前言

HER2 过表达通常与 HER2 阳性肿瘤患者的不良临床结果相关。  曲妥珠单抗  是一种特异性靶向 HER2的抗体，对 HER2 阳性肿瘤患者显示出有希望的临床益处。曲妥珠单抗作为1998年提出的首个治疗 HER2 阳性乳腺癌患者的 HER2 靶向疗法，但一些患者没有反应或对该疗法产生耐药性。

关于曲妥珠单抗的作用机制目前有广泛的研究，本文通过解读发表在《肿瘤学》杂志【Cancers (Basel)】上的一篇综述“Trastuzumab Mechanism of Action; 20 Years of Research to Unravel a Dilemma”来探索曲妥珠单抗发挥抗肿瘤作用的各种机制。

HER2和曲妥珠单抗的历史

1984 年，Schechter 等人，从乙基亚硝基脲诱导的大鼠神经/胶质母细胞瘤中分离出一个基因，该基因被命名为 “ neu ” ，被证明可以编码一种分子量为 185 kDa 的蛋白质。

1985年，Coussens 等人，鉴定并表征了位于人类 17 号染色体 q21 区域的基因，该基因与大鼠 neu 基因同源，由于EGFR（HER1）与 neu 基因产物之间的蛋白质序列具有显著相似性，因此将其命名为HER2。

1989 年，Hudziak 等人，从暴露于HER2的小鼠中分离出一种名为“4D5”的单克隆抗体，该抗体对HER2具有高度特异性，并显示出其对SKBR3 HER2阳性BC细胞的抗增殖作用，后“4D5”单抗经人源化并更名为“曲妥珠单抗”。

曲妥珠单抗分别于 1998 年和 2000 年在美国和欧洲获得批准。

图注：HER2和曲妥珠单抗的发展历史

曲妥珠单抗影响HER2的二聚化”理论存在争议

受体酪氨酸激酶的 ErbB (HER) 家族 包括 (EGFR) 、HER2、ErbB3  (HER3)  和ErbB4 (HER4) ，他们可以形成同源/异源二聚体，同时又分为配体依赖性或非依赖性二聚体。在病理条件下，HER2 的过表达促进了不依赖配体的 HER2 同源和异源二聚化，并激活了涉及癌细胞恶性特性的多个下游信号通路。

最初，推测曲妥珠单抗通过阻断 HER2 与其他 HER 受体的二聚化来抑制肿瘤生长。研究结果表明：在 HER 特异性配体存在的情况下，曲妥珠单抗对 HER2 异二聚化没有显著影响，对HER2 同源二聚化增强。然而，关于曲妥珠单抗对配体非依赖性 HER2 异二聚化影响的研究结果仍然存在争议，多项研究出现了矛盾的结果，这一部分还需要进一步研究。

曲妥珠单抗增加HER2 磷酸化，同时抑制 HER3 磷酸化

关于”曲妥珠单抗增加了HER2 磷酸化”，目前有三种机制解释：

1.曲妥珠单抗 增加了 HER2 同源二聚化

2.曲妥珠单抗诱导 HER2 的酪氨酸激酶活性，因此在同源二聚化时 增加了 HER2 的磷酸化

3.曲妥珠单抗通过上调 ADAM17 ，增加了 HERs 特异性配体的产生，以激活其他 HER 受体，导致配体依赖性 HER2 异二聚化，从而 诱导 HER2 磷酸化 。

曲妥珠单抗对 EGFR 和HER4 磷酸化的影响尚未得到充分研究，但支持曲妥珠单抗对 HER3 磷酸化的抑制作用的证据相当有力。

图注：用曲妥珠单抗 (10 μg/mL) 处理指定时间，后进行蛋白质印迹分析[1]。

抑制PI3K/AKT 信号通路是曲妥珠单抗的主要作用机制之一

PI3K/AKT 信号通常在各种类型的癌症中高度激活。该途径调节不同的细胞过程，包括细胞生长、存活和增殖。EGF 受体家族的不同成员中，HER3 在被其他 HER 受体磷酸化后，通过为 PI3K 的 p85 亚基提供多个结合位点，故HER3在激活  PI3K/AKT 信号 传导中起核心作用，因此HER2-HER3 异二聚体具有更强的致癌作用。

基于该特点，多项研究已经表明曲妥珠单抗可抑制 HER3 磷酸化。并且存在“治疗一小时，大大降低了 AKT 磷酸化“、”与 PTEN 活性正常的 BC 患者相比，PTEN缺失的乳腺肿瘤患者对曲妥珠单抗的耐药性更高“等机制研究结果。总之，一系列研究表明抑制 PI3K/AKT 信号通路是曲妥珠单抗的主要作用机制之一（通过抑制 HER3 磷酸化或激活 PTEN来实现）。

图注：A. 1 小时曲妥珠单抗治疗迅速降低了 BT474 和 SKBr3 细胞中磷酸化和活化的 Akt 水平，而 Akt 蛋白水平保持不变；D. 曲妥珠单抗激活乳腺癌细胞中的 PTEN[2].

“曲妥珠单抗对PI3K/AKT 通路的抑制作用”诱导了细胞周期停滞

细胞周期由四个阶段组成，包括 G0/G1、S、G2 和 M 阶段。在细胞核中，p27KIP1 与细胞周期蛋白 E-CDK2结合可抑制从 G1 期到S 期的细胞周期进程。p27KIP1 在苏氨酸187位的磷酸化会增加其降解，在丝氨酸 10位的磷酸化可增加其稳定性。

多项研究表明，曲妥珠单抗通过激活 p27KIP1 将BC细胞周期阻滞在G0/G1 期。并且已经表明曲妥珠单抗分别诱导和减少 p27KIP1 在丝氨酸 10 和苏氨酸 187 磷酸化位点的磷酸化。值得注意的是，曲妥珠单抗通过抑制 AKT 磷酸化来增加了p27KIP1在BC 细胞中的核定位。有趣的是，曲妥珠单抗下调了控制细胞周期和 DNA 复制的基因的表达，它们的表达也可以被 PI3K 抑制剂下调。总的来说，这些结果表明曲妥珠单抗对 PI3K/AKT 通路的抑制作用在曲妥珠单抗诱导的细胞周期停滞中起关键作用。

图注：抗HER2 抗体诱导 p27 Kip1 蛋白的浓度依赖性积累和相应的浓度依赖性 G 1 细胞周期停滞[3]。

ADCC 是曲妥珠单抗抗肿瘤功能的主要机制之一

曲妥珠单抗介导的ADCC效应主要由 CD56 dim CD 16+ NK 细胞 完成，FcγR与曲妥珠单抗 Fc区域的结合启动ADCC过程，最终导致免疫效应细胞分泌穿孔素和颗粒酶，颗粒酶通过诱导半胱天冬酶活性和 DNA 片段化来触发肿瘤细胞的凋亡。

已经证明有几个因素会影响曲妥珠单抗诱导的 ADCC 的疗效：

1. 抑制 EGFR 内吞作用 ，然后增加细胞对单克隆抗体的暴露，可增强 ADCC 功效。

2. 对穿孔素/颗粒酶凋亡途径 的低敏感性会使肿瘤细胞对曲妥珠单抗介导的 ADCC 产生抗性。

3. FcγR 中的单核苷酸多态性 (SNP) 可作为预测 BC 患者对 Fc 介导的 ADCC 反应的生物标志物。

4. 修饰抗 HER2 单克隆抗体的 Fc 区域 以增强 Fc 区域对FcγR 的亲和力可增加曲妥珠单抗诱导的ADCC 治疗策略。

图注：自然杀伤细胞在单核细胞亚群中表现出最大的 ADCC 活性[4]。

曲妥珠单抗耐药机制

临床结果表明， 三分之二的患者对曲妥珠单抗没有反应 ，最初有反应的患者随后也可能对该疗法产生耐药性。迄今为止，已经提出了几种机制来解释 BC 细胞为何对曲妥珠单抗治疗产生耐药性：

1.持续激活的 PI3K/AKT 信号通路、激活 PI3K 的 p110α 亚基突变和/或缺失PTEN在曲妥珠单抗耐药中起关键作用

2.一些 BC 细胞表达截短的HER2，缺乏 ECD，阻止曲妥珠单抗结合

3.其他酪氨酸激酶受体的过度活化，如胰岛素样生长因子-I 受体 (IGF-IR)，会减少曲妥珠单抗对 HER2 下游信号通路的抑制。

图注：p95HER2（一种截短形式）表达与曲妥珠单抗耐药密切相关——9 名表达 p95HER2 的肿瘤患者中只有一名（11.1%）对曲妥珠单抗有反应（部分反应[5]）

“曲妥珠单抗诱导HER2 内吞和降解“的理论存在争议

尽管一些研究显示曲妥珠单抗治疗后 HER2 下调，但也有研究显示没有该效果。并且研究表明曲妥珠单抗的长期治疗会下调HER2，也并未提供关于曲妥珠单抗如何下调 HER2 的明确机制。总之，目前对曲妥珠单抗可能对 HER2 内吞作用的了解是有限的。应该进行更多的研究来揭示曲妥珠单抗调节 HER2 内吞和降解的分子机制。

总结

目前的研究结果都强烈表明曲妥珠单抗抑制 AKT 磷酸化并通过 AKT 抑制来阻止细胞周期。此外，有充分证据表明，  曲妥珠单抗显著激活了针对 HER2过表达的 BC 肿瘤的 ADCC效应  。 因此，未来的临床和实验研究应关注曲妥珠单抗抑制 AKT 磷酸化机制的意义，包括耐药和敏感性HER2阳性乳腺肿瘤中的  HER2/HER3/PI3K/AKT和 HER2/SRC/PTEN/AKT 信号轴  。 此外，对这些信号通路的进一步研究将有助于我们更好地了解获得性曲妥珠单抗耐药机制。这样的研究将有利于我们设计新的联合疗法，不仅可以提高曲妥珠单抗的疗效，还可以克服对这种药物的耐药性。

参考资料：

[1] Trastuzumab-induced recruitment of Csk-homologous kinase (CHK) to ErbB2 receptor is associated with ErbB2-Y1248 phosphorylation and ErbB2 degradation to mediate cell growth inhibition. Cancer Biol Ther. 2014 Aug;15(8):1029-41.

[2] PTEN activation contributes to tumor inhibition by trastuzumab, and loss of PTEN predicts trastuzumab resistance in patients. Cancer Cell. 2004 Aug;6(2):117-27.

[3] The role of cyclin-dependent kinase inhibitor p27Kip1 in anti-HER2 antibody-induced G1 cell cycle arrest and tumor growth inhibition. J Biol Chem. 2003 Jun 27;278(26):23441-50.

[4] Understanding key assay parameters that affect measurements of trastuzumab-mediated ADCC against Her2 positive breast cancer cells. Oncoimmunology. 2012 Sep 1;1(6):810-821.

[5] Expression of p95HER2, a truncated form of the HER2 receptor, and response to anti-HER2 therapies in breast cancer. J Natl Cancer Inst. 2007 Apr 18;99(8):628-38.

作者：NING  

推文用于传递知识，如因版权等有疑问，请于本文刊发30日内联系医药速览。  

原创内容未经授权，禁止转载至其他平台。  

©2021 医药速览 保留所有权利  

来源：医药速览 2022-09-03  

百度浏览   来源 : 医药速览   

版权声明：本网站所有注明来源“医微客”的文字、图片和音视频资料，版权均属于医微客所有，非经授权，任何媒体、网站或个人不得转载，授权转载时须注明来源：”医微客”。本网所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源和作者，转载仅作观点分享，版权归原作者所有。不希望被转载的媒体或个人可与我们联系，我们将立即进行删除处理。 本站拥有对此声明的最终解释权。