抗EGFR单克隆抗体研究进展

抗EGFR单克隆抗体研究进展一、表皮生长因子受体及信号通路概述1.1 表皮生长因子受体（EGFR）表皮生长因子受体(Epidermal Growth Factor Receptor, EGFR)是原癌基因C-erbB-1 (HER-1)的表达产物，EGFR 家族包括EGFR、C-erbB-2(HER-2)、C-erbB-3、C-erbB-4四个成员，均定位于细胞膜上。

erbB-1广泛分布于除血管组织外的上皮细胞膜上；erbB-2在正常人体腔上皮、腺上皮及胚胎中均有普遍的微弱表达；erbB-3在除造血系统外的多数部位有表达；erbB-4在除肾小球及周围神经外的所有成年组织均可检测到其表达。

EGFR可分为胞外区、跨膜区和胞内区3部分，其特点如下：胞外区由氨基端的621个氨基酸构成，是配体结合区，对EGFR具有高度亲和力，对热量很稳定。

跨膜区由23个氨基酸残基构成螺旋状结构的疏水区，将受体固定于胞膜上。

胞内区的542个氨基酸构成3个亚区：1.近膜亚区（约50个氨基酸）主要作为PKC和erk/MAPK(extracellular signal-regulated kinase/mitogen activated protein kinase)作用的负反馈区域；2.随后的约250个氨基酸构成酪氨酸激酶亚区，包含SH1和src同源物1的结合位点；3.碳端尾部的229个氨基酸构成碳端亚区。

迄今发现，EGFR共有6种配体：表皮生长因子(epidermal growth factor, EGF)、转化生长因子A(TGFA)、amphireguin、betacelluin(BTC)、heparin-binding EGF (HBEGF)和epiregulin(EPR)。

EGFR与其配体的结合具有高亲和性、可饱和性和特异性。

1.2 EGFR激活及信号传导通路配体与受体结合后，引起受体的二聚化作用，形成同型或异型二聚体。

二聚化的受体发生交联磷酸化，即一个受体和另外一个受体上特定酪氨酸残基磷酸化，激活胞内区的TK亚区，从而激发下一级信号传导。

EGFR主要与HER2形成二聚体。

EGFR活化可分为3个步骤：（1）EGFR与配体结合后可导致受体形成同源二聚体，也可与其他EGFR家族形成异源二聚体；（2）二聚体的形成促使EGFR胞内区6个特异的受体酪氨酸残基磷酸化，分别依次将外界各种信号转导至胞内。

主要通过两条途径将信号传递至细胞核，一条是Ras→Raf→MAPK途径；另一条是PI3K→PKC→IKK途径；（3）当信号传导至细胞核后，引起核内基因转录水平的增加，使细胞增殖、转化，使EGFR表达增加。

EGFR激活及信号传导模式图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。

其可能机制有：EGFR的高表达引起下游信号传导的增强；突变型EGFR受体或配体表达的增加导致EGFR的持续活化；自分泌环的作用增强；受体下调机制的破坏;异常信号传导通路的激活等。

EGFR的过表达在恶性肿瘤的演进中起重要作用，胶质细胞、肾癌、肺癌、前列腺癌、胰腺癌、乳腺癌等组织中都有EGFR的过表达。

对胶质细胞瘤的研究发现EGFR的高表达主要与其基因扩增有关。

但有时EGFR表达水平的调节异常也存在于翻译及翻译后。

EGFR在肿瘤中的高表达还可能与活化后降解减少有关，一些研究指出c-Src可通过抑制受体泛素化和内吞作用而上调EGFR水平。

许多肿瘤中有突变型EGFR存在，现已发现许多种EGFR突变型。

突变型EGFR的作用可能包括：具有配体非依赖型受体的细胞持续活化；由于EGFR的某些结构域缺失而导致受体下调机制的破坏；异常信号传导通路的激活；细胞凋亡的抑制等。

突变体的产生是由于EGFR基因的缺失、突变和重排。

EGFR的配体对细胞内信号传导有很大影响。

EGFR的配体通过自分泌形式激活EGFR促进细胞增殖，他们的共表达往往预示肿瘤预后不良，例如，在乳腺浸润性导管癌的研究中发现，TGFα与EGFR共表达，且这种共表达与病人的生存率显著相关。

Kopp等人对结/直肠癌的研究表明肿瘤的自分泌生长是EGFR的过表达及其配体表达共同作用的结果。

此外，对EGFR与肿瘤的血管生成、高侵袭性及转移关系的研究发现EGFR 可以通过Ang-1及VEGF等因子水平的调节而影响肿瘤血管生成。

二、抗EGFR 单抗随着对信号转导及其异常与肿瘤关系研究的不断深入，人们越来越认识到针对信号转导异常环节进行肿瘤治疗的重要性及可行性，从而提出了信号转导干预治疗(interference therapy in signal transduction)这一全新的概念。

信号转导干预治疗，即通过单克隆抗体、免疫毒素、酪氨酸激酶抑制剂、反义核苷酸、显性负性突变体等物质，针对信号转导通路中发生异常的环节来干预这种不正常的信号转导，从而达到抑制肿瘤生长的目的。

EGFR在许多肿瘤中的过表达和/或突变与许多肿瘤发生发展及预后密切相关，为以EGFR为靶向的肿瘤治疗和针对EGFR 信号转导通路的信号转导干预治疗提供了理论基础和实验依据。

目前最常见的治疗方式是：1.单克隆抗体。

与EGFR结合，竞争和阻断EGF、TGFα等配体的结合，单克隆抗体也可与抗癌药物或毒素相偶联，从而达到特异性抑制肿瘤生长之目的；2.酪氨酸激酶抑制剂。

EGFR酪氨酸激酶抑制剂可分为两大类：一类为非特异性酪氨酸激酶抑制剂，能抑制所有的酪氨酸激酶；另一类为目前使用较多的选择性EGFR酪氨酸激酶抑制剂，如吉非替尼和厄洛替尼等。

EGFR单克隆抗体是与内源性配体竞争结合EGFR，通过抑制酪氨酸激酶的激活、促进EGFR内化等作用产生抗肿瘤效应。

目前已有3种抗EGFR单克隆抗体上市，与其他化疗药相比，这些抗体作用特异性强，副作用小，在临床上取得了较好的疗效。

2.1 爱必妥（Cetuximab，西妥昔单克隆抗体）Cetuximab（ERBITUX, IMC-C225）是2004年2月FDA批准上市的抗EGFR 人/鼠嵌合单克隆抗体。

Cetuximab由鼠抗EGFR抗体的Fv区与人IGg1重链和κ轻链恒定区构成，分子量约为152 kD。

Cetuximab与放疗结合用于治疗局部区域性早期头颈部鳞状细胞癌（squamous cell carcinoma of the head and neck，SCCHN），与伊立替康合用治疗EGFR阳性、伊立替康化疗无效的转移性结直肠癌。

Cetuximab特异性地与正常细胞和肿瘤细胞膜表面EGFR结合，竞争性抑制EGF和TGFα等配体与EGFR的结合。

虽然cetuximab在体内抗肿瘤效应的机制并不明确，但体外分析和动物体内试验表明，cetuximab与EGFR结合阻断磷酸化和与受体相关激酶的激活，从而抑制细胞生长，诱导凋亡，减少基质金属蛋白酶和血管上皮生长因子的产生。

Cetuximab还可以使细胞膜表面的EGFR内化，表达量下调；增强肿瘤细胞对伊立替康等化疗药物和放疗的敏感性，抗肿瘤效果比单独使用化疗或放疗有所增强。

动物体内体外试验表明，cetuximab能够抑制EGFR阳性肿瘤细胞的生长。

也有文献报道，该抗体对EGFR阴性的直结肠癌患者有一定疗效。

临床研究显示，EGFR阳性细胞的比例和密度与cetuximab的疗效之间不存在联系。

Cetuximab单一给药或与化疗、放疗联合使用的人体药代动力学都是非线性的，SCCHN和直结肠癌患者的cetuximab药代动力学非常相似的。

临床研究显示，在剂量20-400 mg/m2范围内，药时曲线下面积（area under concentration time curve, AUC）增加的幅度大于剂量成比例增加的幅度，当剂量大于200 L/（h·m)2时清除率基本保持不变。

Cetuximab 20 mg/m2，50 mg/m2和100 mg/m2剂量水平的非房室模型分布容积与剂量无关，近似等于血浆容积2-3 L/m2。

200 mg/m2和400 mg/m2的预计半衰期为7天，400 mg/m2时有药物蓄积的趋势。

Cetuximab 的清除与体表面积和体重成正比，在不同性别之间也有差异。

单剂量cetuximab 的消除半衰期由50 mg/m2的27.6小时增加到500 mg/m2的132小时。

当剂量达到260 mg/m2时，清除可达到90%，这一结果支持了每周250 mg/m2的推荐剂量。

变态反应和皮肤毒性是cetuximab最常见的毒副作用，包括痤疮样红疹、皮肤干燥龟裂和一些皮肤炎症。

由于cetuximab是人/鼠嵌合单克隆抗体，含有鼠源性蛋白，所以存在着一定免疫原性。

在临床上发现，有人抗人鼠嵌合抗体的产生，因为产生抗cetuximab的抗体患者数量有限，并没有依据显示抗抗体的产生与cetuximab的安全性和抗肿瘤活性之间存在联系。

2.2 PanitumumabPanitumumab（VEXTIBIX, ABX EGF）是一种由XenoMouse技术生产的完全人源IgG2抗EGFR单克隆抗体，无鼠源蛋白。

Panitumumab于2006年9月被FDA批准上市，与氟嘧啶、奥沙利铂和伊立替康合用或在化疗后用于治疗EGFR阳性的转移性直结肠癌。

与其他抗EGFR抗体一样，panitumumab的作用机制也是通过阻断EGF和TGFα与肿瘤细胞上EGFR的结合，诱导EGFR的内化，进而消除EGFR介导的细胞效应。

在动物体内试验中，与其他抗EGFR抗体和治疗方法相比，只有给与panitumumab的动物在8个月后大部分都未出现肿瘤复发。

有研究表明，无论是高表达或低表达EGFR的肿瘤，panitumumab都能够有抑制其生长。

在Eric等人的panitumumab的临床药研究中，当panitumumab剂量分别为1.0 mg/（kg·wk），1.5 mg/（kg·wk），2.0 mg/（kg·wk），2.5 mg/（kg·wk）时，平均血清Cmax为22 μg/ml，42.2 μg/ml，70.1 μg/ml和130 μg/ml，平均谷浓度Ctrough 为0.473 μg/ml，9.69 μg/ml，27.4 μg/ml和48.4 μg/ml，呈非线性增加。

血浆清除率（CL）随着剂量的增加减少，在2.5 mg/kg时panitumumab的CL为4.8 ml/（d·kg），与通过网状内皮系统消除的人IgG抗体的CL范围［1-4ml/（d·kg）］很接近。

皮疹通常是临床应用panitumumab最常见的不良反应，皮疹的发生率与panitumumab的剂量有关。