问题 1 综述:ErbB/HER 家族在癌症免疫学中的研究:治疗进展与机制

【字体: 时间:2025年07月25日 来源:Drug Discovery Today 6.5

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  本文聚焦 ErbB/HER 家族这一关键癌症靶点,解析其结构、信号通路及致癌作用,详述酪氨酸激酶抑制剂(TKIs)、单克隆抗体(mAbs)等单药与联合免疫 / 化疗的治疗进展,为克服耐药、改善癌症预后提供精准医学思路。

  

引言


癌症由遗传和表观遗传改变积累引发,导致不受控增殖、免疫监视逃逸和转移扩散。癌症免疫学研究癌细胞与免疫系统的相互作用,应用于免疫诊断生物标志物和免疫治疗策略。ErbB/HER 家族(表皮生长因子受体家族)包括 EGFR(ErbB1/HER1)、HER2(ErbB2)、HER3(ErbB3)和 HER4(ErbB4),作为受体酪氨酸激酶(RTKs),调控细胞存活、增殖和转移等致癌过程,是癌症治疗的主要靶点。EGFR 在非小细胞肺癌(NSCLC)、胶质母细胞瘤(GBM)等中常过表达或突变;HER2 扩增在乳腺癌和胃癌中驱动侵袭性肿瘤行为;HER3 通过异源二聚化激活 PI3K/AKT 通路参与代偿信号;HER4 在乳腺癌、肺癌等中呈 context-dependent 作用。针对该家族的单克隆抗体(如西妥昔单抗、曲妥珠单抗)、酪氨酸激酶抑制剂(如奥希替尼、拉帕替尼)和抗体 - 药物偶联物(如曲妥珠单抗 emtansine)已获临床成功,尤其与免疫检查点抑制剂(ICIs)联合使用时,但代偿性 HER3 激活等耐药机制仍是挑战。

ErbB/HER 家族结构与配体


ErbB1-ErbB4 均为受体酪氨酸激酶(RTKs),结构包括含配体结合亚域 I 和 III、二硫键形成亚域 II 和 IV 的糖基化胞外域、跨膜段和胞内域。ErbB1 是 170 kDa 跨膜糖蛋白,由原癌基因 C-erbB-1 编码,可通过同源或异源二聚化激活;HER2 位于 17q12.1 染色体,编码 185 kDa 跨膜蛋白,无需配体即可形成同源二聚体或与 ErbB1/3/4 形成异源二聚体;ErbB3 是 180 kDa 蛋白,与 ErbB1 和 ErbB2 的激酶域有 83% 同源性;HER4 分子量 180 kDa,与 ErbB1 胞质域有 79% 同源性,与 ErbB2 对应域有 77% 同源性,具有生长抑制特性。

ErbB 配体按受体结合特异性分为三类:第一类为单结合配体(如 EGF、TGF-α、AREG、EPG),仅结合 ErbB1;第二类为双受体结合配体(如 BC、HB-EGF、EREG),结合 ErbB1 和 ErbB4;第三类为异源配体(如 NRG1-NRG4),NRG1 和 NRG2 结合 ErbB3/4,NRG3 和 NRG4 结合 ErbB4。

ErbB/HER 家族信号通路及其致癌作用


ErbB/HER 家族成员结合配体后形成同源或异源二聚体,激活 PI3K/AKT/mTOR、MAPK/ERK、ROS/AMPK、JAK/STAT 等多条信号通路,调控细胞增殖、转移、侵袭和迁移等致癌过程。

PI3K/AKT/mTOR 通路突变在 HER2+乳腺癌中常见(>30%),HER2 富集亚型中达~50%。PI3K 抑制剂 taselisib 和 inavolisib 可诱导 PIK3CA 突变乳腺癌中 HER2 依赖的突变 p110a 降解;alpelisib 联合 AKT 抑制剂 capivasertib 在 ER+/HER2且 PIK3CA/AKT1/PTEN 突变乳腺癌中效果显著;mTOR 抑制剂 everolimus 与 EGFR 抑制剂 gefitinib 联合通过调控 mTOR 下游蛋白磷酸化产生相加抑瘤作用,与 MEK 抑制剂 trametinib 联合可增强 HER2 酪氨酸激酶抑制剂(TKI)neratinib 在 HER2+乳腺癌和三阴性乳腺癌(TNBC)中的抗增殖和抗肿瘤 efficacy。

MAPK/ERK 通路包含 RAF 亚型(ARAF、BRAF、CRAF)及下游激酶 MEK1/2 和 ERK1/2,由受体酪氨酸激酶(RTK)和 RAS 激活启动,参与肝细胞癌中 HER2/EGFR 激活及 ERK1/2 磷酸化介导的侵袭、迁移和上皮 - 间质转化(EMT)。Pin1 抑制剂 API-1 与 BRAF 抑制剂 PLX4032 联合可通过减弱 HER3 介导的 MAPK/ERK 和 PI3K/AKT/mTOR 通路激活抑制 BRAF 突变甲状腺癌生长;花青素单体 delphinidin 通过抑制 MAPK/ERK 和 NF-κB 通路、激活 JNK 通路诱导 HER2+乳腺癌凋亡并调控细胞周期。

抗 ErbB/HER 癌症治疗


pan-HER 抑制剂

pan-HER 抑制剂通过阻断肿瘤生长和存活相关信号通路治疗多种癌症,尤其 ErbB/HER 家族受体过表达的癌症。

EGFR-TKIs 分四代:第一代(如 erlotinib、gefitinib)为可逆抑制剂,靶向 Del19/L858R 突变;第二代(如 afatinib、dacomitinib)为不可逆抑制剂,靶向 Del19/L858R/T790M 突变;第三代(如 osimertinib)为不可逆抑制剂,有效对抗 T790M 耐药突变;第四代(如 BBT-176)为可逆抑制剂,克服 C797S 介导的耐药。相较于第一代,第二代显著延长 EGFR 突变非小细胞肺癌(NSCLC)的疾病进展时间(TTF);第三代在 Del19 和 L858R 突变非小细胞肺癌(NSCLC)中预后更优;第四代可克服突变 EGFR 导致的酪氨酸激酶抑制剂(TKI)耐药。

HER2 选择性激酶抑制剂 JBJ-08-178-01 对 HER2 外显子 20 插入和扩增的非小细胞肺癌(NSCLC)疗效和耐受性良好;tucatinib 不显著影响 EGFR,通过阻断 HER2/PI3K/AKT 信号诱导 HER2+乳腺癌肿瘤退缩;lapatinib 选择性抑制 HER1、HER2 及 HER1/HER2 介导的下游信号,抑制 HER2+胆管癌(CCA)生长;neratinib 通过上调 TFEB/TFE3 表达、紊乱线粒体能量代谢降低 ATP 生成,抑制 HER2+乳腺癌生长,与卡培他滨联合获 FDA 批准用于晚期或转移性 HER2+乳腺癌;pyrotinib 联合卡培他滨在中国获批用于 HER2+乳腺癌,与长春瑞滨等联合是 HER2+转移性乳腺癌一线治疗新方案,与抗血管生成药物联合通过靶向 VEGF/HER2 通路抑制 HER2 异常的晚期非小细胞肺癌(NSCLC)生长和血管生成;poziotinib 在 HER2 外显子 20 突变非小细胞肺癌(NSCLC)中显示抗肿瘤活性。

此外,corosolic acid 作为 HER2/HER3 异源二聚化抑制剂,通过调控 RalA/RalBP1/CDK1 和 PI3K/AKT/PKA 通路抑制结直肠癌(CRC)进展和线粒体分裂;缺氧激活的 HER1/HER2/HER3 抑制剂 tarloxotinib 抑制 EGFR 或 HER2 外显子 20 突变的非小细胞肺癌(NSCLC)生长。

单克隆抗体(mAbs)

单克隆抗体(mAbs)为嵌合或人源化抗体,靶向实体瘤和血液系统恶性肿瘤中失调的抗原,具有治疗和预后价值。

抗 EGFR 单克隆抗体(mAbs)中,西妥昔单抗在 KRAS 突变转移性结直肠癌(mCRC)中通过激活 p38 MAPK、抑制 Nrf2/HO-1 轴增强 RSL3 诱导的 ferroptosis;panitumumab 与 KRAS G12C 抑制剂 sotorasib 联合在 KRAS G12C 突变难治性结直肠癌(CRC)中实现长无进展生存期和高应答率;necitumumab 联合吉西他滨和顺铂获多国批准用于鳞状非小细胞肺癌(NSCLC);nimotuzumab 联合放化疗对局部晚期等鼻咽癌(NPC)患者有益;zalutumumab 通过 NK 细胞诱导抗体依赖的细胞毒性(ADCC),适用于结直肠癌(CRC)术前清除循环肿瘤细胞;matuzumab 经去铁胺螯合剂标记89Zr 后,在 KRAS 突变转移性结直肠癌(mCRC)中肿瘤摄取率高。

抗 HER2 单克隆抗体(mAbs)中,曲妥珠单抗是首个获 FDA 批准的抗 HER2 单克隆抗体(mAb),通过结合 HER2 膜周胞外亚域 IV 诱导受体内化和降解,改变 HER2+乳腺癌治疗范式;pertuzumab 结合 HER2 膜周胞外亚域 II,阻止 HER2/HER3 同源和异源二聚化,阻断致癌信号;margetuximab 通过激活 Fcγ 受体 IIIA(CD16A)和抑制 Fcγ 受体 IIB(CD32B)增强结合能力,用于 HER2+乳腺癌、胃癌等。

抗 HER3 单克隆抗体(mAbs)如 GSK2849330 通过增强抗体依赖的细胞毒性(ADCC)和补体依赖的细胞毒性(CDC)阻断 HER3/NRG1 信号,在 HER3 表达的晚期实体瘤中安全性和药代动力学良好;seribantumab 通过减少 EGFR/HER2/HER4 激活及 PI3K-AKT-MTOR 等通路,抑制乳腺、肺和卵巢癌生长并诱导凋亡;SIBP-03 处于中国 I 期临床试验,通过 HER3 与 EGFR/HER2 异源二聚化增强 EGFR/HER2 靶向药物抗肿瘤活性;4A7 特异性阻断 HER3 配体 heregulin β1(HRGβ1)介导的三阴性乳腺癌(TNBC)细胞迁移,增强 EGFR - 酪氨酸激酶抑制剂(TKI)或化疗对三阴性乳腺癌(TNBC)的疗效;H3Mab-17 通过抑制抗体依赖的细胞毒性(ADCC)和补体依赖的细胞毒性(CDC)减少 HER3 表达的结肠癌生长。

双特异性抗体(BsAbs)

双特异性抗体(BsAbs)可同时抑制双靶抗原,分为肿瘤靶向免疫调节剂、双免疫调节剂、双特异性抗体(BsAbs)和免疫效应细胞重定向剂四类。

HER2/HER3 共过表达是 HER2 表达和扩增的晚期或转移性癌症的有效致癌靶点治疗策略。zenocutuzumab(MCLA-128)通过诱导凋亡标志物表达,对 NRG1 融合阳性肿瘤疗效显著,获持久临床应答;zanidatamab(ZW25)靶向 HER2 胞外域 II 和 IV,降低 HER2+乳腺癌细胞中总 HER2、pHER3、pAKT 水平及胃癌细胞中 HER2、pHER2 等水平;Dab-Fc 2×3 由 CH1/CL 稳定的双抗体(Dab)融合人 γ1 Fc 区组成,抑制胃癌中 HER2/HER3 介导的增殖、迁移和信号通路。

HECrossMAb 源于西妥昔单抗和曲妥珠单抗,同时靶向 EGFR 和 HER2,通过抑制 PI3K/AKT 信号激活及 AEG-1 等转录因子表达,增强非小细胞肺癌(NSCLC)细胞毒性;EGFR/HER3 双特异性抗体(BsAb)scDb-Fc 联合抗 HER2 单克隆抗体(mAb)曲妥珠单抗的三 HER 靶向策略,抑制 heregulin 诱导的 PI3K/AKT 信号和 KRAS 野生型结直肠癌(CRC)细胞增殖;EGFR/HER3 双特异性抗体(BsAb)duligotuzumab 联合曲妥珠单抗的三 HER 阻断,增强 HER2+人胃癌抗肿瘤效果。

抗体 - 药物偶联物(ADCs)

抗体 - 药物偶联物(ADCs)由细胞毒性药物 / 载荷(如 DNA 切割剂、微管抑制剂等)与单克隆抗体(mAbs)结合而成,通过 linker 断裂释放载荷并内化发挥作用。

抗 EGFR 抗体 - 药物偶联物(ADCs)如 depatuxizumab mafodotin(ABT-414)将 depatuxizumab 与微管抑制剂单甲基澳瑞他汀 F(MMAF)连接,有效抑制 EGFRviii 扩增的胶质母细胞瘤(GBM);losatuxizumab vedotin(ABBV-221)与 ABT-414 毒素 /linker 相似但生物学行为不同,对 EGFRviii 扩增的胶质母细胞瘤(GBM)抑制效果显著但有神经毒性;ABBV-321 将 ABT-806 亲和力成熟的 AM1 抗体与吡咯并苯并二氮杂?(PBD)二聚体通过 maleimidocaproyl-valine-alanine linker 连接,胶质母细胞瘤(GBM)治疗安全性良好;AGCM-22 通过 valine-alanine 组织蛋白酶 B 可切割 linker 将西妥昔单抗与单甲基澳瑞他汀 E(MMAE)连接,对胶质母细胞瘤(GBM)靶向性和代谢特性良好。

抗 HER2 抗体 - 药物偶联物(ADCs)中,曲妥珠单抗 deruxtecan(T-DXd)和曲妥珠单抗 emtansine(T-DM1)通过诱导抗体依赖的细胞毒性(ADCC)/ 补体依赖的细胞毒性(CDC)和抑制 HER2 信号治疗 HER2突变乳腺癌和肺癌。与 T-DM1 相比,T-DXd 间质性肺病 / 肺炎和骨髓抑制发生率较高,但心脏毒性等较低,无进展生存期(PFS)/ 总生存期(OS)更长;disitamab vedotin(RC48)含抗 HER2 胞外域、组织蛋白酶可切割 linker(MC-Val-Cit-PAB)和单甲基澳瑞他汀 E,是中国首个获批用于晚期或转移性胃癌和尿路上皮癌的 HER2 靶向抗体 - 药物偶联物(ADCs)。

patritumab deruxtecan(HER3-DXd)含抗 HER3 单克隆抗体(mAb)patritumab,在晚期乳腺癌中安全性可控,治疗中断率低;DB-1310 将 proprietary DNA 拓扑异构酶 I 抑制剂载荷(P1021)与 HER3 新表位结合,通过快速 HER3 内化发挥旁观者抗肿瘤效应,抑制肺、乳腺等癌种生长。

ErbB/HER 靶向联合治疗策略


ErbB/HER 靶向治疗与化疗、免疫治疗及双 ErbB 抑制的联合是协同策略,可调节抗肿瘤免疫应答和抗原呈递,改善临床效果。

临床研究如 NCT04629846(III 期)比较曲妥珠单抗 + pertuzumab + 多西他赛与 QL1209 + 曲妥珠单抗 + 多西他赛在早期或局部晚期 HER2+/ER/PR乳腺癌中的病理完全缓解(tpCR);NCT04398914(II 期)评估 pyrotinib + 曲妥珠单抗 + pertuzumab + 白蛋白结合型紫杉醇在难治性 HER2+乳腺癌中的病理完全缓解(tpCR)和生存结局;NCT04285671(I/II 期)测试 necitumumab + 曲妥珠单抗 + osimertinib 在 EGFR 突变非小细胞肺癌(NSCLC)中的推荐 II 期剂量(RP2D)和客观缓解率(ORR)。这些试验体现精准肿瘤学范式,针对不同癌种和阶段制定个性化 ErbB/HER 抑制策略。

ErbB/HER 激活的免疫检查点抑制剂(ICIs)

免疫检查点抑制剂(ICIs)是阻断程序性死亡 - 1(PD-1)、程序性死亡配体 1(PD-L1)等抑制性免疫检查点的单克隆抗体(mAbs)。FDA 已批准靶向 PD-1(如 nivolumab)、PD-L1(如 atezolimumab)和 CTLA-4(如 ipilimumab)的抗体用于多种实体瘤。

EGFR 驱动的肺腺癌(L858R 等突变型)PD-L1 和 PD-L2 表达高于健康肺组织;EGFR - 酪氨酸激酶抑制剂(TKI)耐药通过上调 PD-L1 表达促进肺癌免疫逃逸,PD-L1 是晚期 EGFR 突变非小细胞肺癌(NSCLC)患者 EGFR - 酪氨酸激酶抑制剂(TKI)疗效的生物标志物。西妥昔单抗联合 avelumab 诱导免疫原性细胞死亡和先天效应功能,用于预处理的 RAS 野生型转

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