表皮生长因子受体（epidermal growth
factor receptor EGFR）是抗肿瘤领域最经典的靶点，基于此靶点已经有很多上市的药物。如第一代药物吉非替尼，二代药物阿法替尼。随着耐药的不断出现，针对EGFR的靶点新药也不断迭代，如第三代药物奥希替尼。
EGFR概述
EGFR、ErbB-1或HER1是表皮生长因子受体（HER）家族成员之一。该家族包括HER1（erbB1，EGFR）、HER2（erbB2，NEU）、HER3（erbB3）及HER4（erbB4）。HER家族在细胞生理过程中发挥重要的调节作用。EGFR广泛分布于哺乳动物上皮细胞、成纤维细胞、胶质细胞、角质细胞等细胞表面，EGFR信号通路对细胞的生长、增殖和分化等生理过程发挥重要的作用。EGFR突变或过表达一般会引发肿瘤。EGFR是一种糖蛋白，属于酪氨酸激酶型受体，细胞膜贯通，分子量170KDa。EGFR位于细胞膜表面，靠与配体结合来激活，包括EGF和TGFα。激活后，EGFR由单体转化为二聚体，尽管也有证据表明，激活前也存在二聚体。EGFR还可能和ErbB受体家族的其他成员聚合来激活，例如ErbB2/Her2/neu。近年来，以EGFR为靶点的小分子抑制剂（TKI）、单抗、双抗和ADC研究层出不穷，但是接踵而来的药物耐药也凸显出来。本文就EGFR结构、耐药机制和药物研发情况进行综述，以期设计出更优秀的药物使更多患者获益。EGFR基因位于人第7号染色体的短臂p12-13上，含有28个外显子，是分子量为170k Da的酪氨酸激酶受体，属于ERBB家族，其家族成员主要包括EGFR（HER1）、HER2（ERBB2）、HER3（ERBB3）、HER4（ERBB4）四种同源受体。EGFR是一个含有1186个氨基酸的跨膜糖基化蛋白，其结构由三个部分组成：胞外结构域（N端），穿膜结构域（疏水的α螺旋结构）和胞内结构域（C端）。胞外域包含622个氨基酸，由四个亚结构域组成：I结构域（氨基酸1-133位）、II结构域（氨基酸134-312位）、III结构域（氨基酸313-445位）和IV结构域（氨基酸446-621位）。胞内结构域含有542个氨基酸，由三个亚结构域组成：近膜端结构域（约含有50个氨基酸）、酪氨酸激酶结构域（含有250个氨基酸）和C 末端尾部（含有229个氨基酸），C末端尾部包含5个自磷酸化基序。这一受体家族在多种肿瘤细胞中普遍表达。EGFR结构示意图见图1。当配体如EGF或TNF-α等结合到胞外连接位点，EGFR激酶结构域以从尾到头的方向不对称地形成一个同源二聚体或异源二聚体。在二聚化构象中，EGFR酪氨酸激酶区域能在ATP的存在下磷酸化，并触发细胞质调节域中特定酪氨酸残基的自动磷酸化，从而可以激活下游主要的信号通路。
图1 EGFR结构示意图
EGFR的胞外配体结合结构域包含620个氨基酸（25-645），分为4个亚结构域，即I（L1）、II（CR1）、III（L2）和IV（CR2）。L1和L2都是富含β-螺旋结构的亮氨酸结构域，并与生长因子结合。CR1和CR2都是富含二硫键的半胱氨酸区域。CR1在EGFR与其他ErbB家族成员的同源或异源二聚体形成中发挥作用。L1、CR1和L2形成C型，容纳EGF在L1和L2之间结合。EGFR胞外结构域见图2。![]()
EGFR胞外结构域与EGF复合物的三维可视化（黄色）。子域用颜色标记:L1，蓝色；CR，绿色；L2,橙色；部分CR2，灰色的。与EGF相互作用的三个位点用红圈标出。 EGFR信号通路
当EGFR激活时，下游信号通路发生级联反应，主要有以下三条：- EGFR激活Ras/Raf/MEK/ERK1/2途径。生长因子受体蛋白2（GRB2）直接或者与骨架蛋白 Shc协调合作能激活EGFR自动磷酸化，并激活Ras下游GTP依赖改变的SOS蛋白，起始信号经过级联反应Raf/MER/ERK来影响细胞增殖和细胞周期。
- EGFR激活JAK/STAT途径，促进核转运，刺激有丝分裂，使增殖有关的基因发生转录，导致细胞增殖和抑制凋亡。
EGFR下游信号通路如图3所示。EGFR的酪氨酸激酶活性可能受多种致癌因素的影响，包括EGFR基因突变、基因拷贝数增加和EGFR蛋白过度表达等。其家族成员之间受体和配体的结合也介导肿瘤细胞和肿瘤微环境之间复杂的相互作用，并且EGFR酪氨酸激酶的异常激活抑制了肿瘤细胞的凋亡，促进了肿瘤的进展。EGFR还可能与整合素途径相互作用，激活基质金属蛋白酶，改变细胞粘附，刺激细胞运动和侵袭，促进转移。
图3 涉及EGFR的细胞内信号转导
EGFR突变及耐药机制
肺癌是导致癌症死亡的最常见原因，也是我国发生率和病死率最高的恶性肿瘤。针对肺 癌发病机制和治疗的研究一直是临床科研工作者的研究重点。非小细胞肺癌（NSCLC）是肺癌的主要组织学类型，约占所有肺癌的85%。在NSCLC中观察到多种遗传和表观遗传的改变，包括基因突变和拷贝数增加。其中，EGFR的突变是NSCLC最常见的致癌驱动因素，在亚洲肺腺癌人群中突变率超过50%。NSCLC患者中EGFR酪氨酸激酶结构域的体细胞突变于2004年首次报道，其中第19外显子出现缺失，第21外显子出现点突变。根据核苷酸变化的类型，将EGFR突变分为三类。I类突变涉及插入缺失，导致由第19外显子编码的E746到S752之间的4到6个残基缺失。II类突变涉及发生在第18到第21外显子之间的单一残基替换。III类突变包括主要发生在第20号外显子中的重复或插入。大多数酪氨酸激酶结构域突变（85-90%）在第19外显子中缺失，在第21外显子中L858R被替换。最近的研究也报道了一种罕见的第22外显子突变（E884K），它可能会降低对不同EGFR抑制剂的敏感性。细胞质区域的一些突变导致构象不稳定，激酶活性上调，并通过避免细胞凋亡而激活下游信号通路。突变的EGFR对临床使用的抑制剂表现出耐药性和有限的药物疗效。肺癌患者中发现790位苏氨酸取代790位蛋氨酸（T790M）。对第一代EGFR激酶抑制剂的耐药性病例中，有一半是由T790M突变引起的。Thr790也被称为“看门人”残基，因为它位于atp结合袋的疏水袋的入口，这决定了抑制剂在激酶中的特异性。将Thr790取代为更庞大的残基会导致抑制剂结合的空间位阻。虽然该突变对吉非替尼和厄洛替尼有耐药性，但它仍然对如EKB-569和HKI-272等不可逆抑制剂敏感。尽管它们与第一代抑制剂具有相同的喹唑啉核心和苯胺基团，但它们也含有一种巴豆酰胺作为迈克尔受体基团，能够在atp结合位点与Cys797形成共价键。
第二类突变发生在大约一半接受EGFR-TKIs治疗的患者中，尽管在治疗前发生的情况并不常见。此外，也发现T790M突变与L858R点突变共存的突变结合。双突变L858R/T790M激活EGFR，同时降低ATP对结合位点的亲和力。与NSCLC细胞系中单一的L858R突变或第19外显子缺失相比，L858R/T790M突变对EGFR TKIs更具抗性。
另一个最早发现的非T790M突变是D761Y，它通常与L858R突变共存。与单独使用L858R的细胞相比，L858R/D761Y突变对吉非替尼的耐药性更强，尽管其耐药性仍低于L858R/T790M。与吉非替尼反应相比，该突变对不可逆抑制剂HKI-272的敏感性较低，这表明EGFR的不同突变会导致对可逆和不可逆抑制剂的不同反应。尽管这种突变的耐药机制尚不清楚，但它诱导EGFR活性和非活性状态之间的构象变化，并影响抑制剂的结合能力。
EGFR及其信号通路被用作开发新的抗肿瘤靶点，如单克隆抗体帕尼单抗和西妥昔单抗，以及TKIs，即吉非替尼、厄洛替尼、阿法替尼和奥西替尼。然而，由于EGFR突变引起的耐药性，TKIs的有效性受到了限制，需要进一步开发。EGFR抑制剂耐药机制见图4。
针对EGFR的相关靶向治疗
临床主要基于细胞信号的传导机制，通过与EGFR结合，关闭信号，阻断细胞增殖。目前靶向针对EGFR的治疗主要基于两块：- 针对胞内域的小分子激酶抑制剂：厄洛替尼、吉非替尼、埃克替尼、奥西替尼等。
- 针对胞外域的阻断EGFR功能区的单克隆抗体类：治疗结直肠癌的西妥昔单抗和帕尼单抗，针对头颈部肿瘤的尼妥珠单抗等。
TKI抑制剂中文名叫“酪氨酸激酶抑制剂”。它可以直接进入细胞内，干扰ATP（三磷酸腺苷）的结合，从而阻断由于突变而产生的异常的信号传导，达到抑制肿瘤细胞的效果。在体外试验中，TKI抑制剂可以增加人肿瘤细胞的凋亡并抑制血管生成因子的侵入和分泌。并且在多项研究中均证实了TKI抑制剂可以提高放化疗及激素治疗的抗肿瘤活性，获得更好的预后。EGFR突变阳性的肺部恶性肿瘤患者可以选择第一/二/三代EGFR-TKI靶向治疗。
图5 EGFR药物靶点开发历程
目前小分子EGFR-TKIs可分为第一代、第二代、第三代和第四代：
第一代EGFR TKI
一代EGFR-TKI的代表药物有：厄洛替尼、吉非替尼、埃克替尼。其特点是：可逆性、非选择性抑制EGFR。也就是说，既可抑制突变的EGFR，也可抑制未突变的EGFR，并且这种抑制作用是可逆的，有许多影响因素可以逆转解除抑制。第一代EGFR TKI在未经选择晚期NSCLC患者中曾仅表现出一般的抗肿瘤活性，客观缓解率（ORR）为10-20%，中位无进展生存期（PFS）为3个月。但在从不吸烟者和亚洲患者中观察到更高的ORR。后续的转化研究发现，EGFR 激酶结构域中的体细胞致癌改变在两类人群中富集。最常见的激活EGFR 突变类型是外显子19缺失和L858R 点突变，与野生型受体相比，其对EGFR TKI的敏感性提高了100倍。前瞻性试验快速跟进并发现，吉非替尼或厄洛替尼在该类人群中的疗效达到史无前例的水平，ORR约为75%，中位PFS为7-12个月。但是，第一代EGFR TKI通常在一年内会产生获得性耐药，而且最常见的耐药机制是T790M，约见于60%患者。为克服EGFR T790M耐药突变，第二代和第三代EGFR TKI应运而生。
第二代EGFR TKI二代EGFR-TKI的代表药物有：阿法替尼、埃克替尼。其特点是：不可逆性、非选择性、ErbB受体家族阻断剂。其不仅抑制EGFR靶点，还可抑制EGFR所在的受体家族的其他类型受体，而且也是不管靶点有没有突变都能抑制。与第一代EGFR TKI相比，第二代EGFR TKI可使患者中位总生存期（OS）提高约8个月。（并不是能抵抗或者适应该突变，仅因为第二代产品具备广谱性或者更强的结合性能）。三代EGFR-TKI的代表药物：奥希替尼，其特点是不可逆性、可选择性EGFR抑制剂。其不仅可以抑制EGFR敏感突变，如18号、19号、21号靶点，还能针对一/二代药物耐药基因之一T790M。第三代EGFR TKI奥希替尼对EGFR敏感突变和T790M耐药突变的活性和选择性更强。奥希替尼与某些药物转运蛋白亲和力的下降，导致其在穿过血脑屏障后可更好地保留在脑脊液中，因此，奥希替尼在包括中枢神经系统（CNS）在内的患者中显示出优异的ORR和PFS。2015年，奥希替尼获FDA加速批准用于既往EGFR TKI治疗进展的EGFR T790M阳性NSCLC患者。随后，基于FLAURA研究结果，奥希替尼也获FDA批准用于EGFR敏感突变晚期NSCLC患者的一线治疗。与第一代EGFR TKI相比，奥希替尼可使患者中位PFS和中位OS明显延长，CNS进展发生率降低。奥希替尼不仅能有效抑制包括T790M在内的大多数EGFR敏感突变，而且对某些外排转运蛋白的亲和力较低，因此中枢神经系统渗透性更好，适用于脑转移的患者。在一系列关键性临床试验中，奥希替尼无论是一线治疗还是二线治疗，均展现出比现有方案更长的无进展生存期。如在FLAURA一线试验中，奥希替尼组的中位无进展生存期达到18.9个月，较传统EGFR TKI组（10.2个月）延长了近一年。因此，奥希替尼逐步成为EGFR阳性非小细胞肺癌的标准一线治疗方案。
第四代EGFR TKI四代EGFR-TKI仍在开发中。当前的重点是进一步延长奥希替尼治疗后的获得性耐药时间。最新研究显示，约52%的病例是由耐药机制所导致，如MET或EGFR扩增、KRAS/BRAF突变等。奥希替尼的耐药机制如图6所示。
为应对这一挑战，第四代变构EGFR TKI等新药正在开发中，它们不再与ATP结合位点竞争，而是引起EGFR构象改变。如EAI045、JBJ-04-125-02及BLU-945等均显示出对奥希替尼耐药突变的潜在活性。
2 靶向EGFR的生物药
抗EGFR单克隆抗体通过结合EGFR蛋白的胞内域或胞外域，抑制信号的传导，从而阻止细胞的繁殖和生存，最终导致细胞凋亡。目前市场上西妥昔单抗和帕尼单抗的适应症均为针对结直肠癌，尼妥珠单抗主要针对头颈部肿瘤，在国外获批NSCLC的EGFR胞外域单抗仅为耐昔妥珠单抗。此外，还有针对EGFR靶点的ADC药物、双抗以及三抗均处于临床研发阶段。EGFR靶点生物药全球一共在研161个项目，其中33个EGFR单抗项目，30个CAR-T项目，27个EGFR双抗项目，21个EGFR ADC项目，4个EGFR三抗项目。
图8 临床在研的靶向EGFR的药物类型分布（来源：Insight数据库）3 靶向cMET/EGFR的生物药开发
MET高表达于多种肿瘤，如肺癌、结直肠癌、甲状腺癌和乳腺癌等。肺癌中的MET异常：
全球范围EGFR/c-MET靶向药物大多出于早期临床研发阶段，仅一款双抗（强生：Amivantamab）获批上市，在国内申请上市中。EGFR/c-MET靶向药物开发情况详见图9。
目前，全球范围内进入临床阶段的靶向EGFR药物主要涉及领域包括非小细胞肺癌、结直肠癌、胃癌、头颈部鳞状细胞癌、胰腺癌和食管癌等。图10 全球靶向EGFR药物各分期和不同适应症分布情况（来源：Insight数据库）
EGFR靶点的抗肿瘤药物全球共上市32款药物，其中中国内地已上市22款药物，主要以化药为主（全球范围内20款靶向EGFR的化药已上市），大多为EGFR-TKIs。目前已上市的靶向EGFR药物主要集中在非小细胞肺癌领域中，全球范围内已有18款药物获批上市，其中中国有14款。
关于靶向EGFR的单抗药物，目前市场上西妥昔单抗和帕尼单抗的适应症均为针对结直肠癌，尼妥珠单抗主要针对头颈部肿瘤，在国外获批NSCLC的EGFR胞外域单抗仅为耐昔妥珠单抗。图11 全球和中国内地靶向EGFR药物各分期分布情况（来源：Insight数据库）![]()
目前EGFR TKI存在的主要缺陷是突变型EGFR耐药性的问题。在NSCLC患者中发现的一些常见和罕见的突变降低了对TKIs作为治疗药物的敏感性，并降低了总生存率。此外，还必须考虑到药物的安全问题。因此，需要更强大和更有效的抑制剂。除了TK结构域抑制剂的开发，EGFR的细胞外区域，即天然配体EGF和单克隆抗体帕尼单抗和西妥昔单抗的结合位点，也可能靶向NSCLC治疗的开发。TKI与其他可以克服各种耐药肿瘤克隆的药物联合使用可能是治疗肿瘤的新策略。
