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作者：杨静综述 马力文审校
转自：http://www.gaca.org.cn/ShowArticle.asp?ArticleID=489
在很多人类肿瘤中都存在着表皮生长因子受体（EGFR）和c-erbB2的过表达，研究表明，它们与肿瘤的侵略行为和患者的不良预后有关。EGFR酪氨酸激酶家族起到把细胞外信号转导到细胞内的作用，增加了肿瘤细胞的增殖，阻止凋亡，增强了其活性、粘附性和侵袭性，其中最重要的是由原癌基因c-erbB-1/HER-1/EGFR和c-erbB-2/her2/neu编码的EGFR[1]，针对EGFR和它的信号转导的靶向治疗能抑制肿瘤细胞的增殖、血管生成和DNA损伤修复。ZD
1839是一种高特异性的EGF受体酪氨酸激酶抑制剂，阻断信号转导的第一步，抑制了EGFR磷酸化作用，而有抑制肿瘤细胞增殖的作用[2]，与放疗和化疗联合应用有协同作用。
1 表皮生长因子受体酪氨酸激酶抑制剂（EGFR-TKI）的作用机理
1.1 EGFR的结构与功能
EGFR是一个分子量为17kDa的跨膜糖蛋白，有配体依赖性的酪氨酸激酶活性，除造血干细胞外，存在于大多数细胞中，在多种肿瘤中都有过表达，如结直肠癌、乳腺癌、胰腺癌、前列腺癌和非小细胞肺癌等，其中NSCLC的鳞状细胞癌表达率最高为57％～92％[3]。EGFR由3个主要区域组成：一个N端细胞外区域，一个疏水的跨膜区和一个C端细胞内区域，细胞内包括酪氨酸区域。细胞外区域是多种多肽生长因子的配体结合点，其中最重要的是表皮生长因子（EGF）和转移生长因子α（TGFα）[4]。细胞外配体结合区与EGF和TGFα结合后，发生受体二聚合，导致细胞内酪氨酸激酶区域被激活，与一个ATP分子结合，受体自身磷酸化和其他受体单体的脱磷酸化。自体磷酸化把磷酸盐并入C-末端残基的酪氨酸中，使其成为一些包括信号传导体（如p85，Grb2/Sos，PLCγ1等）的Src同源体2（SH2），它的作用是把增殖和生存信号传导到受体的下游信号传导途径中[5]。在配体诱导的激活后，EGFR能连接很多参与信号转导瀑布反应的细胞内蛋白质，包括PLCγ、PI3K、小G蛋白、p21
Ras、GAP和Src家族激酶[6,7]，通过不同的受体类型和磷酸化结合的位点，使不同的信号蛋白被激活。这个过程使不同的细胞外信号被传导到细胞核中。EGFR的酪氨酸激酶活性代表了它的有效结构，并且是信号传导的基础，细胞能通过生长因子自体分泌方式发生自身恶变，而为了获得恶性转变，需要活性配体的存在和EGFR的高水平表达[8]。除了促增殖外，活化的EGFR对肿瘤发展起重要作用的生物学反应还包括：对细胞运动性的影响、细胞粘附、浸润、细胞生存和血管生成[9]。
1.2 抗肿瘤治疗的新靶向
由于EGFR酪氨酸激酶在肿瘤细胞中的生物学活性，因此它已经成为抗肿瘤治疗的新靶向。酪氨酸激酶磷酸化抑制剂作用在细胞内受体区域，通常被称为TKIs，大多数是完全占据ATP结合位点，因而对EGFR酪氨酸激酶有很好的选择性。4-苯胺奎哪唑啉是一种与ATP位点结合的有效和选择性的抑制剂。这类药物的结构—活性关系清楚定义了其结合方式，奎唑啉环与腺嘌呤结合，苯胺环与邻近的单一的亲脂区结合。一个单独的邻近奎唑啉结合位点的半胱氨酸(Cys-773)导致了不可逆的抑制作用[10]。其中的代表为口服药ZD1839（商品名为Iressa）。ZD1839是一种口服的有活性、选择性和可逆性的表皮生长因子受体（EGRF）酪氨酸激酶抑制剂，它阻断了在肿瘤细胞增殖和生存中包含的信号传导途径。
1.3 ZD1839的药物代谢动力学 ZD1839是有效的EGFR-TKI（IC(50) = 0.033 micro
M），口服给药，一天一次，对肿瘤生长的抑制呈剂量依赖形式，并且肿瘤异种移植物EGFR的表达水平并不影响对ZD1839的敏感性[11]。健康志愿者（28名）的药物代谢动力学的研究结果显示单一口服ZD1839后，血浆药物浓度峰值（Cmax）出现在3～7小时，Cmax随后成双向下降，半衰期介于27和41小时之间，剂量范围在10mg～100mg之间，Cmax及AUC24h（0到24小时曲线下面积）和剂量之间呈线性上升关系[12]。
2 人类肿瘤细胞系和动物模型中的研究
通过人类肿瘤细胞系和无胸腺裸鼠人类肿瘤异种移植物模型对ZD1839的研究可以证实其具有抗增殖、抗血管生成和增加凋亡的作用。Ciardiello等[13]评估了ZD1839在共同表达TGFα和EGFR的人类结肠（GEO，SW480和CaCo2）、乳腺（ZR-75-1，MCF-7
ADR）、卵巢（OVCAR-3）和胃（KATO III
和N87）的癌细胞系中的抗血管生成和抗肿瘤作用，GEO异种移植的免疫缺陷鼠，在ZD1839治疗后，用免疫组化分析GEO异种移植物显示了肿瘤细胞中TGFα、bFGF和VEGF的表达下降呈明显的剂量依赖性，由微血管计数测定的抗新血管生成作用亦有剂量依赖性。英国一个试验组[14]在对原位导管癌（Ductal
carcinoma in situ，DCIS）的异种移植物模型的研究中发现，口服ZD1839（100～200 mg/kg，共14
天）使上皮细胞增殖降低了56％。Anderson
NG等[15]观察到在体外，EGFR过表达的A431和MDA-MB-231乳腺癌细胞系的增殖在给予ZD1839最大有效剂量的一半时就有50％～70％被抑制，抑制了20％～80％EGFR（＋）erbB2过表达的肿瘤细胞（SKBr3、SKOV3、BT474）的增殖，
ZD1839抑制了无胸腺裸鼠异种移植MDA-MB-231和SKOV3肿瘤的生长，分别为71％和32％。
2.1 ZD1839与细胞毒药物联合应用的研究
ZD1839与多种细胞毒药物化疗联合应用具有协同的抗肿瘤活性，这种抑制作用不仅见于进展期转移的肿瘤，还见于早期病灶，如人类乳腺导管原位癌。Magne等[16]在CA133细胞系（一种高表达EGFR的人类头颈部癌细胞系）中先加入ZD1839孵育48小时，再加入顺铂和5-Fu孵育48小时。结果发现ZD1839单药诱导细胞聚集于G0/G1期，在24小时p21、p27
和Bax表达增高，Bcl2表达和Akt磷酸化明显降低。48小时时DNA-PK降低。ZD1839单独应用对caspase-3活性没有影响，但是与顺铂/5-Fu联合应用时在96小时出现caspase-3的明显增高。
实验证实在GEO异种移植物模型中，细胞毒药物PTX联合应用ZD1839抗癌活性增加[13]。观察到所有联合应用ZD1839和PTX治疗的小鼠肿瘤全部都有缩小，并且有对TGFα、VEGF和
bFGF
表达的抑制作用明显加强，很少伴有或不伴有微小血管形成。并且16只GEO异种移植鼠中有6只在联合应用ZD1839和PTX治疗后最终均未出现GEO肿瘤组织学证据。这些结果说明ZD1839的抗肿瘤效果伴随有对自分泌和旁分泌生长因子TGFα、VEGF和
bFGF的抑制，而这些生长因子维持促进了局部组织的生长和新血管的生成。意大利一个研究组[17]对表达EGFR的人类卵巢癌（OVCAR-3）、乳腺癌（ZR-75-1，MCF-10A
ras）和结肠癌（GEO）细胞系给予ZD1839联合细胞毒药物（顺铂、卡铂、草酸铂、紫杉醇、多西紫杉醇、表阿霉素、依托泊甙、拓扑替康和raltitrexed）进行观察，发现ZD1839联合任一种化疗药均有协同抑制细胞生长的作用。同时对GEO异种移植的裸鼠，用2.5mgZD1839联合紫杉醇、拓扑替康和raltitrexed治疗，在治疗的第4周末，和未治疗或单药治疗组比较，对肿瘤的生长有明显的抑制作用（P=0.01）。美国的一个肿瘤中心[18]研究了对小细胞肺癌（LX-1）、非小细胞肺癌（A549，SK-LC-16）、前列腺癌（PC-3，TSU-PR1）的异种移植物联合应用ZD1839和铂类化疗药、紫杉醇、阿霉素和edatrexade治疗，证实ZD1839能提高这些细胞毒药物的抗肿瘤作用，并且ZD1839抗肿瘤活性的提高并不要求这些肿瘤EGFR水平的高表达，提示对没有EGFR高水平表达的肿瘤，应用ZD1839联合细胞毒药物有很大的临床潜力。
2.2 ZD1839与放疗联合应用的研究
EGFR的表达与肿瘤的放疗抵抗相关。最近证实EGFR信号传导在体外能增加放疗后细胞的增殖[13]，并有人认为肿瘤细胞放疗后的修复部分是由于放疗后EGFR信号激活所致[19]。应用ZD1839可以抑制放疗后肿瘤的生长，提高放疗敏感性，增加治疗反应。在人类头颈部鳞状细胞癌的体外和移植物模型中应用ZD1839与放疗联合治疗[20]，证实ZD1839明显提高了放疗反应，肿瘤抑制作用增强并且延缓了肿瘤的再生长和复发。Wlilliams等[21]在体外将LoVo细胞系（人类结肠癌细胞系）与ZD1839（0.5
microM）孵育1～5天后，分割放疗（2 Gyday(-1), days1-3）的抗增殖效应明显提高
（P=0.002）。对裸鼠LoVo人类结肠癌异种移植物模型研究了单剂量放疗（5Gy）及分割放疗（2Gy×5次）联合应用ZD1839对肿瘤的疗效，结果发现不论是单剂量放疗还是分割放疗，联合ZD1839，对肿瘤的生长抑制作用均增强（P≤0.001），而以分割形式放疗ZD1839的放疗增敏作用更明显，可能是由于放疗分割间期中ZD1839对再增殖细胞的抗增殖效应。
Shintani S等[22]对5个头颈部鳞状细胞癌（HNSCC）细胞系（HSC2, HSC3, HSC4, SCC25 and
Ca9-22）测定了EGFR表达水平与放疗敏感性的关系，结果发现这些HNSCC细胞系的放疗敏感性差异很大，并且EGFR的表达也不同，EGFR
表达水平（EGFR numbers/cell）与肿瘤对放疗抵抗增加有关（f[x]= 4.54 X, R2 = 0.715；f[x]:
EGFR numbers/cell, X: radiosensitivity; D10）。1.0 microM ZD1839
联合放疗(0～10 Gy)时，HNSCC细胞系的生长抑制作用增强，ZD1839可以改善肿瘤细胞对放疗的反应。Magne N
等[23]对6个头颈部细胞系研究了放疗联合ZD1839治疗的细胞毒效应，认为在放疗前给予ZD1839可以获得最好的效果(P=0.002)。
Bianco
等[24]在ZD1839联合放疗在人类结肠癌（GEO）、卵巢癌（OVCAR-3）、非小细胞肺癌（A549和Calu-6）和乳腺癌（MCF-7
ADR）细胞系中都观察到了剂量依赖性生长抑制。电离辐射后给予ZD1839，观察到有抗增殖和促凋亡效应，并伴有抗凋亡蛋白bcl-xL和bcl-2表达和Akt蛋白的磷酸化形式的抑制。GEO异种移植物接受RT也为剂量依赖性生长抑制，这种抑制作用在治疗终止后可以逆转。RT联合ZD1839后有长期的GEO肿瘤生长抑制。联合治疗组小鼠的生存期同对照组相比（P
< 0.001），同RT治疗组相比（P < 0.001）, 或同ZD1839治疗组相比（P <
0.001）均明显延长。只有联合RT和ZD1839治疗组的小鼠生存达10周，并有10%的小鼠在26周后仍为无病生存。RT与ZD1839联合应用还伴随有TGFα、BEFG和bFGF在细胞表达的明显抑制，这导致GEO肿瘤中的抗血管生成作用。
Solomon等[25]发现体外A431（过表达EGFR的人类阴道鳞状细胞系）放疗后应用ZD1839，细胞增殖减少，凋亡增加并且生存期缩短。A431异种移植物无胸腺裸鼠（100
mm3）接受10Gy单次分割或4天每天2.5 Gy分割放疗，联合或不联合ZD1839（75 mg/kg/d
腹腔给药10天）时对肿瘤生长的抑制效应。结果显示不论10Gy（提高比1.5）单次分割或是4天每天2.5
Gy分割放疗（提高比4）联合应用ZD1839后对肿瘤生长的延迟都有更强的效应。ZD1839
减少了肿瘤的血管分布，以及有EGF诱导的VEGF蛋白和mRNA的水平，提示有抑制血管生成的作用。用ZD1839抑制EGFR介导的信号传导途径可以加强单分割和多分割放疗效果的作用。
She Y
等[26]也证实了ZD1839可以明显提高放疗的抗肿瘤活性。人类非小细胞肺癌（A549和SK-LC-16）和乳腺癌（MDA-MB468）和人类间皮瘤（JMN）模型中，当肿瘤达到0.4mm～0.6
mm后，开始予ZD1839的最大耐受剂量（MTD） (150 mg/kg ，每天1次×5天，连续2周)，RT(总剂量40
Gy，分割放疗4 Gy/天×5
天，连续2周)及ZD1839与RT联合治疗。结果显示单独给予ZD1839一种肿瘤生长35％～40%，RT抑制18％～72%，联合治疗抑制50％～99%，并且联合应用并未增加毒性。
3 总结与展望
ZD1839是一种口服有活性和选择性的EGFR-TKI，阻断信号传导途径，抑制肿瘤细胞的增殖和血管生成，它的基础研究已经证实ZD1839对多种肿瘤有抗肿瘤活性，不论是间断给药还是持续给药，都具有很好的耐受性。在细胞系和异种移植物的研究中已经证实ZD1839同放疗或化疗联合应用具有附加的协同作用，可以提供抗肿瘤活性，为进一步联合治疗的临床试验提供了理论依据。 |
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发表于 2005-10-6 09:33:10