HER2/neu和基于HER2/neu乳腺癌治療的研究進(jìn)展

安靜，符兆英*

(延安大學(xué)醫(yī)學(xué)院，陜西延安716000)

摘要：HER2/neu是表皮生長因子受體家族的一個(gè)成員，該基因的擴(kuò)增或過表達(dá)在近30%的乳腺癌的發(fā)生發(fā)展和轉(zhuǎn)移中起著重要的作用，也是乳腺癌預(yù)后判斷的一個(gè)重要的生物標(biāo)志物、更是乳腺癌分子靶向治療的一個(gè)重要靶標(biāo)。近年來，針對HER2/neu蛋白已經(jīng)研制出了多種有效的藥物，最主要的和已經(jīng)進(jìn)入臨床應(yīng)用的是針對HER2/neu蛋白的單克隆抗體類藥物。HER2/neu陽性的乳腺癌經(jīng)聯(lián)合治療后，85%的患者的存活期可以達(dá)到5年以上。本文介紹了HER2/neu基因與蛋白及其作用通路，簡介了HER2/neu的檢測，重點(diǎn)介紹了以HER2/neu為靶標(biāo)的單克隆抗體類藥物治療。

關(guān)鍵詞：HER2/neu；乳腺癌；表皮生長因子受體；單克隆抗體

中圖分類號：R73；R97

通訊作者：*符兆英(1968—)，男，教授，碩士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)槟[瘤分子生物學(xué)與腫瘤免疫學(xué)。Email:yadxfzy@yau.edu.cn

[收稿日期2014-08-12；責(zé)任編輯趙菊梅]

HER2/neu and its research progress in breast cancer treatment

ANJing,FUZhao-ying*

(Medical College of Yanan University,Yanan 716000,China)

Abstract：HER2/neu is a member of the epidermal growth factor receptor family;its gene amplification or overexpress plays an important role in the development and metastasis of about 30% of breast cancers.Therefore,it is an important biological marker of breast cancer prognosis, especially an important target of breast cancer treatment.In recent years,a variety of effective medications have been developed targeting the HER2/neu protein, the most important of which has entered into clinical application being monoclonal antibody drugs against HER2/neu protein.

Key words：HER2/neu; Breast cancer; Epidermal growth factor receptor; Monoclonal antibody

HER2(Human epidermal growth factor receptor 2)是表皮生長因子受體家族(EGFR)的一個(gè)成員。HER2亦被稱為HER2/neu，Neu，CD340或p185，人類基因組組織基因命名委員會(huì)(HGNC)提供的官方名稱是ErbB2(來自avian erythroblastosis oncogene B)。本文采用了HER2/neu這個(gè)名稱，這也是大多數(shù)論文使用的名稱。HER2/neu基因的擴(kuò)增或過表達(dá)見于20-30%的乳腺癌患者，在侵襲性類型乳腺癌的發(fā)生發(fā)展中起著重要的作用，是乳腺癌預(yù)后不良的一個(gè)指標(biāo)[1-2]。近年來，HER2/neu基因或蛋白已經(jīng)成為乳腺癌患者預(yù)后判斷的一個(gè)重要的生物標(biāo)志物和分子靶向治療的重要靶標(biāo)，針對HER2/neu蛋白的單克隆抗體類藥物的臨床應(yīng)用已經(jīng)使乳腺癌患者的生活質(zhì)量和存活率大為改進(jìn)和提高[3-4]。

1HER2/neu基因與蛋白及其作用通路

HER2/neu原癌基因位于人類17號染色體的長臂(17q12)。HER2的命名是因?yàn)樗c已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的人類表皮生長因子受體HER或HER1有類似的結(jié)構(gòu)；Neu的名稱是因?yàn)樗鸪醢l(fā)現(xiàn)自一種嚙齒動(dòng)物膠質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞系，一種神經(jīng)腫瘤；ErbB2的命名是因?yàn)槠渑c禽類紅細(xì)胞增多癥致癌基因B(ErbB)的相似性。表皮生長因子受體的致癌基因后發(fā)現(xiàn)代碼?；蚩寺”砻?，HER2、Neu和ErbB2都由同一直系同源基因(ortholog)編碼[5]。EGFR家族的蛋白包括四種膜結(jié)合的受體酪氨酸激酶。除HER2/neu外，該家庭的其他成員是ErbB1、ErbB3和ErbB4。這四種膜結(jié)合蛋白均包含細(xì)胞外配體結(jié)合域、跨膜域和胞內(nèi)域，其胞外域可以與多種信號分子相互作用并表現(xiàn)出配體依賴性結(jié)合和配體非依賴性結(jié)合兩種活性。HER2/neu蛋白可以與該家族的任何其他三個(gè)受體形成異二聚體，是EGFR家族中最易與其他受體形成二聚的成員[6]。二聚化作用引起受體胞內(nèi)域酪氨酸殘基的自身磷酸化從而啟動(dòng)多種信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑或通路。HER2/neu的胞外域沒有配體結(jié)合部位，但過表達(dá)的HER2/neu可以自行形成二聚體而激活細(xì)胞內(nèi)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑。ErbB3的胞外域能結(jié)合配體，但胞內(nèi)域很短不能激活細(xì)胞內(nèi)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑。HER2/neu與ErbB3的相互結(jié)合可以起互補(bǔ)作用。

盡管在許多乳腺癌患者可以發(fā)現(xiàn)HER2/neu的過表達(dá)，并標(biāo)志著腫瘤的高侵襲性和預(yù)后較差，但是HER2/neu引起腫瘤發(fā)生發(fā)展和侵襲轉(zhuǎn)移的機(jī)制并沒有完全明了。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的由HER2/neu活化的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑包括：絲裂原活化的蛋白激酶(MAPK)通路，磷酸肌醇3激酶(PI3K/Akt)通路，磷脂酶Cγ通路，蛋白激酶C(PKC)通路和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活子(STAT)通路[7]。通過ErbB家族受體活化的這些信號通路都是促進(jìn)細(xì)胞增殖和抑制細(xì)胞凋亡的通路，因此，正常情況下它們在體內(nèi)都受到嚴(yán)密的調(diào)控，以防止細(xì)胞不受限制地生長。最近的研究發(fā)現(xiàn)，HER2/neu通過E2F轉(zhuǎn)錄活化因子介導(dǎo)癌癥的發(fā)生發(fā)展和侵襲轉(zhuǎn)移，E2F是哺乳類調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄的因子，參與細(xì)胞周期和DNA合成的調(diào)節(jié)。E2F1、E2F2和E2F3a是活化性轉(zhuǎn)錄因子，另外6種，包括E2F3b、E2F4-E2F8是抑制性轉(zhuǎn)錄因子。這些研究人員發(fā)現(xiàn)，E2F1或E2F2的缺失能顯著性地降低腫瘤的轉(zhuǎn)移性，E2F2敲除后循環(huán)系統(tǒng)中的腫瘤細(xì)胞明顯減少[8]。

2HER2/neu與乳腺癌和其他腫瘤的關(guān)系

HER2/neu基因在大約25-30%的乳腺癌患者呈擴(kuò)增或過表達(dá)[4，9]，HER2/neu基因及其蛋白產(chǎn)物的過表達(dá)與腫瘤的復(fù)發(fā)和不良的預(yù)后密切相關(guān)[10]。在一些生長因子的作用下，HER2/neu作為一種表皮生長因子受體能引起細(xì)胞生長和分裂。如果沒有生長因子的作用，HER2/neu本身通常不引起細(xì)胞生長和分裂；但是如果HER2/neu過表達(dá)則可不需生長因子的刺激而形成二聚體并激活細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑和引起細(xì)胞生長和分裂；這些是設(shè)計(jì)針對HER2/neu的分子靶向治療的基礎(chǔ)，針對HER2/neu的藥物能夠阻斷生長因子與HER2/neu的結(jié)合或阻止HER2/neu形成二聚體[11]。除了乳腺癌外，現(xiàn)在已在多種腫瘤中發(fā)現(xiàn)了HER2/neu基因的擴(kuò)增或過表達(dá)，包括食道癌、胃癌、肺癌、前列腺癌、卵巢癌、子宮頸癌和某些類型的子宮癌[12-14]。

在人類17號染色體長臂HER2/neu基因的旁邊，有生長因子受體結(jié)合蛋白(Growth factor receptor-bound protein 7，GRB7)的基因。在乳腺癌，這兩個(gè)原癌基因在大多數(shù)時(shí)候是共擴(kuò)增的。GRB7是一種SH2域接頭蛋白(adaptorprotein)，能與多種受體酪氨酸激酶(包括HER2/neu)作用，并將它們與Ras原癌基因產(chǎn)物連接[15-16]。除了乳腺癌外GRB7還在睪丸生殖細(xì)胞癌、食道癌和胃癌中過表達(dá)。HER2/neu蛋白已被證明在細(xì)胞膜上形成簇狀，這可能在腫瘤的發(fā)生中發(fā)揮作用[17-18]。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，HER2/neu有多種不同的結(jié)構(gòu)改變，后者引起配體非依賴性的受體激活，這種情況沒有受體的過度表達(dá)。此外還發(fā)現(xiàn)，一些腫瘤攜帶HER2/neu跨膜結(jié)構(gòu)域序列的點(diǎn)突變。在跨膜結(jié)構(gòu)域中用纈氨酸替換谷氨酸會(huì)導(dǎo)致該蛋白質(zhì)在缺乏配體的情況下形成組成性二聚體。

3HER2/neu的檢測

檢測HER2/neu的目的對乳腺癌患者進(jìn)行預(yù)后評估，并確定是否適合用曲妥珠單抗(trastazumab)進(jìn)行治療。有一點(diǎn)必須明確，即曲妥珠單抗療法僅限于HER2/neu陽性的個(gè)體，因?yàn)樵撍幒馨嘿F并且有心臟毒性[19]。對HER2/neu陰性的腫瘤，用曲妥珠單抗進(jìn)行治療不僅沒有效果，還會(huì)帶來副作用和其他損失。HER2/neu的檢測通常用活檢樣本進(jìn)行，活檢樣本可由細(xì)針穿刺、芯針吸活組織、真空輔助乳房活檢或手術(shù)切除等方式獲得，檢測的方法通常用免疫組織化學(xué)測定HER2/neu蛋白存在于樣品中的量，或者用熒光原位雜交(FISH)測量樣品中的HER2/neu基因拷貝數(shù)。

HER2/neu的細(xì)胞外結(jié)構(gòu)域可以從腫瘤細(xì)胞的表面脫落并進(jìn)入血液循環(huán)，所以可用酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(ELISA)測定血清中的HER2/neu，這種方法比活檢組織檢測HER2/neu的侵入性顯然要少得多；而且有研究認(rèn)為脫落并進(jìn)入血液循環(huán)的HER2/neu比乳腺癌組織中的HER2/neu更能反映患者病情的進(jìn)展或復(fù)發(fā)情況，因此血清中HER2/neu的測定目前正在被廣泛地研究[20]。目前為止的研究發(fā)現(xiàn)，血清中HER2/neu濃度的改變可以預(yù)測機(jī)體對曲妥珠單抗治療的反應(yīng)，然而，這種檢測方法是否能夠確定曲妥珠單抗的治療資格尚不明確[21-22]。許多研究顯示，在乳腺癌原發(fā)腫塊被切除后，血清中HER2/neu的檢測能早期并準(zhǔn)確地反映腫瘤的復(fù)發(fā)與轉(zhuǎn)移情況，特別是對于HER2/neu陽性的乳腺癌[20]。

4針對HER2/neu的乳腺癌治療研究進(jìn)展

4.1針對HER2/neu的單克隆抗體治療

HER2/neu是研制單克隆抗體治療乳腺癌的一個(gè)重要的靶標(biāo)分子。目前國際上已有兩種針對HER2/neu的單克隆抗體被廣泛用于HER2/neu陽性乳腺癌的治療，可以單獨(dú)應(yīng)用或與化療藥聯(lián)合應(yīng)用。

第一種單克隆抗體是曲妥珠單抗，商品名赫賽汀(Herceptin)是一種人源化的針對HER2/neu的IgG1類單克隆抗體，于1998年被FDA批準(zhǔn)用于轉(zhuǎn)移性乳腺癌的治療，2006年又被FDA批準(zhǔn)用于HER2/neu陽性早期乳腺癌的治療。曲妥珠單抗主要通過結(jié)合于HER2/neu胞外域的第IV個(gè)區(qū)域而阻止HER2/neu相互結(jié)合形成二聚體，從而抑制HER2/neu介導(dǎo)的細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，抑制癌細(xì)胞生長或誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡；曲妥珠單抗與HER2/neu結(jié)合后還可通過抗體依賴性的細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒效應(yīng)(ADCC)而殺傷癌細(xì)胞；對有HER2/neu過表達(dá)的癌癥治療有效[23]。曲妥珠單抗結(jié)合HER2/neu阻斷細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑后的一個(gè)重要下游效應(yīng)是提升細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶抑制物p27的水平，p27進(jìn)入細(xì)胞核而發(fā)揮作用。p27能與細(xì)胞周期蛋白和細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶的復(fù)合體結(jié)合并抑制其作用從而阻止細(xì)胞周期進(jìn)展、抑制細(xì)胞增殖，所以被認(rèn)為是一種腫瘤抑制蛋白[24-25]。研究發(fā)現(xiàn)，對早期階段的HER2/neu陽性乳腺癌患者，曲妥珠單抗能使術(shù)后復(fù)發(fā)的絕對風(fēng)險(xiǎn)降到9.5%，使死亡的絕對風(fēng)險(xiǎn)降到3%，此外曲妥珠單抗還能使晚期HER2/neu陽性乳腺癌患者的存活期延長。曲妥珠單抗的主要副作用是心臟毒性，絕對風(fēng)險(xiǎn)為2.1%，但停藥后即消失。

另一種單克隆抗體是帕妥珠單抗(Pertuzumab)，商品名Perjeta，也是一種人源化的針對HER2/neu的單克隆抗體。帕妥珠單抗能與HER2/neu胞外域的第II個(gè)區(qū)域結(jié)合而阻止HER2/neu與其他HER受體如ErbB3結(jié)合形成二聚體，從而可減緩腫瘤細(xì)胞的增殖[26-27]。帕妥珠單抗已于2012年6月被FDA批準(zhǔn)與曲妥珠單抗聯(lián)合使用用于乳腺癌或其他腫瘤的治療。曲妥珠單抗單獨(dú)使用治療乳腺癌一年以后，多數(shù)患者會(huì)出現(xiàn)對曲妥珠單抗的耐藥性，耐藥的機(jī)制尚未完全明了，但一個(gè)重要機(jī)制是HER2/neu與ErbB3結(jié)合形成二聚體而激活信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑；而帕妥珠單抗與曲妥珠單抗的聯(lián)合使用可以起到互補(bǔ)作用而克服或減少耐藥性，因帕妥珠單抗能阻止HER2/neu與ErbB3形成二聚體。

4.2針對HER2/neu的其他治療

NeuVax是由Galena生物制藥公司新研制的一種以肽鏈為基礎(chǔ)的免疫治療藥物，屬于治療性疫苗，可引導(dǎo)機(jī)體自身的殺傷性T細(xì)胞靶向和破壞術(shù)后殘余的HER2/neu陽性的癌細(xì)胞，防止或推遲乳腺癌的復(fù)發(fā)。NeuVax由E75合成肽組成，最早分離于HER2/neu原癌基因與免疫佐劑粒細(xì)胞巨噬細(xì)胞集落刺激因子的結(jié)合。NeuVax的臨床2期試驗(yàn)有200名乳腺癌患者參與、持續(xù)了5年，2期臨床試驗(yàn)結(jié)果顯示，NeuVax治療HER2/neu陽性的乳腺癌有效并安全，現(xiàn)在NeuVax已被FDA批準(zhǔn)進(jìn)入有700名乳腺癌患者參與的臨床3期試驗(yàn)[28]。

HER2/neu的表達(dá)是通過雌激素受體信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路調(diào)節(jié)的。通常，生理性的雌二醇和藥物他莫昔芬(Tamoxifen)通過與雌激素受體的作用而下調(diào)HER2/neu的表達(dá)。研究發(fā)現(xiàn)，與ER-/HER2+(ER表示雌激素受體)的乳腺癌患者相比，ER+/HER2+患者從抑制PI3K/AKT/mTOR信號分子通路的藥物(HER2/neu作用的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑包括PI3K/AKT/mTOR通路)獲益更多[29]。然而，當(dāng)核受體共激活物3(nuclear receptor coactivator 3，NCOA3)的比例超過輔阻遏物PAX2(paired box gene 2)時(shí)，在他莫昔芬存在的情況下HER2/neu的表達(dá)被上調(diào)，從而導(dǎo)致了他莫昔芬耐藥的乳腺癌[30-31]。NCOA3是一種轉(zhuǎn)錄共激活蛋白，亦被稱為AIB1(amplified in breast 1)通過輔助核受體而上調(diào)基因表達(dá)。NCOA3蛋白具有幾個(gè)核受體結(jié)合域，并具有內(nèi)在的組蛋白乙?；D(zhuǎn)移酶活性。NCOA3經(jīng)配體活化的核受體而被招募到轉(zhuǎn)錄部位，通過使組蛋白乙酰化而使轉(zhuǎn)錄易于進(jìn)行。PAX2蛋白是轉(zhuǎn)錄因子家族的一個(gè)成員，對轉(zhuǎn)錄有抑制作用。AIB1與PAX2的比值決定他莫昔芬治療乳腺癌的有效性[32]。HER2/neu的過表達(dá)還可以通過擴(kuò)增其它基因而抑制，目前正在進(jìn)行研究以發(fā)現(xiàn)哪些基因可能有這種預(yù)期的效果。

4.3曲妥珠單抗-Emtansine

曲妥珠單抗-Emtansine(Trastuzumab Emtansine)又名T-DM1(Trastuzumab-DM1)，商品名Kadcyla，屬一種抗體-藥物偶聯(lián)物(antibody-drug conjugate)，抗體與藥物通過硫醚鍵共價(jià)偶聯(lián)[33]。曲妥珠單抗-Emtansine是最新上市的一種針對HER2/neu的單克隆抗體與細(xì)胞毒性藥物結(jié)合的藥物，于2013年被FDA批準(zhǔn)上市用于HER2/neu陽性的轉(zhuǎn)移性乳腺癌的治療，特別是對曲妥珠單抗耐藥的乳腺癌患者的治療[34]。Emtansine又名DM1，是maytansine(一種天然抗腫瘤藥物，本身毒性太大而不能用于治療)的衍生物，進(jìn)入細(xì)胞后能起細(xì)胞毒作用。曲妥珠單抗-Emtansine通過兩種機(jī)制發(fā)揮治療作用。第一種是曲妥珠單抗與HER2/neu結(jié)合本身的作用，如前述。第二種是依賴于Emtansine的作用；曲妥珠單抗-Emtansine與癌細(xì)胞上的HER2/neu結(jié)合后，被內(nèi)化而進(jìn)入細(xì)胞，Emtansine是一種微管穩(wěn)定劑和抗有絲分裂因子，與微管結(jié)合后阻斷細(xì)胞分裂，最終導(dǎo)致癌細(xì)胞死亡[35-36]。

5結(jié)語

惡性腫瘤過去一直被認(rèn)為是不治之癥，但是，目前這種觀點(diǎn)已經(jīng)或正在逐漸被改變，因?yàn)橛行╊愋偷膼盒阅[瘤并非不治之癥。就HER2/neu陽性的乳腺癌而言，在手術(shù)去除腫塊后再加上靶向藥物或/和化療藥物的聯(lián)合應(yīng)用，患者的預(yù)后并不很差。在英格蘭，85%的被診斷為乳腺癌的患者的存活期在5年以上。盡管有些患者對已有的單克隆抗體類靶向藥物產(chǎn)生耐受，但是隨著耐藥機(jī)制的發(fā)現(xiàn)，相應(yīng)的新的藥物亦在不斷出現(xiàn)。

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