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导语：该项研究发现EGFR的表达水平能够显著影响抗HER2 ADC药物T-DXd的内化和疗效。联合使用EGFR单克隆抗体，能增强T-DXd在多种癌症类型中的抗肿瘤活性，为HER2阳性肿瘤的治疗提供了新的策略。
2024年10月19日，Cell Reports Medicine杂志发表了题为“EGFR-directed antibodies promote HER2 ADC internalization and efficacy”一文，探讨了EGFR表达水平对抗HER2 ADC药物T-DXd内化和疗效的影响，并评估联合使用EGFR单克隆抗体对T-DXd疗效的作用。
研究背景
HER2（人表皮生长因子受体2，也称为ERBB2）在多种肿瘤中过表达，尤其是乳腺癌和胃癌。T-DXd作为一种HER2靶向的ADC，在HER2阳性肿瘤中展现出显著的活性。然而，不同实体瘤对T-DXd的治疗响应并不一致，即使在HER2高表达的肿瘤中，T-DXd复合物的内化和有效载荷释放也受到受体构象和环境的影响。
ADC作用的经典机制涉及靶抗原结合、抗原/ADC复合物内化、连接子裂解和细胞毒素有效载荷的释放。抗原/ADC复合物的有效内化对于通过肿瘤细胞相关的蛋白酶或还原条件分解连接子至关重要。HER2在内吞和细胞表面循环之间存在动态平衡，其内化速率由表达水平、抗体结合和与其二聚化伙伴（Dimerization partners）的相互作用决定。当T-DXd的mAb骨架曲妥珠单抗结合到HER2时，促进受体的聚集和HER2/mAb复合物的内吞。曲妥珠单抗介导的受体交叉链接在HER2密度最高的膜皱褶区域最有效，导致HER2同源二聚体和寡聚体的形成，随后发生内吞。高HER2聚集密度与对曲妥珠单抗基础治疗的更好反应相关。因此，限制HER2同源二聚体和聚集的因素有可能抑制HER2 ADC的运输和效力。
此前有研究表明，EGFR的过表达与HER2阳性乳腺癌对曲妥珠单抗的耐药性相关。研究者们提出假设，EGFR可以与HER2形成异二聚体，可能通过调节HER2的内吞途径影响T-DXd的摄取。
研究设计
研究是一项基础研究，研究者们首先在体外实验中，通过siRNA敲低EGFR表达或使用EGFR单克隆抗体促进EGFR内吞，来恢复T-DXd的内化和抗肿瘤活性。接着，在多种肿瘤类型的前临床模型中评估了联合治疗策略的有效性，包括结直肠癌（CRC）、胶质瘤、头颈癌、胃癌和胰腺癌。
研究结果
研究结果显示，EGFR的高表达水平能够促进EGFR/HER2异二聚体的形成，抑制T-DXd的内化和疗效。在EGFR过表达的癌症中，通过敲低EGFR表达或使用EGFR单克隆抗体，可以恢复T-DXd的内化和抗肿瘤活性。此外，联合使用EGFR单克隆抗体能够增强T-DXd在多种癌症类型中的疗效，包括KRAS突变型肿瘤。在CRC患者样本中，EGFR表达水平与T-DM1的治疗反应相关，提示EGFR表达可能是预测抗HER2 ADC疗效的潜在生物标志物。
EGFR表达与HER2 ADC内化的相关性
研究揭示了EGFR表达水平与HER2 ADC内化之间的直接关联。通过质谱分析，研究者们在18个HER2表达的结直肠癌（CRC）患者样本中发现EGFR的表达水平与T-DXd的内化效率相关（图1A）。在DiFi细胞系中，通过siRNA技术敲低EGFR的表达，研究者们观察到T-DXd的内化率提高了1.5倍（图1C）。相反，在外源性过表达EGFR的NCI-H508细胞中，T-DXd的内化率降低了1.4倍（图1F）。这些结果表明，EGFR的高表达可能通过影响HER2/T-DXd复合物的内化，从而抑制了T-DXd的疗效。
图1 高EGFR表达抑制T-DXd内化
EGFR对HER2同源二聚体的影响
进一步的研究表明，EGFR的过表达不仅影响了HER2 ADC的内化，还改变了HER2的二聚体状态。在EGFR高表达的细胞中，HER2/HER2同源二聚体的数量减少了2倍，而EGFR/HER2异二聚体的数量增加了3倍（图2A和B）。揭示了EGFR过表达可能导致HER2 ADC疗效降低，即通过促进HER2与EGFR形成异二聚体，减少了HER2同源二聚体的形成，从而影响了HER2 ADC的内化和疗效。
图2 EGFR过表达限制HER2同源二聚化和T-DXd抗肿瘤疗效
联合治疗策略的疗效
为了克服EGFR过表达导致的抗性，研究者们探索了联合使用EGFR单克隆抗体的治疗效果。在体外实验中，添加EGFR单克隆抗体（如西妥昔单抗）能够显著增强T-DXd的内化效率，提高幅度达到了1.8倍（图3A和B）。在体内模型中，联合使用T-DXd和西妥昔单抗的治疗策略在多种肿瘤类型中显示出了显著的抗肿瘤效果，包括结直肠癌、胶质瘤、头颈癌、胃癌和胰腺癌（图3E-H）。这些结果表明，联合治疗策略能够有效提高T-DXd的疗效，尤其是在EGFR过表达的肿瘤中。
图3 EGFR单克隆抗体增强T-DXd内化和疗效
总结讨论
EGFR的过表达是T-DXd疗效的潜在抵抗机制，并且可以通过联合靶向EGFR的治疗策略来克服。这种联合治疗策略不仅在体外实验中显示出效果，而且在多种肿瘤类型的前临床模型中也证实了其增强T-DXd疗效的潜力。这一发现为HER2阳性肿瘤的治疗提供了新的视角，并为未来的临床试验设计提供了科学依据。研究者们提出，HER2二聚体状态以及HER2表达水平可能是预测对曲妥珠单抗为基础治疗反应的有价值的生物标志物。未来的治疗试验需要建立这种创新方法的安全性和有效性。
参考文献
GUPTA A, MICHELINI F, SHAO H, et al. EGFR-directed antibodies promote HER2 ADC internalization and efficacy[J]. Cell Rep Med. 2024. [2024-10-11] . https://www.cell.com/cell-reports-medicine/fulltext/S2666-3791(24)00539-1. DOI:10.1016/j.xcrm.2024.101792.
