HGFc-MET在NSCLC患者的相关研究进展

HGF/c-MET在NSCLC患者的相关研究进展1、基因简介肝细胞生长因子（hepatocytegrowthfactor,HGF）是由位于7号染色体q21区的基因编码的，包括18个外显子和17个内含子，大小约70kb。成熟的HGF是由蛋白水解酶作用于其前体产生的一个由96kD的α链和34kD的β链经二硫键连接而组成的异二聚体。HGF含6个结构域，分别为氨基末端结构域、4个Kringle结构域及类丝氨酸蛋白酶结构域（SPH）。HGF是一种具有多种功能的生物活性因子，它能作用于多种细胞生长，并参与血管生成及免疫活性的调节。最为重要的是HGF可以促进肿瘤细胞的增殖、转移和侵袭。近年来，研究发现HGF高表达是NSCLC患者使用EGFR-TKI后产生获得性耐药的一个重要原因。c-MET是由c-MET基因编码的一类具有自主磷酸化活性的跨膜受体[1]，后被证实HGF是其特异性的配体[2]。c-MET的基本结构是由50kD的α链和145kD的β链组成的异二聚体，包括3个功能不同的结构域，即胞外区、跨膜区及胞内区。当c-MET与其配体HGF结合后，胞质中酪氨酸残基可发生自身磷酸化，从而激活酪氨酸激酶。随后，细胞质中的多种效应蛋白被快速磷酸化，激活细胞内多种信号通路，如PI3K-Akt、Ras-MAPK及STAT3通路等[3,4]，肿瘤细胞间的相互作用、基质粘附、细胞迁移、侵袭和血管生成。近年来，研究发现HGF/c-MET构成的信号通路在NSCLC的发生和发展中起着重要的作用[5]，HGF/c-MET基因过度表达或扩增是EGFR-TKI获得性耐药的一个重要机制[6,7]。一项对906例NSCLC患者的病理切片应用免疫组织化学和亮视野原位杂交技术检测c-MET表达情况的研究发现，c-MET和p-MET的表达阳性率及c-MET基因拷贝数量在低分化腺癌中较高。Sierra等[8]研究也发现低分化肺腺癌的患者存在HGF/c-MET高表达，另一项研究也显示高表达的c-MET与NSCLC的乳头状结构相关。这些结果均提示HGF/c-MET在NSCLC发生和发展中起着重要作用。Katayama等[9]在建立的吉非替尼耐药细胞系HCC827-GR中检测到c-MET基因的扩增，而利用MET-TKI抑制剂（PHA-665752）阻断MET信号通路可以恢复耐药细胞对吉非替尼的敏感性。在临床上，Takeuchi等[10]对来自日本的97例NSCLC患者分析发现，HGF过表达占EGFR-TKI获得性耐药的61%，较EGFRT790M二次突变（52%）及MET基因扩增（9%）引起的原因更高，而在EGFR-TKI原发耐药的原因中，HGF过表达达到了29%。这些研究均提示HGF/c-MET过表达可能是EGFR-TKI耐药的一个重要原因。2、HGF/c-Met信号传导通路与肿瘤发生、发展的相关机制HGF与其配体c-Met结合引起c-Met胞质内酪氨酸残基的自身磷酸化，而酪氨酸残基（Tyr1234，Tyr1235）磷酸化后，将启动c-Met蛋白激酶结构域中的酪氨酸激酶（PTK），PTK启动后可触发c-Met羧基末端Tyr1349与Tyr1356的自动磷酸化［11］。C-Met的SEMA区与HGF结合后，TK区便发生二聚化和磷酸化，c-Met的羧基末端会募集一些衔接蛋白，如生长因子结合蛋白2（growthfactorreceptor-boundprotein2，Grb2）、Grb2连接蛋白1（Grb2-associatedbindingprotein，GAB1）和非受体酪氨酸激酶Src，之后Grb2和GAB1可以吸引更多的信号蛋白，包括Src基因家族同源区-2（srchomology2domain-containingprotein，Shc）、PI3K、磷脂酶C（phospholipaseC，PLC）、酪氨酸磷酸酶SHP2和信号转导转录启动子3（signaltransducerandactivatoroftranscription3，STAT3），通过这些信号蛋白进一步启动下游几个重要的通路：PI3K-Akt信号通路、Ras-MAPK信号通路和STAT3通路［12，13］。目前HGF/c-Met信号传导通路被认为是肿瘤产生异常的信号通路之一，在许多恶性肿瘤中都存在异常的HGF/c-Met信号传导通路，c-Met亦可通过不依赖HGF的途径活化，主要包括c-Met基因的突变、易位、重排、扩增、过表达及抑制调节因子缺失等［14］。C-Met在肺癌细胞中的异常调控机制有多种，主要有MET基因突变、MET基因扩增和MET基因过表达。1）MET突变c-Met异常调控机制之一是c-Met突变，在新发非小细胞肺癌的病例中发生率为5%-10%。c-Met突变影响的蛋白在胞外区和胞浆区均可发生。c-Met胞外SEMA结构域是受体启动和二聚化所必需的，发生在该结构域的突变有多种类型，如N375S、M431V以及N454I等。有学者［15］分析141例东亚人、76例高加索人和66例非裔美国人肺癌患者中的肺癌组织基因组DNA，发现N375S是一个出现频率很高的突变类型，且东亚人比高加索人更容易出现，而在非裔美国患者中却未见有该突变。进一步研究发现，N375S在肺鳞癌中的突变率远高于肺腺癌和大细胞癌，且在肺鳞癌病例中，N375S突变在吸烟患者中发生率较高。N375S突变与肿瘤发生的关系目前尚存争议。有研究发现，N375S突变在正常健康对照组中的突变率较肿瘤患者高，认为是基因多态性而非癌症的驱动基因［16］。Greenman等［17］亦发现N375S更有可能作为“乘客突变”（passengermutation）而不是“驱动突变”（drivermutation），然而也有学者认为N375S突变与导致c-Met受体药物耐药相关［18］。除了最常见的N375S突变外，Ma等［19］还发现c-MetJM结构域中存在T992I、R970C和S1010P突变，且R970C突变只存在于非裔美国人和高加索人，而不存在于亚洲人，目前有关它们与肿瘤发生、发展的文献报道较少，相关关系尚不明确。2）MET扩增c-Met扩增也是c-Met异常调控的重要机制之一。目前，原位免疫杂交（fluorescenceinsituhybridization，FISH）是快速判断肿瘤组织中是否存在c-Met最常用的方法［20］。多采用c-Met/CEN7p双色FISH探针进行检测（CEN7p定位在7号染色体的着丝粒区），根据Met/CEN7p的比值进行判断，2.2为c-Met扩增阳性，1.8为阴性，1.8耀2.2为可疑阳性，需要扩大判断范围或重复检测证实存在扩增与否，也有研究采用1.8定义为阳性。另外还可采用Cappuzzo评分系统进行判断，当≥5拷贝定义为阳性。研究表明，c-Met的扩增是NSCLC患者预后不良的因素之一。约22%的表皮生长因子受体酪氨酸激酶抑制剂获得性耐药的NSCLC患者中存在c-Met扩增。Pao等［21］提出，吉非替尼使EGFR信号传导通路阻滞，肺癌细胞转而依赖c-Met信号通路活化，以维持细胞生长。c-Met扩增导致c-Met受体过表达，并启动下游通路的信号传导，特别是PI3K/AKT通路，从而使细胞出现获得性耐药。3）MET基因过表达c-Met基因过表达现象在多种肿瘤包括肺癌中都存在。MET蛋白的表达需要通过免疫组化进行判断［22］，评分为2+和3+表示为阳性。3+定义为视野中≥50%肿瘤细胞强染色；2+定义为≥50%肿瘤细胞中或强度染色，或强染色比例50%；1+定义为≥50%为弱染色，同时中耀强染色50%；0定义为无染色或任何染色强度的50%肿瘤细胞。检测MET的同时需要了解其活化状态，还需要对磷酸化p-Met的表达情况进行检测。根据细胞质染色强度评估（无染色=0，弱阳性=1，中度染色=2，强阳性=3）和染色的肿瘤细胞百分比（0%=0，1%-10%=1，11%-50%=2，50%=3）进行判断。如果≥50%肿瘤细胞染色强度≥2，认为p-Met阳性。Watermann等［23］对209例NSCLC患者的石蜡标本进行MET检测，发现MET表达阳性率为21.5%，同时p-Met与MET表达无明显差异。Park等［24］通过荧光免疫杂交和免疫组化法研究380例NSCLC患者组织标本，发现13.7%的患者存在c-Met高表达，且这些患者的生存时间和无病生存期较短，提示c-Met的扩增和过表达是其不良预后因素。Nakamura等［25］研究130例NSCLC患者组织标本中c-Met和磷酸化c-Met的表达情况，发现HGF和c-Met高表达与乳头状结构相关，与腺癌分化程度无明显相关性；而磷酸化c-Met与腺癌的分化程度和乳头状结构均相关，且磷酸化c-Met的表达水平与磷酸化AKT相关。3、C-MET靶向抑制剂目前临床上的c-MET抑制剂可以分为两大类：单克隆抗体和小分子激酶抑制剂。其主要机制均是抑制HGF/c-MET信号通路的传导。单克隆抗体主要针对HGF受体c-MET，一些抗体靶向循环配体HGF。大多数激酶抑制剂靶向多种激酶，只有少数为选择性c-MET激酶抑制剂。1）、C-MET受体激酶抑制剂A、Tivantinib（ARQ197）Tivantinib（ARQ197）类似于长春新碱，可以阻断细胞周期G2期-M期。它不仅可以抑制细胞增殖，还可以诱导c-MET肿瘤细胞的凋亡[26]。Tivantinib对未活化的c-MET具有较强的选择性抑制作用，并且可抑制c-MET的自我磷酸化。一项纳入了167例患者的II期研究评估了厄洛替尼+tivantinib对比厄洛替尼+安慰剂二线和三线治疗NSCLC的疗效，研究结果显示：两组PFS分别为3.8个月和2.3个月（HR=0.81,95%CI:0.57-1.16,P=0.24），OS分别为8.4个月和6.8个月（HR=0.88,95%CI:0.6-1.3,P=0.50）。非鳞癌患者中，PFS分别为4.3个月和2.2个月（HR=0.71,95%CI:0.46-1.1,P=0.12），OS分别为9.9个月和6.8个月（HR=0.72,95%CI:0.6-1.3,P=0.18）。两组的主要终点PFS没有达到统计学差异。但是，探索性生存分析显示厄洛替尼+tivantinib组在非鳞癌，EGFR野生型和KRAS突变患者中PFS和OS有获益的趋势[27]。基于这些结果，一项计划纳入988例的III期（MARQUEE）随机试验在非鳞癌NSCLC患者中对比了厄洛替尼+tivantinib和厄洛替尼+安慰剂的疗效，初步数据已经在2013年欧洲癌症大会上公布，结果没有达到主要终点OS的延长，但分子亚型分析正在进行中，以确定MET过表达患者能否获益。最常见的不良反应是低级皮疹、腹泻、乏力、恶心、呕吐、呼吸困难、贫血[28]。B、Cabozantinib（XL184/BMS-907351）Cabozantinib一种靶向MET、VEGFR2、AXL、Tie2、KIT、FLT3和RET的多激酶抑制剂[29]。该药的临床试验显示其对多种实体瘤具有抗肿瘤作用，包括NSCLC。Cabozantinib于2012年被FDA批准用于治疗进展性转移性甲状腺髓样癌。他的I期临床试验显示其与厄洛替尼联用具有较好的安全性及耐受性。随后，一项纳入483例的II期临床试验（项目编号：NCT00940225），探究了Cabozantinib对9种实体瘤的治疗效果，结果显示在NSCLC患者中客观缓解率达到40%，其中有13%的患者达到部分缓解（partialresponse,PR），而存在EGFR和KRAS突变的NSCLC患者均达到了PR或疾病稳定（stabledisease,SD）[30]。这提示我们Cabozantinib可能是NSCLC靶向治疗领域中又一种重要的靶向抑制剂。但由于该实验样本量太少，还不足以得出让人信服的结论。C、INC280INC280是一种高效的口服MET抑制剂，它能与酪氨酸激酶抑制剂（tyrosine