作者：碧水清心

　　EGFR signaling cascades

　　EGFR信号通路簡介

　　表皮生長因子(epidermal growth factor，EGF)于1962年在新生鼠中被首次發現。約20年後人表皮生長因子受體(epidermal growth factor receptor，EGFR)被分離純化。随着研究的深入，EGFR及其下遊通路也不斷被人們所了解。EGFR屬于ErbB受體家族的一種，該家族包括EGFR (ErbB-1)、HER2/c-neu (ErbB-2)、Her3 (ErbB-3)和Her4 (ErbB-4)。EGFR也被稱作HER1、ErbB1，突變或過表達一般會引發腫瘤。EGFR是一種分子量為170kDa的糖蛋白，屬于酪氨酸激酶型受體。EGFR位于細胞膜表面，靠與配體結合來激活，包括EGF和TGFα (transforming growth factor α)。激活後，EGFR由單體轉化為二聚體，盡管也有證據表明，激活前也存在二聚體。EGFR還可能和ErbB受體家族的其他成員聚合來激活，例如ErbB2 / Her2 / neu。EGFR二聚後可以激活它位于細胞内的激酶通路，包括TYR1016、TYR1092、TYR1110、TYR1172及TYR1197等激活位點。自磷酸化過程可以引導下遊的磷酸化，包括MAPK、Akt和JNK通路，誘導細胞增殖。受體激活對于皮膚的免疫來說很重要。研究表明在許多實體腫瘤中存在EGFR的高表達或異常表達。EGFR與腫瘤細胞的增殖、血管生成、腫瘤侵襲、轉移及細胞凋亡的抑制有關。

　　Evolution of the drugs used in the treatment of NSCLC from1978 to 2016

　　目前非小細胞肺癌的主要治療策略有手術、放療、化療及生物療法：其中ⅠA階段患者的5年生存率為49%，而ⅠB階段患者的5年生存率為45%。對于ⅡA、ⅢA、ⅢB和Ⅳ階段的患者，其存活率分别将至30%、31%、14%和1%。對于不能通過手術方式治療的患者，通常會采用放療與化療結合的治療方案。化療通常适用于确診為晚期，并且已經擴散至身體其他部位的非小細胞肺癌患者。

　　靶向治療的原理為特異性的幹擾參與腫瘤的生長、進展或遷移的某特定靶點分子。對非小細胞肺癌而言，最常見的治療靶點包括EGFR、ROS1、BRAF、KRAS、HER2、c-MET、RET、PIK3CA、FGFR1及DDR2等。靶向EGFR信号通路的治療方式通常為EGF抑制劑、EGFR抑制劑及EGFR酪氨酸激酶活性抑制劑類藥物，最終結果為抑制或降低EGFR下遊信号的傳遞。EGFR抑制劑或單抗類藥物可作為競争性拮抗劑阻止EGF分子的結合；而EGFR TKIs則可阻止胞内激酶結構域的磷酸化，從而抑制下遊的級聯信号通路。

　　EGFR酪氨酸激酶突變與耐藥性

　　EGFR突變通常發生于第18-21個外顯子上，該區域編碼胞内的酪氨酸激酶結構域。外顯子19中的對框缺失突變占據了EGFR酪氨酸激酶活化型突變的44%，主要區域為Leu747-Glu749位氨基酸殘基。單點突變中出現頻率最高的位外顯子21種的L858R，在所有的EGFR酪氨酸激酶活化型突變中占比41%。第719位Gly殘基突變為Ser、Ala或Cys的情況占比10%；而外顯子20中出現的擴增或插入現象占據EGFR酪氨酸激酶活化型突變剩餘的5%。外顯子19的缺失突變及L858R點突變通常被稱為經典的活化型突變，會導緻EGFR以高活力狀态存在，從而使得信号源源不斷向下遊傳遞。而發生于第20号外顯子上的T790M點突變則被報道存在于接近50%的對酪氨酸激酶抑制劑具有抗性的患者體内。由于在未經治療的患者體内很少會監測到該突變形式的存在，因此T790M也被認為是一種癌症治療過程中的獲得性突變。結構生物學分析表明，Thr殘基被Met取代後，會增強EGFR同ATP分子之間的親和力，從而促進磷酸化過程的發生，并增強下遊信号傳導。

　　Epidermal growth factor receptor (EGFR) mutations and domains

　　上圖總結了目前報道的EGFR酪氨酸激酶結構域上存在的主要突變形式：(i)在非小細胞肺癌中出現頻率最高的是外顯子19上的缺失突變及外顯子21上發生的L858R取代突變，兩者也被稱為經典突變；(ii)發生在外顯子20上的T790M突變，最早報道于2005年，是一種對EGFR酪氨酸激酶抑制劑産生的獲得性耐藥性，Met殘基的出現同時在化學空間上掩蓋了第一代EGFR酪氨酸激酶抑制劑的結合位點；(iii)其他報道的突變體還有D761Y、L747S及T854A等。絕大多數發生于外顯子20上的插入突變會導緻患者腫瘤細胞對EGFR酪氨酸激酶抑制劑類藥物敏感性的降低。

　　EGFR酪氨酸激酶抑制劑類藥物現狀

　　上世紀六十年代，伴随着對激酶及其信号通路認識的深入，酪氨酸激酶抑制劑類藥物逐漸出現。迄今為止，美國FDA批準了三十多種的蛋白激酶小分子抑制劑(SMKIs)類藥物(參見《FDA批準的激酶小分子抑制劑類藥物及分類一覽》一文)。其中靶向于EGFR酪氨酸激酶活性，且用于非小細胞肺癌治療的藥物可分為三代，簡要介紹如下：

　　第一代EGFR TKIs：

　　苯胺基喹唑啉類化合物可以競争性的抑制EGFR酪氨酸激酶活性，代表性藥物為用于非小細胞肺癌治療的Gefitinib及Erlotinib。

　　Gefitinib由阿斯利康(AstraZeneca，AZ)研發，于2003年5月5日獲美國FDA批準上市，後又于2009年6月24日獲歐洲EMA批準，由阿斯利康上市銷售，商品名為Iressa®。吉非替尼是首個表皮生長因子受體(EGFR)酪氨酸激酶選擇性抑制劑，适用于單藥繼續治療鉑類和多西他賽化療失敗的局部晚期或轉移性非小細胞肺癌。2015年，Gefitinib獲批用于攜帶有EGFR外顯子19缺失突變或外顯子21 L858R突變的轉移性非小細胞肺癌患者的治療。

　　鹽酸厄洛替尼由基因泰克(Genentech，被羅氏收購)和安斯泰來共同研發，首先于2004年11月18日獲美國FDA批準上市，由基因泰克和安斯泰來在美國上市銷售，商品名為Tarceva®。厄洛替尼是表皮生長因子受體(EGFR)酪氨酸激酶抑制劑，後者在各種癌症中高度表達和偶然突變，以可逆的方式與受體的三磷酸腺苷(ATP)位點結合，用于治療非小細胞肺癌(NSCLC)和胰腺癌。

　　鹽酸埃克替尼是一種表皮生長因子受體酪氨酸激酶(EGFR-TKI)抑制劑，于2011年在中國上市，适用于表皮生長因子受體(EGFR)具有敏感基因突變的局部晚期或轉移性非小細胞肺癌(NSCLC)的一線治療。Gefitinib和Erlotinib均存在由EGFR活性抑制所帶來的副作用。另外，EGFR T790M突變的出現也使得腫瘤細胞産生了耐藥性。從機理上講，第一代EGFR TIKs為可逆性抑制劑分子，因而臨床治療效果受限于劑量依賴性毒性。

　　第二代EGFR TKIs：

　　第二代EGFR TKIs包括Dacomitinib、Canertinib、Afatinib及Neratinib等，同屬于苯胺基喹唑啉類化合物。Dacomitinib療效與Erlotinib類似，用于外顯子19缺失的患者。

　　Dacomitinib是一種不可逆的EGFR酪氨酸激酶抑制劑，治療機理除競争性地占據EGFR上ATP結合位點外，還能與EGFR結合口袋開口處附近所特有氨基酸殘基發生烷基化作用或共價鍵結合，進而實現對EGFR的不可逆抑制，可抑制包括EGFR/HER1、HER2和HER4在内的ErbB蛋白家族的活性。Dacomitinib對EGFR的阻斷效果比一代藥物更好，因此對腫瘤生長的抑制時間更長。

　　Afatinib是酪氨酸激酶(TKI)受體ErbB家族不可逆的抑制劑，可以與由ErbB家族成員EGFR (ErbB1)、HER2 (ErbB2)、ErbB3、ErbB4所形成的所有同源或異源二聚體共價結合，并阻斷其所産生的信号。因受體基因突變、擴增，受體配體的過度表達所引起ErbB信号異常促進了惡性表型的發展。該藥用于一線治療轉移性非小細胞肺癌(NSCLC)，即當用FDA批準的臨床檢驗證實患者腫瘤表皮生長因子受體(EGFR)外顯子19缺失或外顯子21 (L858R)取代突變。研究結果發現，EGFR的G719X、L861Q和S768I這些突變位點，他們對阿法替尼反應率較好，但是其他的突變位點對應阿法替尼的反應率不是很理想。另外，阿法替尼對T790M突變和外顯子20插入突變的控制效果也不是很好。在臨床實際運用過程中，其療效并沒有優于第一代的靶向藥，而且相對而言第二代靶向藥的副作用更大。更重要的是，第一代靶向藥出現耐藥後，第二代EGFR-TKI靶向藥也不能克服耐藥，所以現在第二代的靶向藥臨床運用并不廣泛。

　　第三代EGFR TKIs：

　　第一、二代靶向藥物雖然療效顯著，但2/3的患者都會在使用藥物1-2年出現抗藥性，腫瘤可能開始反彈。每個病人對靶向藥産生抗藥性的原因不盡相同，但50%~60%的EGFR抑制劑耐藥與T790M突變有關。臨床研究證明，抗EGFR T790M突變治療，可使腫瘤細胞“正常化”，在一二線治療失敗後或可提高療效。因此針對EGFR T790M突變，已被認為是第三代有效的抗癌策略。近年來，抗EGFR T790M藥物在腫瘤治療領域取得了一定進展。

　　第三代EGFR TKIs主要包括Osimertinib、Rociletinib、EGF816、ASP8273、HM-61713 / BI-1482694 / Olmutinib、PF-06747775、PF-06459988、WZ4002、HS-10296及Avitinib等。這些化合物具有高效低毒的特點，源于對野生型EGFR不具有選擇性抑制活性。其作用機制具體為可通過共價鍵結合于Cys797，同時與Met793及Met790形成氫鍵相互作用。這其中的不可逆抑制劑PF-06459988還可作用于L858R/T790M雙突變型腫瘤細胞。

　　Osimertinib

　　研發代碼AZD9291，是由阿斯利康研發的靶向抗癌藥物，分别于2015年11月13日和2016年2月2日獲得美國FDA和歐洲EMA的上市批準，之後又于2016年3月28日獲日本PMDA批準上市，商品名為Tagrisso®。該藥後又于2017年2月3日獲中國CFDA批準上市，商品名為泰瑞沙®，獲批治療EGFR-T790突變陽性非小細胞肺癌。AZD-9291是高效選擇性EGFR突變體抑制劑，對外顯子19缺失型EGFR、L858R/T790M EGFR和野生型EGFR的IC50分别為12.92nM、11.44nM和493.8。Tagrisso®是口服用片劑，規格有40毫克和80毫克(以Osimertinib計)。推薦劑量是每日口服一次，每次80mg。

　　Rociletinib

　　Rociletinib(研發代碼CO-1686)是EGFR非可逆性抑制劑，可作用于攜帶外顯子19缺失突變、L858R及T790M突變的腫瘤細胞，用于治療EGFR突變的非小細胞肺癌，于2015年7月向美國FDA提交了NDA上市申請，但FDA咨詢委員會于2016年4月13日以12:1的投票結果否決了Rociletinib的上市申請。同時Clovis Oncology公司已撤回Rociletinib在歐盟的上市申請。Rociletinib是由Avila公司原研的小分子化合物，其中Avila公司于2011年被新基制藥收購。自2010年起，該藥由新基和克洛維斯腫瘤公司共同開發。

　　EGF816

　　是諾華公司研發的第三代小分子口服EGFR不可逆抑制劑，目前處于2期臨床試驗中。類似于AZD9291，Nazartinib也是氨基嘧啶結構，共價結合于EGFR催化域ATP結合位點邊緣的C797，對T790M突變有很強抑制活性。該藥物與Nivolumab聯合治療非小細胞肺癌(NSCLC)，目前二期臨床進行中。另外，針對實體瘤的研究已進入臨床一期和二期。

　　ASP8273

　　EGFR非可逆性酪氨酸激酶抑制劑，曾處于臨床三期，用于EGFR突變的非小細胞肺癌(NSCLC)和實體瘤。2017年5月11日，Astellas宣布終止公司EGFR T790M抑制劑ASP8273的III期SOLAR試驗，原因尚未公布。

　　HM-61713 / BI-1482694 / Olmutinib

　　HM61713是靶向T790M突變的第三代EGFR抑制劑。2016年5月17日，勃林格殷格翰宣布韓國制藥企業韓美研發的Olmutinib (BI1482694 / HM61713)已在韓國獲得批準，用于既往接受過TKI治療的局部晚期或轉移性EGFR T790M突變NSCLC患者，這也是韓國批準的第一個治療T790M突變的肺癌靶向藥物(僅比奧希替尼提前幾天)。韓國批準HM61713主要基于I/II期HM-EMSI-101研究的結果，ORR達到62%，疾病控制率為91%；在産生緩解的76例患者中，有32例在數據采集截止日(2015/6/30)仍保持有效。基于這個結果，FDA在2015年12月21日授予了Olmutinib突破性藥物資格。2016年5月再鼎醫藥向中國食品藥品監督管理局提交臨床申請(1.1類化藥)，研發代碼為ZL-2303，後主動撤回申請。

　　PF-06747775

　　由輝瑞研發，處于臨床I/II期實驗，用于治療局部晚期或轉移性EGFR突變(del19、L858R、T790M/L858R、T790M/del)非小細胞肺癌。入組的患者必須攜帶有EGFR敏感突變，且對EGFR TKI治療耐藥進展。在II期實驗中，所有入組患者需要确認攜帶有T790M突變。

　　WZ4002

　　WZ4002是一種新型的、突變選擇性EGFR抑制劑，作用于EGFR (L858R) / (T790M)，在BaF3細胞系中IC50為2nM / 8nM；對ERBB2磷酸化(T798I)沒有抑制作用。在低濃度時WZ4002對EGFR突變體的作用更為強烈，從而在正常機體中産生較低的毒性。盡管如此，野生型EGFR對高濃度藥物及長期口服過程較為敏感。由于專利糾紛，迄今為止尚未有針對WZ4002的臨床研究見諸報道。

　　HS-10296

　　HS-10296由江蘇豪森研發，目前在美國處于臨床一/二期，用于治療T790M突變陽性的非小細胞肺癌。2016年8月，江蘇豪森向中國食品藥品監督管理總局(CFDA)提交HS-10296的臨床試驗申請(化藥1類)，2017年3月批準臨床。此前已經在美國、台灣、韓國三地開展國際多中心臨床研究。

　　Avitinib

　　馬來酸艾維替尼由艾森生物(杭州)研發，是第3代口服、不可逆EGFR抑制劑。臨床前研究表明Avitinib可克服T790M突變所緻耐藥，目前處于臨床一/二期，用于治療由表皮生長因子受體(EGFR)突變或T790M耐藥突變所導緻的局部晚期或轉移性非小細胞肺癌。該化合物于2014年9月獲得中國化藥1.1類臨床批件。

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