張玥 汪越 綜述 魏嘉 審校

包含Src同源2結(jié)構(gòu)域的蛋白酪氨酸磷酸酶2(Src homology region 2-containing protein tyrosine phosphatase 2，SHP2)的激活突變與腫瘤的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，還有研究證明SHP2可以促進乳腺癌[1]、胃癌[2]、肺癌[3]和宮頸癌[4]等腫瘤的發(fā)生發(fā)展，作為抗腫瘤治療的靶點展現(xiàn)出極高的潛在價值。近年來，至少有9種靶向SHP2的抑制劑已進入臨床試驗階段，用于治療多種惡性腫瘤。腫瘤免疫治療通過調(diào)節(jié)腫瘤免疫微環(huán)境(Tumor immune microenvironment，TIME)、調(diào)控免疫檢查點信號通路和過繼免疫細(xì)胞等方式增強自體免疫細(xì)胞對腫瘤的自然防御[5]，SHP2可以通過調(diào)節(jié)多種免疫檢查點下游信號通路，調(diào)控TIME中的T淋巴細(xì)胞和巨噬細(xì)胞等免疫細(xì)胞[6]。因而靶向抑制SHP2可以激活免疫細(xì)胞功能，起到免疫與靶向雙重治療的效果。

1 SHP2結(jié)構(gòu)

SHP2是一種非受體型蛋白酪氨酸磷酸酶(Protein tyrosine phosphatase，PTP)，由PTPN11基因編碼，包含1個PTP催化結(jié)構(gòu)域、2個位于N末端的SH2以及1個C-末端尾部。SHP2的N末端有2個串聯(lián)排列的SH2結(jié)構(gòu)域，分別為N-SH2和C-SH2。N-SH2在SHP2的激活中起關(guān)鍵作用，在非活性狀態(tài)下，N-SH2通過結(jié)合PTP結(jié)構(gòu)域直接抑制磷酸酶的活性，而一旦N-SH2與特定的磷酸酪氨酸蛋白結(jié)合，SHP2轉(zhuǎn)為活性狀態(tài)。相比較而言，C-SH2并不直接促進SHP2的激活，但也有助于提高底物結(jié)合特異性[7-9]。Tyr542和Tyr580是位于SHP2的C端尾部的2個磷酸化酪氨酸位點，可在細(xì)胞外刺激下發(fā)生磷酸化，激活下游的RAS/ERK信號[10]，其磷酸化還有助于解除N-SH2對PTP的抑制，促進PTP的激活[11]。

2 SHP2的下游信號通路及其在腫瘤靶向治療中的作用

2.1 RAS/ERK通路

RAS/ERK通路的激活對腫瘤細(xì)胞增殖和分化至關(guān)重要，幾乎所有受體酪氨酸激酶(Receptor tyrosine kinase，RTK)都以激活SHP2為主要甚至是唯一途徑來激活下游的RAS/ERK通路[12]。因而，SHP2抑制劑相關(guān)的治療性研究大多聚焦于RAS/ERK通路。SHP2激活RAS/ERK通路的機制主要分為三個方面：首先，SHP2被激活后可以通過招募RTK質(zhì)膜表面的GRB2/SOS1復(fù)合物激活RAS/ERK信號；其次，SHP2可以使Gab1上的RasGAP結(jié)合位點去磷酸化，增強RAS與RAF的結(jié)合，使增殖性RAS/ERK通路持續(xù)激活；最后，SHP2還可以解除RAS的負(fù)調(diào)節(jié)因子SPRY對GRB2/SOS1的抑制，從而激活RAS[6，13]。

變構(gòu)SHP2抑制劑在RTK突變的腫瘤細(xì)胞系中主要抑制RAS/ERK通路[14]。RMC-4630是一種變構(gòu)SHP2抑制劑，其Ⅰ期臨床試驗初步結(jié)果顯示，RMC-4630對于KRASG12C突變的非小細(xì)胞肺癌有較好的臨床治療效果，并且能夠成功抑制RAS/ERK通路[15]。同時，由于最近新發(fā)現(xiàn)的變構(gòu)SHP2抑制劑能夠同時抑制多種RTK及其介導(dǎo)的RAS/ERK通路，SHP2抑制劑可以作為一種較通用的方式用于治療RTK及MAPK驅(qū)動的腫瘤，并且通過聯(lián)用增強各種RTK抑制劑及RAS/ERK抑制劑的療效[14]。Fedele等[16]研究發(fā)現(xiàn)，在KRASG12C突變的胰腺導(dǎo)管腺癌和非小細(xì)胞肺癌模型中，SHP2抑制劑SHP099可以增強G12C抑制劑的療效，同時還可以克服G12C抑制劑的耐藥性，兩者聯(lián)用不僅可以直接抑制腫瘤，激活T細(xì)胞抗腫瘤免疫，甚至還有一定的抗腫瘤血管生成作用，證實了SHP2抑制劑可以多方面促進RAS/ERK抑制劑的療效。

2.2 PI3K/Akt通路

對于大部分RTK突變的腫瘤，SHP2都可以通過與RTK質(zhì)膜表面的GAB1結(jié)合從而激活其下游的PI3K/Akt通路，發(fā)揮致癌作用[6]。有研究表明，乳腺癌中高表達(dá)的SHP2可以通過激活PI3K/Akt信號使GSK3β磷酸化，從而促進乳腺癌細(xì)胞的增殖[17]。然而，SHP2在某些情況下也可以抑制PI3K/Akt信號通路。在EGFR信號通路中，SHP2可以使GAB1上的PI3K結(jié)合位點去磷酸化，下調(diào)GAB1介導(dǎo)的PI3K/Akt激活。此外，SHP2還可以與p85結(jié)合，形成GAB2/SHP2/p85復(fù)合物從而抑制PI3K/Akt通路[13]。以上研究表明，SHP2在不同的情況下對PI3K/AKT通路可以表現(xiàn)出截然不同的作用，其對PI3K/Akt通路或許還存在未知的復(fù)雜調(diào)控機制，有待進一步研究。

2.3 JAK/STAT通路

SHP2對JAK/STAT通路的影響與其對PI3K/Akt通路類似，根據(jù)底物的不同兼具激活與抑制的作用。JAK/STAT信號是Ⅰ/Ⅱ型干擾素、轉(zhuǎn)化生長因子β(TGF-β)、IL-6等細(xì)胞因子的主要下游信號。既往研究表明，SHP2可以抑制IL-6介導(dǎo)的gp130通路，使STAT3去磷酸化，從而負(fù)調(diào)控JAK/STAT3通路，并最終導(dǎo)致青少年骨髓單核細(xì)胞白血病[18-19]。同時，SHP2可以下調(diào)由γ干擾素誘導(dǎo)的STAT1，負(fù)性調(diào)控JAK/STAT1通路，最終導(dǎo)致人巨細(xì)胞病毒的免疫逃逸[20]。但最新研究表明，SHP2在某些情況下也可以激活JAK/STAT通路。在TGF-β刺激下，SHP2可以使JAK2中的Tyr570去磷酸化，進而激活JAK2/SATA3通路[21]。

3 SHP2作為免疫治療靶點在抗腫瘤治療中的潛力

3.1 SHP2活性對TIME中各種免疫細(xì)胞的影響

3.1.1 T細(xì)胞 T細(xì)胞是攻擊腫瘤細(xì)胞的主力軍，然而由于腫瘤微環(huán)境中存在多種抑制信號，腫瘤內(nèi)的T細(xì)胞往往表現(xiàn)為功能失調(diào)的狀態(tài)[22]。SHP2對T細(xì)胞的功能有重要的抑制作用，已有研究表明，敲除SHP2基因的小鼠對于炎癥相關(guān)結(jié)腸癌表現(xiàn)出了CD8+T細(xì)胞浸潤以及細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞激活[23]，證實了抑制SHP2可以激活T細(xì)胞促進抗腫瘤免疫。

SHP2可以通過調(diào)控多種關(guān)鍵的抑制性免疫檢查點信號通路抑制T細(xì)胞，包括程序性死亡受體1(Programmed cell death protein-1，PD-1)、細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞相關(guān)蛋白4(Cytotoxic T lymphocyte-associated antigen-4，CTLA-4)、B和T淋巴細(xì)胞衰減因子(B and the T lymphocyte attenuator，BTLA)、T細(xì)胞免疫球蛋白和免疫受體酪氨酸抑制性基序結(jié)構(gòu)域(T cell immunoglobulin and immunoreceptor tyrosine-based inhibitory motif domain，TIGIT)等。SHP2對其他免疫檢查點的作用尚待進一步探索，淋巴細(xì)胞活化基因3(LAG-3)、T細(xì)胞免疫球蛋白粘液素3(TIM-3)和T細(xì)胞活化的V結(jié)構(gòu)域Ig抑制因子(VISTA)都是潛在的靶點[6]。

PD-1是免疫檢查點阻斷療法中非常關(guān)鍵的靶點[24]，其高表達(dá)于活化的T細(xì)胞。PD-1/PD-L1阻斷療法已在多種腫瘤中取得了良好的治療效果，包括非小細(xì)胞肺癌[25]和黑色素瘤[26]等，但并非所有患者都能對PD-1/PD-L1阻斷療法產(chǎn)生應(yīng)答。目前研究普遍認(rèn)為，PD-1信號主要通過招募SHP2調(diào)控下游的一系列通路，抑制T細(xì)胞的功能[27]。有研究發(fā)現(xiàn)，PD-1選擇性地招募SHP2，而并不招募同為PTP的SHP1[28]，因而PD-1對SHP2的招募具有一定的特異性。PD-1尾部的免疫受體酪氨酸抑制基序(ITIM)以及免疫受體酪氨酸轉(zhuǎn)換基序(ITSM)可以與SHP2的2個SH2結(jié)構(gòu)域結(jié)合從而招募SHP2(圖1)。一方面，SHP2被招募后可以通過抑制ZAP70磷酸化直接抑制TCR/CD3信號，并且抑制下游的RAS/ERK以及PI3K/Akt信號，進而抑制T細(xì)胞的激活[28-29]；另一方面，SHP2可以抑制CD28的磷酸化，從而抑制下游的PI3K/Akt通路，抑制T細(xì)胞的活化[29]?；谝种芐HP2可以在PD-1信號中同時解除TCR/CD3信號及CD28信號對T細(xì)胞的抑制，SHP2抑制劑在促進PD-1抗體療效以及克服PD-1抗體耐藥性方面具有極高的潛能。Zhao等[30]發(fā)現(xiàn)，SHP099與PD-1抗體聯(lián)用在小鼠結(jié)腸癌模型中展現(xiàn)出了較好的聯(lián)合抗腫瘤療效，明顯高于單藥療效，提示了SHP2抑制劑與免疫檢查點阻斷療法的聯(lián)用有望成為未來SHP2研究的重要方向。

對于其他的免疫抑制性受體，已有研究證明，CTLA-4可以通過胞質(zhì)域的基于酪氨酸的YVKM基序招募SHP2[31]，進而抑制CD28信號，抑制T細(xì)胞的活化。也有報道表示，BTLA和TIGIT也可以通過ITIM結(jié)構(gòu)招募SHP2[32-33]，從而抑制T細(xì)胞(圖1)，更具體的內(nèi)在機制有待進一步研究。

圖1 SHP2對T細(xì)胞的調(diào)控機制示意圖

3.1.2 巨噬細(xì)胞 巨噬細(xì)胞分為M1型和M2型。M1型巨噬細(xì)胞具有促炎抗癌的功能，而M2型具有抗炎促癌的功能[34]。SHP2在巨噬細(xì)胞的調(diào)控中具有重要的作用。Wang等[35]發(fā)現(xiàn)，SHP2可以與集落刺激因子-1(CSF-1)誘發(fā)的GRB2/GAB2蛋白復(fù)合物結(jié)合，從而激活RAS/ERK信號通路，促進巨噬細(xì)胞的增殖與M2極化(圖2)。因而，SHP2可以通過激活巨噬細(xì)胞的CSF-1/CSF-1R軸促進腫瘤生長。

除此之外，SHP2還可以通過調(diào)控巨噬細(xì)胞介導(dǎo)腫瘤免疫逃逸。以往的研究表明，SHP2可以被巨噬細(xì)胞表面的信號調(diào)節(jié)蛋白(SIRP)以及唾液酸結(jié)合免疫球蛋白樣凝集素-10(Siglec-10)通過ITIM所招募，通過減少巨噬細(xì)胞對腫瘤細(xì)胞的吞噬進而導(dǎo)致腫瘤免疫逃逸[6]。最新的研究中，Li等[36]還發(fā)現(xiàn)巨噬細(xì)胞上的淋巴細(xì)胞活化信號分子(SLAM)家族受體也可以通過招募SHP2抑制巨噬細(xì)胞的吞噬功能，通過阻斷特定的SLAMF3及SLAMF4成功促進了巨噬細(xì)胞對造血系統(tǒng)腫瘤細(xì)胞的吞噬。同時，Gao等[37]還在結(jié)腸癌中發(fā)現(xiàn)了SHP2在巨噬細(xì)胞中所介導(dǎo)的新的腫瘤逃逸機制，即通過抑制STING-TBK1-IRF3通路下調(diào)I型干擾素，從而介導(dǎo)腫瘤免疫逃逸(圖2)。

圖2 SHP2對巨噬細(xì)胞的調(diào)控機制示意圖

綜上所述，SHP2通過調(diào)控巨噬細(xì)胞在促進腫瘤生長以及介導(dǎo)腫瘤免疫逃逸方面具有重要的作用，靶向抑制SHP2有望通過調(diào)控巨噬細(xì)胞達(dá)到抗腫瘤目的。

3.1.3 其他免疫細(xì)胞 目前SHP2對TIME的研究主要集中在T細(xì)胞和巨噬細(xì)胞上，然而也有研究表明，SHP2對其他免疫細(xì)胞也可能存在調(diào)節(jié)作用。最近的研究中，Song等[38]發(fā)現(xiàn)SHP2可以作為METTL3的下游信號，通過激活RAS/ERK通路促進NK細(xì)胞的增殖和分化，預(yù)示著SHP2可以正向調(diào)節(jié)NK細(xì)胞促進抗腫瘤免疫。另外，SHP2還被認(rèn)為可以正向調(diào)節(jié)B細(xì)胞。有研究發(fā)現(xiàn)，在大量IL-6刺激下，SHP2的激活可以促進前B細(xì)胞的增殖，但SHP2對于腫瘤微環(huán)境中的B細(xì)胞是否有促進作用尚無明確的報道[39]。Tang等[40]還發(fā)現(xiàn)，SHP099可以通過趨化因子CXCL1/5介導(dǎo)的NF-κB通路上調(diào)腫瘤微環(huán)境中的gMDSC，從而抑制了SHP099的抗腫瘤功能。

以上研究表明，SHP2抑制劑可以通過激活T細(xì)胞以及巨噬細(xì)胞發(fā)揮抗腫瘤作用，但是有可能由于同時抑制了NK細(xì)胞、B細(xì)胞或上調(diào)了gMDSC而使抗腫瘤功能受到限制。因此，通過深入研究SHP2對不同免疫細(xì)胞的作用機制，聯(lián)合不同的調(diào)控手段，或許可以有效提高SHP2抑制劑抗腫瘤療效。

3.2 免疫聯(lián)合靶向雙重治療功能

通過抑制SHP2，一方面可以通過抑制其下游的RAS/ERK、PI3K/Akt和JAK/STAT等通路直接抑制腫瘤，另一方面，SHP2抑制劑還可以通過激活T細(xì)胞和促進巨噬細(xì)胞吞噬等抑制腫瘤，因而SHP2是免疫與靶向雙重治療的靶點。

目前有多種SHP2抑制劑已進入臨床試驗階段，諾華公司開發(fā)的TNO155是第一個進入臨床試驗階段的變構(gòu)SHP2抑制劑，其公布的 Ⅰ 期臨床試驗結(jié)果顯示，TNO155單藥治療實體瘤療效較為有限。因而諾華公司正在積極嘗試TNO155的聯(lián)用方案，TNO155聯(lián)合PD-1抗體、CDK4/6抑制劑等臨床試驗都正在進行，預(yù)示著SHP2抑制劑的聯(lián)用或許會成為未來SHP2抑制劑開發(fā)的重點方向。一方面，SHP2抑制劑可聯(lián)藥用于治療RTK驅(qū)動的腫瘤；另一方面，隨著越來越多的研究揭示出SHP2抑制劑在TIME中的重要作用，SHP2抑制劑在聯(lián)用免疫卡控點阻斷療法上展現(xiàn)出極高的潛能。目前，多種SHP2抑制劑都已正式啟動聯(lián)用RTK抑制、RAS/ERK抑制劑或PD-1抗體的臨床試驗，盡管試驗尚無初步的結(jié)論，但臨床前數(shù)據(jù)表明，在體內(nèi)外合適的腫瘤模型中，TNO155聯(lián)用EGFR抑制劑、CDK4/6抑制劑和PD-1抗體等都具有良好的聯(lián)合療效[41]。

隨著越來越多有關(guān)SHP2的臨床試驗正式啟動，SHP2正逐步展現(xiàn)出免疫聯(lián)合靶向雙重治療靶點的功能，表1列出了大部分目前已經(jīng)正式啟動的SHP2抑制劑相關(guān)臨床試驗。

表1 臨床試驗階段的SHP2抑制劑

4 SHP2的兩面性

盡管SHP2是公認(rèn)的致癌因子，但在一些情況下，SHP2也有抑癌的功能。目前大多數(shù)研究表明，SHP2基因的突變或過表達(dá)會通過調(diào)控下游多種信號通路直接促進腫瘤發(fā)生發(fā)展，最新的研究還發(fā)現(xiàn)，SHP2可以通過上調(diào)血管內(nèi)皮細(xì)胞中的SOX7促進腫瘤血管生成[42]。但也有研究表明，SHP2基因存在一定的抗腫瘤作用，比如肝細(xì)胞中SHP2的缺失會通過激活STAT3導(dǎo)致肝細(xì)胞的癌變[43]；在食管鱗狀細(xì)胞癌中，SHP2也可以通過抑制STAT3抑制腫瘤[44]；SHP2在結(jié)腸癌中可以通過抑制PARP1介導(dǎo)的腫瘤細(xì)胞DNA修復(fù)激活STING信號通路，增強抗腫瘤免疫，同時提高化療的療效[45]。SHP2的兩面性還可以在同種腫瘤發(fā)展的不同階段體現(xiàn)。Chen等[46]發(fā)現(xiàn)抑制SHP2可以在肝細(xì)胞癌發(fā)生的早期階段抑制腫瘤生長，而在疾病后期促進腫瘤進展。

5 小結(jié)與展望

SHP2在成為抗腫瘤治療理想靶點的道路上仍存在許多亟待解決的問題，例如SHP2在癌癥中的兩面性以及SHP2抑制劑的副作用等。但我們并不能忽視SHP2優(yōu)越的抗腫瘤潛力，目前SHP2在多種攜帶RTK突變的實體瘤中都顯示出較高的抗腫瘤活性，包括非小細(xì)胞肺癌[16]、胰腺癌[16，47]和胃癌[48]等，國內(nèi)自主研發(fā)的JAB-3312、JAB-3068都已獲得美國FDA用于食道癌(包括食管鱗狀細(xì)胞癌)治療的孤兒藥認(rèn)定。而SHP2抑制劑的聯(lián)藥，特別是與PD-1抗體聯(lián)用的臨床試驗正受到廣泛關(guān)注，我們期待看到更多SHP2抑制劑在腫瘤靶向與免疫治療中聯(lián)合應(yīng)用的研究，充分發(fā)揮該明星靶點“靶免雙效”的特點，為腫瘤治療帶來新的曙光。