CD:肺癌为何会对一代又一代的EGFR-TKI耐药?这个研究破案了!

*仅供医学专业人士阅读参考
全球每年约有220万人罹患肺癌 , 180万人死于肺癌[1] , 肺癌严重威胁人类生命健康 。 EGFR突变是最常见的肺癌突变类型 , 尤其在包括中国在内的亚洲地区 。
自2002年问世以来 , 针对EGFR突变的酪氨酸激酶抑制剂(EGFR-TKI) , 大大延长了肺癌患者的生存时间 , 已成为EGFR突变肺癌一线治疗的最佳选择 。
可是 , 道高一尺 , 魔高一丈 。 EGFR-TKI应用一段时间后 , 患者不可避免地出现耐药 , 成为制约肺癌靶向治疗的一个难点[2] 。 为克服耐药 , EGFR-TKI不断更新换代 , “打补丁”式地进行完善 , 从以吉非替尼为代表的一代 , 到以奥希替尼为代表的三代 , 再到临床试验中的四代 , 一代更比一代强 , 然而 , 耐药依旧层出不穷 。
治疗过程中产生新突变 , 是肺癌获得性耐药的一个重要原因[3] 。 如对一代和二代TKI耐药的T790M突变 , 对三代TKI耐药的C797S突变 。 但是 , 其详细机制尚有待阐明 。
近日 , 由以色列魏茨曼科学研究所YosefYarden领衔的研究团队 , 揭示了肺癌经EGFR-TKI治疗产生耐药突变的机制 , 相关论文发表于肿瘤学顶级期刊CancerDiscovery上[4] 。
他们发现 , 肺癌细胞经EGFR-TKI刺激后 , AXL被激活 。 AXL一方面激活RAD18 , 启动DNA易错旁路修复机制 , 加速耐药突变的出现;另一方面激活MYC , 调控嘌呤合成 , 使核苷酸库失衡 , 增强诱变 。 如果在EGFR-TKI的治疗中联用抗AXL抗体 , 能抑制耐药性的产生 , 防止肺癌复发 。
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官网论文首页截图
研究伊始 , 研究人员使用EGFR-TKI处理肺癌细胞 , 获得不同程度的耐药亚克隆细胞 , 对这些细胞进行转录组测序 , 发现GAS6是持久耐药细胞中最明显的高表达基因 。 与此同时 , 来自临床的样本也发现 , EGFR-TKI治疗失败的肺癌患者也高表达GAS6 。
既往研究发现 , GAS6及其受体AXL在癌症中参与了肿瘤细胞的增殖和转移[5] 。 研究人员对AXL在肺癌中的表达进行检测 , 发现TKI治疗后复发的肺癌小鼠AXL表达升高 , AXL磷酸化水平也上调 。 这提示GAS6-AXL轴可能还参与肺癌的TKI耐药 。
为了检验假说 , 研究人员分别过表达和敲除肺癌细胞的AXL , 然后把细胞暴露于EGFR-TKI 。 相比于野生型的肺癌细胞 , AXL过表达细胞存活率增加 , 而AXL敲除细胞存活率降低 。
接着 , 研究人员又在体内对AXL的促耐药作用进行了验证 , 把AXL过表达肺癌细胞和AXL敲除细胞分别接种于裸鼠 , 然后用TKI治疗荷瘤小鼠 。 AXL过表达的肺癌小鼠更早地出现耐药 , AXL敲除的肺癌小鼠则完全没有复发现象 。
这些结果表明 , GAS6-AXL轴被TKI治疗激活后 , 促进了肺癌细胞耐药 。
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AXL过表达的肺癌小鼠生长加快 , AXL敲除的肺癌小鼠肿瘤生长减慢
我们都知道 , DNA损伤是对细胞的致命打击 , 为应对DNA损伤 , 细胞会启动DNA修复机制 。 TLS聚合酶参与DNA损伤修复 , 直接在损伤的DNA上掺入核苷酸 , 延续DNA复制 。 而TKI的作用机制之一即是破坏细胞对DNA损伤的修复能力[6] 。
于是 , 研究人员检测了TKI治疗后肺癌细胞的DNA损伤和修复情况 。
经TKI处理后 , 肺癌细胞DNA双链断裂 , 产生ROS , 凋亡增加 , 存活下降 , RAD18和TLS聚合酶等DNA修复相关酶表达上调 。 而在AXL过表达后 , 肺癌细胞能抵抗TKI的打击 , DNA断裂减少 , ROS水平降低 , 凋亡被抑制 , 存活率升高 , RAD18和TLS聚合酶的表达上调至更高水平 。
RAD18是一种E3泛素连接酶 , 通过诱导PCNA单泛素化和招募TLS聚合酶来激活DNA的易错旁路修复[7] 。 易错旁路途径虽然能提高细胞对DNA损伤的耐受性 , 但却牺牲了复制的保真度 , 它在损伤的DNA模板对侧掺入错误的核苷酸 , 引发基因组突变 。