郭奕卓,劉芳
1大連醫(yī)科大學(xué)研究生院,遼寧 大連 116044
2南京醫(yī)科大學(xué)附屬常州第二人民醫(yī)院神經(jīng)外科,江蘇 常州 213000
膠質(zhì)瘤是顱內(nèi)最常見的惡性腫瘤,多呈浸潤性生長,手術(shù)難以完全切除,放化療效果不理想且易復(fù)發(fā),患者的中位生存期僅為15個月。與其他腫瘤一樣,膠質(zhì)瘤的發(fā)生發(fā)展是一個多基因參與、多步驟演變的復(fù)雜過程[1]。研究顯示,40%~50%的膠質(zhì)瘤患者存在表皮生長因子受體(epidermal growth factor receptor,EGFR)異常表達,原發(fā)性膠質(zhì)瘤中除伴有不同程度的EGFR過表達外,約1/3還存在EGFR突變[2],其中,最常見的突變形式是表皮生長因子受體Ⅲ型突變體(epidermal growth factor receptor variantⅢ,EGFRvⅢ),占25%~64%[3-4]。目前,EGFR過表達、突變與非小細(xì)胞肺癌、乳腺癌、食管癌等多種腫瘤細(xì)胞的增殖、分化、轉(zhuǎn)移等過程密切相關(guān),但對于EGFR、EGFRvⅢ與膠質(zhì)瘤間關(guān)系的研究較少,本文對近年來EGFRvⅢ在膠質(zhì)瘤中表達及與患者治療、預(yù)后間的關(guān)系進行綜述。
EGFR是受體酪氨酸激酶(receptor tyrosine kinase,RTK)家族成員,普遍表達于人體表皮細(xì)胞和基質(zhì)細(xì)胞[5],由3個功能區(qū)組成,分別為胞外配體連接區(qū)、單鏈跨膜區(qū)和胞內(nèi)酪氨酸激酶區(qū)[6]。在細(xì)胞存活、增殖、代謝、侵襲、轉(zhuǎn)移、血管生成等細(xì)胞內(nèi)信號通路中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用[7-8]。Downward等[8]研究發(fā)現(xiàn),人類EGFR與v-erbB間高度同源,Schechter等[9]從乙基亞硝基脲誘導(dǎo)的大鼠神經(jīng)母細(xì)胞瘤中分離出NEU基因,發(fā)現(xiàn)NEU是一個大鼠erbB-2基因,可在跨膜結(jié)構(gòu)域中單點突變。上述兩項研究為EGFR異常表達導(dǎo)致膠質(zhì)瘤發(fā)生的分子機制提供了有價值的參考。EGFRvⅢ屬于EGFR胞外區(qū)框內(nèi)缺失性突變,其胞外的2~7號外顯子缺失,導(dǎo)致801對堿基缺失,使外顯子1和8相連并融合產(chǎn)生一個新的氨基酸——甘氨酸,這也為膠質(zhì)瘤靶向治療提供了一個重要靶點,即利用EGFRvⅢ單抗來特異性識別膠質(zhì)瘤細(xì)胞[10],后文也將對此進行詳細(xì)介紹。EGFRvⅢ失去了連接配體的功能,但卻可在不依賴配體的情況下參與腫瘤的發(fā)生發(fā)展過程,同時,EGFRvⅢ還可以縮小黏著斑的大小并減少其數(shù)量,增強腫瘤細(xì)胞的遷移能力。還有研究發(fā)現(xiàn),EGFRvⅢ的內(nèi)在信號可以通過細(xì)胞因子串聯(lián)傳播到野生型EGFR細(xì)胞,從而進一步導(dǎo)致黏附減少和遷移增加[11]。
Werner等[12]采用免疫組化法發(fā)現(xiàn),健康者星形細(xì)胞中檢測不到EGFR的表達,但在膠質(zhì)瘤中表達明顯上調(diào)。Reifenberger等[13]報道顯示,EGFR在低級別膠質(zhì)瘤[世界衛(wèi)生組織(WHO)分級為Ⅰ、Ⅱ級]中的表達率為9%,而在高級別膠質(zhì)瘤(WHO分級為Ⅲ、Ⅳ級)中為79%;EGFR在低級別星形細(xì)胞瘤(Ⅱ級)、間變性星形細(xì)胞瘤(Ⅲ級)、膠質(zhì)母細(xì)胞瘤(Ⅳ級)中表達率分別為67%、87%和100%,提示EGFR的表達在星形細(xì)胞瘤和膠質(zhì)母細(xì)胞瘤發(fā)生發(fā)展過程中可能發(fā)揮著重要作用。呼鐵民和孫影[14]利用免疫印跡法研究證實,EGFR蛋白的表達與膠質(zhì)瘤的惡性程度呈正相關(guān)。
EGFR表達的同時往往伴隨其突變,但這是一個容易被低估的潛在因素。對癌癥基因組圖譜(The Cancer Genome Atlas,TCGA)數(shù)據(jù)庫分析結(jié)果顯示,EGFR在低級別膠質(zhì)瘤中突變率為23%,其中EGFRvⅢ約占24%,雖然這可能歸因于不同患者群體和更深的測序深度,但這或許能夠解釋某些快速進展的低級別膠質(zhì)瘤(由組織病理學(xué)診斷)的潛在發(fā)病機制,即這些膠質(zhì)瘤本質(zhì)上可能是分子水平上的高級別膠質(zhì)瘤。一項納入117例膠質(zhì)瘤患者的研究發(fā)現(xiàn),51%的膠質(zhì)母細(xì)胞瘤、23%的星形細(xì)胞瘤和31%的間變性少突膠質(zhì)細(xì)胞瘤患者中EGFRvⅢ呈陽性,該團隊的早期試驗也曾發(fā)現(xiàn),在所有級別的膠質(zhì)瘤中,近34.5%的腫瘤細(xì)胞存在EGFRvⅢ,這足以使臨床重點關(guān)注EGFRvⅢ在膠質(zhì)瘤治療中的作用[4]。
目前,腫瘤的分子靶向治療不斷發(fā)展,其使用價值已被廣泛認(rèn)可,其主要通過藥物阻斷腫瘤發(fā)生發(fā)展的下游信號通路,進而抑制機體對正常細(xì)胞的殺傷作用,控制腫瘤進展,延長患者的生存期[11]。目前,EGFRvⅢ單抗類靶向藥物主要包括西妥昔單抗、貝伐珠單抗等。Jutten等[15]的研究表明,西妥昔單抗可與EGFRvⅢ結(jié)合,導(dǎo)致EGFRvⅢ初始激活、內(nèi)化和繼發(fā)性下調(diào)。一項研究探討Rindopepimut聯(lián)合貝伐珠單抗治療的復(fù)發(fā)性EGFRvⅢ陽性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的隨機、雙盲、Ⅱ期臨床試驗,入組條件包括組織學(xué)確診的原發(fā)或復(fù)發(fā)膠質(zhì)母細(xì)胞瘤、聚合酶鏈反應(yīng)證實EGFRvⅢ陽性且未接受過貝伐珠單抗或其他血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)/血管內(nèi)皮生長因子受體(vascular endothelial growth factor receptor,VEGFR)抑制劑治療,結(jié)果共入組73例膠質(zhì)母細(xì)胞瘤患者,其中36例治療組患者接受Rindopepimut+貝伐珠單抗治療,37例對照組患者接受鑰孔血藍蛋白+貝伐珠單抗治療,通過定期MRI檢查評估腫瘤對治療的反應(yīng)及進展情況,以6個月無進展生存率為主要研究終點,結(jié)果顯示,治療組與對照組患者的6個月無進展生存率分別為28%和16%,而作為次要終點的總生存率也是治療組顯著較高(HR=0.53,95%CI:0.32~0.88,P=0.01),客觀緩解率(objective response rate,ORR)分別為30%和18%,治療組患者的抗EGFRvⅢ抗體滴度較基線明顯升高[16],表明貝伐珠單抗聯(lián)合Rindopepimut對EGFRvⅢ陽性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤患者有一定的治療價值。
抗腫瘤治療的抗體既可以是單克隆抗體,也可以是抗原刺激誘導(dǎo)產(chǎn)生的內(nèi)源性抗體,即主動免疫治療。大多數(shù)表征良好的腫瘤抗原是過表達的正常蛋白,在一定程度上觸發(fā)了機體的免疫耐受,若有效地靶向此類過表達的蛋白,可損害其抗腫瘤排斥抗原的有效性,并帶來自身免疫風(fēng)險[17],但EGFRvⅢ這一框內(nèi)缺失突變可使密碼子分裂,在融合連接處產(chǎn)生新的甘氨酸,從而產(chǎn)生在任何健康成年患者組織中均未發(fā)現(xiàn)的腫瘤特異性表位[18]。Heimberger和Sampson[19]研究證實,在同基因鼠模型中接種針對EGFRvⅢ的PEP-3-KLH(CDX-110)疫苗是一種有效的免疫治療方法,隨即開展的臨床試驗將PEP-3-KLH加載到自體樹突狀細(xì)胞中進行接種,未進行EGFRvⅢ檢測患者的總生存期(overall survival,OS)為22.8個月,通過EGFRvⅢ陽性篩選患者的OS為26個月。一項PEP-3-KLH疫苗聯(lián)合替莫唑胺化療治療膠質(zhì)母細(xì)胞瘤患者的臨床試驗中,患者的中位OS達到33個月[19]。這項研究雖然結(jié)果令人驚喜,但EGFRvⅢ的腫瘤疫苗研究之路仍然漫長,如針對EGFRvⅢ的組織相容性復(fù)合體的輔助表位尚未得到驗證,進而導(dǎo)致不能精準(zhǔn)制備四聚體。
膠質(zhì)瘤的免疫治療除主動和被動免疫外,基于T細(xì)胞的過繼細(xì)胞轉(zhuǎn)移(adoptive cell transfer,ACT)療法,是從腫瘤患者體內(nèi)分離免疫活性細(xì)胞,于體外進行功能鑒定并擴增,然后回輸患者體內(nèi),從而直接殺傷腫瘤細(xì)胞或激發(fā)機體的免疫應(yīng)答殺傷腫瘤細(xì)胞,是近年來的研究熱點[19-20]。目前,嵌合抗原受體(chimeric antigen receptor,CAR)T細(xì)胞療法已被證實對血液系統(tǒng)惡性腫瘤有效,但在實體瘤特別是膠質(zhì)瘤中的應(yīng)用仍處于早期階段[3]。對于成功的CAR-T定向治療,理想的靶標(biāo)應(yīng)均勻地出現(xiàn)在腫瘤細(xì)胞表面,而不表達于正常組織中,靶向EGFRvⅢ的CAR-T細(xì)胞能夠抑制體外和表達該變異體小鼠顱內(nèi)腫瘤細(xì)胞的生長。基于眾多臨床前研究,Goff等[3]進行了一項先導(dǎo)性臨床試驗,結(jié)果顯示,靶向EGFRvⅢ的自體CAR-T細(xì)胞ACT療法并不能緩解膠質(zhì)瘤進展,且在延長患者生存期方面暫時沒有明顯成果。由于CAR靶標(biāo)僅局限于細(xì)胞表面表達的抗原,因此,大量來源于細(xì)胞內(nèi)蛋白的腫瘤特異性新抗原推動了基于T細(xì)胞受體(T cell receptor,TCR)療法的發(fā)展,有研究發(fā)現(xiàn)了一個限制性表位,并從中克隆了可轉(zhuǎn)導(dǎo)至TCR的α-鏈和β-鏈的互補DNA(complementary DNA,cDNA),這種特異的TCR-T細(xì)胞可以在體外以抗原和人類白細(xì)胞抗原(human leukocyte antigen,HLA)特異性的方式有效殺死對應(yīng)的膠質(zhì)瘤細(xì)胞[21]。此外,當(dāng)用于ACT研究時,這些TCR-T細(xì)胞還抑制了小鼠顱內(nèi)神經(jīng)膠質(zhì)瘤異種移植的進展[22]。但目前尚無針對EGFRvⅢ突變的TCR-T細(xì)胞的體外或動物模型實驗,且由于TCR-T在患者中的有效性可能還需要保證HLA的表達,但基于EGFRvⅢ表達產(chǎn)生的特殊結(jié)構(gòu),這種方法未來仍有可能會是研究熱點。腫瘤浸潤淋巴細(xì)胞(tumor infiltrating lymphocyte,TIL)可能是膠質(zhì)瘤患者T細(xì)胞的可行來源[21,23-24],Brennan等[25]描述了穩(wěn)定擴增TIL的方法,該TIL可與自體膠質(zhì)瘤細(xì)胞發(fā)生反應(yīng):首先進行腫瘤DNA外顯子組測序,并隨后對TIL定義的腫瘤相關(guān)靶標(biāo)進行分析,該研究使用自體建立的腫瘤細(xì)胞系測試腫瘤細(xì)胞,仍需將病灶中腫瘤細(xì)胞的多樣性考慮其中。相關(guān)研究表明,EGFRvⅢ陽性膠質(zhì)瘤患者膠質(zhì)瘤組織中CD8+TIL浸潤程度明顯上升[26],因此,分離EGFRvⅢ陽性膠質(zhì)瘤患者中的CD8+TIL、行體外擴增和體外殺傷實驗可能成為今后的研究方向。
多數(shù)學(xué)者認(rèn)為,EGFRvⅢ表達與膠質(zhì)瘤患者的預(yù)后不良相關(guān)。但Heimberger和Sampson[19]認(rèn)為,EGFR/EGFRvⅢ不能獨立預(yù)測膠質(zhì)母細(xì)胞瘤患者的OS,但對于OS超過1年的患者,EGFRvⅢ的表達是一個獨立且顯著的負(fù)性預(yù)后指標(biāo)。也有研究提示,EGFRvⅢ擴增與患者的預(yù)后無關(guān)[27]。Pelloski等[28]指出,標(biāo)準(zhǔn)預(yù)后因素不能預(yù)測EGFRvⅢ陽性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤患者的預(yù)后,這也可能與部分學(xué)者對EGFRvⅢ表達對膠質(zhì)瘤患者預(yù)后的影響持不同意見有關(guān)。
已有研究表明,在新診斷和復(fù)發(fā)膠質(zhì)瘤患者的腫瘤組織中均發(fā)現(xiàn)了CD4+TIL、CD8+TIL等,且TIL的數(shù)量被證實與膠質(zhì)瘤患者的預(yù)后呈正相關(guān)[23]。某些基因突變會影響膠質(zhì)瘤組織中免疫細(xì)胞的浸潤程度,Hao和Guo[1]研究顯示,EGFRvⅢ低級別膠質(zhì)瘤患者中CD8+TIL、中性粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞的浸潤程度更高,患者的預(yù)后更差,并因此提出了新的潛在預(yù)測預(yù)后和免疫微環(huán)境的標(biāo)志物,為評估EGFRvⅢ低級別膠質(zhì)瘤患者的預(yù)后提供了新思路。
自1984年Libermann等首次報道EGFR在腦膠質(zhì)瘤中過表達以來,多數(shù)學(xué)者對膠質(zhì)瘤中EGFR的表達情況及與膠質(zhì)瘤發(fā)生發(fā)展、治療的關(guān)系進行了研究。EGFR的表達促進了膠質(zhì)瘤的發(fā)生發(fā)展,EGFR過表達和突變情況決定著膠質(zhì)瘤的惡性程度,并直接影響患者對放療的敏感性。目前,針對EGFRvⅢ的多種膠質(zhì)瘤免疫治療在臨床前研究有所進展,其在臨床應(yīng)用研究中仍任重道遠,但關(guān)于貝伐珠單抗聯(lián)合Rindopepimut、PEP-3-KLH疫苗等研究所取得的成果為膠質(zhì)瘤的治療帶來了希望,同時,EGFRvⅢ陽性患者的ACT療法可能成為未來膠質(zhì)瘤免疫治療的研究熱點。EGFRvⅢ的表達與膠質(zhì)瘤患者的不良預(yù)后顯著相關(guān),對于那些不一致的研究結(jié)果,可能與檢測方法、操作手法、臨床資料完整性等有關(guān),也間接說明了膠質(zhì)瘤異質(zhì)性、治療困難等特點。因此,需要進行多中心、大樣本的研究去闡明EGFRvⅢ對膠質(zhì)瘤患者預(yù)后的預(yù)測價值,這也可能成為未來主要的努力方向。