EGFR
EGFR(Epidermal Growth Factor Receptor),即表皮生长因子受体,也被称为 ErbB1 或 HER1,是 ErbB 受体酪氨酸激酶家族的成员。作为细胞表面受体,EGFR 在结合配体(如 EGF、TGF-α)后发生二聚化并激活下游信号通路(RAS/MAPK、PI3K/AKT、STAT),从而驱动上皮细胞的增殖、存活和分化。EGFR 是肿瘤学历史上最重要的驱动基因之一:其突变(如外显子 19 缺失、L858R)是非小细胞肺癌 (NSCLC) 最常见的致癌驱动事件,而其过表达则与结直肠癌 (CRC) 和胶质母细胞瘤密切相关。针对 EGFR 开发的酪氨酸激酶抑制剂 (TKIs) 和单克隆抗体开启了肺癌和肠癌的精准治疗时代。
分子机制:配体依赖与组成性活化
EGFR 的活化过程涉及复杂的构象重排,从单体到二聚体的转变是信号启动的关键。
- 生理激活 (Canonical Pathway):
1. 配体结合: 在静息状态下,EGFR 以单体形式存在,其胞外域处于“闭合”构象。当 EGF 等配体结合时,胞外域构象开放,暴露出二聚化臂 (Dimerization Arm)。
2. 二聚化与转磷酸: 两个受体形成同源或异源(如与 HER2)二聚体。胞内激酶结构域形成不对称二聚体,导致 C 端尾部的酪氨酸残基发生交叉磷酸化 (Trans-phosphorylation)。
3. 信号级联: 磷酸化的酪氨酸作为停泊位点,招募 GRB2/SOS 激活 RAS/RAF/MEK/ERK 通路(促进增殖),招募 PI3K 激活 PI3K/AKT/mTOR 通路(促进存活)。 - 病理激活 (Oncogenic Activation):
在 NSCLC 中,EGFR 激酶结构域的突变(如 L858R 或 19号外显子缺失)破坏了激酶的自抑制机制,使其在没有配体的情况下也能保持持续的活化构象,导致下游促癌信号的持续输出。这些突变同时也增加了激酶对 ATP竞争性抑制剂(即 TKI)的亲和力,这是靶向治疗生效的分子基础。
临床景观:肺癌与肠癌的精准分流
EGFR 在不同癌种中的致病机制不同,决定了截然不同的治疗策略:肺癌主要针对激酶区突变,肠癌主要针对胞外域过表达。
| 癌种 | 关键变异 | 临床意义与治疗 |
|---|---|---|
| 非小细胞肺癌 (NSCLC) | 敏感突变: Exon 19 Del Exon 21 L858R |
约 30-50% 的亚裔腺癌患者携带此类突变。这类“经典突变”对第一、三代 EGFR-TKI(如吉非替尼、奥希替尼)高度敏感,客观缓解率(ORR)可达 70%-80%。 |
| NSCLC (耐药) | 耐药突变: T790M (一代耐药) C797S (三代耐药) |
T790M 突变增加了 ATP 亲和力,阻挡了一代 TKI 的结合(位阻效应),但奥希替尼能克服此突变。C797S 则是目前三代药物耐药的主要机制,尚无获批药物。 |
| NSCLC (难治) | Exon 20 插入 (Ex20ins) | 结构上形成狭窄的口袋,导致传统 TKI 无效。需使用专门设计的药物如 Amivantamab (EGFR/MET 双抗) 或 Mobocertinib。 |
| 结直肠癌 (CRC) | 蛋白过表达 (非突变) | 通过抗 EGFR 单克隆抗体(如 西妥昔单抗)阻断配体结合。关键前提:下游的 KRAS 和 NRAS 必须是野生型(Wild-type),否则通路在下游已持续激活,上游阻断无效。 |
| 胶质母细胞瘤 (GBM) | EGFRvIII | 外显子 2-7 的大片段缺失,导致胞外域持续开放。虽然是特异性靶点,但目前 TKI 在 GBM 中疗效有限(血脑屏障/异质性问题)。 |
治疗策略:三代药物的迭代史
EGFR TKI 的研发历史是与肿瘤耐药进化的博弈史。目前,三代药物已成为一线标准治疗。
- 第一代 TKI(可逆):吉非替尼、厄洛替尼
特点: 与 ATP 竞争性结合。对 19del/L858R 有效,但对 T790M 无效。容易产生皮疹和腹泻副作用(因为同时也抑制了皮肤和肠道的野生型 EGFR)。 - 第二代 TKI(不可逆):阿法替尼、达可替尼
特点: 形成共价键,不可逆抑制泛 ErbB 家族。虽能抑制 T790M,但治疗窗窄,毒副作用大(严重的腹泻/甲沟炎),临床应用受限。 - 第三代 TKI(突变选择性):奥希替尼 (Osimertinib)、阿美替尼
特点: 针对性设计: 对 T790M 突变和敏感突变有极高亲和力,但对野生型 EGFR 亲和力低(副作用小)。
地位: FLAURA 研究确立了其作为一线治疗的王者地位,且具有良好的入脑能力(治疗脑转移)。 - 第四代 TKI (在研):
旨在克服三代耐药的 C797S 突变(该突变破坏了奥希替尼结合的半胱氨酸位点)。目前多处于临床前或早期临床阶段。
关键关联概念
- T790M: “守门人”突变,导致一代 TKI 耐药的最主要原因。
- 奥希替尼: 目前 EGFR 突变肺癌的标准治疗药物。
- KRAS: EGFR 下游效应分子,其突变会导致抗 EGFR 抗体(肠癌中)治疗无效。
- HER2 (ErbB2): EGFR 的家族成员,常与 EGFR 形成异源二聚体。
- Exon 20插入: EGFR 突变中的难治亚型。
学术参考文献与权威点评
[1] Lynch TJ, et al. (2004). Activating mutations in the epidermal growth factor receptor underlying responsiveness of non-small-cell lung cancer to gefitinib. New England Journal of Medicine (NEJM).
[学术点评]:发现突变。与 Paez 等人的 Science 论文同期发表,首次揭示了 EGFR 激酶域突变(而非蛋白表达量)是吉非替尼疗效的决定性因素,开启了肺癌精准治疗的序幕。
[2] Mok TS, Wu YL, et al. (2009). Gefitinib or carboplatin-paclitaxel in pulmonary adenocarcinoma. New England Journal of Medicine (NEJM).
[学术点评]:IPASS 研究。这是改变临床实践的里程碑研究,证明了在 EGFR 突变人群中,TKI 疗效显著优于化疗,确立了“先测基因,后治疗”的标准流程。
[3] Ramalingam SS, et al. (2018). Overall Survival with Osimertinib in Untreated, EGFR-Mutated Advanced NSCLC. New England Journal of Medicine (NEJM).
[学术点评]:FLAURA 研究。证明了三代药物奥希替尼在总生存期(OS)和无进展生存期(PFS)上均全面优于一代药物,将其推上了一线治疗的“王座”。
[4] Pao W, et al. (2005). Acquired resistance of lung adenocarcinomas to gefitinib or erlotinib is associated with a second mutation in the EGFR kinase domain. PLoS Medicine.
[学术点评]:耐药机制。首次鉴定出 T790M 是获得性耐药的主要机制,完美解释了临床上的复发问题,并指引了后续奥希替尼的研发方向。