走进表皮生长因子受体 EGFR
表皮生长因子受体(Epidermal Growth Factor Receptor, EGFR),也称HER1/ErbB-1,是受体酪氨酸激酶家族(RTKs)家族成员之一,与肿瘤细胞增殖、肿瘤侵袭、转移及抑制细胞凋亡相关,常被视作原癌基因之一。
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表皮生长因子受体(Epidermal Growth Factor Receptor, EGFR),也称HER1/ErbB-1,是受体酪氨酸激酶家族(RTKs)家族成员之一,与肿瘤细胞增殖、肿瘤侵袭、转移及抑制细胞凋亡相关,常被视作原癌基因之一。
EGFR 的结构与功能
EGFR 作为受体酪氨酸激酶家族(RTKs)的重要成员,是一种跨膜糖蛋白,在细胞的生长、分化和存活等生理过程中发挥着不可或缺的调控作用。人 EGFR 基因位于第 7 号染色体 p13~q22 区,由 28 个外显子构成,其编码的蛋白分子量约为 175kDa,半衰期约 30h,等电点为 6.26。该蛋白可划分为三个功能区域:胞外配体结合区、跨膜区和胞内激酶区。
胞外配体结合区由四个亚区组成,如同细胞的 “信号接收器”,能够特异性地识别并结合多种配体,如表皮生长因子(EGF)、转化生长因子 -α(TGF-α)等。当配体与受体结合后,EGFR 会发生二聚化,形成同型或异型二聚体结构。这种二聚化过程如同按下了细胞内信号传导的 “启动键”,使得受体胞内区的酪氨酸激酶被激活,进而引发一系列磷酸化反应,激活下游信号通路。
跨膜区由 23 个氨基酸残基组成,像一座稳固的 “桥梁”,将胞外信号传递至胞内。胞内激酶区则与信号转导密切相关,它包含近膜区、酪氨酸激酶区和 C 末端等亚区,在激活后能够启动复杂的信号级联反应,调控细胞的多种生物学行为。
EGFR 在体内的分布十分广泛,在哺乳动物的上皮细胞、成纤维细胞、胶质细胞等多种细胞表面均有表达。其中,在胎盘中的表达量最高,在皮肤、肝脏和脂肪等组织中也有较高水平的表达,而在小脑和脊髓等组织中的表达量相对较低。
EGFR 与肿瘤发生发展的关联
在众多肿瘤中,EGFR 常常出现高表达或异常表达的情况,这与肿瘤的发生、发展密切相关。当 EGFR 基因过表达时,细胞表面会出现过量的受体,使得细胞生长和分裂失去控制,促使正常细胞向癌细胞转化,并为癌细胞的持续生存提供有利条件。此外,EGFR 突变也会导致受体持续吸引配体至细胞表面,进而促进异常的细胞生长。
研究发现,EGFR 在多种常见肿瘤中的表达率颇高。在肺癌中的表达率为 40%-80%,乳腺癌为 14%-91%,胃癌为 33%-74% ,结直肠癌为 25%-77%,胰腺癌为 40%-80%,肾癌为 50%-90%,卵巢癌为 37%-70%,头颈部癌为 36%-100%。而且,在 EGFR 突变诱导的癌症患者中,随着病程的进展或靶向治疗的进行,EGFR 还可能发生二次突变。例如,部分原本对 EGFR 酪氨酸酶抑制剂有反应的患者,在二次突变后,激酶结构域中的第 790 位(T790M)处的蛋氨酸被苏氨酸取代,从而产生耐药性,这给肿瘤治疗带来了巨大挑战。
EGFR 激活下游的主要信号通路,如 Ras-Raf-MAPK 通路、PI3K/AKT 信号通路和 JAK/STAT 通路,这些通路的失控会影响多种细胞功能,进而推动癌症的发生和发展。在促进细胞增殖方面,EGFR 主要通过激活 RAS/RAF/MEK/ERK 通路,缩短细胞周期、促进 DNA 合成,增加细胞分裂速率和数量;同时,也可通过激活 PI3K/AKT/mTOR 通路,促进蛋白质合成和代谢,为细胞生长提供能量和物质支持。在抗凋亡过程中,EGFR 通过抑制诱导细胞凋亡的信号或分子,激活抑制细胞凋亡的信号或分子来实现。此外,EGFR 还能够促进血管内皮细胞的增殖、迁移和分化,促进新生血管的形成,并增强肿瘤细胞的侵袭和迁移能力,通过减弱癌细胞与周围邻近细胞的附着力和粘着力,促使癌细胞脱落和游离,从而加剧肿瘤的扩散。
以 EGFR 为靶点的肿瘤治疗策略及挑战
鉴于 EGFR 在肿瘤发生发展中的关键作用,以 EGFR 为靶点的抗肿瘤治疗成为了癌症研究中极为活跃的领域,并取得了显著进展。2004 年,EGFR 酪氨酸激酶抑制剂(EGFR-TKI)的出现开创了肺癌个体化治疗的新纪元。第一代 EGFR-TKI 药物如吉非替尼、厄洛替尼等,能够特异性地抑制 EGFR 的酪氨酸激酶活性,阻断下游信号传导,从而抑制肿瘤细胞的生长。然而,由于 EGFR 的二次突变,第一代药物容易产生耐药性。
随后,第二代 EGFR-TKI 药物如阿法替尼、达克替尼上市,虽然它们增强了对酪氨酸激酶的抑制能力,但仍然无法有效克服 EGFR 外显子中 T790M 点突变导致的耐药问题。直到 2017 年,第三代 EGFR-TKI 药物奥希替尼和阿美替尼的问世,成功克服了 T790M 点突变引起的耐药,为肿瘤患者带来了新的希望。
尽管以 EGFR 为靶点的抗肿瘤治疗取得了一定的成果,但目前仍然面临诸多挑战。除了耐药性问题外,药物的不良反应、不同患者对药物的敏感性差异以及肿瘤异质性等问题,都需要科研人员进一步深入研究和探索解决方案。
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