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蒋琦 浙江大学医学院附属第一医院 撰稿
摘要:成纤维细胞生长因子受体(FGFR)信号通路在肿瘤的发生、发展中起着关键作用。FGFR 抑制剂作为一类重要的抗癌药物,已在临床治疗中取得一定成效。然而,耐药现象的出现严重限制了其疗效。本文详细阐述了 FGFR 抑制剂的耐药机制,包括靶点相关改变、旁路激活、上皮 - 间质转化等,并对针对耐药机制的治疗策略进行了综述,旨在为克服 FGFR 抑制剂耐药、提高肿瘤治疗效果提供参考。
成纤维细胞生长因子受体(FGFR)家族包括 FGFR1 - 4,通过与相应配体结合激活下游信号通路,如 RAS - MAPK、PI3K - AKT - mTOR 等,参与细胞增殖、分化、迁移和存活等过程。在多种肿瘤中,FGFR 基因异常激活,包括基因突变、扩增和融合等,使得 FGFR 信号通路成为极具潜力的抗癌靶点。FGFR 抑制剂的研发为肿瘤治疗带来了新希望,但临床实践中耐药问题逐渐凸显,深入研究耐药机制并探索有效的治疗策略具有重要意义。
1.小分子酪氨酸激酶抑制剂(TKI):通过与 FGFR 的 ATP 结合位点竞争,阻断激酶活性,从而抑制 FGFR 信号传导。如 erdafitinib,已获批用于治疗携带 FGFR2/3 基因突变或融合的局部晚期或转移性尿路上皮癌。
2.单克隆抗体:主要作用于 FGFR 的细胞外结构域,阻断配体与受体的结合,进而抑制受体激活。例如 burosumab,用于治疗 X 连锁低磷血症,其作用机制涉及阻断 FGFR1 的异常信号。
FGFR 抑制剂在多种实体瘤治疗中显示出一定疗效。在尿路上皮癌中,erdafitinib 治疗携带 FGFR 基因突变或融合的患者,客观缓解率可达 40% 左右。在胆管癌中,pemigatinib 对 FGFR2 融合阳性患者也有较好的临床活性。然而,大部分患者在治疗一段时间后会出现耐药,导致疾病进展。
1.FGFR 基因突变:
获得性耐药突变:在接受 FGFR 抑制剂治疗后,肿瘤细胞可发生新的 FGFR 基因突变。例如,在 FGFR2 抑制剂治疗过程中,肿瘤细胞可出现 FGFR2 V561M 突变,该突变位于激酶结构域,改变了 ATP 结合口袋的构象,降低了抑制剂与靶点的亲和力,从而导致耐药。
原发性耐药突变:部分患者在治疗前就携带一些罕见的 FGFR 基因突变,这些突变本身对 FGFR 抑制剂不敏感。如 FGFR3 的一些特殊突变亚型,在未接受治疗时就表现出对 FGFR 抑制剂的低反应性。
1.FGFR 基因扩增:肿瘤细胞通过增加 FGFR 基因拷贝数,导致 FGFR 蛋白过表达。大量的 FGFR 蛋白可以维持信号通路的激活,即使在 FGFR 抑制剂存在的情况下,仍能产生足够的信号促进肿瘤细胞生长和存活。研究发现,在部分对 FGFR 抑制剂耐药的乳腺癌患者中,存在 FGFR1 基因扩增现象。
1.RAS - MAPK 旁路激活:
当 FGFR 信号通路被抑制时,肿瘤细胞可通过激活 RAS - MAPK 旁路途径来维持细胞增殖信号。例如,在一些肺癌细胞中,FGFR 抑制剂治疗后,RAS 基因突变或上游调控因子的改变导致 RAS 持续激活,进而激活下游的 RAF - MEK - ERK 信号级联反应,补偿被抑制的 FGFR 信号,引起耐药。
此外,RAS - MAPK 通路与 FGFR 通路之间存在复杂的交互作用。一些反馈调节机制可使 FGFR 抑制剂诱导 RAS - MAPK 通路的激活,如 FGFR 抑制剂抑制 FGFR 信号后,可能导致细胞内一些负反馈调节因子的失衡,从而激活 RAS - MAPK 通路。
2.PI3K - AKT - mTOR 旁路激活:
PI3K - AKT - mTOR 通路也是 FGFR 信号通路的重要下游分支。在 FGFR 抑制剂耐药的肿瘤细胞中,常观察到 PI3K - AKT - mTOR 通路的异常激活。这可能是由于 FGFR 抑制后,细胞通过其他受体酪氨酸激酶(如 EGFR、HER2 等)激活 PI3K,或者 PTEN(PI3K - AKT 通路的负调控因子)功能缺失,导致 AKT 持续磷酸化激活,进而激活 mTOR,促进细胞生长和存活。
例如,在部分对 FGFR 抑制剂耐药的子宫内膜癌患者中,检测到 PTEN 基因的缺失和 AKT 的高磷酸化,表明 PI3K - AKT - mTOR 旁路激活在耐药中发挥作用。
1.EMT 过程及相关机制:
EMT 是指上皮细胞失去极性和细胞间连接,获得间质细胞特性的过程。在 FGFR 抑制剂耐药中,EMT 起着重要作用。FGFR 抑制剂可诱导肿瘤细胞发生 EMT,这一过程涉及多种转录因子的调控,如 Snail、Slug 和 Twist 等。这些转录因子抑制上皮标志物(如 E - cadherin)的表达,同时上调间质标志物(如 Vimentin、N - cadherin)的表达,使肿瘤细胞形态和功能发生改变,获得更强的迁移和侵袭能力,同时对 FGFR 抑制剂产生耐药。
例如,在乳腺癌细胞中,FGFR 抑制剂处理后,Snail 蛋白表达上调,导致 E - cadherin 表达降低,细胞发生 EMT,对 FGFR 抑制剂的敏感性下降。
2.EMT 与耐药的关系:
EMT 不仅改变肿瘤细胞的生物学特性,还通过多种途径影响 FGFR 抑制剂的疗效。发生 EMT 的肿瘤细胞往往处于一种干细胞样状态,具有更强的自我更新和修复能力,对化疗和靶向治疗耐药。此外,EMT 过程中细胞间连接的改变可能影响药物在肿瘤组织中的分布和渗透,进一步降低 FGFR 抑制剂的作用效果。
1.肿瘤相关成纤维细胞(CAFs):
CAFs 是肿瘤微环境的重要组成部分。在 FGFR 抑制剂耐药中,CAFs 可通过分泌多种细胞因子和生长因子,如转化生长因子 - β(TGF - β)、血小板衍生生长因子(PDGF)等,促进肿瘤细胞存活和增殖。TGF - β 可以激活下游信号通路,如 SMAD 通路,诱导肿瘤细胞发生 EMT,增强其对 FGFR 抑制剂的耐药性。
同时,CAFs 还可以通过与肿瘤细胞直接接触,传递信号,影响肿瘤细胞的生物学行为。例如,CAFs 表面的一些黏附分子与肿瘤细胞表面相应受体结合,可激活肿瘤细胞内的信号通路,促进肿瘤细胞耐药。
2.免疫细胞:
肿瘤微环境中的免疫细胞也参与 FGFR 抑制剂耐药过程。在一些肿瘤中,FGFR 抑制剂治疗后,肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)的极化状态发生改变。TAMs 可分为 M1 型(抗肿瘤)和 M2 型(促肿瘤),在耐药肿瘤中,TAMs 倾向于向 M2 型极化,分泌免疫抑制因子,如白细胞介素 - 10(IL - 10)、血管内皮生长因子(VEGF)等,抑制机体的抗肿瘤免疫反应,促进肿瘤细胞生长和耐药。
此外,调节性 T 细胞(Tregs)在耐药肿瘤微环境中也增多,Tregs 通过抑制效应 T 细胞的功能,阻碍机体对肿瘤细胞的免疫监视和杀伤,间接促进 FGFR 抑制剂耐药。
1.克服靶点突变的抑制剂设计:针对已发现的 FGFR 耐药突变,研发具有更高亲和力和特异性的新一代 FGFR 抑制剂。例如,针对 FGFR2 V561M 突变,设计能够与突变型 ATP 结合口袋更好结合的抑制剂,通过优化化学结构,增强对突变靶点的抑制作用。目前已有一些处于临床前研究阶段的新型 FGFR 抑制剂,针对多种耐药突变显示出较好的活性。
2.多靶点 FGFR 抑制剂:鉴于肿瘤细胞可能通过旁路激活导致耐药,开发能够同时抑制 FGFR 及其旁路信号通路关键靶点的多靶点抑制剂具有潜在优势。如一些同时抑制 FGFR 和 VEGFR 的多靶点 TKI,在临床前研究中对 FGFR 抑制剂耐药的肿瘤细胞显示出协同抑制作用,有望克服耐药问题。
1.与其他靶向药物联合:
FGFR 抑制剂与 RAS - MAPK 通路抑制剂联合:针对 RAS - MAPK 旁路激活导致的耐药,联合使用 FGFR 抑制剂和 RAS - MAPK 通路抑制剂(如 MEK 抑制剂)可取得更好的治疗效果。在临床研究中,FGFR 抑制剂与 MEK 抑制剂联合治疗 FGFR 抑制剂耐药的肿瘤患者,部分患者显示出肿瘤缓解和疾病稳定,表明联合治疗能够有效抑制旁路激活的信号通路,克服耐药。
FGFR 抑制剂与 PI3K - AKT - mTOR 通路抑制剂联合:对于 PI3K - AKT - mTOR 旁路激活导致的耐药,联合使用 FGFR 抑制剂和 PI3K 或 AKT 抑制剂可增强对肿瘤细胞的杀伤作用。例如,在一些乳腺癌细胞模型中,FGFR 抑制剂与 PI3K 抑制剂联合使用,显著抑制了细胞增殖,克服了 FGFR 抑制剂的耐药性。
2.与化疗药物联合:
化疗药物可以通过不同机制杀伤肿瘤细胞,与 FGFR 抑制剂联合可能克服耐药。例如,铂类化疗药物可以损伤肿瘤细胞 DNA,FGFR 抑制剂可抑制肿瘤细胞的修复机制,两者联合使用具有协同作用。在临床研究中,FGFR 抑制剂联合铂类化疗药物治疗尿路上皮癌,对 FGFR 抑制剂耐药的患者也显示出一定的疗效,提高了患者的生存率。
此外,化疗药物还可以改变肿瘤微环境,影响肿瘤细胞的生物学行为,与 FGFR 抑制剂联合可能增强对肿瘤的整体抑制效果。
1.针对 CAFs 的治疗策略:
抑制 CAFs 的活性或减少其分泌的细胞因子可能有助于克服 FGFR 抑制剂耐药。例如,使用 TGF - β 抑制剂可以阻断 CAFs 分泌的 TGF - β 信号,抑制肿瘤细胞的 EMT 过程,提高 FGFR 抑制剂的敏感性。在临床前研究中,TGF - β 抑制剂与 FGFR 抑制剂联合使用,显著增强了对肿瘤细胞的抑制作用。
此外,通过靶向 CAFs 表面的特异性标志物,如成纤维细胞活化蛋白(FAP),可以减少 CAFs 与肿瘤细胞的相互作用,抑制肿瘤细胞的耐药。一些针对 FAP 的抗体药物正在进行临床试验,有望为 FGFR 抑制剂耐药的肿瘤治疗提供新的策略。
2.调节免疫微环境:
免疫检查点抑制剂可以解除肿瘤微环境中的免疫抑制状态,与 FGFR 抑制剂联合使用可能增强机体的抗肿瘤免疫反应,克服耐药。例如,在一些肿瘤模型中,FGFR 抑制剂联合抗 PD - 1 抗体治疗,可促进肿瘤微环境中 CD8 + T 细胞的浸润和活化,增强对肿瘤细胞的杀伤作用,逆转 FGFR 抑制剂耐药。
此外,通过调节肿瘤微环境中免疫细胞的极化状态,如促进 TAMs 向 M1 型极化,减少 Tregs 的数量,也可能提高 FGFR 抑制剂的疗效。一些免疫调节剂正在研究用于与 FGFR 抑制剂联合治疗,以改善肿瘤微环境,克服耐药。
1.表观遗传治疗:表观遗传修饰在肿瘤发生和耐药中起着重要作用。通过使用表观遗传药物,如 DNA 甲基转移酶抑制剂和组蛋白去乙酰化酶抑制剂,可改变肿瘤细胞的基因表达谱,恢复 FGFR 抑制剂的敏感性。在临床前研究中,这些表观遗传药物与 FGFR 抑制剂联合使用,对 FGFR 抑制剂耐药的肿瘤细胞显示出协同抑制作用。
2.基于生物标志物的精准治疗:深入研究 FGFR 抑制剂耐药相关的生物标志物,筛选出对不同治疗策略敏感的患者亚群,实现精准治疗。例如,通过检测肿瘤细胞中 RAS - MAPK、PI3K - AKT - mTOR 通路相关基因的突变状态、EMT 标志物的表达水平以及肿瘤微环境中免疫细胞的特征等,为患者选择合适的联合治疗方案,提高治疗效果。
FGFR 抑制剂耐药是肿瘤治疗面临的一大挑战,其耐药机制复杂多样,涉及靶点相关改变、旁路激活、EMT 以及肿瘤微环境等多个方面。针对这些耐药机制,目前已探索了多种治疗策略,包括开发新一代 FGFR 抑制剂、联合治疗、靶向肿瘤微环境以及其他创新治疗方法。虽然在临床前和部分临床试验中取得了一定进展,但仍需进一步深入研究和优化。未来,随着对 FGFR 抑制剂耐药机制认识的不断加深,结合多组学技术、人工智能等先进手段,有望开发出更有效的治疗策略,克服 FGFR 抑制剂耐药,为肿瘤患者带来更好的治疗前景。
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