成纤维细胞生长因子受体信号通路在乳腺癌中的研究进展

郭秋生，曹文明，王晓稼

1浙江中医药大学，杭州 3100532中国科学院大学附属肿瘤医院乳腺内科，杭州 310022

乳腺癌是全球女性最常见的恶性肿瘤死亡原因之一。在过去20多年中，世界各地发布的流行病学报告显示乳腺癌死亡率呈显著上升趋势[1]。乳腺癌的病因是由多种遗传易感性因素和环境因素相结合造成。近年来，根据基因表达谱的不同，将乳腺癌分为Luminal A型、Luminal B型、人表皮生长因子受体2(human epidermal growth factor receptor 2，HER2)阳性型和基底样型，不同亚型的乳腺癌有着不同的预后和治疗策略[2]。随着分子生物学技术的进展，发现更多的信号通路与乳腺癌之间的关系，为乳腺癌患者提供新的治疗选择，改善患者预后。其中，成纤维细胞生长因子受体(fibroblast growth factor receptor，FGFR)信号通路在乳腺癌的发生和发展过程中起着重要的作用[3]。成纤维细胞生长因子(fibroblast growth factor，FGF)和FGFR参与多种病理生理过程，例如胚胎发育、血管生成和伤口修复等。此外，FGFR信号通路在肿瘤细胞增殖、存活、分化、迁移和凋亡中也起着关键作用[4]。本文总结乳腺癌中FGFR常见的基因变异情况以及FGFR抑制剂的研究进展，为乳腺癌的诊治提供参考。

FGFR信号通路

FGFR是一类具有单次跨膜结构的受体酪氨酸激酶(receptor tyrosine kinases，RTK)蛋白，由细胞外区域(extracellular domain，EC)、跨膜区(transmembrane domain，TM)和细胞内区域(intracytoplastic domain，IC)构成。其中，EC是由3个免疫球蛋白样结构域(D1，D2，D3)构成的N末端，TM是单独的α-螺旋结构，IC则包括酪氨酸激酶结构、1个近膜区域和羧基末端。D1阻止受体在缺乏配体结合时就自发活化，并调节受体和配体之间的亲和力。D1和D2之间的连接单位称为酸盒，是一个可变性的带负电荷的丝氨酸残基，参与FGFR与伴侣蛋白的相互作用以及受体的自动抑制功能。这种自抑制过程维持了FGF与受体之间结合的特异性[5]。此外，D2和D3结构域构成配体结合位点。近期研究发现FGFR家族的第5个成员FGFR5，即类成纤维细胞生长因子受体1(fibroblast growth factor receptor like 1，FGFRL1)，其包含3个细胞外免疫球蛋白样结构域，但缺乏蛋白质酪氨酸激酶结构域[6]。FGFRL1除了参与细胞信号传导外，还参与细胞间的接触和分化[7]。

FGF与FGFR的结合导致受体二聚体化，继而引起激酶结构域激活环中酪氨酸的转磷酸化。活化的FGFR磷酸化其细胞内受体底物，特别是FGFR底物2(FGFR substrate 2，FRS2)和磷脂酶Cγ(phospholipase Cγ，PLC-γ)。FRS2可以与配体-受体复合物结合，通过激活丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase，MAPK)和磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidylinositol 3-kinase，PI3K)/蛋白激酶B(protein kinase B，PKB)/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin，mTOR)信号通路触发下游信号传导，调节细胞增殖、分化和存活。FGFR也可以通过活化蛋白激酶C(protein kinase C，PKC)激活PLC-γ信号通路[8]，以及激活p38 MAPK及Jun N末端激酶等信号通路等[9]。在药物研发中，这些通路都具有成为治疗靶点的可能，成为靶向FGFR信号通路的抗肿瘤药物。

已有文献证实FGFR信号通路的失调可促进多种肿瘤的发生[10]。在多种恶性肿瘤中，包括乳腺癌、肺癌、卵巢癌、头颈癌和前列腺癌，均发现FGFR功能的异常[11]。通过大规模高通量研究发现，超过7%的恶性肿瘤中发现FGFR功能失调[12]。

乳腺癌FGFR基因变异

1991年已有文献报道在乳腺癌中存在FGFR基因扩增[13]。此后，大量研究证实FGFR的致癌潜力，其主要通过FGF/FGFR通路促进乳腺癌的形成。其中，FGFR1基因扩增是乳腺癌中最常见的基因变异类型，而FGFR2～4基因扩增和FGFR激活突变则并不常见[14]。除了基因扩增外，在乳腺癌患者中也发现了FGFR配体和受体高表达、突变和单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism，SNP)等现象，这表明不止一种机制参与了FGFR的异常激活[15]。除致癌外，在耐药性方面，研究发现FGFR1基因扩增是雌激素受体(estrogen receptor，ER)阳性乳腺癌内分泌治疗耐药的一个机制[16]；FGFR2基因扩增是HER2阳性乳腺癌抗HER2治疗耐药的一个机制[17]。以上结果提示FGFR信号通路在乳腺癌中起着重要作用，有可能成为乳腺癌治疗的靶点。

FGFR基因扩增约14%的乳腺癌存在染色体8p11- 12区域的突变，而FGFR1基因正位于该区域。在23%激素受体(hormone receptor，HR)阳性、27%HER2阳性和7%三阴性乳腺癌中发现FGFR1和/或11q12- 14的基因扩增。这些扩增已被证明是乳腺癌早期复发和预后不良的危险因素[18]。研究提示FGFR1基因扩增与较短的生存期密切相关，尤其是在HR阳性乳腺癌中。FGFR1基因扩增与他莫昔芬辅助治疗后的早期复发和预后不良相关，并且可能是ER阳性乳腺癌对内分泌治疗的潜在耐药机制[19]。FGFR基因过表达促进了细胞周期蛋白依赖性激酶4/6(cyclin-dependent kinases 4/6，CDK4/6)抑制剂的耐药性，而使用FGFR抑制剂后，肿瘤细胞恢复了对氟维司群/哌柏西利的敏感性[17]。Hanker等[20]发现对曲妥珠单抗耐药的乳腺癌中存在FGF3、FGF4以及FGF19基因拷贝数的增加以及FGFR磷酸化水平的增高，体外实验发现，HER2阳性的BT474细胞系在FGF4表达增高后对拉帕替尼和曲妥珠单抗具有耐药性，而这可以通过使用FGFR酪氨酸激酶抑制剂(tyrosine kinase inhibitor，TKI)逆转。此外，在HER2阳性早期乳腺癌患者中使用曲妥珠单抗辅助治疗时，FGFR1基因的高表达与较短的无病生存期相关。在新辅助抗HER2治疗中，FGFR1和/或FGF3基因扩增患者的病理完全缓解率较低。在三阴性乳腺癌患者中，FGFR1基因扩增也同较短的总生存期相关[21]。

FGFR基因活化突变尽管乳腺癌FGFR基因变异以扩增为主，但活化突变对乳腺癌也具有致癌作用[22]。FGFR基因的活化突变可通过如下机制导致FGFR信号通路的异常改变：(1)受体的持续二聚体化；(2)激酶结构域活性的增强；(3)对FGF配体亲和力的改变。在包括乳腺癌在内的多种不同实体瘤中，已有大量文献报道了FGFR基因的活化突变，其中一些突变与乳腺癌的患病风险增加有关[12，23]。

FGFR基因融合基因融合是2个不同基因通过易位或插入所导致的融合，大约占FGFR基因异常的8%，最常见的是FGFR2基因和FGFR3基因与其他基因发生融合。大多数基因融合是在骨髓增生异常的干细胞白血病或淋巴瘤综合征患者中发现的。转录相关酸性卷曲蛋白3(transforming acidic coiled coil protein 3，TACC3)基因与FGFR3基因结合后，产生FGFR3-TACC融合蛋白，导致受体的持续活化。在乳腺癌患者中，已经观察到FGFR1～3基因可以与其他多个基因进行融合[12]，其功能有待进一步研究。

FGFR抑制剂与治疗靶点

FGFR基因扩增、突变和染色体易位已被证实与乳腺癌的发生和发展密切相关。至今，已经有多项临床研究探索FGFR抑制剂在乳腺癌中的作用。目前主要方法是使用靶向FGFR的小分子TKI。根据所针对激酶的范围不同，这类药物被分为非选择性和选择性FGFR抑制剂。由于酪氨酸激酶结构域的高度相似性，故多靶点FGFR抑制剂的靶点除了FGFR外，还包括血管内皮生长因子受体(vascular endothelial growth factor receptor，VEGFR)和血小板衍生生长因子受体(platelet-derived growth factor receptor，PDGFR)等。而单靶点FGFR抑制剂的特异性强，效价高，不良反应相对较小[24]。

多靶点TKI多靶点TKI是三磷酸腺苷(adenosine triphosphate，ATP)竞争性抑制剂，在相对低浓度下可阻断不同类型的酪氨酸激酶受体，包括FGFR、VEGFR和PDGFR等。这些化合物大多已被开发为VEGFR抑制剂，由于与ATP结合区域的结构有一定的相似性，它可以同时作用于其他靶点，如FGFR等[25]。

多韦替尼(dovitinib)是一种可供口服的TKI，靶点为FGFR1～3、VEGFR1～3和PDGFR，半数抑制浓度(50% inhibiting concentration，IC50)为10 nmol/L。André等[26]在乳腺癌细胞系和FGFR1扩增异种移植瘤模型中评估多韦替尼的活性，结果显示：多韦替尼在FGFR基因扩增的乳腺癌细胞系中显示出抗肿瘤活性，并可抑制FGFR1基因扩增的乳腺癌异种移植瘤模型中的肿瘤生长。

德立替尼(lucitanib)是一种强效的小分子口服制剂，靶点为VEGFR1～3和FGFR1。与多韦替尼类似，具有通过改变FGFR信号通路抑制肿瘤扩增及干扰肿瘤血管生成的双重抑制作用。Hui等[27]研究纳入来自9个国家的76例HR阳性/HER2阳性转移性乳腺癌患者，德立替尼对FGFR1基因扩增或表达水平高的患者可能获益更大。此外，该药耐受性良好，不良反应与它的抗血管生成作用有关，主要是蛋白尿和高血压，这可以通过减少剂量和适当的对症治疗来控制。甲状腺功能减退是该药的另一个典型的不良反应。

选择性FGFR抑制剂目前，有多种选择性FGFR抑制剂正在研究中，其中英菲格拉替尼(infigratinib)、厄达替尼(erdafitinib)和AZD4547已经取得早期临床研究结果。

英菲格拉替尼是一种新型、选择性泛FGFR-TKI，在具有FGFR基因突变的肿瘤模型中，显示出强抗肿瘤活性。Nogova等[28]纳入132例经过多线治疗失败且后续无标准治疗方案的实体瘤患者，给予英菲格拉替尼125 mg，每天1次，连续治疗3周，休息1周，其中42例患者疾病稳定，其余患者均出现了不同程度的缓解。英菲格拉替尼常见的不良反应包括高磷血症(82.5%)、便秘(50.9%)、食欲下降(45.6%)和口腔炎(45.6%)等。

厄达替尼是一种高效的口服泛FGFR-TKI，可靶向FGFR家族所有成员。已证实厄达替尼对FGFR通路有强抑制作用。一项研究纳入187例经标准抗肿瘤治疗后病情进展且年龄大于18岁的肿瘤患者，其中乳腺癌患者36例，结果发现携带FGFR基因突变或融合的尿道上皮癌和胆管癌患者对厄达替尼治疗最敏感，中位反应持续时间分别为5.6个月和11.4个月；而乳腺癌的客观缓解率(objective response rate，ORR)小于10%。厄达替尼最常见的不良反应包括高磷血症(64%)、乏力(28%)、口干(42%)以及皮肤、指甲和眼部病变等[29]。

FGFR抑制剂的其他进展

FGFR抑制剂与疗效预测文献报道，肿瘤细胞是否对FGFR抑制剂英菲格拉替尼敏感与FGFR1的mRNA和蛋白质表达水平相关，而与FGFR1基因复制数无关。因此，FGFR mRNA和蛋白质表达水平比FGFR基因变异在预测FGFR抑制剂敏感性方面具有更高的准确性[30]。肿瘤基因组计划数据库也证实了这种关系。然而，在临床工作中，FGFR mRNA和蛋白质的表达水平是否可作为疗效预测指标还有待进一步评估。

FGFR抑制剂与其他药物的联合应用(1)FGFR抑制剂与抗血管生成剂：FGFR信号通路可能是肿瘤血管生成的驱动因素，某些FGF是有效的促血管生成生长因子，可刺激新生血管的形成和成熟[4]。FGFR信号通路的激活可能介导抗VEGF治疗的耐药性[31]。临床前数据显示，在抗血管治疗时，肿瘤FGF2表达会增加，通过VEGFR和FGFR的双重抑制，可能会取得更好的抗肿瘤效果，因此，将选择性FGFR抑制剂与抗血管生成药物联合使用，或者开发具有更强FGFR和VEGFR抑制作用的新型多靶点TKI可能是一种有前途的新策略。(2)FGFR抑制剂与内分泌治疗：一项 Ⅱ 期、随机、安慰剂对照的临床试验(NCT01528345)纳入HR阳性/HER2阴性的绝经后乳腺癌患者，评价多韦替尼联合氟维司群治疗的疗效及安全性，结果显示：在FGF通路扩增亚组中，多韦替尼联合氟维司群组与安慰剂联合氟维司群组的中位无进展生存期(progression-free survival，PFS)分别为10.9个月和5.5个月，多韦替尼联合氟维司群显示出更好的治疗效果；在安全性方面，两组之间的不良反应类似，包括乏力、胃肠道不适、肝功能异常及淋巴细胞减少等。(3)FGFR抑制剂与其他靶向药物：FGFR信号通路变异可导致抗HER2治疗耐药，目前已有临床前数据显示在曲妥珠单抗耐药的HER2阳性乳腺癌患者中，FGFR抑制剂和抗HER2治疗的联合给药可克服耐药性[20]。此外，FGFR抑制剂与CDK4/6抑制剂联合应用的前景也值得探索，然而，目前还没有相关的临床研究报道。

问题与展望

尽管从分子机制上已经证实FGFR信号通路是乳腺癌重要的治疗靶点，但是现有的临床研究数据显示FGFR抑制剂的治疗效果并不显著，仅德立替尼在I期临床试验中初步显现其优异的抗肿瘤特性，但Ⅱ期研究结果尚未公布。FGFR抑制剂在乳腺癌患者中疗效差的原因究竟是由于药物无效、患者筛选不充分，还是FGFR基因组变异缺乏致癌潜能，目前尚无统一结论。

在考虑将FGFR信号通路作为乳腺癌治疗靶点前，需要解决以下问题：更精确地对FGFR信号通路异常进行定义，确定对FGFR抑制剂的疗效预测标志物；优化FGFR抑制剂与内分泌药物或其他靶向药物联用的方案，以增加疗效、降低耐药性；研发更加有效的第二代FGFR抑制剂也至关重要。

综上，FGFR信号通路在乳腺癌发病机制中发挥着重要作用，靶向FGFR信号通路的治疗策略显示出良好的应用前景，但在乳腺癌患者中，如何恰当地阻断该通路以获得最佳疗效，还需要进一步的探索。