王舟,汪文杰,徐偉,沈亦敏,李元元,李偉,妥進虎,張樂,陳曉
1 蘭州大學第二臨床醫(yī)學院,蘭州 730030;2 蘭州大學第二醫(yī)院普通外科
胃癌是世界范圍內(nèi)常見的惡性腫瘤之一,其發(fā)病率和死亡率分別居所有惡性腫瘤的第五位、第四位[1]。東亞是胃癌的高發(fā)區(qū),全球每年新發(fā)胃癌患者約70%來自中國、日本和韓國。日本、韓國相繼開展了全國性胃癌篩查計劃,使得更多的胃癌患者在早期被發(fā)現(xiàn),大大降低了胃癌的死亡率[2]。而我國由于缺乏適合國情的篩查策略,并且早期胃癌無特異性癥狀,大多數(shù)患者確診時已處于中晚期,預后往往較差[3]。胃癌是一種高度異質(zhì)性疾病,其發(fā)生、發(fā)展是遺傳因素、環(huán)境因素、宿主因素等綜合作用的結(jié)果。近年來,隨著對胃癌發(fā)病分子機制的不斷研究,發(fā)現(xiàn)以人表皮生長因子受體2(HER2)、血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)為靶點的分子治療能夠使晚期胃癌患者獲益明顯,但在治療過程中,許多患者表現(xiàn)出了耐藥性。有研究認為,胃癌靶向治療的耐藥機制涉及腫瘤異質(zhì)性、腫瘤微環(huán)境改變、上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化、腫瘤代償信號通路建立、腫瘤對分子靶向藥物適應、藥物外排率增加、DNA 損傷修復增強、表觀遺傳學改變等[4]。深入探索胃癌靶向治療的耐藥機制,有助于開發(fā)新的生物標志物或聯(lián)合療法來有效克服腫瘤的耐藥性。本文結(jié)合文獻就胃癌靶向治療及其耐藥機制的研究進展作一綜述。
胃癌是一種高度異質(zhì)性疾病,其發(fā)生、發(fā)展是遺傳因素、環(huán)境因素、宿主因素等綜合作用的結(jié)果。根治性手術(shù)仍然是目前治愈胃癌的唯一方法,但大多數(shù)患者在確診時已處于中晚期,往往錯過了根治性手術(shù)的最佳時機[5]。而對于晚期胃癌一般采取多種細胞毒性化療藥物聯(lián)合治療,雖然能夠提高療效,但毒副作用也相應增加[6]。在過去的幾十年中,隨著對腫瘤發(fā)病分子機制研究的不斷深入,靶向藥物成為晚期胃癌治療的新選擇[7]。目前,針對晚期胃癌僅有HER2、VEGF兩個分子靶點。
1.1 針對HER2的靶向藥物 HER2屬于人表皮生長因子受體(EGFR)家族,是由17號染色體上ErbB2編碼的原癌基因。HER2 由胞外配體結(jié)合結(jié)構(gòu)域、跨膜結(jié)構(gòu)域和胞內(nèi)酪氨酸激酶結(jié)構(gòu)域三部分組成。HER2 通過與其他ErbB 家族成員形成異源二聚體,誘導胞內(nèi)酪氨酸殘基發(fā)生自磷酸化,激活下游RASRAF-MEK-MAPK、PI3K-AKT-mTOR、JAK-STAT 等信號通路,促進腫瘤細胞的增殖、侵襲和遷移[8]。13%~22%胃癌或胃食管結(jié)合部癌可見HER2 蛋白過表達和/或基因擴增(HER2 陽性)[5]。HER2 蛋白過表達與腫瘤位置、組織分化程度、Bormann 分類、Lauren分類、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、靜脈浸潤和淋巴浸潤有關(guān)。HER2 蛋白過表達與胃癌患者預后的關(guān)系尚存在爭議,仍需進一步研究。HER2 靶向治療的機制主要通過HER2阻斷劑阻止配體與HER2受體的結(jié)合,抑制其下游信號傳導通路,從而調(diào)控腫瘤細胞的存活、增殖和侵襲;或是通過HER2阻斷劑直接靶向HER2受體觸發(fā)抗體依賴性細胞介導的細胞毒性,誘導抗腫瘤免疫[9]。目前,臨床針對HER2的靶向藥物主要有曲妥珠單抗、帕妥珠單抗。
1.1.1 曲妥珠單抗 曲妥珠單抗是一種主要針對HER2 細胞外結(jié)構(gòu)域的重組人源化IgG1 單克隆抗體。曲妥珠單抗以高親和力結(jié)合并阻斷HER2 介導的細胞信號通路,并誘導抗體依賴性細胞毒性[5]。在體外,曲妥珠單抗能夠明顯抑制HER2 擴增的胃癌細胞系NCI-N87;而在胃癌細胞系SNU216中觀察到,曲妥珠單抗與順鉑有協(xié)同作用,與奧沙利鉑和5-氟尿嘧啶有累加效應,這些協(xié)同效應為Ⅲ期ToGA試驗奠定了基礎[10]。在晚期胃癌患者的Ⅲ期ToGA試驗中發(fā)現(xiàn),與單獨化療相比,在一線化療方案中加入曲妥珠單抗可延長胃癌患者的OS 和PFS[11]。鑒于在ToGA 試驗中取得的良好效果,NCCN 腫瘤學臨床實踐指南建議,在HER2 過表達的胃腺癌患者中,應將曲妥珠單抗添加至一線化療方案中,聯(lián)合5-氟尿嘧啶和鉑類藥物使用。
1.1.2 帕妥珠單抗 帕妥珠單抗是一種靶向HER2 的人源化單克隆抗體,其作用機制與曲妥珠單抗互補,可通過結(jié)合HER2 細胞外結(jié)構(gòu)域Ⅱ,直接抑制HER2 異源二聚化,從而抑制下游信號通路。與曲妥珠單抗相同的是,帕妥珠單抗也通過抗體依賴性細胞毒性引起腫瘤細胞死亡。帕妥珠單抗單一藥物的抗腫瘤活性有限,但與曲妥珠單抗有協(xié)同作用,聯(lián)合使用往往表現(xiàn)出較好的臨床效果[12]。有研究報道,轉(zhuǎn)移性乳腺癌患者接受帕妥珠單抗聯(lián)合曲妥珠單抗治療較單一接受帕妥珠單抗治療表現(xiàn)出更好的中位OS[13]。但在胃癌患者中發(fā)現(xiàn),帕妥珠單抗聯(lián)合曲妥珠單抗雖然能延長患者生存期,但與單一帕妥珠單抗治療比較差異無統(tǒng)計學意義[14],這可能是由于HER2 陽性晚期胃癌與HER2 陽性乳腺癌腫瘤生物學的內(nèi)在差異有關(guān)。
1.1.3 其他藥物 在此基礎上,多種針對胃癌的新型HER2 靶向藥物正在開發(fā)中,包括小分子激酶抑制劑(如阿法替尼、奈拉替尼、吡咯替尼)、抗體藥物偶聯(lián)物(如T-DM1、DS-8201、RC48-ADC)、雙特異性抗體(如ZW25、KN026)以及其他新療法(如CAR-T、BVAC-B)等。未來這些新型HER2 靶向藥物或新療法在晚期胃癌治療中將發(fā)揮舉足輕重的作用。
1.2 針對VEGF 的靶向藥物 VEGF 家族及其受體(VEGFR)在腫瘤血管生成中具有重要作用。VEGF是一種血管內(nèi)皮細胞的特異性有絲分裂原,在體內(nèi)可誘導血管生成。組織缺氧觸發(fā)VEGF 表達,引起腫瘤新生血管生成,從而促進腫瘤生長和轉(zhuǎn)移。VEGF是一種同源二聚體糖蛋白,可由多種正常組織細胞和大多數(shù)腫瘤細胞分泌。VEGF 配體家族包含VEGF-A、VEGF-B、VEGF-C、VEGF-D 和胎盤生長因子,目前研究最多的是VEGF-A。VEGFR-2 是血管生成中最重要的信號傳感器。VEGF-A 和VEGFR-2的相互作用可控制內(nèi)皮細胞的增殖、侵襲、遷移以及血管生成和血管通透性[10]。VEGF 已被證實在包括胃癌在內(nèi)的多種腫瘤生長、轉(zhuǎn)移和血管生成中發(fā)揮至關(guān)重要的作用。有研究報道,VEGF 表達與胃癌的侵襲性、臨床分期和預后有關(guān)[15]。目前,針對VEGF的靶向藥物主要有貝伐珠單抗、雷莫蘆單抗。
1.2.1 貝伐珠單抗 貝伐珠單抗是FDA 批準的首個靶向VEGF-A 的人源化IgG1 單克隆抗體,可通過抑制VEGF 與VEGFR 結(jié)合,阻斷酪氨酸激酶信號通路激活[16]。AVAGAST 是第一個評估貝伐珠單抗聯(lián)合化療用于晚期胃癌患者一線治療的Ⅲ期臨床研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn)聯(lián)合貝伐珠單抗并沒有顯著延長OS,但亞組分析顯示,貝伐珠單抗在歐美人群中的獲益較在亞洲人群中的獲益明顯。一項針對中國人群的AVATAR 臨床試驗表明,貝伐珠單抗并不會明顯延長晚期胃癌患者的OS 和PFS[17]。但目前對貝伐珠單抗療效的預測指標尚無統(tǒng)一結(jié)論。因此,為了進一步驗證貝伐珠單抗對胃癌患者預后的作用,需要更多針對胃癌分子分型的基礎研究。
1.2.2 雷莫蘆單抗 雷莫蘆單抗是一種重組人源化IgG1 單克隆抗體,能夠特異性與VEGFR-2 結(jié)合,抑制配體誘導的內(nèi)皮細胞增殖、遷移以及腫瘤血管生成。對于晚期胃食管結(jié)合部癌患者,雷莫蘆單抗是第一個單藥應用可帶來生存獲益的靶向藥物[18]。但是,目前的研究表明,雷莫蘆單抗在胃癌或胃食管結(jié)合部癌的一線治療中臨床效果并不明顯[5]。然而,在胃癌的二線治療中,無論是作為單藥治療還是與紫杉醇聯(lián)合使用均已被證實能夠帶來生存獲益。一項Ⅲ期RAINBOW 研究顯示,雷莫蘆單抗與紫杉醇聯(lián)合能夠明顯延長晚期胃癌患者中位OS、PFS,有望成為大多數(shù)晚期胃癌患者新的二線標準治療方案[19]。
1.2.3 其他藥物 小分子酪氨酸激酶抑制劑,如阿帕替尼,是一種新型的抗VEGFR-2 靶向藥物[15]。一項關(guān)于阿帕替尼的Ⅲ期臨床實驗發(fā)現(xiàn),阿帕替尼能夠顯著延長晚期胃癌患者中位OS、PFS[20]。2014 年10 月,阿帕替尼被國家食品藥品監(jiān)督管理局批準用于治療二線化療后進展的轉(zhuǎn)移性胃癌或胃食管結(jié)合部腺癌。舒尼替尼是一種口服強效小分子酪氨酸激酶抑制劑,可阻斷VEGF 和血小板衍生生長因子受體PDGFR 的TK 結(jié)構(gòu)域。此外,還有索拉非尼等針對VEGF 的靶向藥物,其臨床療效有待于隨機對照試驗進一步研究[16]。
1.3 靶向治療聯(lián)合免疫治療 繼胃癌靶向治療之后,免疫療法的出現(xiàn)徹底改變了晚期胃癌的治療策略?;诜肿由飿酥疚锏姆诸?,如程序性細胞死亡蛋白配體1(PD-L1)、微衛(wèi)星不穩(wěn)定性和腫瘤突變負荷等,可預測腫瘤對免疫治療的反應[21]。然而,大多數(shù)胃癌對免疫檢查點抑制劑(ICI)單藥治療不敏感,通常需要聯(lián)合治療以改善胃癌對程序性細胞死亡蛋白1(PD-1)抑制劑或其他ICI的治療反應[2]。一項Ⅱ期臨床實驗發(fā)現(xiàn),曲妥珠單抗和PD-1抑制劑納武利尤單抗聯(lián)合一線化療在HER2 陽性胃癌中顯示出較好的療效[22]。在一項將帕博利珠單抗添加到曲妥珠單抗聯(lián)合化療的Ⅲ期臨床實驗中發(fā)現(xiàn),該治療方案能夠顯著減小腫瘤體積并提高客觀緩解率[23]。
2.1 胃癌靶向治療的耐藥性概述 除了根治性手術(shù)外,胃癌治療還包括化療、靶向治療、免疫治療等,然而隨著藥物長期應用,不可避免地出現(xiàn)了耐藥性。80%~90%治療失敗被歸因于腫瘤耐藥性。腫瘤耐藥性一般分為原發(fā)性耐藥和獲得性耐藥[24]。原發(fā)性耐藥是指在接受化療之前,由于預先存在的基因突變或未經(jīng)治療的腫瘤內(nèi)耐藥細胞狀態(tài)引起的內(nèi)在耐藥性。獲得性耐藥發(fā)生在最初那些對藥物敏感的腫瘤治療過程中,通常是由治療過程中產(chǎn)生的基因突變以及其他各種適應性反應引起[4]。對于每種細胞毒性治療和每種靶向治療途徑,可能存在不同的獲得性耐藥機制,但通常對一種藥物的獲得性耐藥會引起對其他藥物的耐藥,這些藥物可能通過不同的作用機制發(fā)揮作用,這一概念被稱為多藥耐藥(MDR)[25]。目前,關(guān)于MDR的具體機制仍不十分清楚。有研究表明,胃癌細胞MDR的機制涉及藥物外排率增加、藥物代謝改變、藥物靶點突變、凋亡信號通路失活、DNA 損傷修復能力增強以及上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化和局部腫瘤微環(huán)境改變等[4,26]。ICI 的出現(xiàn),加速了胃癌的免疫治療,然而大多數(shù)接受ICI 單藥治療的患者要么沒有應答(先天性耐藥),要么在初始應答后進展/復發(fā)(獲得性耐藥)。目前,ICI 聯(lián)合化療或靶向治療的研究正在臨床試驗中。耐藥是惡性腫瘤患者放化療失敗和腫瘤復發(fā)的主要原因[27]。因此,深入探索胃癌靶向藥物的耐藥機制,將有助于確定有效的藥物組合來對抗耐藥性,從而使患者獲益。
2.2 針對HER2的靶向藥物耐藥機制 HER2陽性胃癌對HER2靶向治療耐藥的潛在機制包括繼發(fā)于氨基截短的HER2受體改變,導致曲妥珠單抗結(jié)合區(qū)丟失、成纖維細胞生長因子受體擴增和MAP/ERK和PI3K/mTOR 下游信號通路激活[8]。體外研究已證實,對曲妥珠單抗的獲得性耐藥與Src 介導的MAPK/ERK 和PI3K/mTOR 信號通路的持續(xù)激活有關(guān)[9]。MAPK 信號通路通過細胞外信號傳導調(diào)節(jié)激酶途徑、p38 MAPK 和c-Jun 氨基末端激酶來調(diào)節(jié)惡性腫瘤的耐藥性或敏感性[28]。PI3K/AKT 信號通路的激活會抑制細胞凋亡,導致腫瘤進展和耐藥性,抑制PI3K/AKT 信號通路則可通過誘導細胞凋亡來逆轉(zhuǎn)其耐藥性[29]。XB130 是一種新型接頭蛋白,屬于肌動蛋白絲相關(guān)蛋白家族。XB130 可在Src 激酶的介導下通過與PI3K-p85α 結(jié)合,調(diào)節(jié)PTEN 基因轉(zhuǎn)錄,激活PI3K/AKT 信號通路,最終介導胃癌對曲妥珠單抗的耐藥性[30],這為研究逆轉(zhuǎn)HER2 陽性胃癌對曲妥珠單抗耐藥的新靶點奠定了分子基礎。
以往文獻報道,鈣調(diào)蛋白2(CALM2)在胃癌中可充當致癌基因[31]。CALM2 上調(diào)可使胃癌細胞對阿法替尼產(chǎn)生耐藥性。在胃癌細胞中,沉默CALM2能夠以半胱天冬酶依賴性的方式促進線粒體凋亡,從而克服對阿法替尼的耐藥性[32]。此外,還有研究發(fā)現(xiàn),促紅細胞生成素肝細胞受體A2(EPHA2)上調(diào)和磷酸化可能參與阿法替尼的獲得性耐藥,阻斷EPHA2則可恢復胃癌細胞對阿法替尼的耐藥性[33]。
2.3 針對VEGF 的靶向藥物耐藥機制 腫瘤相關(guān)巨噬細胞(TAM)是腫瘤微環(huán)境相關(guān)耐藥性的重要組成部分。受體酪氨酸激酶抑制劑索拉非尼可誘導TAM 募集,從而導致耐藥性。隨著TAM 消耗,最初對抗VEGF 治療產(chǎn)生耐藥性的腫瘤細胞逐漸恢復了敏感性[34]。此外,TAM 耗竭還可恢復T 細胞遷移和浸潤至腫瘤胰島的能力,從而改善抗PD-1免疫療法的治療效果,結(jié)果證實TAM 是對免疫療法內(nèi)在耐藥性的重要原因[35]。
TGF-β 可介導骨髓源性抑制細胞誘導對ICI 的耐藥性。TGF-β 還能有助于TAM 誘導的、對抗VEGF 治療的耐藥性[34]。抗TGF-β/PD-L1 雙特異性抗體YM101 可增加腫瘤浸潤淋巴細胞和樹突狀細胞的數(shù)量,并增強T細胞中細胞因子的產(chǎn)生,其治療效果優(yōu)于單藥治療,這為ICI 耐藥的惡性腫瘤患者提供了新的治療選擇[36]。
外泌體通過不同的機制在耐藥性中發(fā)揮重要作用,如從腫瘤細胞排出抗腫瘤藥物,與基于抗體的抗腫瘤藥物競爭后與致癌靶點相互作用以降低療效,并有助于將化療耐藥性從耐藥細胞傳遞給敏感細胞[37]。有研究表明,在晚期胃癌患者中,應用大劑量質(zhì)子泵抑制劑可抑制成纖維細胞外泌體的分泌功能,改善腫瘤微環(huán)境,抑制胃癌惡性程度。伊曲康唑可抑制胃癌中的內(nèi)皮細胞和成纖維細胞活性,減輕胃癌細胞對貝伐珠單抗的耐藥性[38]。
綜上所述,胃癌是全球負擔較重的惡性腫瘤之一,除了手術(shù)治療外,在過去的幾十年中化療一直是晚期胃癌的一線標準療法。近年來,隨著對胃癌發(fā)病分子機制研究的不斷深入,靶向藥物成為晚期胃癌治療的新選擇。目前,針對晚期胃癌僅有HER2、VEGF兩個分子靶點,其中針對HER2的靶向藥物主要有曲妥珠單抗、帕妥珠單抗,針對VEGF 的靶向藥物主要有貝伐珠單抗、雷莫蘆單抗,這些靶向藥物能夠使晚期胃癌患者獲益明顯。但隨著這些靶向藥物的臨床應用,許多患者表現(xiàn)出了耐藥性。這些靶向藥物的耐藥機制涉及藥物外排率增加、藥物代謝改變、藥物靶點突變、凋亡信號通路失活、DNA 損傷修復能力增強以及上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化和局部腫瘤微環(huán)境改變等。為了改善靶向藥物的耐藥性,一個是將作用于不同分子途徑的靶向藥物聯(lián)合使用以實現(xiàn)協(xié)同增效作用,一個是開發(fā)新的多靶點靶向藥物。深入了解胃癌靶向治療現(xiàn)狀及其耐藥機制,將使晚期胃癌患者從這些靶向治療中獲益。