ErbB

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ErbB 家族(ErbB Family of Receptor Tyrosine Kinases),又称 HER家族,是一组结构高度同源的受体酪氨酸激酶 (RTK)。该家族包含四个成员:EGFR (ErbB1/HER1)、HER2 (ErbB2)、HER3 (ErbB3) 和 HER4 (ErbB4)。这些受体通过复杂的同源二聚化异源二聚化机制,将细胞外的生长因子信号(如EGF神经调节蛋白)转导至胞内,激活 MAPKPI3K-AKTJAK-STAT 等通路,调控细胞的增殖、分化和迁移。ErbB 信号网络的异常激活是多种人类恶性肿瘤(如肺癌、乳腺癌、结直肠癌)的核心驱动因素,催生了包括单克隆抗体小分子抑制剂 (TKI) 和 ADC 在内的庞大药物体系。

ErbB Family
受体酪氨酸激酶家族 (点击展开)
                   [Image:ErbB_family_signaling_network.png|100px|ErbB 家族受体网络]
家族成员 EGFR, HER2, HER3, HER4
主要配体 EGF, TGF-α, Neuregulin
激酶活性 HER3 外均活跃
结构特征 胞外域、跨膜域、激酶域、C末端尾部
泛抑制剂 阿法替尼, 达可替尼, 奈拉替尼
关键机制 异源二聚化
临床关联 广泛实体瘤 (肺/乳腺/胃/结直肠)

协作机制:不完美的个体,完美的团队

ErbB 家族的强大之处在于其成员之间的互补性。没有一个成员是“全能”的,它们通过二聚化(Dimerization)形成功能性的信号单元。Yarden 教授提出的“Bow-tie”模型形象地描述了该家族如何将多样化的输入(配体)转化为特定的输出(表型)。

  • HER2 (ErbB2):永远的伴侣
    它没有已知的配体(哑巴受体),但始终处于开放构象。它是所有其他 ErbB 成员(尤其是 HER3)的首选二聚化伙伴,能增强配体亲和力并减缓受体内吞降解。
  • HER3 (ErbB3):残缺的激酶
    它的酪氨酸激酶结构域关键残基缺失(伪激酶),几乎没有催化活性(跛脚受体)。然而,它的 C 末端含有多达 6 个 PI3K 结合位点。当它与 HER2 结合时,HER2 负责磷酸化,HER3 负责招募 PI3K,形成最强的致癌信号对。
  • 不对称激酶界面 (Asymmetric Interface):
    在二聚体中,并非两个激酶同时激活。类似于 细胞周期蛋白 (Cyclin) 和 CDK 的关系,其中一个激酶单体充当“激活者 (Activator)”,变构激活另一个充当“接收者 (Receiver)”的单体,后者磷酸化下游底物。
   [Image:ErbB_heterodimerization_mechanism.png|100px|ErbB 不对称激酶二聚体模型]
受体 配体结合能力 激酶活性 主要临床角色
EGFR (ErbB1) 有 (EGF, TGF-α) 活跃 肺癌 (突变), 结直肠癌 (抗体)
HER2 (ErbB2) 无 (孤儿受体) 活跃 乳腺癌 (扩增), 胃癌, 肺癌
HER3 (ErbB3) 有 (神经调节蛋白) 极低 (伪激酶) 耐药机制 (旁路激活 PI3K)
HER4 (ErbB4) 有 (神经调节蛋白) 活跃 神经发育,肿瘤作用尚有争议

泛 ErbB 阻断:封锁逃生通道

信号代偿与耐药

当单一阻断 EGFR 或 HER2 时,肿瘤细胞常通过上调其他家族成员(如 HER3)来维持下游信号,这种现象称为“信号代偿”。

Pan-HER 抑制剂的逻辑:
为了克服这种耐药机制,开发了能够同时不可逆抑制 EGFR、HER2 和 HER4 的泛HER抑制剂(如阿法替尼奈拉替尼达可替尼)。此外,双特异性抗体(如 Amivantamab 靶向 EGFR/MET,Zenocutuzumab 靶向 HER2/HER3)也旨在同时封锁多条通路。

       学术参考文献与权威点评
       

[1] Yarden Y, Sliwkowski MX. (2001). Untangling the ErbB signalling network. Nature Reviews Molecular Cell Biology. 2001;2(2):127-137.
[学术点评]:经典综述。Yarden 教授系统性地阐述了 ErbB 家族的“分层网络”结构,提出了信号多样性源于不同配体诱导的不同二聚体组合这一核心概念。

[2] Hynes NE, Lane HA. (2005). ERBB receptors and cancer: the complexity of targeted inhibitors. Nature Reviews Cancer. 2005;5(5):341-354.
[学术点评]:临床转化。详细分析了靶向 ErbB 家族的药物开发逻辑,特别是为何需要针对异源二聚体(如 HER2-HER3)进行干预。

[3] Roskoski R Jr. (2014). The ErbB/HER family of protein-tyrosine kinases and cancer. Pharmacological Research. 2014;79:34-74.
[学术点评]:药理学大全。全面总结了从第一代到第三代 TKI 以及单抗药物与 ErbB 激酶结构域相互作用的分子药理学机制。

[4] Citri A, Yarden Y. (2006). EGF-ERBB signalling: towards the systems level. Nature Reviews Molecular Cell Biology. 2006;7(7):505-516.
[学术点评]:系统生物学视角。探讨了负反馈环路(如 Cbl 介导的泛素化)在调节 ErbB 信号强度和持续时间中的关键作用。

           ErbB · 知识图谱
家族成员 EGFR (ErbB1) • HER2 (ErbB2) • HER3 (ErbB3) • HER4 (ErbB4)
下游通路 RAS-RAF-MEK-ERK (增殖) • PI3K-AKT-mTOR (存活) • JAK-STAT
药物类型 TKI (小分子) • mAb (单抗) • ADC (偶联药) • BsAb (双抗)
临床应用 非小细胞肺癌乳腺癌结直肠癌头颈部鳞癌