郭鑫，任思謙，阿卜杜·海拜爾·薩杜拉，袁蒙，葉辰，原春輝

(北京大學(xué)第三醫(yī)院普通外科，北京 100191)

絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)屬于一類絲氨酸/蘇氨酸激酶，在MAPK家族中，細胞外信號調(diào)節(jié)激酶(RAF/MEK/ERK)信號通路是最重要的信號通路，該信號通路在所有真核細胞中高度保守，當細胞受到表皮生長因子(EGFR)、血小板衍生生長因子(PDGF)等有絲分裂原刺激后，RAS構(gòu)象變化，引起RAF/MEK/ERK的級聯(lián)反應(yīng)，活化的ERK可以使激酶、轉(zhuǎn)錄因子等多種底物發(fā)生磷酸化[1]，RAF/MEK/ERK信號通路是人類腫瘤發(fā)生發(fā)展中最重要的失調(diào)信號之一，參與腫瘤細胞的增殖、凋亡、侵襲、轉(zhuǎn)移和血管生成[2]。胰腺癌是常見的惡性腫瘤之一，超過 85%胰腺癌屬于導(dǎo)管腺癌。胰腺癌早期通常無癥狀，確診時往往已發(fā)展成為晚期癌癥，預(yù)后很差，5年生存率極低，預(yù)計到2030年將成為腫瘤疾病的第二大死因[3]。KRAS突變是胰腺癌發(fā)生發(fā)展的主要遺傳事件，KRAS蛋白作為分子開關(guān)，向下游RAF/MEK/ERK連續(xù)傳遞信號，激活各種細胞內(nèi)信號通路和轉(zhuǎn)錄因子。75%～90%的胰腺癌病人在KRAS癌基因的第12位密碼子處具有激活的突變，RAF/MEK/ERK信號通路在大多數(shù)胰腺癌中被激活[4]。因此，RAF/MEK/ERK信號通路對于胰腺癌發(fā)生的啟動、維持以及制定合理的治療策略至關(guān)重要[5]。

一、RAF/MEK/ERK信號通路激活對胰腺癌細胞生物學(xué)的影響

1.RAF/MEK/ERK信號通路影響腫瘤細胞增殖 在多種腫瘤中已經(jīng)鑒定出RAF/MEK/ERK信號通路功能失調(diào)，在許多腫瘤中發(fā)現(xiàn)RAS和B-RAF突變可以激活ERK1/2級聯(lián)反應(yīng)，而ERK1/2與細胞增殖有關(guān)[6]。增殖細胞核抗原相關(guān)因子(PAF)可以誘導(dǎo)胰腺導(dǎo)管上皮細胞過度增殖，發(fā)生胰腺上皮內(nèi)瘤變，同時伴有RAS或RAF突變和ERK磷酸化。PAF轉(zhuǎn)錄激活mTOR激活子的表達，進而使MEK和ERK過度磷酸化，這對胰腺癌細胞的增殖是必需的[7]。晚期糖基化終產(chǎn)物(RAGE)與突變型KRAS的結(jié)合促進了缺氧誘導(dǎo)因子-1α(HIF-1α)的激活，在低氧條件下，RAGE和突變型KRAS之間的相互作用增強，繼而維持RAF/MEK/ERK信號通路激活，促進HIF-1α的穩(wěn)定和轉(zhuǎn)錄活性，促進了缺氧條件下胰腺腫瘤的生長[8]。

2.RAF/MEK/ERK信號通路影響腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移 RAF-1激酶抑制劑蛋白(RKIP)可以抑制RAF/MEK/ERK信號通路，RKIP的缺失在胰腺的腫瘤轉(zhuǎn)化中發(fā)揮了重要作用，與腫瘤上皮-間質(zhì)細胞轉(zhuǎn)化和侵襲性相關(guān)[9]。受體相互作用蛋白激酶4(RIPK4)是胰腺癌高轉(zhuǎn)移潛能病人的關(guān)鍵分子，RIPK4可通過RAF/MEK/ERK信號通路促進胰腺癌細胞的遷移和侵襲[10]。HIF-1α表達的增加使胰腺癌細胞在缺氧狀態(tài)下RAF/MEK/ERK信號通路激活，在這種情況下，HIF-1α抑制活性氧的釋放，活性氧的減少進一步激活RAF/MEK/ERK信號通路，形成正反饋環(huán)，這與胰腺癌的侵襲性和轉(zhuǎn)移能力密切相關(guān)[11]。

3.RAF/MEK/ERK信號通路激活促進腫瘤血管生成 B-RAF對于胰腺癌細胞的增殖、ERK激活和腫瘤細胞在體內(nèi)和體外表達血管生成因子都是必需的，內(nèi)源性B-Raf通過支持基質(zhì)反應(yīng)和腫瘤進展來促進轉(zhuǎn)基因小鼠的胰腺癌形成[12]。白細胞介素8可能通過誘導(dǎo)血管內(nèi)皮生長因子2(VEGF-2)表達，促進ERK活化而成為胰腺癌的惡性因子[13]。

4.RAF/MEK/ERK信號通路激活調(diào)節(jié)腫瘤細胞免疫微環(huán)境和耐藥性 具有KRASG12D突變的腫瘤細胞與調(diào)節(jié)性T細胞相關(guān)，在野生型KRAS腫瘤細胞中，KRASG12D突變的過表達導(dǎo)致CD4 陽性細胞、CD25陰性細胞轉(zhuǎn)化為調(diào)節(jié)性T細胞。在胰腺癌細胞中，KRASG12D突變激活了RAF/MEK/ERK信號通路，上調(diào)了白細胞介素10和轉(zhuǎn)化生長因子β的水平，從而誘導(dǎo)了調(diào)節(jié)性T細胞的轉(zhuǎn)化，有助于形成胰腺癌的抑制性免疫微環(huán)境[14]。突變的KRAS也可能通過RAF/MEK/ERK信號通路介導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄效應(yīng)來驅(qū)動糖原合成酶激酶3的表達，糖原合成酶激酶3可以調(diào)節(jié)核轉(zhuǎn)錄因子κB(NF-κB)的表達，這在胰腺癌耐藥性的形成中發(fā)揮重要作用[15]。

二、RAF/MEK/ERK信號通路抑制劑在胰腺癌治療中的研究和應(yīng)用價值

RAF/MEK/ERK信號通路在人類癌癥中起著核心作用，它在多種腫瘤中過度激活，這些研究結(jié)論引起了人們對靶向這一途徑作為癌癥治療選擇的濃厚興趣。隨著基礎(chǔ)研究的深入，多種針對該信號通路抑制劑已經(jīng)被成功研發(fā)，這些藥物在臨床試驗中有效，而且不良反應(yīng)可控。

1.RAF抑制劑研究及應(yīng)用 KRAS突變是胰腺癌中最常見的遺傳事件，KRAS本身很難抑制，而靶向KRAS關(guān)鍵下游信號RAF對胰腺癌治療有效。LY3009120是一種泛RAF抑制劑，可以成為治療KRAS突變胰腺癌的新策略[16]。靶向RAF對胰腺癌腫瘤實體的治療可能有重要價值。RAF/VEGF-2雙重抑制減少了MEK、AKT、ERK和信號傳導(dǎo)與轉(zhuǎn)錄激活因子3(STAT3)的激活，顯著降低了VEGF-2的表達，阻止胰腺癌細胞的遷移。RAF抑制劑還可以通過阻斷VEGF-2減少STAT3磷酸化，降低凋亡抑制蛋白的表達，使內(nèi)皮細胞和血管平滑肌細胞的增殖和遷移能力顯著降低。在體內(nèi)阻斷RAF/VEGF-2可顯著抑制原位腫瘤生長和血管形成，并減少癌癥轉(zhuǎn)移。因此，阻斷RAF可以抑制胰腺癌細胞、內(nèi)皮細胞和周細胞的生長，發(fā)揮其抗血管生成的特性[17]。

2.MEK抑制劑研究及應(yīng)用 曲美替尼是獲得FDA批準上市的一種MEK1/2抑制劑，曲美替尼通過滅活MEK/ERK/MYC信號并通過Bcl-2降解來激活凋亡相關(guān)通路，能顯著抑制胰腺癌細胞的增殖[18]，曲美替尼阻斷了ERK1/2的活性，可增加KRAS突變的胰腺癌細胞放射敏感性[19]。在化療方案中加入曲美替尼顯示出對皮下異種移植瘤中腫瘤細胞生長抑制產(chǎn)生累加效應(yīng)，該治療對腫瘤內(nèi)增殖和凋亡的影響與腫瘤生長抑制相對應(yīng)。曲美替尼的作用隨著ERK磷酸化而減弱以及胱天蛋白酶3和聚腺苷酸二磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶1蛋白裂解而增強[20]。只有具有罕見KRASG12C突變和低EGFR表達的胰腺癌細胞對單一使用曲美替尼治療敏感。常見的KRASG12D突變導(dǎo)致AKT活性升高，因此單一使用MEK抑制劑治療失敗。在這種情況下，MEK和AKT抑制劑的組合具有協(xié)同作用[21]。

MEK/STAT3抑制劑聯(lián)合應(yīng)用可以持續(xù)阻斷ERK、EGFR和STAT3信號傳導(dǎo)，克服單個藥物耐藥性。這種結(jié)合的抑制作用減弱了腫瘤異種移植模型中的腫瘤生長并增加了小鼠的存活率，MEK/STAT3抑制劑通過消耗腫瘤纖維化，維持胰腺完整性和下調(diào)CD44 陽性細胞、CD133 陽性細胞來改變胰腺癌腫瘤微環(huán)境[22]。Hedgehog信號通路抑制劑和MEK抑制劑的組合減少小鼠模型中的胰腺癌轉(zhuǎn)移，胰腺癌轉(zhuǎn)移小鼠模型中轉(zhuǎn)移性結(jié)節(jié)數(shù)量的減少，這兩種抑制劑還顯著降低了細胞增殖并減少了CD45 陽性細胞[23]。單獨使用MEK抑制劑或PI3K抑制劑治療晚期胰腺癌顯示出抑制腫瘤生長作用，但未顯著提高總體生存率。與吉西他濱聯(lián)合的三聯(lián)治療方案可以增加MEK或PI3K抑制作用，提高了總生存率[24]。MEK1/2加自噬的聯(lián)合抑制在體外顯示出對胰腺癌細胞的協(xié)同抗增殖作用，促進了小鼠異種移植的胰腺癌腫瘤消退[25]。

3.ERK抑制劑研究及應(yīng)用 在胰腺組織中，磷酸化的ERK1/2在癌癥相關(guān)的胰腺星狀細胞中高表達，胰腺星狀細胞對ERK1/2抑制劑的治療也更加敏感。ERK1/2抑制劑可以抑制胰腺癌細胞中的上皮-間質(zhì)細胞轉(zhuǎn)化，上調(diào)細胞衰老標志物，激活胰腺星狀細胞的自噬，抑制腫瘤與基質(zhì)之間的相互作用。自噬抑制劑氯喹可以抑制ERK誘導(dǎo)的自噬并促進胰腺星狀細胞衰老，導(dǎo)致細胞增殖顯著降低。在異種移植小鼠模型中，ERK抑制劑和自噬抑制劑的組合可抑制胰腺癌肝轉(zhuǎn)移[26]。ERK抑制降低了糖酵解和線粒體功能，會增強胰腺癌細胞對自噬的依賴性，部分原因是削弱了其他KRAS或ERK驅(qū)動的代謝過程。自噬抑制劑氯喹和特定自噬調(diào)節(jié)劑的協(xié)同增強了ERK抑制劑在胰腺癌中抗腫瘤活性[27]。ERK特異性抑制劑優(yōu)立替尼在RAS和RAF突變的晚期實體瘤的Ⅰ期臨床試驗中顯示出抗腫瘤活性，優(yōu)立替尼有效抑制胰腺癌細胞體外生長，并增強了吉西他濱的細胞毒性作用[28]。

4.RAF/MEK/ERK信號通路抑制劑臨床問題與對策 在胰腺癌病人中，RAF/MEK/ERK抑制劑具有良好的耐受性，但客觀緩解率仍然不高。常見的毒性反應(yīng)有皮疹、腹瀉、水腫和視力障礙[29]。原因可以歸因于以下幾個因素：一是存在RAF/MEK/ERK信號通路抑制劑作用的替代通路，二是癌癥中多個信號通路的改變，三是僅抑制單個通路不足以促進細胞凋亡或細胞生長停滯。

針對臨床研究中的問題，在將來，一是要對RAF/MEK/ERK信號通路的復(fù)雜性及其與其他致癌通路的交叉性有更多認識，為設(shè)計更好的治療策略提供機會，還需要進一步了解這些抑制劑的具體生物學(xué)機制，特別是確定可能受益的病人“亞群”。二是聯(lián)合免疫治療等其他療法。盡管靶向RAF/MEK/ERK信號通路的療法已在大部分癌癥病人中產(chǎn)生了顯著的臨床效果，但由于耐藥性的發(fā)展，腫瘤的復(fù)發(fā)率增高。免疫療法顯示出有限的臨床反應(yīng)，但是病人有持久的腫瘤消退和完全反應(yīng)。最近的臨床試驗正在研究RAF/MEK/ERK通路抑制劑與程序性死亡蛋白1(PD-1)、程序性死亡配體1(PD-L1)的檢查點抑制劑結(jié)合與細胞毒性T細胞相關(guān)抗原4(CTLA-4)聯(lián)合療法，RAF/MEK/ERK信號通路抑制劑可能與免疫療法產(chǎn)生協(xié)同作用，從而為開發(fā)聯(lián)合療法提供依據(jù)。

三、總結(jié)與展望

大量研究結(jié)果表明，RAF/MEK/ERK信號通路抑制劑將成為治療胰腺癌的有效靶向藥物，但在臨床應(yīng)用方面仍然面臨很多挑戰(zhàn)。隨著對RAF/MEK/ERK級聯(lián)反應(yīng)和信號通路間交互影響的復(fù)雜性研究，我們也對胰腺癌細胞的復(fù)雜生物學(xué)和遺傳學(xué)有了更深的了解，以及對如何改善臨床試驗設(shè)計有了更好的了解，這將有助于開發(fā)基于RAF/MEK/ERK信號通路靶點的胰腺癌靶向藥物，對此我們?nèi)匀槐３謽酚^態(tài)度和重視。