近年来，分子生物学和人类基因组学的发展使人们对肺癌癌变、侵袭转移的分子机理，以及一些生物信号传导通路的认识得到进一步加深，并为肺癌的早期诊断和开发新的治疗方法提供了机会。“肺癌靶向治疗”就是20世纪未医药界贡献给人类的一个“礼物”。
关于什么是“肺癌靶向冶疗”的问题，迄今尚无大家公认的定义。从肿瘤学的角度出发，所谓“肺癌靶向治疗”应当包括两种概念，即抗肿瘤药物或抗肿瘤制剂特异性地作用于肿瘤细胞，不作用或仅很少作用于正常细胞，因此只杀死肿瘤细胞而不杀伤或仅很少损伤正常细胞的抗肿瘤药物、抗肿瘤制剂或抗肿瘤方法；其次是只给正常组织细胞很小的毒性。因此，我们可以把“肺癌靶向治疗”定义为：应用单克隆抗体、基因、脂质体、光动力学、同位素、反义寡核苷酸等特异性地作用于肺癌细胞细胞膜表皮长因子受体、信号传导通路中的特定酶位点、生长因子受体，以及肺癌细胞增殖、分裂、侵袭和转移相关基因的特定靶点，特异性地作用于肺癌细胞，不作用或很少作用于正常细胞，在杀死肺癌细胞的同时不杀死或极少杀伤正常细胞，同时又能极大地降低宿主毒性反应的治疗药物或治疗方法。
第二节 肺癌：“靶向治疗”历史回顾
人们很难定义肺癌“靶向治疗”是什么时间开始的。就像其它领域的科学技术发展一样，恶性肿瘤的靶向治疗也包括许多种类和分支。因而，难以对其每个方面都进行严格的时间上的统计，也不可能对所有具有靶向形式的治疗都进行复习。
肺癌靶向治疗的历史可以大体分为以下几个阶段：（1）“肺癌靶向冶疗”的萌芽阶段；
（2）“肺癌靶向治疗”新理论形成阶段；
（3）“肺癌靶向治疗”从理论证实到转化为药物开发阶段；
（4）“肺癌靶向治疗”临床试验和推广应用阶段。
第三节 表皮生长因子受体作为治疗靶点
一、 EGFR生物学
EGFR是ErbB是家族成员之一。EGFR由细胞外区、跨膜区和细胞内区构成。EGFR通过细胞外区结合诸如EGF、TGFα和HBEGF一类配体而被激活。一旦EGFR与一种配体结合，就会在细胞表面形成受体同源二聚体或异源二聚体。EGFR最常见的异源二聚体化类型是Her-2。已经证明NSCLC亦能合成TGFa和HBEGF，二者均是EGFR的配体，这些生长因子似乎与EGFR形成旁分泌反馈环，其结果是在肺癌发生中起重要作用。配体与传导蛋白分子的激活，下游信号传导蛋白分子包括Sre2、GRB2、SH3和SOS。由上述复合物介导的下洲信号导致不同信号通路的激活。其中一个主要信号通咱为ras通路。伴随EGFR的激活，自动磷酸化受体与GRB2的SH2区结合，通过SH3区、GRB2与SOS结合，因此EGFR酪氨酸激酶的激活导致SOS向胞膜区移动。可通过不同方式对ras通路进行靶向治疗，以抑制H—ras的表达和通过应用反义寡核苷酸抑制其下游靶点CRAFI。几种能有效地减少H-RAS（ISIS 2503）或CRAF1（ISIS 5132）表达的寡核苷酸硫酸衍生物被ISIS制药公司开发出来。阻断PKCa的反义寡核苷酸治疗肺癌的研究已经进入Ⅲ期临床试验。RAS激活的下游信号效应包括苏氨酸/丝氨酸激酶RAF，促分裂激活蛋白激酶（MAPKS）1和2（MEK1和MEK2），MAPKs ERK1和ERK2。这些旁路的激活导致细胞周期蛋白D1。细胞周期蛋白D1在EGFR和维甲酸之间起连接作用。Muller等进行了类似的研究，表明维甲酸对EGFR有转录调节作用。除AF/MAPK通路外，RAS还能激活其它几种效应通路，还能直接与P12KS裂解亚单位结合。P13K能控制许多下游酶活性，这些酶包括PDK1和AKT。PDK1对于许多蛋白激酶的激活是十分重要的。AKT/PKB通过磷酸多种靶分子而具有很强的抗凋亡作用。P13K信号通路最重要的直接激活源自肿瘤抑制基因PTEN缺失。最近发表的十分振奋人心和研究结果表明，支气管上皮癌前病变和恶性人支气管上皮细胞具有AKT活性，但非癌性支气管在体外暴露于烟草中的尼古丁后，AKT被激活。因此，AKT和P13K/AKT信号通路可能是肺癌预防和治疗的重要分子靶点。
业已证明EGFR的激活对于肿瘤有关的血管生成，以及上调诸如VEGF、bFGF和IL-8等血管生长因子的表达是非常重要的。免疫组化也已证明微血管密度与ErbB生长因子受体表达呈相反关系。Cox等发现在小细胞肺癌EGFR与基质金属蛋白酶，尤其是MMP-9之间存在有趣的关系。Cox不能肯定EGFR表达与预后的关系。因此，EGFR不仅对细胞增殖中起关键作用，在肿瘤进展、血管生成、转移扩散、凋亡受抑等方面亦起关键作用。
TGFα-EGFR自分泌生长旁路可通过多种途径激活。例如EGFR过度表达、配体浓度增加、磷酸酶活性降低、转化降低、异常受体存在、包括EGFR基因异常等。文献中已报道了多种EGFR突变形式，但人类肿瘤中最常见的突变为EGFRⅧ突变。基因重排常导致肿瘤细胞中EGFRⅧ过度表达。EGFRⅧ是一种EGFR的未端形式，它缺乏细胞外区域，不能与配体结合，而胞内酪氨酸激酶区则继续被激活，并导致细胞增殖。然而，这种突变是真正地代表了一种DNA突变，或者仅是肺癌中的一种变异，仍需要进一步确定。
有关EGFR信号通路与钙粘附素信号通路之间的关系也已被检测。由于配体与EGFR结合，随之发生的自动磷酸化导致β-连环磷素和γ-连环素的直接磷酸化。ErbB2过度表达引起的E一钙粘附素表达下调可以通过阻断erbB2受体磷酸化的抗体而得以恢复。EGFR对于钙粘附素通路的作用在肿瘤病理发生和治疗中的潜在作用正在美国科罗拉多大学肿瘤中心进行研究。
二、 NSCLC中EGFR表达
肿瘤组织中EGFR表达可以通过不同的方法检测，包括IHC、Western blot、酶联免疫、Northern blot、RT-PCR、原位杂交和定量PGR等。而最常应用的是免疫组化。NSCLC肿瘤组织加EGFR过度表达已有许多报道。肺癌中EGFR过度表达文献报道在43%-89%（表1）。
这种表达差异可能与检测技术、方法、抗体、阳性表达判断标准，以及检测对象不同有关。不同的肺癌组织学类型，EGFR表达水平不同。鳞状细胞癌EGFR阳性表达率84%，腺癌65%，大细胞癌68%，小细胞癌0%。
表1：EGFR表达对NSCLC患者生存的影响
作者 病例数 阳性例数 % 作用
Ohsaki 290 124 43 生存下降
Cox 169 94 56 生存下降
Pfeiffer 186 102 55 生存下降
Patorinon 515 245 47 生存下降
Rusch 96 68 70 生存下降
Fontanini 195 158 81 生存下降
Greatens 101 90 89 生存下降
D’Amico 408 212 52 生存下降
Hirsch 183 114 62 生存下降
Selvaggi 130 101 78 生存下降
三、 EGFR靶向治疗联合其它抗肿瘤癌制剂
最近，临床试验已显示Iressa联合DDP并不能明显增加疗效。这项试验结果多少有点让人吃惊，因为临床前研究曾认为这种联合是有效的。然而，人们必须记往移植瘤的生物学与实际的人体肿瘤是完全不周的。Iressa/DDP临床试验或许表明EGFR对于肿瘤细胞的生存并不是必需的。Iressa联合DDP并未出现相加疗效的事实表明二者可能作用于共同靶点。这种迷惑仍然需要更多的实验，以及对肺癌中肿瘤细胞信号网更深入的了解。此外，也需要进行更多的研究，以探索信号通路靶向制剂与其它药物联合应用的结果。
四、 EGFR信号通路中其中信号成分的靶向
目前，靶向治疗研究工伤口亟待解决的一个问题是EGFR靶向治疗的疗效通过阻断EGFR本身为好，还是阻断EGFR信号通路的下游成分更好。EGFR信号通路的主要成分之一是Raf-Ras-Med-Erk。由于许多肺癌中存在K-ras突变，所以Iressa在这些患者中治疗效果不佳不足为奇。问题在于如果同时联合应用Ras信号抑制剂后，应用Iressa是否仍然有效。这将涉及到Ras抑制剂、Ras激酶抑制剂或Mek抑制剂。这实际上是一个可验证性的假设，因为EGFR信号与其它下游信号成分是交叉的，这些下游信号与癌细胞的癌基因表型有关。
例如业已报道肺癌中PKB/Akt持续活化。这个十分重要的抗细胞凋亡酶可能在肺癌中是一个十分重要的癌基因成分。由于PKB/Akt的激活不仅是EGFR依赖性的，而且位于许多生长因子受体和G蛋白偶联促分裂受体通路的下游，因此Iressa联合应用PKB/Akt抑制剂或另外的抗EGFR抗体可能是有益的。为了抑制转移性前列腺癌细胞（由PKB、Jak2和EGFR家族控制的细胞），采用联合应用信号转导通路靶向治疗的方案是恰当的。
五、 NSCLC中应用EGFR靶向治疗的临床前研究
应用Cetuximab的临床前研究获得了以下意见：⑴Cetuximab阻断EGF和TGF-α与EGFR的结合，阻止了EGFR同源和导源二聚体的形成（为EGFR激活的关键步骤）；⑵Cetuximab在体动物模型中能诱导头颈部癌和NSCLC肿瘤细胞静止；⑶Cetuximab能抑制CDK激活，是通过上调P27、Rb去磷酸化实现的；⑷Cetuximab处理的细胞株出现细胞周期停止，Bax/Bel-2比例增加，以及凋亡指数增加；⑸Cetuximab能降低头颈部鳞状细胞癌细胞株中的DNA修复酶水平；⑹Cetuximab在体内外具有广泛的抑制多种肿瘤细胞生长的作用。
这些最初的研究结果唤起人们联合应用Cetuximab联合化疗和放疗治疗肿瘤的兴趣。放疗能使EGFR信号快速失活。反之，EGFR信号的扩增与肿瘤产生放疗耐受、诱导肿瘤细胞增殖分裂、促进DNA修复、MAPK和PI-3激酶信号通路激活有关。这样通过下游转录因子导致肿瘤细胞存活；这些下游转录因子能促进肿瘤血管生成、细胞增殖和转移。此外，RGFR表达水平与放疗治疗控制细胞生长呈相反的作用。
从放疗联合化疗的研究中，我们知道：⑴应用Cetuximab联合放疗治疗鳞状细胞癌，可获得相加的细胞毒作用，表现为凋亡增加、血管生成受抑；⑵多剂量Cetuximab联合放疗冶疗小鼠皮下头颈部接种瘤、肿瘤成瘤性明显受抑；⑶在Cetuximab敏感的NSCLC细胞株，Cetuximab联合化疗和联合放疗均具有相加的协同作用；⑷对Cetuximab的反应似乎预示其与放疗和化疗具有协同作用；⑸在Cetuximab敏感细胞株，应用Cetuximab后活化的细胞信号蛋白的表达改变十分迅速，且持续至少24小时。活化细胞信号蛋白磷酸化的这种早期改变常伴随细胞被阻止在G1期，这种改变在用药后12-24小时出现。对EGFR靶向制剂的敏感性基于其它erbB2家族受体水平。其家族生长因子包括EGF和TGFα旁分泌产物、它们能增加如像ras、PTEN、或STAT-3这些睛游蛋白的表达水平或突击水平。
应用酪氨酸激酶抑制剂Iressa进行的体外临床前研究表明；⑴Iressa抑制EGFR信号是通过Akt和MAPK通路实现的；⑵引起细胞静止在G1期；⑶能抑制EGFR过表达的人肿瘤细胞株的生长，联合化疗和放疗治疗型肿瘤细胞的生长抑制具有相加的协同作用；⑷在裸鼠动物模型中，单药应用Iressa口服能引起多种组织类型肿瘤移植瘤的生长；⑸Iressa能明显增强标准化疗药物或/和放疗治疗抑制人类移植瘤的生长的作用；⑹Iressa联合应用细胞毒药物或/和放疗在小鼠具有很好的耐受性。
基于上述临床前研究结果，Iressa于1999年始用于NSCLC患者的Ⅰ期临床研究。简言之，间歇服药或持续给药，Iressa临床耐受均较好，仅有度的皮疹、腹泻、恶心呕吐。Ranson等报告每天口服300～700mg Iressa治疗NSCLC，4/16的患者获得部分缓解。在一项口服Iressa的I期临床试验中，88例NSCLC每天给予150-1000mg Iressa口服，至少28天。19例患者获得稳定，其中7例患者用药时间超过6个月。Herbst等报告用Iressa治疗的患者45%肿瘤稳定≥3个月，22%≥6个月，7.2%≥1年。
有关Iressa治疗NSCLC剂量评价的Ⅱ期临床试验，以每天口服Iressa250mg或50mg进行单药治疗，在美国、日本、欧洲共治疗了400例NSCLC。在欧洲/日本Ⅱ期临床试验中，至少一个以铂类为主联合化疗方案治疗失败肿瘤进展的NSCLC患者随机进入每天口服IressaIressa250mg或50mg。肿瘤有效率在250mg组（18.4%）和500mg组验，与欧洲和日本临床试验比较，实验设计相同，所不同的是大多数患者至少接受2个以上铂类为主化疗方案或泰索帝方案无效。肿瘤有效率250mg组为11.8%，500mg组为8.8%。咳嗽、呼吸因难和胸部不适的改善率为39%。Iressa治疗有效的患者在服用Iressa2周内，临床症状明显得到改善。500mg组较250mg组有更高的毒副反应。
其它一些小分子EGFR受体抑制亦进行了临床试验。单药OSI-774(Tarceva) 进行了Ⅰ/Ⅱ期临床试验，有效率为12.5%。临床试验进行了每周方案和3周方案。正如预想的一样，Tarceva的主要副作用是可逆性皮疹、皮肤发红。Garrison等进行了CI-1033的Ⅰ期临床试验，以探讨该药的DLTS、最小毒性剂量（MTD）、药代动力学，以及临床有效必性的初步结果。CI-1033为口服、不可逆性erbB家族酪氨酸激酶抑制剂。CI-1033分为每周口服100、200、400、500和560mg5个剂量组。最初报告了34例进展期癌的治疗结果。其中2例560mg剂量组的患者发生了可逆性剂量限制超敏反应。每周口服560mg CI-1033的患者均需要预防性口服二苯胺。Shin等对37例曾接受过化疗治疗的患者，进行CI-1033Ⅰ期临床试验，其中14例为NSCLC。CI-1033分为每天口服和每3周方案每天口服两种。主要副作用有腹泻、皮疹，其中一例患者发生了可逆性超敏反应。1例患者获PR，10例获SD。
Miller等报道了Iressa联合卡铂/泰素治疗初治进展期NSCLC的Ⅰ/Ⅱ期临床试验。联合用药时化疗药物的药代动力学参数无明显改变，无新的毒副作用出现，亦未增加毒副作用的反应程序。42例NSCLC患者中14例获得明显肿瘤缓解，有效率为33%。后来进行的Ⅲ期临床试验，对2000例复治NSCLC患者进行健择/顺铂或卡铂/泰素单用，或者联合Iressa，治疗结果显示化疗联合Iressa治疗NSCLC，Iressa未能获得生存优势。
六、 Iressa（易瑞沙）作为靶向制剂治疗NSCLC的临床结果
1962年，美国学者Cohen首先发现了EGF，1980年Cohen发现了EGFR，并克隆出EGFR CDNA。Cohen因在EGF和EGFR方面的工作，于1986年获得诺贝尔医学奖。在过去的40多年中，已经证明EGFR和EGF信号通路在各种上皮源恶性肿瘤的生长、增殖中起关键作用。以后人们又发现在过度表达EGF和EGFR的肿瘤，抗EGF的EGFR信号的药的具有潜在治疗作用。EGFR酪氨酸激酶抑制剂Iressa就是人工合成的一种EGFR靶向药物。Ⅰ期临床试验证明Iressa临床耐受好、毒副作用轻。药代动力学研究证明适合于每天口服。I期临床试验显示对复治NSCLC的良好疗效引起人们的极大兴趣。在完成I期临床试验后，一系列Ⅱ/Ⅲ期临床试验开始起动，用以治疗复发性NSCLC的良好疗效引起人们的极大兴趣。在完成I期临床试验后，一系列Ⅱ/Ⅲ期临床试验开始起动，用以治疗复发性NSCLC和化疗失败的NSCLC。
（一） IDEAL 临床试验结果
Fukuoda 和Kris进行了两个Iressa单药治疗复发性NSCLC的Ⅱ期临床试验。这些研究命名为IDEAL（Iressa Dosr Evaluation in Advanced Lung Cancer）。在日本、澳大利亚和欧洲进行的Ⅱ期临床试验叫IDEAL-1，在北美洲进行的叫IDEAL-2。IDEAL-1选择以前应用铂类化疗药物化疗失败的患者，而IDEAL-2则选择应用2个含铂类或泰索帝化疗失败的患者。其它人选条件是组织学证明的NSCLC、PS≤2，复制的Ⅲ期和Ⅳ期NSCLC。患者被随机地分入250mg或500mg2组，每天口服Iressa直到疾病进展或出现严重毒性反应。IDEAL试验的第一个目的是评价应用Iressa后的客观反应率、症状改善，以及安全性。第二个目的是评价肿瘤控制率、无病生存、症状进展时间和人群药代动力学。
共有200多例患者进入IDEAL试验。进入IDEAL-1的患者入组前均至少接受过2周期化疗，而IDEAL-2只有44%的患者接受过2周期化疗。IDEAL-1试验中，250mg和500mg剂量组的有效率分别为18.4%和19.0%(表2)。疾病控制率（有效率+稳定）在两组基本相同，250mg组为54.5%，组为51.4%；中位生存时间分别为7.6月和8.0月；1年生存率分别为35%和30%。IDEAL-2试验中，250mg和500mg组有效率分别为11.8%和8.8%；疾病控制率分别为43%和35.8%，中位生存时间分别为6.5月和5.9月；1年生存率则分别为29%和24%。
表2IDEAL临床试验的有效率和生存率
项目 IDEAL-1 IDEAL-2
250mg 500mg 250mg 500mg
Pt No 104 106 102 114
三线治疗比 44% 43% 100% 100%
ORR 78.4% 19% 11.8% 8.8%
SxRR 40% 37% 43% 35%
MST(month) 7.6 8.0 6.5 5.9%
1年生存率 35% 30% 29% 24%
靶向治疗之“鸡尾酒疗法”
在一项发表在Cancer Research上研究中，研究人员在 小鼠和细胞系模型中证明了这种联合的效果。这些初步结果表现出了非常好的前景：表明两种不同的药物以“连续打击”的方式靶向两种类型细胞中的癌症发展过程。
Johns Hopkins Kimmel癌症中心的研究人员认为在人类临床研究中单独使用抗血管生成药物无法达到对靶标肿瘤的预期效果。先前的一些研究表明一类能够促使DNA缠绕正常化的药物还能够影响血管的生长。Roberto Pili博士建议，将这两种类型的药物联合使用可能会对癌症的发展产生较大的影响。其思路是通过干扰两种不同细胞中的血管生产过程，从而攻击癌症形成新血管的途径。
癌症细胞能够从组蛋白中移走乙酰基，致使DNA一直缠绕在一起从而抑制了基因的活化作用。利用组蛋白去乙酰化酶（HDAC）抑制剂阻断这种酶移走乙酰基的功能，能够将这种错误逆转过来并使DNA能够展开且制造出所需的基因产物。
研究人员选择了一种叫做PTK787/ZK222584的抗血管生成药物进行研究，这种药物能够抑制VEGF（Vascular endothelial growth factor）蛋白的作用,而这种生长因子又能引起促进血管形成的细胞信号的级联反应。
研究中，VEGF抑制剂与HDAC抑制剂NVP-LAQ824一起使用能够抑制51％的培养的内皮细胞（是单独使用两种药物时的效果的两倍）。在小鼠模型中，这种联合能够控制60％的新血管形成，而单独使用时为50％。患前列腺癌小鼠中的肿瘤生长的抑制率分别为35％和75％。联合用药时，抑制率为85％。这两种抑制剂对乳腺癌小鼠的肿瘤抑制率分别为54％和60％，而联合使用时肿瘤生长减缓了80％。
研究组还分析了用HDAC抑制剂处理时，肿瘤和内皮细胞中基因的活化模式。他们指出这种抑制剂能够降低几种重要的与血管生成有关的基因和蛋白（包括HIF1a、VEGF、survivin、angiopietin-2和它的受体Tie-2）的活性，从而影响血管的生长。