EGFRsignalingcascades
EGFR信号通路简介
表皮生长因子(epidermalgrowthfactor，EGF)于年在新生鼠中被首次发现。约20年后人表皮生长因子受体(epidermalgrowthfactorreceptor，EGFR)被分离纯化。随着研究的深入，EGFR及其下游通路也不断被人们所了解。EGFR属于ErbB受体家族的一种，该家族包括EGFR(ErbB-1)、Her2/c-neu(ErbB-2)、Her3(ErbB-3)和Her4(ErbB-4)。EGFR也被称作HER1、ErbB1，突变或过表达一般会引发肿瘤。EGFR是一种分子量为kDa的糖蛋白，属于酪氨酸激酶型受体。EGFR位于细胞膜表面，靠与配体结合来激活，包括EGF和TGFα(transforminggrowthfactorα)。激活后，EGFR由单体转化为二聚体，尽管也有证据表明，激活前也存在二聚体。EGFR还可能和ErbB受体家族的其他成员聚合来激活，例如ErbB2/Her2/neu。EGFR二聚后可以激活它位于细胞内的激酶通路，包括TYR、TYR、TYR、TYR及TYR等激活位点。自磷酸化过程可以引导下游的磷酸化，包括MAPK、Akt和JNK通路，诱导细胞增殖。受体激活对于皮肤的免疫来说很重要。研究表明在许多实体肿瘤中存在EGFR的高表达或异常表达。EGFR与肿瘤细胞的增殖、血管生成、肿瘤侵袭、转移及细胞凋亡的抑制有关。
EGFR与非小细胞肺癌
肺癌是世界上最常见的恶性肿瘤之一，已成为我国城市人口恶性肿瘤死亡原因的第一位。非小细胞型肺癌(Non-SmallCellLungCancer，NSCLC)是肺癌最常见的组织学类型，包括鳞状细胞癌(鳞癌)、腺癌和大细胞癌。非小细胞肺癌约占所有肺癌的75%，超过三分之二的患者发现时已处于中晚期，5年生存率很低。近年来非小细胞肺癌发病率不断增高，无论是在我国还是全球，都已成为致死率最高的肿瘤。
EGFR表达于上皮、间质及神经源性组织中，并在不同的细胞生理过程中发挥作用，如细胞增殖、分化及发育等。EGFR在肺癌、结肠癌、乳腺癌、卵巢癌和胃癌中普遍存在过表达，该现象也同时发现于非小细胞肺癌(NSCLC)、转移性结直肠癌(mCRC)及头颈部鳞状细胞癌中。在癌症患者中，大约有80-85%属于非小细胞肺癌，剩余的10-15%属于小细胞肺癌。EGFR在40-85%的非小细胞肺癌患者中检测到过表达。对于非小细胞肺癌发生、发展和预后过程背后各种分子机制的揭示，为开发新的靶向治疗、改善临床治疗效果提供了新的视角。
EGFR是非小细胞肺癌治疗的重要靶点
EvolutionofthedrugsusedinthetreatmentofNSCLCfromto
目前非小细胞肺癌的主要治疗策略有手术、放疗、化疗及生物疗法：其中ⅠA阶段患者的5年生存率为49%，而ⅠB阶段患者的5年生存率为45%。对于ⅡA、ⅢA、ⅢB和Ⅳ阶段的患者，其存活率分别将至30%、31%、14%和1%。对于不能通过手术方式治疗的患者，通常会采用放疗与化疗结合的治疗方案。化疗通常适用于确诊为晚期，并且已经扩散至身体其他部位的非小细胞肺癌患者。
靶向治疗的原理为特异性的干扰参与肿瘤的生长、进展或迁移的某特定靶点分子。对非小细胞肺癌而言，最常见的治疗靶点包括EGFR、ROS1、BRAF、KRAS、HER2、c-MET、RET、PIK3CA、FGFR1及DDR2等。靶向EGFR信号通路的治疗方式通常为EGF抑制剂、EGFR抑制剂及EGFR酪氨酸激酶活性抑制剂类药物，最终结果为抑制或降低EGFR下游信号的传递。EGFR抑制剂或单抗类药物可作为竞争性拮抗剂阻止EGF分子的结合；而EGFRTKIs则可阻止胞内激酶结构域的磷酸化，从而抑制下游的级联信号通路。
EGFR酪氨酸激酶突变与耐药性
EGFR突变通常发生于第18-21个外显子上，该区域编码胞内的酪氨酸激酶结构域。外显子19中的对框缺失突变占据了EGFR酪氨酸激酶活化型突变的44%，主要区域为Leu-Glu位氨基酸残基。单点突变中出现频率最高的位外显子21种的LR，在所有的EGFR酪氨酸激酶活化型突变中占比41%。第位Gly残基突变为Ser、Ala或Cys的情况占比10%；而外显子20中出现的扩增或插入现象占据EGFR酪氨酸激酶活化型突变剩余的5%。外显子19的缺失突变及LR点突变通常被称为经典的活化型突变，会导致EGFR以高活力状态存在，从而使得信号源源不断向下游传递。而发生于第20号外显子上的TM点突变则被报道存在于接近50%的对酪氨酸激酶抑制剂具有抗性的患者体内。由于在未经治疗的患者体内很少会监测到该突变形式的存在，因此TM也被认为是一种癌症治疗过程中的获得性突变。结构生物学分析表明，Thr残基被Met取代后，会增强EGFR同ATP分子之间的亲和力，从而促进磷酸化过程的发生，并增强下游信号传导。
Epidermalgrowthfactorreceptor(EGFR)mutationsanddomains
上图总结了目前报道的EGFR酪氨酸激酶结构域上存在的主要突变形式：(i)在非小细胞肺癌中出现频率最高的是外显子19上的缺失突变及外显子21上发生的LR取代突变，两者也被称为经典突变；(ii)发生在外显子20上的TM突变，最早报道于年，是一种对EGFR酪氨酸激酶抑制剂产生的获得性耐药性，Met残基的出现同时在化学空间上掩盖了第一代EGFR酪氨酸激酶抑制剂的结合位点；(iii)其他报道的突变体还有DY、LS及TA等。绝大多数发生于外显子20上的插入突变会导致患者肿瘤细胞对EGFR酪氨酸激酶抑制剂类药物敏感性的降低。
EGFR酪氨酸激酶抑制剂类药物现状
上世纪六十年代，伴随着对激酶及其信号通路认识的深入，酪氨酸激酶抑制剂类药物逐渐出现。迄今为止，美国FDA批准了三十多种的蛋白激酶小分子抑制剂(SMKIs)类药物(参见《FDA批准的激酶小分子抑制剂类药物及分类一览》一文)。其中靶向于EGFR酪氨酸激酶活性，且用于非小细胞肺癌治疗的药物可分为三代，简要介绍如下：
第一代EGFRTKIs：
苯胺基喹唑啉类化合物可以竞争性的抑制EGFR酪氨酸激酶活性，代表性药物为用于非小细胞肺癌治疗的Gefitinib及Erlotinib。
Gefitinib由阿斯利康(AstraZeneca，AZ)研发，于年5月5日获美国FDA批准上市，后又于年6月24日获欧洲EMA批准，由阿斯利康上市销售，商品名为Iressa?。吉非替尼是首个表皮生长因子受体(EGFR)酪氨酸激酶选择性抑制剂，适用于单药继续治疗铂类和多西他赛化疗失败的局部晚期或转移性非小细胞肺癌。年，Gefitinib获批用于携带有EGFR外显子19缺失突变或外显子21LR突变的转移性非小细胞肺癌患者的治疗。
盐酸厄洛替尼由基因泰克(Genentech，被罗氏收购)和安斯泰来共同研发，首先于年11月18日获美国FDA批准上市，由基因泰克和安斯泰来在美国上市销售，商品名为Tarceva?。厄洛替尼是表皮生长因子受体(EGFR)酪氨酸激酶抑制剂，后者在各种癌症中高度表达和偶然突变，以可逆的方式与受体的三磷酸腺苷(ATP)位点结合，用于治疗非小细胞肺癌(NSCLC)和胰腺癌。
盐酸埃克替尼是一种表皮生长因子受体酪氨酸激酶(EGFR-TKI)抑制剂，于年在中国上市，适用于表皮生长因子受体(EGFR)具有敏感基因突变的局部晚期或转移性非小细胞肺癌(NSCLC)的一线治疗。Gefitinib和Erlotinib均存在由EGFR活性抑制所带来的副作用。另外，EGFRTM突变的出现也使得肿瘤细胞产生了耐药性。从机理上讲，第一代EGFRTIKs为可逆性抑制剂分子，因而临床治疗效果受限于剂量依赖性*性。
第二代EGFRTKIs：
第二代EGFRTKIs包括Da