EGFR（EpidermalGrowth Factor Receptor）是上皮生长因子（EGF）细胞增殖和信号传导的受体。EGFR属于受体磷酸激酶（ReceptorTyrosine Kinases, RTK）HER 家族的四个成员之一，该家族包括EGFR (ErbB-1)，HER2/(ErbB-2)，Her3(ErbB-3) 和Her4(ErbB-4)。研究表明，EGFR突变或过表达会引发肿瘤^[1-2]。

人EGFR基因位于第7号染色体p13-q22区，全长200 kb，由28个外显子组成^[3]。 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170KDa。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^[4]。

一

EGFR的结构及生物学功能介绍

1.1 EGFR的结构

EGFR 是一个含有 1186 个氨基酸的跨膜糖基化蛋白，其结构由三个部分组成（图1.1）：胞外结构域（N端），穿膜结构域（TM，疏水的 α 螺旋结构）和胞内结构域（JM、TK、C 端）^[5]。

图1.1 EGFR结构示意图

（图1.1来自http://www.360doc.com/content/20/1201/18/72704971_948952103.shtml）

GFR胞外域（N端）共621个氨基酸残基，含有接受外部信号相关的N末端（配体结合区），由Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个亚区（或相应称为L1、S1/CR1、L2、S2/CR2亚区）构成（图1.2）。Ⅰ区结合TGFα多数肽链，Ⅱ区通过主要的保守氨基酸残基与配体相互作用^[5-6]。Ⅱ和Ⅳ区富含半胱氨酸，共50个半胱氨酸残基，全部参与形成分子内25个二硫键。另外胞外域存在12个潜在的N-糖苷键连接的糖基化位点，其中Ⅰ、Ⅱ区各有2个，Ⅲ、Ⅳ区各有4个。

图1.2 EGFR胞外域结构示意图^[5]

        穿膜结构域（TM）是由23个氨基酸残基构成螺旋状结构的疏水区域，跨膜区锚定在细胞膜上。

胞内结构域（JM、TK、C端）是具有蛋白激酶结构域的细胞质内羧基端区域，共542个氨基酸残基，包含了3个子区域，分别是酪氨酸激酶区(TK)，近膜区（JM）和C端末区(CTD)。酪氨酸激酶区有ATP结合位点，在EGFR与配体结合发生二聚化后，ATP与位点结合，激活下游信号通路。近膜区能够调节激酶二聚化，对下游信号通路有调节作用。C端末区在EGFR被激活时，发生自身磷酸化，磷酸化残基募集活化细胞内的信号转导途径^[7-8]。

1.2 EGFR分子生物学功能

EGFR为具有酪氨酸激酶活性的重要跨膜受体，位于细胞膜表面，靠与配体结合来激活。EGFR的配体有表皮生长因子EGF、转化生长因子 （Transforming Growth Factor, TGF-α）等。配体（EGF 和TGF-α）和 EGFR 共同在癌细胞表面过表达，导致了EGFR 通路的异常调节，引起细胞恶性增殖^[9]。当EGFR激活后由单体转化为二聚体（图1.3），EGFR二聚后可以激活它位于细胞内的激酶通路 ^[10]。

图1.3 EGFR通过EGF配体激活形成二聚体流程示意图^[10]

EGFR受体可激活三个信号通路^[11]：参与免疫调节的JAK/STAT信号通路，参与细胞增殖的RAS-RAF-MEK途径（MAPK/ERK通路），以及参与细胞存活的PI3K-AKT-mTOR途径（图1.4）。RAS-RAF-MEK途径负责控制基因转录活动和细胞循环周期，而PI3K-AKT-mT0R途径可激活抗细胞凋亡的信号。因此，EGFR受体蛋白在细胞增殖及存活上有着非常重要的作用。三种信号通路是细胞内信号转导的基础，调控肿瘤细胞诸多生理变化如：分裂、分化、生长以及迁移等。

图1.4 EGFR受体蛋白激活JAK-STAR、RAS-RAF-MEK和PI3K-AKT-mTOR信号通路示意图^[12]

        EGFR信号通路的激活可以分为四个步骤：1受体与配体结合，2受体形成二聚体，3酪氨酸激酶区的活化和C末端酪氨酸残基磷酸化，4下游信号传导RAS/RAF/MEK，PI3K/AKT，STAT等。

EGFR过度表达，会激活下游信号通路，使得细胞生长无法抑制，肿瘤细胞增殖、转移等特性得以增强，最终促使肿瘤病变的发生^[12]。

1980 年，研究者发现 EGFR 和 V-ERBB 之间高度同源，后者是一种病毒蛋白^[13]。同时期从大鼠肿瘤中分离出属于 Erbb 基因家族的 Neu 促癌基因，发现在其跨膜结构域中存在单点突变^[14]。这两份研究第一次发现了 EGFR 和癌症之间的关系。通过细胞和小鼠诱导 EGFR 过表达实验，证明 EGFR 可以促进癌细胞的增殖和转化并发展出相关肿瘤 ^[15] 。临床标本中也发现，在肺癌、食管癌和结直肠癌中存在 EGFR 基因过表达 ^[16] 。

EGFR与33%～50%的人类上皮肿瘤相关。乳腺癌、膀胱癌、肺癌及前列腺癌等许多恶性肿瘤中都发现有EGFR的过度表达，这说明EGFR在肿瘤细胞的恶性增殖中起重要作用。在大部分人类脑肿瘤中，EGFR基因都存在扩增或重排，由此产生的EGFR的过度表达在这些肿瘤的发生和发展中起重要作用 ^[17]。

通过对 EGFR 结构和调节机制研究了解，所研发的靶向 EGFR 的抗肿瘤药物可分为两大类，分别是单克隆抗体与小分子激酶抑制剂。

单克隆抗体包括西妥昔单抗（Cetuximab）、帕尼单抗（Panitumumab）、马妥株单抗（Matuzumab）等。这三种单克隆抗体的抗原表位都在EGFR 的 III 结构域上，通过与EGFR胞外域的结合阻断配体与 EGFR 结合，从而阻止了下游通路的激活^[18]。

小分子激酶抑制剂包括第一代EGFR-TKI靶向药物厄洛替尼、吉非替尼等，针对EGFR的黄金突变，即EGFR基因的19号外显子缺失突变（delE746-A750）和21号外显子的点突变（L858R）拥有良好的治疗效果。第二代EGFR-TKI靶向药物达克替尼、阿法替尼等，由于疗效较一代药物并未出现显著提升，且副作用更大，因此临床应用并不广泛。第三代EGFR-TKI靶向药物奥希替尼、艾维替尼等，已被作为EGFR敏感突变和T790M耐药突变NSCLC的治疗。他们是三磷酸腺苷（ATP）类似物，通过阻断胞内结构域的磷酸化来阻断信号通路的激活^[18]。

近十年来，以表皮生长因子受体酪氨酸激酶抑制剂（EGFR-TKI）为代表的分子靶向治疗，为癌症的治疗带来了巨大的变革，但EGFR-TKI的耐药性始终是一个悬而未决的难题。例如，EGFR-TKI在携带有EGFR突变的非小细胞肺癌（NSCLC）患者中一开始是有效的，但常演变为获得性耐药而失去治疗作用，如导致第一/二代EGFR-TKI耐药的T790M突变和导致第三代EGFR-TKI耐药的C797S突变等，尤其是同时含有L858R/T790M/C797S突变的肿瘤，目前已有的EGFR-TKI对其束手无策。

图2.2JBJ-04-125-02和JBJ-09-063的化学结构式^[20]

图2.3 JBJ-09-063比JBJ-04-125-02和奥希替尼抑制EGFR突变效果更好^[20]

图2.5 JBJ-09-063（a）和 奥希替尼（b）治疗不同突变的结合位点^[20]

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