肺癌的研究處于臨床I期/II期階段(Identifier:NCT01068587)。
4.3.1.4 Amuvatinib Amuvatinib(又名MP-470),為多靶點(diǎn)c-Kit、c-Met、PDGFα和FLT3抑制劑。MP-470在體外能有效抑制前列腺癌細(xì)胞的增殖,并促進(jìn)細(xì)胞凋亡。MP-470聯(lián)合厄洛替尼能抑制LNCaP移植瘤小鼠中前列腺癌細(xì)胞增殖,其腫瘤抑制率達(dá)到30%-65%[48]。一項(xiàng)100例患者參與的Amuvatinib與其他5種標(biāo)準(zhǔn)化療方案聯(lián)合用藥的Ib期臨床試驗(yàn)顯示,Amuvatinib與紫杉醇、Amuvatinib與依托泊苷合用組顯示出較強(qiáng)的抗腫瘤活性,同時(shí)小細(xì)胞肺癌和神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤對(duì)于Amuvatinib較敏感,46%患者療效達(dá)到PR[49]。目前,Amuvatinib治療小細(xì)胞肺癌的研究處于臨床II期階段(Identif i er:NCT01357395)。
4.3.1.5 MGCD-265 MGCD-265 是多靶點(diǎn)的, ATP競(jìng)爭(zhēng)性的c-Met和VEGFR1/2/3抑制劑,MGCD-265作用于c-Met過(guò)表達(dá)的MDA-MB-231、COLO205和 A549移植瘤的小鼠,可抑制腫瘤生長(zhǎng)和c-Met信號(hào)通路。目前MGCD-265 治療晚期惡性腫瘤已經(jīng)完成I期臨床試驗(yàn)研究。最近,MGCD-265和厄洛替尼或多西他賽(Docetaxel)聯(lián)用作用于晚期惡性腫瘤或非小細(xì)胞肺癌,正處于I期/II期臨床試驗(yàn)研究階段(Identif i er:NCT00975767)。
4.3.2 選擇性抑制劑
4.3.2.1 Tivantinib(ARQ-197) Tivantinib是由美國(guó)ArQule公司與日本Daiichi Sankyo和Kyowa Hakko Kirin公司聯(lián)合開發(fā)的一種具口服活性的高選擇性c-Met抑制劑,目前該藥治療非小細(xì)胞肺癌的研究處于臨床III期階段,針對(duì)肝癌、胰腺癌、胃癌等處于臨床II期階段。不同于典型的小分子酪氨酸激酶抑制劑,Tivantinib是以非ATP競(jìng)爭(zhēng)性方式結(jié)合于未磷酸化或未激活的受體來(lái)阻滯受體的激活及下游信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)顯示,Tivantinib能明顯抑制具c-Met表達(dá)或過(guò)表達(dá)的人結(jié)腸腺癌HT-29、胃癌MKN-45、乳腺腺癌MDA-MB-231等細(xì)胞株的增殖及caspase依賴性凋亡,經(jīng)口服可有效抑制移植瘤小鼠的腫瘤生長(zhǎng)[50]。一項(xiàng)由167例晚期非小細(xì)胞肺癌患者參加的雙盲、隨機(jī)II期臨床試驗(yàn)結(jié)果顯示,厄洛替尼聯(lián)合Tivantinib組中位PFS為3.8個(gè)月,厄洛替尼聯(lián)合安慰劑組中位PFS為2.3個(gè)月。在K-ras突變患者中,厄洛替尼與Tivantinib聯(lián)用的PFS獲益明顯。研究[51]顯示,Tivantinib和厄洛替尼聯(lián)用耐受性良好。盡管該研究沒(méi)有達(dá)到預(yù)期的效果,但Tivantinib的療效,特別是在存在K-ras突變患者中的療效得到了證實(shí)。
4.3.2.2 AMG337 AMG337是由美國(guó)Amgen公司開發(fā)的一種口服的高選擇性c-Met抑制劑。目前,該藥尚處于臨床前開發(fā),一項(xiàng)AMG337治療晚期實(shí)體瘤的的研究處于I期臨床試驗(yàn)階段(Identif i er:NCT01253707)。
4.3.2.3 JNJ-38877605 JNJ-38877605是Johnson & Johnson公司開發(fā)的小分子ATP競(jìng)爭(zhēng)性c-Met抑制劑,有效抑制HGF刺激的和組成型激活的c-Met磷酸化。JNJ-38877605能明顯降低EBC1、TL16、NCI-H1993和MKN45細(xì)胞的c-Met和RON磷酸化。最新研究[52]顯示JNJ-38877605作用于GTL16細(xì)胞,導(dǎo)致IL-8、GROa及可溶性尿激酶受體uPAR分泌下調(diào),并促進(jìn)IL-6的調(diào)節(jié)分泌。目前,JNJ-38877605治療惡性腫瘤的I期臨床研究已經(jīng)完成。
4.3.2.4 PF-04217903 PF-04217903是選擇性的ATP競(jìng)爭(zhēng)性c-Met抑制劑,其選擇性非常高,對(duì)c-Met致癌突變更為敏感 。PF-04217903能有效抑制c-Met 驅(qū)動(dòng)的生物進(jìn)程,如多種腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)、運(yùn)動(dòng)、侵襲和形態(tài)學(xué)變化等。PF-04217903和Sunitinib聯(lián)用作用于對(duì)Sunitinib敏感的EL4和LLC腫瘤模型,PF-04217903和Sunitinib聯(lián)用能明顯阻斷血管擴(kuò)張而抑制腫瘤生長(zhǎng)[53]。目前,PF-04217903治療晚期腫瘤已經(jīng)完成I期研究階段(Identif i er:NCT00706355)。
4.3.2.5 SU11274 SU11274是一種具有吲哚酮化合物的小分子酪氨酸激酶抑制劑,作用于c-Met通路, 除了抗血管生成作用外,還有抗細(xì)胞增殖的活性。SU11274在體外能明顯抑制c-Met自身磷酸化位點(diǎn)的磷酸化,從而抑制其下游信號(hào)的傳導(dǎo)。SU11274抑制大腸癌Lovo細(xì)胞的增殖及誘導(dǎo)細(xì)胞周期停留在G1期,并且抑制裸鼠大腸癌移植瘤的生長(zhǎng)[54]。目前該藥還處于臨床前研究階段,有望成為惡性腫瘤的治療藥物之一。
綜上所述,HGF/c-Met信號(hào)通路在肺癌和多種實(shí)體瘤發(fā)生和侵襲轉(zhuǎn)移中發(fā)揮著重要的作用,c-Met過(guò)表達(dá)和突變與多種腫瘤包括肺癌的發(fā)病機(jī)制有關(guān),因此,HGF/c-Met成為非小細(xì)胞肺癌治療中很有前途的靶標(biāo),多種臨床前及臨床研究都已經(jīng)闡明了HGF/c-Met信號(hào)通路抑制劑在非小細(xì)胞肺癌中的作用。根據(jù)患者c-Met擴(kuò)增、突變、過(guò)度表達(dá)情況和血清HGF表達(dá)水平,以及EGFR和K-ras突變等情況,篩選哪些患者適于何種治療,確定哪些患者適于傳統(tǒng)治療而哪些患者進(jìn)行靶向治療,靶向治療時(shí)是單一用藥還是聯(lián)合用藥。