黃佳秀 孫瑩瑩 孫夕林

肺癌的發(fā)生率極高、病死率上升極快，對人類的健康產(chǎn)生了致命的威脅。其中，非小細(xì)胞肺癌(non-small cell lung cancer，NSCLC)約占肺癌總體的4/5，多數(shù)確診時(shí)已為局部晚期或轉(zhuǎn)移期,且5年生存率并不高。盡管傳統(tǒng)的化療方案或手術(shù)切除治療等可使患者的病情得到改善，但總體生存期并不理想，其作用效果也趨于平穩(wěn)。這種劣勢產(chǎn)生的原因可能是對于NSCLC發(fā)病機(jī)制、致癌機(jī)制的不甚了解，以及缺乏能夠進(jìn)行早期診斷的精準(zhǔn)生物學(xué)標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)。為克服其局限性，一種全新的抗腫瘤治療途徑——靶向小分子抑制劑問世了。該類抑制劑在臨床實(shí)踐中卓有成效，揭示了分子靶向治療理論的正確性及可行性。以1型胰島素樣生長因子受體(insulin-like growth factor 1 receptor，IGF-1R)為NSCLC靶向的小分子抑制劑作為一種行之有效的靶向藥物，可對特定的高敏感人群進(jìn)行個(gè)體化治療，并因其侵襲性小、毒性低等優(yōu)勢成為了當(dāng)下NSCLC治療藥物研究發(fā)展的熱點(diǎn)。

一、IGF-1R結(jié)構(gòu)及功能

IGF-1R是20世紀(jì)80年代初在人類細(xì)胞表面發(fā)現(xiàn)的一種跨膜受體，由α和β兩個(gè)亞基構(gòu)成，為一種四聚體結(jié)構(gòu)跨膜酪氨酸激酶蛋白，與胰島素具有相當(dāng)高的同源性。當(dāng) IGF-1R被其同源配體胰島素樣生長因子-1/2(insulin-like growth factors 1/2，IGF-1/2)或胰島素激活時(shí)，受體自身磷酸化，進(jìn)而啟動(dòng)絲裂原活化蛋白激酶/細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶(MAPK/ERK)和磷脂酰肌醇-3激酶/蛋白激酶B(PI3K/AKT)信號通路。這兩種信號通路可以通過調(diào)控細(xì)胞的周期、細(xì)胞的凋亡及改變周圍環(huán)境的相互作用從而影響腫瘤細(xì)胞的增殖、分化和轉(zhuǎn)移[1]。

二、IGF-1R參與NSCLC的發(fā)生、發(fā)展

流行病學(xué)研究表明IGF-1對于遏制細(xì)胞凋亡及維持腫瘤細(xì)胞的惡性表型起著至關(guān)重要的作用，高循環(huán)水平的IGF-1可導(dǎo)致某些癌癥類型的危險(xiǎn)性增加，如膀胱癌、直腸癌、乳腺癌、肺癌和前列腺癌等[2]。與此同時(shí)，其受體IGF-1R在腫瘤細(xì)胞中的過表達(dá)同樣促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的生長、參與介導(dǎo)有絲分裂及細(xì)胞集落的形成、促進(jìn)細(xì)胞轉(zhuǎn)化及防御凋亡損傷，且其表達(dá)程度與腫瘤體積、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移狀態(tài)及臨床分期的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，是NSCLC極為重要的腫瘤標(biāo)志物[3]。IGF-1R信號途徑除了直接影響腫瘤發(fā)展及抗細(xì)胞凋亡以外，還涉及化學(xué)治療及靶向癌癥治療的抗性機(jī)制。以往的研究證實(shí)，在NSCLC中，IGF-1R對調(diào)節(jié)表皮生長因子受體(epidermal growth factor receptor，EGFR)通路起著關(guān)鍵作用[4]。小分子IGF-1R抑制劑和表皮生長因子受體酪氨酸激酶抑制劑(epidermal growth factor receptor tyrosine kinase inhibitors, EGFR-TKIs)的組合可以克服EGFR-TKIs的耐藥性，其比單個(gè)靶向受體抗腫瘤效果更顯著，可為NSCLC提供更加有效的治療方案，故二者的聯(lián)合用藥為應(yīng)對癌癥療法抗性的發(fā)展注入了一股新的力量。

三、小分子IGF-1R抑制劑在NSCLC中的靶向治療

小分子抑制劑靶向治療是利用驅(qū)動(dòng)基因?qū)?NSCLC分為不同的分子亞型從而選取相應(yīng)藥物的治療。小分子抑制劑尺寸較小，成像時(shí)腫瘤積聚程度低，血液清除速度快，且多可制成口服制劑，服用方便。作為非細(xì)胞毒性的新型靶向藥物的一種，鑒于其擁有準(zhǔn)確、具體的分子靶標(biāo)作為療效預(yù)測因素，對特定分子表達(dá)及腫瘤分型的患者療效顯著，具有高選擇性和低免疫原性不良反應(yīng)等特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用[5]。

1.鬼臼苦素：鬼臼苦素(picropodophyllin，PPP，AXL1717)作為一種非ATP依賴性IGF-1R小分子抑制劑，可特異性阻斷IGF-1R激酶活化環(huán)中殘基Tyr1136的磷酸化，并誘導(dǎo)磷酸化蛋白激酶B和磷酸化細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶1/2降低。是強(qiáng)效抗有絲分裂活性的非細(xì)胞毒性劑，現(xiàn)處于臨床Ⅱ期階段。Ekman團(tuán)隊(duì)選取4例服用PPP作為單藥治療的NSCLC患者進(jìn)行研究，通過18F-FDG-PET觀察到腫瘤出現(xiàn)壞死，疾病無進(jìn)展[6]。同時(shí)，在Tarnowski的異種移植研究中，PPP亦被證明可顯著降低腫瘤體積而無毒性不良反應(yīng)，且在體外或體內(nèi)條件下不會(huì)對胰島素受體(insulin receptor,IR)產(chǎn)生影響[7]。此外，相關(guān)研究顯示PPP可誘導(dǎo)NSCLC A549 細(xì)胞G2/M周期阻滯，因而致使細(xì)胞極具減少[8]。以上的研究結(jié)果均具有臨床意義，PPP的準(zhǔn)確使用有望使更多NSCLC患者受益。

2.Selinexor：Selinexor (KPT-330)是一種小分子選擇性核輸出抑制劑，通過上調(diào)胰島素樣生長因子結(jié)合蛋白5抑制IGF-1R 及蛋白激酶B(protein kinase B，PKB/Akt)途徑的激活，現(xiàn)處于NSCLC 臨床Ⅱ期階段。Sun等[9]發(fā)現(xiàn)KPT-330在NSCLC對酪氨酸激酶抑制劑(TKIs)反應(yīng)能力喪失的情況下，可抑制其細(xì)胞生長，并驗(yàn)證了KPT-330對11種NSCLC細(xì)胞系均表現(xiàn)出顯著優(yōu)異的體內(nèi)外抗腫瘤活性。此外，當(dāng)NSCLC細(xì)胞系中有K/N-RAS突變，磷酸酶和張力蛋白同源物的丟失或PIK3CA基因突變時(shí)，KPT-330的抗增殖作用依舊顯著[10]。對于臨床上不能采取手術(shù)治療的NSCLC患者，有研究者提出放射-化療的聯(lián)合不失為一種更好的治療方向，Rashal等[11]假設(shè)KPT-330與放射療法(radiation therapy，RT)的雙重治療可以協(xié)同增強(qiáng)抗腫瘤活性，對輻射敏感度高的NSCLC細(xì)胞系H1299和輻射不敏感的A549進(jìn)行雙療法處理后出現(xiàn)G1/G2細(xì)胞周期停滯，說明KPT-330與RT的組合可誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡，這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)為KPT-330臨床治療方案的優(yōu)化提供了更多的可能性。

3.XL228：XL228為2,4-二取代嘧啶衍生物，是一種多激酶小分子抑制劑，可靶向作用于IGF-1R 、Src家族激酶，絲氨酸/蘇氨酸激酶和Bcr-Abl(包括T315I突變體)。臨床試驗(yàn)中已發(fā)現(xiàn)XL228對個(gè)別分型的白血病治療效果顯著，且在部分NSCLC患者的臨床Ⅰ期研究中證實(shí)癌癥病灶可有部分緩解[12]。Matsumoto等[13]研究發(fā)現(xiàn)，IC50值為50nmol/L或100nmol/L的XL228可消除NSCLC細(xì)胞系H460，A549形成菌落的能力，當(dāng)其IC50值為10nmol/L時(shí)可增加上述兩種細(xì)胞系對放射的敏感度，但作者并未將此應(yīng)用于NSCLC患者體內(nèi)研究，故以IGF-1R為靶向的XL228能否為NSCLC的臨床治療提供更加有力的方案，仍需進(jìn)一步探索。

4.GSK1838705A：GSK1838705A可以濃度依賴性方式抑制配體誘導(dǎo)IGF-1R磷酸化，是一種新型IGF-1R 小分子抑制劑，具有良好的藥代動(dòng)力學(xué)和優(yōu)異的口服生物利用度。GSK1838705A可延遲IGF-1R依賴性腫瘤的生長，在肝細(xì)胞癌及膠質(zhì)細(xì)胞瘤中已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用[14, 15]。在某些NSCLC亞型中，GSK1838705A已被證明可抑制腫瘤細(xì)胞的增殖，Sabbatini等[16]研究發(fā)現(xiàn)GSK1838705A可抑制表達(dá)具有EML4-ALK融合基因的NSCLC細(xì)胞系H2228。雖GSK1838705A在NSCLC治療中的應(yīng)用不多，但隨著該抑制劑研究的不斷深入，相信其會(huì)成為抗NSCLC的有效藥物，而后根據(jù)患者腫瘤基因型的不同進(jìn)行個(gè)性化的治療選擇。

總之，以上發(fā)現(xiàn)均表明IGF-1R信號通路對NSCLC的發(fā)病機(jī)制具有重要影響，并支持靶向作用于該途徑的小分子抑制劑能夠優(yōu)化治療方案這一觀點(diǎn)，值得對其開展深入的研究從而提高NSCLC患者的生存期及生存質(zhì)量。

四、小分子IGF-1R抑制劑與EGFR-TKIs聯(lián)合治療NSCLC

臨床治療中發(fā)現(xiàn)，約40%～50%的NSCLC患者中存在EGFR的過度表達(dá)，長期治療后，EGFR-TKIs藥物敏感度隨之降低并逐步產(chǎn)生耐藥性，其原因不可勝舉，最為突出的是IGF-1R活化后導(dǎo)致細(xì)胞膜定位的EGFR/IGF-1R異二聚體水平的增加進(jìn)而干擾 EGFR-TKIs的抗腫瘤活性，導(dǎo)致抗細(xì)胞凋亡的存活蛋白合成增強(qiáng)，故抑制IGF-1R活化可消除EGFR-TKIs的抗性并誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，由此IGF-1R也被稱為EGFR的異源二聚體伴侶[17]。

1.AG-1024：非ATP依賴性拮抗劑AG-1024可誘導(dǎo)NSCLC 細(xì)胞系H1975、A549和H1299細(xì)胞凋亡并抑制增殖，與此同時(shí)，AG-1024還可通過抑制IGF-1R活性來克服EGFR-TKIs的原發(fā)性抗性。Pan等發(fā)現(xiàn)AG-1024與吉非替尼(EGFR-TKIs)共同孵育具有EGFR-TKIs初級抗性的NSCLC H1975細(xì)胞時(shí)，由于IGF-1R信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的主要下游調(diào)節(jié)因子Akt的磷酸化降低，以及體外細(xì)胞死亡調(diào)節(jié)子蛋白的上調(diào)和凋亡潛力的增加，導(dǎo)致H1975的細(xì)胞活力劑量-時(shí)間依賴性降低，并通過Ki67細(xì)胞增殖評估了AG-1024與吉非替尼在H1975細(xì)胞中的協(xié)同作用，結(jié)果表明兩者可協(xié)同誘導(dǎo)H1975細(xì)胞增殖活性降低[18]。Zovko等[19]通過對NSCLC PC9/G細(xì)胞進(jìn)行AG1024及吉非替尼的共處理，得到了更加顯著的細(xì)胞凋亡特征及不同程度的增殖率抑制，這就再次驗(yàn)證了AG1024可改善吉非替尼對腫瘤細(xì)胞抑制的耐受性[20]。

2.Linsitinib：Linsitinib(OSI-906)為IGF-1R/IR的雙重小分子抑制劑，可通過抑制IGF-1R自身磷酸化和下游信號蛋白AKT, ERK1/2和S6激酶的激活從而實(shí)現(xiàn)對細(xì)胞存活和凋亡等信號通路的調(diào)控最終完成腫瘤細(xì)胞增殖抑制的目的，因其雙向抑制作用致使轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌的臨床治療得到進(jìn)一步推進(jìn)[21]。在多數(shù)晚期腫瘤患者中，IGF-1R和EGFR的雙重阻斷可改善患者預(yù)后，提示EGFR-TKIs出現(xiàn)的耐藥性可通過IGF-1R的補(bǔ)償性信號來降低，由此改善了晚期NSCLC的治療結(jié)果[22]；與此同時(shí)，Leighl等[23]提出IGF-1R和EGFR的雙重抑制是否會(huì)出現(xiàn)臨床藥物活性下降這一假設(shè)，隨后在臨床實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)存在厄洛替尼(EGFR-TKIs)加入linsitinib后反致治療效果更差的結(jié)果，其原因可能與IGF-1R、IR和EGFR途徑之間的串?dāng)_有關(guān)。這一現(xiàn)象揭示了靶向IGF-1R信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的復(fù)雜性，故如linsitinib 此類的IGF-1R抑制劑在臨床開發(fā)時(shí)需進(jìn)一步了解可能涉及的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑從而降低不良事件的發(fā)生。

3.BMS-754807：BMS-754807是吡咯并(1,2-f)(1,2,4)三嗪類似物，是一種強(qiáng)效的IGF-1R/IR可逆性小分子酪氨酸激酶抑制劑,無明顯的肝毒性或遺傳毒性。 BMS-754807因其可阻斷IGF-1R及其下游信號AKT的磷酸化，在多數(shù)體內(nèi)外腫瘤類型中均具有抗腫瘤活性[24]。Franks等[25]研究發(fā)現(xiàn)，BMS-754807可以濃度依賴性方式誘導(dǎo)NSCLC A549和NCI-H35細(xì)胞G2/M期周期停滯，致使腫瘤細(xì)胞的增殖受到抑制。IGF-1R/EGFR抑制劑的聯(lián)合應(yīng)用可以發(fā)揮更具優(yōu)勢的抗腫瘤效果，Carboni等[26]在體外對BMS-754807及靶向肺癌的拉帕替尼(EGFR-TKIs)的抗癌藥物組合進(jìn)行了測試，發(fā)現(xiàn)BMS-754807對拉帕替尼顯示出協(xié)同作用。另有研究發(fā)現(xiàn)BMS-754807與吉非替尼(EGFR-TKIs)聯(lián)合作用于NSCLC H292細(xì)胞時(shí)，其抗增殖作用明顯增強(qiáng)[27]。BMS-754807對IGF-1R和IR具有等效活性(IC50分別為1.8、1.7nmol/L)，Hou等[28]在嚙齒動(dòng)物中評估BMS-754807對體內(nèi)葡萄糖穩(wěn)態(tài)的影響，結(jié)果顯示動(dòng)物體內(nèi)血糖水平升高，其原因與IGF-1R/IR抑制下游分子AKT時(shí)誘導(dǎo)高血糖/高胰島素血癥和葡萄糖耐量受損相關(guān)。

4.NVP-AEW541：NVP-AEW541是吡咯并(2,3-d)嘧啶衍生物小分子抑制劑，屬于ATP拮抗劑類型，相對于IR，其對IGF-1R的靶向選擇性高近30倍。NVP-AEW541可通過降低AKT的磷酸化水平影響PI3K信號通路, 進(jìn)而起到癌細(xì)胞存活率降低的效力。小分子IGF-1R抑制劑因在EGFR-TKIs抗性中的作用而被大量用于EGFR突變的NSCLC中，Suda等發(fā)現(xiàn)，通過長期暴露于藥物而獲得厄洛替尼(EGFR-TKIs)抗性的NSCLC H358細(xì)胞出現(xiàn)了IGF-1R的磷酸化增加，由此將IGF-1R的激活作為EGFR-TKIs獲得性抗性的原因，并進(jìn)一步驗(yàn)證了H358細(xì)胞對厄洛替尼(EGFR-TKIs)及NVP-AEW541聯(lián)合治療的耐受性及反應(yīng)性良好[29]。以往調(diào)查顯示NVP-AEW541對IR軸同樣有影響，可能導(dǎo)致體內(nèi)糖代謝失衡，但鑒于IR信號通路同樣參與腫瘤發(fā)生，該雙向小分子抑制劑仍是具有明顯優(yōu)勢的[30]。

以上研究結(jié)果均表明IGF-1R的活化是NSCLC中EGFR-TKIs原發(fā)性抗性產(chǎn)生的原因，并支持聯(lián)合小分子IGF-1R抑制劑及EGFR-TKIs的NSCLC治療具有科學(xué)依據(jù)，由此可知小分子IGF-1R抑制劑的開發(fā)及應(yīng)用對臨床有著極高的價(jià)值。但是，IGF-1R/IR雙抑制的小分子抑制劑可能會(huì)導(dǎo)致體內(nèi)出現(xiàn)糖尿病反應(yīng)，加入胰島素后并不能有效解決這種不良反應(yīng)，所以就IGF-1R與IR是否會(huì)產(chǎn)生交叉反應(yīng)這一點(diǎn)，小分子抑制劑的妥善選擇便顯得尤為重要。

五、展 望

從最初20世紀(jì)70年代放、化療的不斷進(jìn)步，到20世紀(jì)90年代開始采取外科治療，肺癌的治療方式在逐步發(fā)展，如今，已然迎來了個(gè)體化的醫(yī)學(xué)時(shí)代，可通過確定生物學(xué)標(biāo)志物來明確最佳治療方案。本文就幾種以IGF-1R為癌癥靶點(diǎn)的小分子抑制劑在NSCLC治療中的研究進(jìn)展展開分析，最終發(fā)現(xiàn)該小分子抑制劑可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)化療藥物的毒性強(qiáng)、血液清除速率緩慢等欠缺；但由于IGF-1R與IR的同源性比例高于80%, 部分小分子IGF-1R抑制劑又是IGF-1R/IR雙向抑制劑，臨床應(yīng)用中會(huì)出現(xiàn)高血糖、惡心、嘔吐等不良反應(yīng)，所以兩者交叉反應(yīng)所引發(fā)的潛在毒性及不良反應(yīng)給IGF-1R小分子抑制劑的設(shè)計(jì)帶來了巨大的挑戰(zhàn)。因此，為了提高IGF-1R靶向小分子抑制劑的特異性，需要對兩者編碼激酶活性位點(diǎn)的序列之間的差異進(jìn)行更深入的研究，且未來應(yīng)更深刻了解各種抑制劑潛在功效的差異性和不同類別的IGF-1R小分子抑制劑之間的耐受性，從而為開發(fā)下一代抑制劑提供策略上的幫助。