EGFR

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EGFR该家族包括HER1(erbB1,EGFR)、HER2(ERBB2,NEU)、HER3(erbB3)及HER4(erbB4),是原癌基因c-erbB1的表达产物,是表皮生长因子受体(HER)家族成员之一。

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目录

EGFR - 术语解释

简介

  EGFR是原癌基因c-erbB1的表达产物,是表皮生长因子受体(HER)家族成员之一。该家族包括HER1(erbB1,EGFR)、HER2(ERBB2NEU)、HER3(erbB3)及HER4(erbB4)。HER家族在细胞生理过程中发挥重要的调节作用。

  EGFR广泛分布于哺乳动物上皮细胞、成纤维细胞、胶质细胞、角质细胞等细胞表面,EGFR信号通路对细胞的生长、增殖和分化等生理过程发挥重要的作用。EGFR等蛋白酪氨酸激酶功能缺失或其相关信号通路中关键因子的活性或细胞定位异常,均会引起肿瘤、糖尿病、免疫缺陷及心血管疾病的发生。

EGFR研究进展

  EGFR的单克隆抗体西妥昔单抗帕尼单抗的问世大大拓宽了转移性结直肠肿瘤疗效,而当人们意识到使用免疫组织化学技术检测EGFR蛋白表达阳性与应用EGFR单抗治疗的疗效并没有相关性,便致力于可能的疗效预测标志物的研究。EGFR信号转导系统下游的例如K-ras、BRAF、PIK3CA的基因突变,以及肿瘤抑制基因PTEN的失活都成了研究的热点。在结直肠癌中,K-ras基因突变率为35%-45%,已成为EGFR单克隆抗体治疗转移性结直肠癌的主要疗效预测标志物。另外,在K-ras野生型基因的患者中,BRAF、PIK3CA基因突变以及PTEN的缺失表达,都可能与EGFR单克隆抗体的耐药有关,但在这些可能的疗效预测标志物被运用到临床实践中前,还需进一步地研究以明确他们的价值,以期在选择适合接受EGFR单克隆抗体的患者中起到更大的作用,而K-ras基因突变被作为治疗前的疗效预测标志物,则是开创了转移性结直肠癌个体化治疗的第一步。

EGFR - 相关资料

EGFR和KRAS基因检测意义

  EGFR表达于正常上皮细胞表面,而在一些肿瘤细胞中常过表达,EGFR的过表达和肿瘤细胞的转移、侵润、预后差有关。EGFR下游的信号转导通路主要有两条:一条是Ras/ Raf/ MEK/ERK-MAPK 通路,而另一条是pi3k/Akt/mTOR通路。

  EGFR突变:EGFR酪氨酸激酶区域的突变主要发生在18-21外显子,其中19和21号外显子突变覆盖突变的 90%。

  EGFR基因检测在肺癌中的应用检测方法:DNA测序法 。

  检测周期:7-10天

  检测位点:EGFR的18,19,21号外显子

  标本要求:肿瘤组织病理切片,厚度8-10μm, 5-10张,要求肿瘤组织占标本的70%以上支气管镜活检组织。

  KRAS基因检测 KRAS蛋白处于EGFR信号通路通路的下游。在正常生理情况下,EGFR信号通路被活化后,KRAS蛋白短暂激活,其后迅速失活,KRAS激活/失活效应是受控的。而KRAS基因突变时,可以导致EGRF信号通路持续激活,加速肿瘤细胞增殖。KRAS基因突变96%发生在第2号外显子的12、13号密码子。20% 非小细胞肺癌(NSCLC)、30-35%大肠癌患者中存在KRAS基因突变。

  KRAS基因检测的重要性 K-ras基因可以是正常状态(称为野生型)或异常状态(突变型)。 K-ras突变型编码异常的蛋白,刺激促进恶性肿瘤细胞的 生长和扩散;并且不受上游EGFR的信号影响,所以对抗EGFR治疗效果差。KRAS基因检测可以筛选出EGFR靶向治疗药物有效的大肠癌患者,帮助医生选择对肿瘤病人最有效的治疗方法,实现肿瘤病人的个体化治疗。目前在欧美国家,大肠癌患者内科治疗前已经常规检测KRAS状态,并且成为能否报销相关抗EGFR治疗费用的凭据。

  K-ras基因突变发生的时间 K-ras基因突变发生在肿瘤恶变的早期,并且原发灶和转移灶的K-ras基因高度保持一致。一般认为,K-ras基因状态不会因治疗而发生变化。大肠癌患者K-ras基因突变异常的概率为30%-35%。

  K-ras基因检测临床意义 检测K-ras基因突变是深入了解癌基因的情况、了解各种癌症的发展预后、放化疗疗 效的重要指标。

  (Epidermal Growth Factor Receptor; EGFR)是上皮生长因子(EGF)细胞增殖和信号传导的受体。EGFR属于ErbB受体家族的一种,该家族包括EGFR (ErbB-1), HER2/c-neu(ErbB-2), Her 3(ErbB-3) 和 Her 4(ErbB-4)。EGFR也被称作HER1、ErbB1,突变或过表达一般会引发肿瘤。EGFR是一种糖蛋白,属于酪氨酸激酶型受体,细胞膜贯通,分子量170Da。

EGFR位于细胞膜表面,靠与配体结合来激活,包括EGF和TGFα(transforming growth factor α)。激活后,EGFR由单体转化为二聚体,尽管也有证据表明,激活前也存在二聚体。EGFR还可能和ErbB受体家族的其他成员聚合来激活,例如ErbB2/Her2/neu。

  EGFR二聚后可以激活它位于细胞内的激酶通路,包括Y992, Y1045, Y1068, Y1148 and Y1173等激活位点。 这个自磷酸化可以引导下游的磷酸化,包括MPAK,Akt和JNK通路, 诱导细胞增殖。受体激活对于皮肤的免疫来说很重要。

  研究表明在许多实体肿瘤中存在EGFR的高表达或异常表达。EGFR与肿瘤细胞的增殖、血管生成、肿瘤侵袭、转移及细胞凋亡的抑制有关。其可能机制有:EGFR的高表达引起下游信号传导的增强;突变型EGFR受体或配体表达的增加导致EGFR的持续活化;自分泌环的作用增强;受体下调机制的破坏;异常信号传导通路的激活等。EGFR的过表达在恶性肿瘤的演进中起重要作用,胶质细胞、肾癌、肺癌、前列腺癌、胰腺癌、乳腺癌等组织中都有EGFR的过表达。对胶质细胞瘤的研究发现EGFR的高表达主要与其基因扩增有关。但有时EGFR表达水平的调节异常也存在于翻译及翻译后。EGFR在肿瘤中的高表达还可能与活化后降解减少有关,一些研究指出c-Src可通过抑制受体泛素化和内吞作用而上调EGFR水平。许多肿瘤中有突变型EGFR存在,现已发现许多种EGFR突变型。突变型EGFR的作用可能包括:具有配体非依赖型受体的细胞持续活化;由于EGFR的某些结构域缺失而导致受体下调机制的破坏、异常信号传导通路的激活、细胞凋亡的抑制等。突变体的产生是由于EGFR基因的缺失、突变和重排。EGFR的配体对细胞内信号传导有很大影响。EGFR的配体通过自分泌形式激活EGFR促进细胞增殖,他们的共表达往往预示肿瘤预后不良,例如,在乳腺浸润性导管癌的研究中发现,TGFα与EGFR共表达,且这种共表达与病人的生存率显著相关。Kopp等人对结/直肠癌的研究表明肿瘤的自分泌生长是EGFR的过表达及其配体表达共同作用的结果。

  此外,对EGFR与肿瘤的血管生成、高侵袭性及转移关系的研究发现EGFR可以通过Ang-1及VEGF等因子水平的调节而影响肿瘤血管生成。
相关术语解释

  表皮生长因子受体

  在过去的20多年里,制药公司与生物技术公司一直将表皮生长因子受体(EGFR)作为肿瘤治疗的主要靶点,因为有研究表明阻断EGFR,就可以使细胞信号传递中断,从而遏制细胞的生长繁殖。

  表皮生长因子受(Epidermal Growth Factor Receptor)

  表皮生长因子

  吸烟史与健择方案的关系 在NSCLC靶向治疗中,患者吸烟史可影响治疗转归,例如表皮生长因子(EGFR)抑制剂治疗时,吸烟史(特别是从未吸烟者)是这些药物有效、有生存受益的临床预测指标。

  上皮生长因子受体(Epithelial Growth Factor Receptor)

  尽管Argos与SpitZ结合的模式和上皮生长因子(EGF)和上皮生长因子受体(EGFR)结合的模式十分相似,但Argos与上皮生长因子受体(EGFR)却无相同的氨基酸序列也无相同的结构。

  短语

  EGFR inhibitors 因子蒙体克制剂

  MDRD eGFR 估计肾小球过滤率

  EGFR inhibitor 抑制剂

认识EGFR

  认识EGFR-正常分裂中的 EGFR

  在配体与表皮生长因子受体(EGFR)结合后,受体发生了二聚作用,二聚作用既包括两个同种受体分子的结合(同源性二聚作用),也包括人类EGF相关性受体(HER)酪氨酸激酶家族中的不同成员的结合(异源性二聚作用)。 二聚作用后是酪氨酸残基的自磷酸化作用。这些磷酸化的残基是募集适配蛋白和额外的酪氨酸激酶底物的结合位点。蛋白质在激活的受体复合物中相互作用刺激ras蛋白,导致磷酸化级联反应的发生和丝裂原激活蛋白(MAP)激酶的激活。或者转录信号传导和激活、磷脂酰肌醇激酶-3(PI3K)-Akt和应激活化蛋白激酶(SAPK)信号传导通路将被激活。这些信号通路依次触发基因转录,同时控制细胞增生、分化和生存的通路被激活。 EGFR介导信号通路的特异性和强度取决于激活蛋白的性质和四种EGFR家族成员的水平。与HER2结合的配体不详,但当HER2和EGFR共表达时,前者经常与配体激活的后者结合形成二聚体。这种异源性二聚体与EGFR同源性二聚体相比,往往具有更高的再利用率、稳定性和传导信号的能力。EGFR也能与HER3和HER4发生二聚作用,其产物具有更高的持久性和更强的PI3K活性。 EGFR信号传导通路一旦配体结合的EGFR被内吞入细胞,信号将终止,受体将被降解或再循环到细胞膜表面,这取决于配体的性质。例如,EGF结合的受体将被降解,而TGF-α结合的受体则进入再循环。不同的生长因子会影响EGFR信号通路的数量和持续时间。 EGFR信号通路有多重的生物学作用。例如,ras-MAPK信号转导通路刺激细胞的分裂和迁徙。EGFR也是多种受体通路的重要介体,起到信号会聚点的作用,能够将信号整和与多样化。例如,在应激、膜解聚作用和一些非生理性刺激物(包括氧化剂、放射线和烷化剂)的反应中,反向激活能诱导EGFR酪氨酸激酶的磷酸化并随后发生信号的转导。 EGFR家族的成员在正常发育中起了重要的作用,但在人类肿瘤中经常过度表达并失去控制,具体内容见"恶性肿瘤中的EGFR"。

EGFR - eGFR公式:评价与选择

正确理解eGFR公式

  肾小球滤过率(GFR)是慢性肾脏病(CKD)诊断和分期所依据的重要功能指标。它不能直接测量,只能用某些物质的肾脏或血浆清除率表示。 

  临床常用内生肌酐清除率(Ccr)估算GFR,但测量Ccr操作繁琐,影响因素多,易出偏差。数十年前临床学者即开始尝试开发含肌酐及性别、年龄、身高和体重等因素的GFR估算值(eGFR)公式。 

  eGFR公式为CKD分期提供了极大便利,但其缺陷促使人们不断对其进行完善。最近发布的美国肾脏病膳食改良实验(MDRD)公式和慢性肾脏病流行病学合作(CKD-EPI)公式就是努力的结果。 

  在MDRD公式本土化过程中,我国和日本为公式添加的种族系数分别为1.23和0.8。同是黄种人,为何有如此大的差异?是否有种族之外的影响因素?我国和日本肾病学者已开始共同探讨这一话题。 

  为此,北京大学第一医院左力教授阐述了eGFR公式开发历程,并就种族系数的差异性进行评说,希望能帮助读者正确理解eGFR公式。

MDRD公式应用

  发表于1999年的MDRD原始公式用苦味酸法测量肌酐,用接近GFR真值的碘(125I)海醇肾脏清除率作为GFR参考值(rGFR)。用于开发公式的1628例患者平均肌酐2.3 mg/dl,rGFR 39.8 ml/(min・1.73m2)。经检测,该公式在美国人群中的准确性和精确性优于既往eGFR公式,获得肾脏病预后生存指南(K/DOQI)的推荐。 

  为提高准确性,研究者于2006年用更准确的同位素稀释质谱法(IDMS-Traceable)重新测量上述1628例患者的血肌酐水平,将重新表达的MDRD公式用于美国国家健康和营养调查研究(NHANES)人群,得到eGFR<60 ml/(min&#12539;1.73m2)患病率为8.1%。 

  大量研究证实,上述公式用于GFR正常或接近正常的人群时,所得eGFR将低于rGFR。 

  2009年研究者将样本量扩大到8254例,平均rGFR 68 ml/(min&#12539;1.73m2),平均肌酐1.7 mg/dl,用IDMS-Traceable法测定肌酐,再次修订eGFR公式,得到CKD-EPI公式。该公式用于NHANES人群,得到eGFR<60 ml/(min&#12539;1.73m2)的患病率为6.7%。

eGFR协作组对公式的改良

  由北京大学第一医院肾内科牵头的我国9个肾脏病中心组成eGFR协作组,于2005年对MDRD原始公式进行检验,发现当rGFR接近正常或较低时,MDRD公式会较rGFR偏低或偏高。 

  2006年,协作组纳入684例CKD患者,通过添加种族系数对MDRD原始公式进行本土化。研究采用双血浆法锝(99mTc)-dtpa血浆清除率作为rGFR,患者平均rGFR 55 ml/(min&#12539;1.73m2);用苦味酸法测定血浆肌酐,通过线性回归将肌酐标准化为MDRD肌酐,回归斜率1.3,即将eGFR协作组肌酐乘以1.3转化为MDRD肌酐,决定系数为0.999。将标准化肌酐水平(平均2.0 mg/dl)、患者性别和年龄代入MDRD原始公式计算eGFR,以eGFR为自变量、rGFR为因变量进行线性回归,确定种族系数为1.23。协作组还公布了与MDRD原始公式形式相同、无种族系数的eGFR公式:eGFR=175×&#91;肌酐(mg/dl)&#93;-1.234 ×&#91;年龄(岁)&#93;-0.179 ×性别(男性=1,女性=0.79)。用其得到北京市人群eGFR< 60 ml/(min&#12539;1.73m2)患病率为1.7%。

日本eGFR公式变化过程

  2007年,日本学者开发了适合其民族的eGFR公式。该公式来自248例CKD患者,使用IDMS-Traceable肌酐方法并校准到MDRD研究方法。患者来自两组研究,平均血肌酐水平分别为1.83 mg/dl和1.28 mg/dl,使用菊粉清除率作为rGFR。同样通过为MDRD原始公式添加种族系数的方法,得到的种族系数为0.88。该公式估算日本人群eGFR<60 ml/(min&#12539;1.73m2)患病率为20%。 

  2009年,日本学者将样本量扩大到413例,对种族系数进行调整。肌酐方法和rGFR方法不变,入选患者平均rGFR 59 ml/(min&#12539;1.73m2),平均肌酐1.6 mg/dl,调整后的种族系数为0.80。

美、中、日eGFR相关研究启示

  中国和日本为MDRD公式添加的种族系数分别为1.23和0.80。同为黄种人,为何差异如此之大? 

  当建立线性回归模型时,我们假设变量呈线性相关。如果一个变量的变化完全可以用另一变量的变化来解释,则此回归分析决定系数为1。通常临床研究不可能达到如此精度。 

  在上述种族系数调整建模过程中,实际作了如下假设:rGFR= MDRD× 种族系数 + 随机误差。据此,若用MDRD原始公式计算出的eGFR与rGFR之间无系统差异,则全部为随机误差,种族系数是1;若两者间有系统差异,则该差异只能由种族系数承担,尽管理想的种族系数是“种族差异”(可能包括身体构成、饮食差异、甚至基因方面差异),而非其他原因导致的系统误差。 

  在计算种族系数时,以下因素可能导致偏大或偏小。 

  rGFR的系统差异 MDRD研究使用碘海醇皮下注射,计算4个时段平均rGFR;我国采用双血浆法99mTc-DTPA血浆清除率;日本采用持续静脉点滴菊粉,计算3个时段菊粉清除率均值。 

  这三种rGFR存在系统差异:CKD-EPI公式计算的人群平均rGFR为68 ml/(min&#12539;1.73m2),平均肌酐1.7 mg/dl;日本平均rGFR 59 ml/(min&#12539;1.73m2),平均肌酐1.6 mg/dl。日本的平均肌酐比美国低0.1 mg/dl,而相应rGFR却也低9 ml/(min&#12539;1.73m2)。由于日本血肌酐是跟MDRD研究校准过的,这种rGFR之间的差异只能用rGFR系统偏差来解释。日本rGFR偏低,当然计算的种族系数<1.0。 

  肌酐方法的系统差异 我国和日本的肌酐都校准到MDRD研究的方法,但需要把我国的肌酐乘以1.3才能转化为MDRD肌酐值。若eGFR协作组测定的肌酐为3.0 mg/dl,转变为MDRD肌酐就成了3.9 mg/dl。这个巨大的系统误差使人联想到是否存在因校准带来系统误差,例如标本转运、冻融、测量过程等。 

  如果用在中国国内测量的肌酐值直接套入加中国系数的MDRD方程,得到的eGFR高于GFR真值。如果使用加种族系数的方程,则首先需把肌酐校准到MDRD研究的方法,可直接将肌酐乘以1.3,再套用加种族系数的方程。我们不建议这样做,实际上直接使用公式eGFR=175×&#91;肌酐(mg/dl)&#93;-1.234×&#91;年龄(岁)&#93;-0.179× 性别(男性=1,女性=0.79)更方便。由于不同实验室存在系统误差,如果用该公式进行人群研究,建议首先将肌酐水平校准到eGFR协作组方法,否则获得的eGFR下降患病率差异较大。但如果将公式用于个体患者和临床决策,就没有必要进行这种复杂校准。 

  rGFR分布的系统差异 原始MDRD研究的rGFR平均值为39.8 ml/(min&#12539;1.73m2),据此NHANES的eGFR降低患病率为8.1%;CKD-EPI研究rGFR均值为68 ml/(min&#12539;1.73m2),据此NHANES的eGFR降低患病率为6.7%。这说明用于研发公式的患者rGFR分布对eGFR公式的最终形式有很大影响。当rGFR包含早期CKD或健康者较少时,研发的公式不适用于健康人群。MDRD公式和日本修订公式的rGFR均包含较少的早期CKD患者,日本公式甚至还包含急性肾衰竭患者。因此用于社区人群调查时,eGFR <60 ml/(min&#12539;1.73m2)患病率将被高估。 

  rGFR分布差异导致的公式形式差异不但影响对人群eGFR降低患病率的估计,也会导致种族系数偏差。 

  如何使eGFR更接近真值是个难题,需要证实不同的rGFR是否有系统差异,并计算其大小。另外,在用肌酐估计eGFR公式时,是否存在“真正的”种族系数、种族系数是多少。

附图

 

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