
胆囊癌是恶性程度最高的胆道系统肿瘤,预后差。酪氨酸激酶受体(ErbB)信号通路是胆囊癌研究中最为深入的信号通路之一,与胆囊癌的发生发展、转移与耐药等恶性生物学行为密切相关。部分针对ErbB信号通路的靶向治疗药物在胆囊癌的临床试验中展现出良好的治疗效果。本文就近年来ErbB信号通路在胆囊癌中的研究新进展与靶向治疗新理念作一综述。
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胆囊癌是一种相对少见的肿瘤,占全球所有癌症的1.2%[1]。胆囊癌的发病率在世界不同区域内差异很大,亚洲与南美洲发病率较高,总体上胆囊癌发病率位列消化道肿瘤的第六位,容易发生淋巴结和远处转移,预后差[2, 3]。胆囊癌的病因复杂,遗传变异以及不同的环境因素与更高的患癌风险相关[4]。目前胆囊癌信号通路的研究主要集中于酪氨酸激酶受体(ErbB)、丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)、磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)/苏氨酸激酶(AKT)等,其中最为深入的为ErbB信号通路,这亦是本团队的重要研究方向[5]。
ErbB家族[ErbB1-ErbB4;又称为表皮生长因子受体(EGFR)、人表皮生长因子受体2(HER2)、HER3和HER4]是受体酪氨酸激酶,每个家族成员都包含一个细胞外配体结合结构域、一个疏水性跨膜区和一个胞内酪氨酸激酶结构域[6]。配体与EGFR、HER3和HER4细胞外结构域结合,诱导受体二聚化来激活酪氨酸激酶。HER2不与任何ErbB配体直接结合,但它的构象类似于配体激活状态,有利于二聚体的形成[7]。ErbB信号通路在多种实体瘤的发生和发展中发挥着重要作用,针对ErbB信号通路的靶向药物表现出卓越的临床疗效[8]。本文总结近年来ErbB信号通路在胆囊癌分子生物学与靶向治疗临床试验的新进展,以期为胆囊癌诊治提供新思路。
肿瘤中ErbB的异常激活可由多种机制诱导,包括基因扩增、过表达与突变。这些基因改变可独立于配体刺激,强烈激活下游信号通路,促进肿瘤发生和进展。笔者所在团队首次在国际上完整揭示胆囊癌的突变图谱,结果显示36.8%(21/57)的胆囊癌患者存在ErbB信号通路激活突变,ErbB通路中检测到15个基因(ErbB3、ErbB2、ErbB4、EGFR、KRAS、NRAS、HRAS、PIK3CA、BRAF、MAP2K4、MAPK10、SRC、MYC、NRG1和SOS2)的37个非沉默体细胞突变。胆囊颈部的肿瘤中ErbB通路突变率略高,并且ErbB通路突变与胆囊癌患者的预后不良有关,这为进一步研究胆囊癌ErbB信号通路基础与开展靶向治疗提供了理论依据[9]。
1. 胆囊癌中EGFR的改变:EGFR是一种跨膜糖蛋白,在肺癌、胶质母细胞癌、头颈癌等多种肿瘤中经常发生过度表达或突变[10]。大约30%的实体瘤存在EGFR的功能获得性遗传改变。Weinstein[11]提出“癌基因成瘾”的概念,因为肿瘤细胞依赖c-Myc、K-ras、EGFR等信号通路进行生存和增殖。EGFR的总体突变率在胆囊癌中约为5.6%(6/108)[12]。有研究发现胆道癌患者的EGFR突变与预后高度相关,EGFR突变的胆管癌患者总体生存时间显著短于未突变患者,故EGFR突变可能提示胆道系统肿瘤的不良预后。在多项研究中观察到44%~77%的胆囊癌患者中存在EGFR过表达[13]。免疫组化的结果显示EGFR与胆囊癌癌变的多个阶段密切相关,其表达量随癌变发展阶段逐步增加。EGFR阳性的胆囊癌,分化程度低,容易远处转移。这些研究提示EGFR的表达量与胆囊癌患者预后不良高度相关。Kiguchi等[14]率先在小鼠上使用酪氨酸激酶抑制剂(TKI)预防胆囊癌的发生,而EGF的负性调节基因MIG-6敲除的小鼠自发形成胆囊癌与胆管癌,这些研究提示EGFR信号通路在胆囊癌的发展中起重要作用。此外,EGFR可以作为亮-脑啡肽样物质(PLEK2)的下游,激活CCL2通路促进胆囊癌侵袭迁移[15]。笔者团队发现ALOX15抑制骨形态发生蛋白(BMP2K),使AP2M1的Thr156位点磷酸化,随后诱导EGFR内化促进胆囊癌发生[16]。总体而言,EGFR信号通路改变与胆囊癌的发生发展关系密切,但具体机制有亟进一步深入研究。
2. 胆囊癌中HER2的改变:与EGFR一样,HER2的过表达和扩增已在乳腺癌、结肠癌、肺癌、胃癌和胆管癌等多种癌症中被证实。人胆囊癌中HER2扩增比例为10.0%~20.9%[17]。笔者团队利用全外显子测序技术在6.37%(10/157)的胆囊癌患者中检测到HER2突变,其中最常见突变位点为S310F/Y(5/10)[12]。胆囊癌HER2的另一项重要改变是过表达,比例在9.8%~12.8%[18, 19]。最近的一项研究发现,HER2过度表达是胆囊癌发生发展的早期事件。在肠化生、胆囊原位癌和浸润性胆囊癌中,HER2阳性率分别为92%、90%和33%[20]。另一项研究对100例手术完全切除的胆道肿瘤患者进行回顾性分析,HER2 阳性患者与HER2阴性患者的OS没有统计学意义,这与HER2在其他肿瘤中的临床意义不一致,有待扩大样本量进一步研究[21]。HER2信号通路促进胆囊癌的机制研究越来越深入。Kiguchi等[22]在小鼠胆道上皮基底层过表达BK5与HER2诱导小鼠产生胆囊癌,证实HER2是胆囊癌形成的关键基因。除此之外,与EGFR类似,ErbB2也可以成为多个癌基因的下游或者可变剪切产生非编码RNA,从而促进胆囊癌的发展。Wei等[23]证实驱动蛋白家族成员(KIF11)可以介导ErbB2/PI3K/AKT信号通路促进胆囊癌细胞增殖。ErbB2可变剪切产生的CircErbB2影响PA2G4的核仁定位,形成circErbB2-PA2G4-TIFIA轴来调节核糖体DNA转录和胆囊癌增殖[24]。笔者团队发现ErbB2/ErbB3突变不仅能够促进胆囊癌细胞的增殖与侵袭,还能够上调胆囊癌细胞表面的PD-L1,并通过PI3K/Akt信号通路抑制T细胞的杀伤功能[12]。鉴定ErbB2/ErbB3突变,使用ErbB抑制剂联合免疫治疗有望为胆囊癌治疗提供新方案。在此基础上,张等使用单细胞测序技术检测发现ErbB通路突变的胆囊癌肿瘤微环境(TME)中,存在特定类型的两群上皮细胞,它们分泌大量中期因子(MDK),促进免疫抑制性巨噬细胞分化。巨噬细胞分泌的CXCL10与调节性T细胞上的受体CXCR3之间产生串扰,激活调节性T细胞(Tregs)并促进肿瘤免疫逃逸和肿瘤发展[25]。综上所述,HER2的激活能够促进肿瘤细胞增殖和迁移,并诱导抑制性肿瘤免疫微环境,加速胆囊癌的发生与发展。
3. 胆囊癌中HER3与HER4的改变:ErbB3的结构与其他ErbB家族成员不同,它不能形成有活性的同源二聚体且细胞内酪氨酸激酶的催化效率低,通过与神经调节蛋白或其他ErbB家族蛋白相结合,激活下游信号通路。笔者团队检测到约有7.64%(12/157)的患者存在HER3突变,最常见的突变位点为V104L/M(5/12)[12]。此外,约有34%的胆囊癌中存在HER3过表达[26]。一项肝外胆管癌的研究证实,过表达HER3的患者预后差,然而其能否提示胆囊癌患者预后,有待深入研究[27]。HER4是一种特殊的细胞表面受体,可介导跨膜酪氨酸激酶的活性,HER4在胆囊癌中的突变比例约为3.9%[9]。有证据表明HER4具有抗增殖和促凋亡的生物学功能,然而HER4在胆囊癌中的相关报道较少,仍有待进一步探索[28]。
靶向治疗以肿瘤特异性表达基因作为靶点,设计并应用相应靶点药物以进行治疗。与化学治疗与放射治疗相比,靶向治疗能更加精准地杀伤肿瘤细胞,不良反应更小。基于ErbB信号通路在多种肿瘤发生与进展中的重要作用,多种针对ErbB信号通路异常激活的特定类型药物,例如TKI、单克隆抗体(mAb)和抗体偶联药物(ADC)已经研制成功。EGFR-TKI的结构域可以与内源性ATP结合,抑制EGFR的酪氨酸磷酸化活性并阻止其下游信号传导。mAb以不同方式抑制ErbB家族成员(EGFR、HER2和HER4)。靶向EGFR的mAb可防止配体与EGFR结合,减弱下游ERK信号传导。靶向HER2的mAb通常用于治疗HER2阳性的实体瘤,mAb通过抑制HER2与其他ErbB家族成员的二聚体化,抑制下游信号传导,作用机制与配体-受体刺激无关。除此之外,ADC可以通过与特定ErbB蛋白结合,将药物有效地递送至靶细胞,促进癌细胞内吞并释放药物杀伤肿瘤。
多种肿瘤尤其是肺癌中经常出现EGFR基因突变,针对突变设计的TKI已经更新至第四代,取得了巨大的临床收益。此外,多项临床试验证实HER2的靶向治疗对HER2过表达和(或)扩增的肿瘤有效,其中曲妥珠单抗已经成为转移性和早期HER2阳性乳腺癌的标准治疗方法。基因组测序研究揭示了消化道实体瘤中的ErbB关键改变,鉴于历代TKI与曲妥珠单抗等药物治疗EGFR突变肺癌与HER2扩增或过表达乳腺癌的成功,ErbB靶向治疗胆道肿瘤中的临床试验陆续开展。
1. 胆囊癌的EGFR靶向治疗:目前已经完成了部分胆囊癌的EGFR靶向治疗临床研究,Mody等[29]报道了一个转移性胆囊癌病例,该病例接受了吉西他滨与厄洛替尼的联合治疗。在12周的联合治疗后,患者在18个月内保持病情稳定。该案例表明EGFR-TKI对胆囊癌治疗有潜在治疗效果。El-Khoueiry等[30]报道了Ⅱ期 SWOG研究的无效结果,研究显示在14例胆囊癌与20例胆管癌患者中,索拉非尼和厄洛替尼的组合并不优于厄洛替尼或索拉非尼的单药治疗。另一项研究荟萃评估了EGFR靶向药物(包括厄洛替尼、西妥昔单抗与帕尼单抗)与GEMOX(吉西他滨和奥沙利铂)联合治疗在612例胆道肿瘤患者中的效果。研究显示与单独GEMOX方案相比,GEMOX和EGFR靶向治疗组合显著改善患者的无进展生存时间(HR=0.80,95%CI:0.66~0.94,P=0.03),但是总体生存期差异无统计学意义[31]。此外,该研究提示胆管癌从GEMOX和EGFR靶向治疗获益远大于非胆管癌(包括胆囊癌和壶腹周围癌),这可能与胆道系统肿瘤复杂的生物学机制有关,需要进一步深入研究[2]。
2. 胆囊癌的HER2靶向治疗:Javle等[32]报道14例HER2阳性的胆道系统肿瘤患者(9例胆囊癌和5例胆管癌)接受靶向治疗(曲妥珠单抗、拉帕替尼或帕妥珠单抗)后,疾病控制率高达88.9%(8/9),反应持续时间为8~168周(中位数40周)不等,这项研究揭示了HER2靶向治疗在胆囊癌中的潜在应用价值。由于胆囊癌患者较少,相关临床队列研究开展难度大。2019年,Prieto等[33]报道了1例HER2阳性的Ⅳ期胆囊癌患者进行化疗和曲妥珠单抗治疗后,5年无复发。同年,另一项Ⅱ期试验结果公布,这是一项针对体细胞HER2突变的胆道系统肿瘤的单臂研究,总共招募了19例胆道肿瘤患者(包括8例胆囊癌患者)。患者每天口服240 mg来那替尼治疗,将所有患者作为一个整体计算,来那替尼的客观缓解率为10.5%(95%CI:1.3~33.1),临床受益率为31.6%(95%CI:12.6~56.6),无进展生存时间为1.8个月(95%CI:1.0~3.7)[34]。这项临床试验数据表明,针对表达体细胞HER2突变的晚期胆道系统肿瘤,HER2靶向治疗有望成为一种新颖且可耐受的治疗方案。在总结前人经验的基础上,笔者所在团队开展了一项“基于ctDNA监测可切除胆囊癌患者接受靶向治疗联合GEMOX方案的多中心、开放标签、随机对照的临床试验”(ClinicalTrial.gov NCT04183712)。一共有来自多家医院的102例胆囊癌患者入组,这项研究将评估阿法替尼在胆囊癌靶向治疗中的可行性、有效性和安全性。
3. 胆囊癌的ErbB3与ErbB4靶向治疗:在“SUMMIT”试验中,入组人群中包括16例ErbB3错义突变的患者,且大多数突变位于胞外区。“SUMMIT”试验结果揭示ErbB3突变患者对来那替尼反应不佳,这一结果与Hyman等[35]的研究结果基本一致。此外,有报道1例HER3中E928G位点突变的胆管癌患者在接受曲妥珠单抗和拉帕替尼治疗后出现了部分缓解,无进展生存时间为253 d。MD安德森癌症中心启动了另一项试验(NCT03065387),发现来那替尼与依维莫司、帕博西尼或曲美替尼联合使用,可以逆转ErbB3突变带来的来那替尼耐药。整体而言,ErbB3靶向治疗在胆囊癌治疗中的效果仍不确定,需要更大的临床队列研究。由于在肿瘤不同发展阶段会出现HER4的低表达和过度表达,因此HER4靶向药物的开发滞后于靶向EGFR与HER2,目前尚没有特异的HER4靶向药物。
胆囊癌是一种高度恶性的消化系统肿瘤,患者就诊时往往处于晚期而丧失手术机会,因此制定有效的新型治疗策略与提高非手术治疗的疗效十分重要,近年来涌现的新兴测序技术,包括空间转录组测序,蛋白质测序、单细胞测序等极大地推动了肿瘤靶点的发现。ErbB信号通路是多种癌症中研究最深入的受体酪氨酸激酶信号通路之一。ErbB 家族信号传导,尤其是EGFR和HER2信号传导,不仅在促进肿瘤细胞增殖方面发挥关键作用,而且还通过多种机制诱导免疫抑制性肿瘤微环境[36]。因此抑制ErbB信号通路有望调节免疫抑制细胞,改变肿瘤的免疫抑制性肿瘤微环境并提高免疫治疗的抗肿瘤功效。相比于单药的使用,免疫检查点抑制剂(ICI)或CD73-腺苷轴抑制剂和ErbB靶向治疗的联合治疗可产生更强的肿瘤杀伤效果[37, 38]。然而,在上述众多研究的基础上,还有一些问题值得深入研究与探讨。首先,由于人种与地域差异巨大,我国胆囊癌患者中ErbB信号通路改变的具体比例还需要进一步大规模的队列证实。此外,由于胆囊癌中ErbB通路相关的分子生物学研究尚少,其具体的调控机制与分子间复杂的作用网络还需要大量的深入研究。因此,对胆囊中的ErbB信号通路进行深入研究,明确其功能在胆囊癌与其他肿瘤中的异同,将有助于推动ErbB靶向治疗与化疗或免疫治疗的联合策略,使更多患者获益。
所有作者均声明不存在利益冲突





















