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EGFR位于7号染色体短臂原位杂交技术收费，长度约200kb，包涵了大约28个外显子。它是与酪氨酸激酶（TK）受体紧密联系的ERBB家族成员之一。EGFR可以被特异的配体结合激活。EGFR包括N端的细胞外配体结合域、一段跨膜亲脂区域、和C端的包括酪氨酸激酶结构域的细胞内区域。多种配体可以结合到EGFR上，比如EGF和TGF-α。配体结合EGFR之后，受体形成同源二聚体或者异源二聚体，然后激活它们的细胞内酪氨酸激酶。配体结合引起的二聚体化导致细胞质区域的关键酪氨酸残基的自磷酸化，可以作为下游信号转到的停泊位点。EGFR的这一激活引发多条下游通路的信号流转。通过这些通路，EGFR可以对许多关键的细胞反应产生影响，比如：细胞增殖、细胞分化、移动和增强细胞存活。

非小细胞肺癌的主要分子变异之一就是EGFR的激活。人们研究过调节EGFR表达的机制，比如：表观遗传的改变和异常的转录因子，但是没有明确的结论。Weiss等报道过在3个非小细胞肺癌细胞系中的2个和55%的非小细胞肺癌患者中，miRNA-128b都显著缺失。miRNA-128b直接调节EGFR的表达，miRNA-128b的缺失与肿瘤对吉非替尼的响应呈正相关关系，并且可以显著增加生存时间（23.4个月和10.5个月）。

一些的胚细胞变异与EGFR TKI类药物的敏感性具有很强的相关性(比如哪些EGFR信号中的变异)。 Liu等人发现在那些携带有变异的患者，特别是19号外显子缺失的患者中-216T和CA-19等位基因的出现的频率更高。-216T等位基因在肺癌患者的样本和癌症细胞系中更多发生扩增。这些结果表示EGFR局部的单倍体结构的改变可能与肿瘤的发展相关，并且更可能提示EGFR基因发生变异，特别是19号外显子发生的缺失。V843I作为一个新的胚系变异在一个多个成员患肺癌的家族中被发现。先证者是一名70岁患有多出EGFR变异癌症的老人。这些发现提示EGFR的V834I变异可能导致EGFR信号在多发肿瘤中的改变，包括多中心性肿瘤、细支气管肺泡肿瘤和非典型腺瘤性增生，可能是家族性肺癌的原因之一。

EGFR在多种实体瘤的生长和生存中都起到重要作用。导致EGFR激活的表达增加的变异可以导致癌症。EGFR酪氨酸激酶可以通过下游通路调节细胞增生和存活，比如：PI3K-AKT-mTOR通路和RAS-RAF-MEK-MAPK通路。这些下游细胞通路影响许多重要的细胞功能，包括细胞增殖、凋亡、迁移和存活。它们在其他功能中也发挥作用比如血管生成和肿瘤发生。EGFR癌基因的研究集中在基因变异、DNA拷贝数变异、蛋白水平变化和下游信号通路的变化。

EGFR变异

EGFR变异是导致（TK）持续激活与对酪氨酸激酶抑制剂（TKI）敏感的原因。携带这些变异的患者70%以上对吉非替尼和厄洛替尼敏感。带有不同变异的受体呈现不同的信号性质，但是大多数变异影响ATP结合域，这个部位也是被TKI靶向的部位。

体外研究证明了EGFR 的变异可以增强TK活性，导致对抗EGFR抑制剂更加敏感。就像前面提到的，四种最常见的变异都与TKI药物敏感性有关。发现许多TKI的客观响应者都携带19、21号外显子变异对于EGFR靶向治疗是一个重要突破。最常见的变异位于19号外显子，去除掉四种氨基酸亮氨酸、精氨酸、谷氨酸和丙氨酸在位于745位的赖氨酸残基下游。携带EGFR变异的患者使用TKI治疗将会有更高的响应率和更长的无进展生存期。

最常见的检测变异方法是测序和实时PCR。其他方法包括单链构象多样性分析和高分辨率溶解扩增分析。Scorpions® (QIAGEN) ARMS 技术，一种多位点实时PCR检测技术，可以同时检测多个最常见的EGFR体细胞变异。这种方法的高敏感性和高特异性使其可以将变异与基因组背景区分。该技术可以检测19号外显子的缺失和19-21号外显子的变异（T790M、L858R、L861Q、G719X和S768I）和其他19号外显子的插入(2307_2308ins9、2319_2320insCAC和 2310_2311insGGT)。

Jackman等人研究了223例未经化疗的晚期非小细胞肺癌患者。敏感性EGFR变异携带者具有67%的响应率，进展时间为11.8个月，总体生存期为23.9个月。19号外显子的缺失变异与L858R相比提示更长的进展时间和总体生存期。不考虑KRAS基因的变异情况，野生型EGFR的效果较差（3.2%的响应率；3.2个月的进展时间）。EGFR基因型比临床特征相比更适合用于筛选使用EGFR TKI药物进行一线治疗患者。

有研究表明75%对TKI药物有相应的患者携带EGFR激活变异。然而，一些稀有的EGFR变异使得即使存在EGFR常见激活变异，使用TKI药物无效。临床上患者携带20号外显子变异对吉非替尼相应较差。另外，出现20号外显子的T790M变异可以解释50%的获得性耐药。从这些患者的血液中筛查这些变异也许可以更早发现这些耐药变异的出现。

一些临床前研究表明，EGFR TKI药物的收益不局限于携带EGFR变异的患者。这也许是因为基因变异之外的因素的影响。EGFR扩增和受体/抗体的过表达，这些都可以使“获得功能”发生，这些都可能成为对EGFR抑制剂敏感的情况。然而来自IRESSA Pan-Asia Study（IPASS）的研究表明EGFR拷贝数增加没有EGFR变异的患者不能从EGFR TKI药物获益。

EGFR拷贝数变异

EGFR在非小细胞肺癌中经常出现扩增，这通常与EGFR过表达相关。EGFR拷贝数的增加可能是基因扩增或者7号染色体的多倍性导致的。EGFR扩增的比例在12~59%，这个比例随患者筛选条件和检测手段的不同而不同。部分研究发现了EGFR扩增与TKI药物治疗之后更好的生存相关。由于EGFR拷贝数增加与EGFR TKI药物更好点治疗效果的相关性，有人提出使用这一特征作为TKI响应的标志。

体细胞EGFR变异与高响应率相关，与此相对应，使用EGFR作为治疗预测标志的研究没有得出一致的结论。总体来说，EGFR变异比EGFR扩增更好地预测EGFR TKI药物的治疗效果。使用FISH方法，EGFR扩增在30%的非小细胞患者中可以检出，并且与更好的TKI治疗效果相关，虽然不知道那些样本的EGFR变异情况。大约70%的EGFR扩增携带患者也携带EGFR变异，这也影响了EGFR扩增对治疗作用的评估。IPASS研究表明EGFR变异是无进展生存期改善最强的特征。EGFR变异与EGFR扩增具有高度的重叠性：在245名已知EGFR变异情况的患者中，190名患者（78%）携带EGFR变异。这说明EGFR扩增带来收益可能是EGFR变异带来的。一些研究者认为高EGFR拷贝数可以被用作EGFR TKI治疗的响应和生存收益的预测生物标志。然而原位杂交技术收费，IPASS的数据显示EGFR拷贝数增加但没有EGFR变异的患者不会从EGFR TKI治疗中收益。Hirsch等，认为虽然EGFR变异和扩增都可以预测非小细胞肺癌对厄洛替尼的响应，EGFR拷贝数是一个预测厄洛替尼带来生存期差异更好的指标。

一些方法可以检测EGFR拷贝数，包括荧光原位杂交（FISH）、双探针显色原位杂交（CISH）和实时定量PCR。使用PCR方法来测量EGFR的拷贝数显示，EGFR拷贝数与生存期的延长显著相关，这说明EGFR拷贝数潜在的预测价值。携带EGFR扩增的患者具有更高的疾病控制率（67%和26%），更长的进展时间（9.0个月和2.5个月）和更长的生存时间（18.7个月和7个月）。值得注意的是，EGFR拷贝数的预测作用于EGFR变异是有关的—EGFR变异是最好的预测特征。Hirsch等在一个II期临床试验中研究了229名晚期未经化疗的非小细胞肺癌患者。在176接受FISH检测的患者中，59.2%的患者EGFR拷贝数增加，在40%以上的细胞中增加了4或者更多个基因拷贝。EGFR扩增患者的响应率为（45%），未扩增患者的响应率为（26%）。携带EGFR扩增的患者的中位无进展生存期为6个月，未携带的患者未3个月。携带扩增的患者的中位生存期是15个月，而未携带患者的是7个月。

尽管许多研究表明EGFR拷贝数与EGFR TKI药物治疗之的非小细胞肺癌患者的更好响应和生存期增加相关，结论尚存争议。一些研究认为与EGFR变异相比，EGFR拷贝数的预测作用的敏感性和特异性都相对较差，因此临床不适合用来筛选患者。Douillard等同样报道了EGFR变异对相应和无进展生存期的预测作用更强。我们需要更多的研究来解决这些争议。

EGFR过表达

EGFR过表达的临床提示已经被广泛研究。然而，结论并不明确。基于免疫组化技术测量EGFR表达不能可靠地预测EGFR TKI治疗的效果。有报道发现40~80%预后较差的非小细胞肺癌与EGFR过表达有关。最开始的假设认为EGFR抗体可能对EGFR过表达的患者更有效。然而，早期的临床研究不能证明这一相关的关系。此外，基于免疫组化测量EGFR表达量的方法不能可靠地预测西妥昔单抗的治疗效果。

一些研究发现，EGFR免疫印迹分析阳性的患者对TKI治疗的响应率增加。多元回归分析显示，EGFR表达水平与非小细胞肺癌患者的客观响应率或者预后相关。一些研究EGFR表达量与生存收益预后的关系，但是单独EGFR过表达不能预测非小细胞肺癌患者的生存期。有人认为，这是由于缺乏EGFR阳性免疫印迹的判定阈值、标准化的印迹流程和指南导致了这些发现的不一致。

EGFR变异特异性抗体

由于EGFR过表达很难被用作预后的标志，人们设计了一些特异性抗EGFR变异型的抗体。 Cell Signaling Technology公司开发了抗EGFR常见变异型的抗体：19号外显子缺失15个碱基/5个氨基酸（E746-A750del）和21号外显子L858R变异。Yu等使这些抗体研究了40名EGFR基因型，并对基因型做测序进行了确认。在一项340份石蜡包埋样本的研究中，用直接测序和质谱测序作为参考，使用这两种抗体的敏感性和特异性分别是92%和99%。这些结果说明了变异特异性抗体可以提供一种快速、敏感、特异和经济的识别可能对EGFR靶向治疗敏感患者的方法。Brevet等人在218份石蜡包埋肺癌样本中评估了两种变异特异性单抗检测变异的水平。使用2以上作为阈值EGFR L858R变异抗体敏感性可以达到95%，阳性预测值99%，特异性76%。2作为阳性阈值可以有效地减少假阳性率并且增强免疫组化分析的预测性能。免疫印迹评分是基于细胞质或细胞膜的印迹强度给出的：（0+）无印迹或者印迹在少于10%的肿瘤细胞中出现；（1+）在多于10%的肿瘤细胞中出现模糊的印迹；（2+）中等水平印迹（3+强印迹）。因此，使用变异特异性抗体的免疫组化可以被用来筛选可能对EGFR抑制剂敏感的患者。

EGFR磷酸化

EGFR的异常活化被认为是肿瘤发生和进展的重要部分。另外，一些数据提示EGFR变异和磷酸化激活水平可能会对非小细胞肺癌产生更大的临床作用。两条重要的EGFR信号通路，PI3K-AKT-mTOR和TAS-RAF-MAPK，可以在增殖和存活两方面影响EGFR的作用。这些通路的活化与它们的组分的磷酸化水平有关。到现在的研究表明，非小细胞肺癌的主要分子变化是激活变异。人们也研究过调节EGFR表达的机制，例如表观遗传的改变和转录因子的异常，但是还不能得出结论。

EGFR激酶结构域的845位酪氨酸的磷酸化结余稳定激活回路，这可以维持受体的激活水平并且提供底物单倍的结合表明。1068和1173两个位置的酪氨酸的磷酸化，调节生长因子受体结合蛋白2。其他的，1068位的酪氨酸与MAPK信号通路有关。

使用抗EGFR磷酸化的抗体检测EGFR活化。磷酸化发生在EGFR的C端，在召集信号分子和活化下游信号通路中有重要的作用。Endoh等人研究了97名非小细胞肺癌患者，EGFR磷酸化阳性的肿瘤显示出更长的生存期，尽管随访时间比较短。Hijiya等人研究了21名非小细胞肺癌患者，使用免疫组化的方法发现了EGFR变异与EGFR 992位和1173位酪氨酸的磷酸化水平相关。EGFR变异的水平与992位的酪氨酸磷酸化的免疫活性有很强的相关性，说明抗EGFR磷酸化抗体可能是潜在的提示EGFR变异水平的标志，可以预测酪氨酸拮抗剂治疗效果。

使用抗EGFR磷酸化抗体的免疫组化评估非小细胞肺癌患者，可能是一种临床上比较有效的预测EGFR靶向治疗的方法。仍需进一步的验证和评估这一方法的临床意义。

EGFRvIII

EGFRvIII，基因重排或者mRNA剪切的异常导致的2-7号外显子缺失。这种变异导师267个氨基酸缺失，相比正常EGFR缺少细胞外结构域，在融合点出现了独特的表位。EGFRvIII与EGFR的一些不同被表示出来，虽然EGFRvIII不能结合EGF，它自身的细胞内TK活性是储蓄激活的，它的酪氨酸持续自磷酸化。许多研究证明了非小细胞肺癌患者表达的EGFRvIII是持续磷酸化的，并且是激活的。数据表明EGFRvIII的持续激活可以促进非小细胞肺癌进展，因此EGFRvIII是一种潜在的非小细胞肺癌治疗靶点。抗这种肿瘤特异性EGFR变体可能是一种潜在的治疗方法。在老鼠的研究中证实了这一点。

EGFRvIII在非小细胞肺癌中的作用还不清楚。报道的EGFRvIII发生率在0~42%。这些不同可能是由于肿瘤细胞比例和技术引起的，比如判读的阈值。使用免疫组化研究表明EGFRvIII不仅在非小细胞肺癌中出现，在其他癌症中也有出现。但是因为EGFR的复杂性和长度（28个外显子，约200kb）,其中的1号内含子长度有123kb。这使得在基因组水平检测这一变异更为艰难。为了评价EGFRvIII的临床意义，Okamoto等人在76名非小细胞肺癌患者中使用免疫组化方法研究了EGFRvIII的表达。在30（39%）名患者中发现了EGFRvIII的表达，然而，基于变异技术的检测只有3%的阳性率。他们也在一些正常的肺组织中发现了EGFRvIII的表达，使这种方式检测EGFRvIII的临床意义产生疑问。

小分子TKI的研究已经证明了非小细胞肺癌患者携带有EGFR激酶结构域的变异。但是，这些抗肿瘤药物对EGFRvIII变异的有效性还不清楚。Ji等发现EGFRvIII出现在5%（3/56）的肺鳞癌患者中，但是没有在肺腺癌患者中发现(0/123)。他们的研究中，带有EGFRvIII的肺癌似乎对TKI之劳耐受，但是对其他治疗有响应。在一个体内系统中，使用不可逆EGFR抑制剂，HKI-272，一周内显著降低了EGFRvIII驱动的肿瘤大小。7天内厄洛替尼使肿瘤减小了45%，而HKI-272使肿瘤减小了88%。转进了EGFRvIII的Ba/F3细胞，对吉非替尼和厄洛替尼更具抗性，但是对HKI-272敏感，提示HKI-272可能是治疗携带EGFRvIII变异肺癌的潜在药物。

总结

●对EGFR通路的研究集中在基因变异、拷贝数变异、蛋白质表达变异和下游基因变化

●4种激活变异-18号外显子的G719A/C、21号外显子的L858R和L861Q和19号外显子的框内缺失，在非小细胞肺癌患者中经常出现

●携带EGFR变异的患者，使用TKI药物治疗，会带来更高的相应率和更长的无进展生存期

●20号外显子的获得性变异导致对TKI治疗耐受

●EGFR过表达在40~80%的患者中出现，但是在预测作用方面尚存争议

●EGFRvIII的持续激活在鳞癌中被发现，因此EGFRvIII是治疗这一非小细胞肺癌亚种的潜在位点

原文：The Landscape of EGFR Pathways and Personalized Management of Non-small-cell Lung Cancer