西妥昔单抗在头颈部鳞状细胞癌中的耐药机制：聚焦于EGFR-ERK通路

《Biochemical Pharmacology》：Mechanisms of cetuximab resistance in head and neck squamous cell Carcinoma: Focus on the EGFR–ERK pathway

　　摘要
头颈部鳞状细胞癌（HNSCC）是全球第六大常见癌症。主要危险因素包括烟草使用、过量饮酒以及致癌性人乳头瘤病毒（HPV）感染。尽管治疗取得了进步，但HNSCC的预后仍然较差，尤其是在晚期或复发/转移性疾病患者中。表皮生长因子受体（EGFR）已被认为是HNSCC中关键的致癌驱动因素，因为它经常过表达，并促进多种促肿瘤信号通路的激活，包括ERK和PI3K/Akt通路。西妥昔单抗仍是HNSCC中唯一获批的针对肿瘤相关受体的分子靶向药物。然而，其临床获益受到低缓解率以及即使在最初有应答的肿瘤中也频繁出现耐药性的限制。因此，理解EGFR靶向治疗耐药的分子基础对于开发更有效的药理学策略和改善西妥昔单抗的临床效用至关重要。在本综述中，我们总结了EGFR改变、平行代偿通路的激活以及下游信号级联（包括PI3K/Akt和Ras/ERK）的再激活，这些是HNSCC中EGFR靶向治疗耐药的主要机制。我们特别关注ERK信号通路，将其作为遗传、表观遗传和适应性耐药机制的核心整合因子。持续的ERK活性恢复了EGFR的下游输出，促进了反馈配体的产生，驱动上皮-间质转化和细胞可塑性，并激活平行致癌通路，从而使肿瘤细胞能够逃避免西妥昔单抗介导的EGFR阻断。因此，在特定的分子背景下，联合靶向ERK和EGFR可能是克服西妥昔单抗耐药的一种有前景的策略。

引言
头颈部癌症是一个重大的全球健康问题，占所有癌症病例和死亡病例的5%。根据GLOBOCAN数据库，2022年和2024年全球分别约有946,000例和1,020,000例新诊断病例。主要组织学亚型是头颈部鳞状细胞癌（HNSCC），占病例总数的90%以上。HNSCC病例数正在增加，2024年达到945,000例新病例，预计本十年内将超过100万例新病例[1], [2], [3], [4]。

HNSCC起源于上呼吸道消化道的鳞状上皮衬里，包括口腔、唇、鼻腔、鼻窦、鼻咽、口咽、下咽和喉。2024年，最常受累的部位是唇和口腔（452,205例）、喉（193,937例）、鼻咽（119,750例）、口咽（107,887例）和下咽（91,464例）[4]。尽管这些恶性肿瘤具有相似的组织病理学特征，但HNSCC并非一个同质性群体，其亚型在病因学、流行病学和临床行为上往往存在显著差异。例如，鼻咽癌和鼻窦鳞状细胞癌（SCC）在生物学和病因学上与其他头颈部部位的肿瘤不同，与烟草使用、大量饮酒和高危型人乳头瘤病毒（HPV）感染等传统危险因素仅存在弱相关性[5], [6]。本综述主要关注口腔、唇、口咽、下咽和喉的鳞状细胞癌，这些部位共同代表了HNSCC的主要亚群。

治疗决策主要基于肿瘤-淋巴结-转移（TNM）分期和HPV状态，尽管解剖部位和肿瘤生物学也会影响治疗和预后[7], [8]。其他考虑因素包括肿瘤大小和位置、组织学特征、患者年龄、整体健康状况、病史和危险因素。标准治疗包括手术切除和辅助化疗或放疗。对于小型局限性肿瘤，通常选择手术切除或根治性放疗，因为两种方式的疗效相似。对于可切除的局部晚期肿瘤，标准方法是手术联合辅助放疗。当存在高危病理特征（如阳性切缘、神经周围浸润、血管或淋巴管浸润、多发淋巴结转移或结外扩展）时，推荐辅助放化疗。对于不可切除的肿瘤，首选根治性放化疗。如果患者不能耐受化疗，替代方法可能包括生物治疗，如西妥昔单抗。治疗由多学科团队进行个体化制定[9]。在过去十年中，一项重大进展是将免疫检查点抑制剂帕博利珠单抗和纳武利尤单抗纳入治疗方案。帕博利珠单抗最初获批作为复发或转移性（R/M）HNSCC的一线治疗，可单药使用或与化疗联合[10]。2025年，帕博利珠单抗在美国和欧洲获批作为可切除局部晚期HNSCC的新辅助和辅助治疗。然而，单药检查点抑制剂治疗主要局限于PD-L1阳性肿瘤患者[11], [12]。

HNSCC由获得性环境因素引起，少数情况下由遗传性易感性引起。遗传易感性占少数病例，包括影响DNA修复的范可尼贫血和布卢姆综合征，以及损害肿瘤抑制因子p53的利-弗劳梅尼综合征[13]。

大多数HNSCC起源于两种已确定的环境因素之一：暴露于致突变致癌物或感染致癌性HPV，由此产生的肿瘤分别称为HPV阴性和HPV阳性肿瘤。致癌物诱导的肿瘤发生是一个多步骤过程，其中突变在对烟草烟雾、酒精、槟榔和环境污染物以及口腔卫生不良的长期暴露中逐渐累积[14]。遗传图谱的特征是体细胞突变、杂合性缺失、基因扩增、启动子高甲基化和大片段染色体缺失。这些改变共同使肿瘤抑制因子失活并激活癌基因。频繁改变的基因包括TP53、CDKN2A、KMT2D（MLL2）、CUL3、NSD1、PIK3CA、FAT1、AJUBA和NOTCH家族成员[15], [16], [17]。

第二个主要病因亚型涉及感染高危型双链DNA人乳头瘤病毒[18], [19]，通常不伴传统危险因素如烟草或酒精暴露。HPV通过黏膜接触传播，主要是口腔-生殖器接触，主要影响口咽，其中超过70%的癌症为HPV阳性，特别是在腭扁桃体和舌扁桃体中[20], [21]。口咽趋向性反映了扁桃体隐窝的解剖结构，其中破坏的上皮和基底膜使HPV能够接触并感染基底细胞[6]。尽管大约有十种HPV类型被归类为高危型，但大多数癌症由HPV16型引起，少数由HPV18型感染引起。高危型HPV的持续感染导致病毒癌蛋白E6和E7的表达，这些蛋白使关键的肿瘤抑制因子失活并破坏细胞周期调控[18], [19]。E6结合并促进肿瘤抑制因子p53的降解，干扰细胞凋亡和DNA损伤检查点[22]。E6还增强端粒酶逆转录酶的表达，使细胞永生化[23]。E7结合并使视网膜母细胞瘤蛋白（pRb）失活，导致E2F过度激活和不受控制的S期进入。pRb的失活还导致细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂p16（CDKN2A，p16INK4A）的过表达。这种p16的异常过表达将HPV阳性肿瘤与HPV阴性肿瘤区分开来，后者中p16表达通常被沉默。因此，p16免疫组织化学被广泛用作HPV状态的替代标志物，特别是在口咽鳞状细胞癌中[24]。其他病毒蛋白也可能参与HPV驱动的肿瘤发生。值得注意的是，E5蛋白可以通过增强EGFR/PI3K/Akt和MAPK/ERK信号通路以及促进免疫逃逸来与E6和E7协同作用[25]。

HPV阳性癌的突变谱与HPV阴性恶性肿瘤显著不同，这解释了它们不同的生物学行为[20]。根据癌症基因组图谱（TCGA）数据库，HPV阴性HNSCC通常表现出更高的突变负荷，尽管PIK3CA、DDX3X、FGFR2、FGFR3、KMT2D（MLL2）、KMT2C（MLL3）和NOTCH1的特异性突变似乎在HPV阳性肿瘤中富集[15], [16], [17], [26], [27]。HPV阳性肿瘤的特征性突变签名源于APOBEC家族胞嘧啶脱氨酶（特别是APOBEC3蛋白）的失调，这些酶导致胞嘧啶向胸腺嘧啶的转换。HPV感染和病毒癌蛋白通过多种机制促进APOBEC3活性，包括STAT2、NF-κB和E2F介导的转录激活以及蛋白质稳定性增加[28], [29]。值得注意的是，APOBEC介导的突变发生被认为在HPV阳性HNSCC特征性的PIK3CA热点突变中发挥作用，为病毒感染与致癌突变之间提供了机制联系[26]。HPV介导的p53和pRb失活以及病毒E1解旋酶的表达还促进复制应激并损害DNA损伤反应，创造了一个在肿瘤进展过程中允许基因组不稳定的细胞环境。

EB病毒（EBV）感染在HNSCC中也发挥作用，但主要在鼻咽癌中。EBV在其他头颈部亚型中的作用尚不太明确。部分原因是肿瘤相关的EBV感染难以与浸润肿瘤的持续性感染造血细胞区分开来[30]。

尽管HPV阴性肿瘤历史上是HNSCC的主要形式，但由于生活方式的改变，其发病率在全球范围内正在下降。相比之下，HPV阳性肿瘤的发病率正在增加，特别是在年轻个体中。这一趋势强调了通过预防性HPV疫苗进行一级预防的重要性，预计这将降低HPV相关HNSCC的发病率。目前的疫苗可有效预防致癌性HPV类型的感染。例如，九价Gardasil-9疫苗针对HPV-6/11/16/18/31/33/45/52/58型。靶向HPV蛋白也被评估作为治疗性疫苗的一部分，可能有助于消除HPV感染的肿瘤细胞[25], [31]。非疫苗预防策略也可能有助于降低HPV相关口咽癌的风险。这些措施包括行为改变，如限制口腔性伴侣数量、在口腔-生殖器接触期间使用屏障保护、保持良好的口腔卫生以及避免吸烟（吸烟独立增加口腔HPV持续存在的风险）[32], [33]。用于早期检测HPV相关口咽癌的生物标志物也在研究中[34]。值得注意的是，HPV16 E6抗体的血清学检测可在临床诊断前十多年就呈阳性，尽管目前尚无经过验证的筛查方案[35], [36], [37]。

与HPV阴性疾病相比，HPV阳性肿瘤通常对化疗和放疗有更好的反应，复发率更低，总体预后更好，生存期更长[38], [39], [40], [41]。因此，HPV状态是当前临床实践中常规使用的强预后因素。HPV阳性肿瘤的更好反应性也促使人们对治疗降阶梯进行研究，以减少标准放化疗的不良反应[42]。

虽然HPV状态是一个重要的预后生物标志物，但越来越多的分子生物标志物因其诊断、预后或治疗价值而受到认可。这些包括PI3K/Akt/mTOR信号通路的改变，如PIK3CA突变、基因扩增或PTEN缺失；异常的NOTCH信号传导；细胞周期蛋白D1的过表达；以及其他D型细胞周期蛋白的失调[41], [43], [44]。许多这些分子标志物是潜在的治疗靶点，PI3K、mTOR和细胞周期蛋白依赖性激酶的抑制剂正在与标准治疗方案联合进行临床试验[45], [46], [47], [48]。其他临床相关靶点包括血管生成的血管内皮生长因子受体（VEGFR）通路以及受体酪氨酸激酶RET和MET。这些通路的失调与预后不良相关，并导致治疗耐药，特别是对EGFR靶向治疗的耐药[49], [50]。在免疫治疗背景下，PD-L1表达作为反应的预测性生物标志物，免疫检查点抑制剂帕博利珠单抗和纳武利尤单抗已获批用于HNSCC[51]。

尽管潜在靶点列表不断扩大，但EGFR仍是HNSCC中验证最充分的致癌驱动因素，而西妥昔单抗是目前唯一通过阻断EGFR直接靶向致癌信号通路的获批生物治疗药物。

章节片段
EGFR在HNSCC中的生物学和临床意义
表皮生长因子受体（EGFR，也称为HER1或ERBB1）是ErbB受体酪氨酸激酶家族的成员，该家族还包括ERBB2（HER2/Neu）、假激酶ERBB3（HER3）和ERBB4（HER4）。EGFR在调节细胞增殖、生长和分化中发挥关键作用[52]。上皮肿瘤中EGFR表达或活性升高促进致癌信号传导，导致过度细胞增殖、存活、血管生成、侵袭和转移。

EGFR
西妥昔单抗的耐药机制
抗EGFR治疗的耐药通常分为内在性（原发性）或获得性。原发性耐药发生在癌细胞具有预先存在的内在生物学特征，使其对西妥昔单抗治疗不敏感。常见机制包括受体本身的改变、下游分子（如Ras和Raf）的突变或替代通路的激活。获得性耐药在初始对西妥昔单抗治疗有反应后出现，通常涉及

Ras/Raf/MEK/ERK通路在介导西妥昔单抗耐药中的作用
Ras/Raf/MEK/ERK信号通路是EGFR激活的主要通路之一（图5）。尽管EGFR是ERK信号传导的原型上游激活因子，但ERK也可以被多种替代输入激活。这些包括其他受体酪氨酸激酶，如ErbB家族成员、MET、VEGFR、PDGFR和AXL，以及非受体酪氨酸激酶，如Src、整合素、GPCR，以及机械或细胞外基质来源的信号。这种EGFR信号通路的多重性对西妥昔单抗治疗的意义

多年来，越来越多的证据表明，头颈部鳞状细胞癌（HNSCC）在生存和生长方面高度依赖于EGFR信号传导。因此，EGFR的过表达和信号增强一直被认为是该肿瘤的“阿喀琉斯之踵”，可在治疗上加以利用。与这一概念一致，抗EGFR单克隆抗体西妥昔单抗已被证明在特定情况下可改善局部区域控制、缓解率和总生存期，包括局部区域晚期病例。

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本工作得到以下项目的支持：卫生部项目NU23-03-00557；捷克科学院Strategie AV21项目“VP33 MycoLife——真菌世界”；OP JAK Talking Microbes项目CZ.02.01.01/00/22_008/0004597。国家癌症研究所（EXCELES项目，ID号LX22NPO5102）——由欧盟资助——下一代欧盟，以及机构研究概念RVO 61388971也在此表示衷心感谢。本工作得到Cooperaio项目的支持。

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