EGFR وظيفة الجين
مستقبل عامل نمو البشرة
نظرة عامة
EGFR هو مستقبل تيروزين كيناز ومحرك رئيسي للسرطان متحور في 15-50% من الأورام السرطانية الغدية الرئوية غير صغيرة الخلايا. تعمل الطفرات المنشطة - عمليات حذف exon 19 وL858R - على تثبيت الكيناز النشط بدون يجند، مما يؤدي إلى تحفيز إشارات RAS/MAPK وPI3K/AKT/mTOR. يستجيب NSCLC المتحول EGFR بشكل كبير إلى TKIs (osimertinib، متوسط PFS لمدة 19 شهرًا تقريبًا)، لكن المقاومة تظهر من خلال طفرة حارس البوابة T790M، وتضخيم MET، وطفرات تجاوز KRAS، وتحول الخلايا الصغيرة. إن فهم آليات المقاومة هذه يحدد استراتيجية الأورام الدقيقة الحديثة لسرطان الرئة.
الآلية الجزيئية
ملخص الآلية
تنشيط طفرات EGFR — عمليات حذف exon 19 وL858R — يعمل على تثبيت تكوين الكيناز النشط بدون يجند، مما يؤدي إلى تحفيز إشارات RAS/MAPK وPI3K/AKT/mTOR في NSCLC. T790M، طفرة المقاومة المكتسبة الأكثر شيوعًا، تزيد من تقارب ATP ~ 100 مرة لاستعادة نشاط الكيناز ضد المعارف التقليدية من الجيل الأول. يشكل الجيل الثالث من أوسيمرتينيب رابطة تساهمية لا رجعة فيها مع Cys797، متغلبًا على T790M - على الرغم من أن تضخيم C797S وMET يحددان حدود المقاومة التالية.
آلية خطوة بخطوة
يربط EGF، أو TGF-α، أو الأمفيريجولين، أو الإيبيريجولين المجال خارج الخلية II/IV لـ EGFR، ويحرر حبل التثبيط الذاتي بين النطاقين II وIV ويكشف ذراع dimerisation في المجال II للاتصال بالمستقبل-المستقبل.
يقوم EGFR بتكوين ثنائيات متجانسة أو متغايرة — بشكل أكثر فعالية مع HER2 (ERBB2)، الذي يعمل كمستقبل مشترك مفضل مع ذراع dimerisation مفتوح بشكل أساسي. يقوم ثنائي الكيناز غير المتماثل بوضع وحدة فرعية واحدة على أنها "المنشط" والأخرى على أنها "المستقبل"، مما يؤدي إلى عملية الفسفرة الذاتية العابرة في Tyr992، وTyr1045، وTyr1068، وTyr1086، وTyr1148، وTyr1173.
يقوم Phospho-Tyr1068 بتجنيد GRB2 عبر مجال SH2 الخاص به. ترتبط مجالات SH3 الخاصة بـ GRB2 بشكل أساسي بـ RAS GEF SOS1/SOS2، مما ينقل SOS إلى الغشاء حيث يحفز تبادل الناتج المحلي الإجمالي → GTP على KRAS. يربط GTP-KRAS وينشط BRAF/CRAF → MEK1/2 (Ser217/221) → ERK1/2 (Thr185/Tyr187)، مما يؤدي إلى النسخ النووي لـ cyclin D1 وMYC وFOS لتقدم G1/S.
يقوم Phospho-Tyr1173 وTyr1068 بتجنيد بروتينات محول SHC وGAB1، والتي تقوم بتجنيد PI3K (p85/p110α). يحفز PI3Kα PIP2 → PIP3 في نشرة غشاء البلازما الداخلية. يقوم PIP3 بتجنيد AKT عبر مجال PH الخاص به؛ PDK1 فسفوريلات AKT Thr308 (حوالي 20٪ نشاط) وفسفوريلات mTORC2 AKT Ser473 للتنشيط الكامل. فسفرات AKT النشطة BAD (Ser136، منع موت الخلايا المبرمج)، FOXO3a (الاستبعاد النووي)، TSC2 (تنشيط mTORC1 → S6K1 / 4EBP1 لتخليق البروتين)، و MDM2 (Ser166، تعزيز تدهور p53).
يحدث إنهاء الإشارة من خلال فسفرة ligase يوبيكويتين c-CBL E3 عند Tyr1045، مما يؤدي إلى EGFR متعدد اليوبيكويتينات وتوجيهه إلى الليزوزومات للتحلل. التوجيه البديل عبر إندوسومات إعادة التدوير RAB11 يحافظ على الإشارة عن طريق إعادة EGFR إلى سطح الخلية. يعارض PTEN إشارات PI3K عن طريق إزالة الفسفرة PIP3 → PIP2، والبروتينات المنشطة GTPase (NF1، RASA1) تعمل على تسريع التحلل المائي KRAS GTP لإنهاء إشارات RAS.
تؤدي عمليات حذف Exon 19 (الأكثر شيوعًا del746-750) إلى إزالة نموذج ELREA لحلقة C-helix الذي يساهم عادةً في جهات الاتصال المثبطة ذاتيًا، مما يؤدي إلى قفل الكيناز في التشكل النشط DFG-in. يستبدل L858R الليوسين الصغير بالأرجينين في حلقة التنشيط، مما يؤدي إلى تعطيل المكبح الجزيئي الذي يشكله نموذج DFGφ. كلتا الطفرتين تجعل الكيناز نشطًا بشكل أساسي بدون يجند وشديد الحساسية لربط TKI التنافسي لـ ATP، ويتنبأ بمعدلات استجابة موضوعية تتراوح بين 60-80٪ لمثبطات الجيل الأول.
مقاومة T790M: يعمل حارس بوابة الثريونين في الموضع 790 عادةً على تثبيت جزيئات الماء في موقع ربط ATP؛ يضيف استبدال الميثيونين كتلة استاتيكية تتعارض مع رابط المثبط المعتمد على الهيدروكسيل للإرلوتينيب والجيفيتينيب بينما يزيد في نفس الوقت من تقارب ATP ~ 100 مرة من خلال الاتصال المعزز الكاره للماء مع حلقة الأدينين في ATP. تتم استعادة نشاط الكيناز بالكامل على الرغم من تركيزات المثبط المشبعة.
المقاومة الالتفافية غير EGFR: يؤدي تضخيم جين MET (حوالي 15% من المقاومة المكتسبة) إلى إنتاج مستقبلات MET زائدة تنقل ERBB3 عبر فوسفوريلات في أشكال YXXM متعددة، مما يؤدي إلى تنشيط PI3K/AKT بشكل مباشر بشكل مستقل عن EGFR. توفر طفرات KRAS (~ 3%) إشارات RAS → RAF → MEK → ERK وPI3K → AKT النهائية لـ EGFR، مما يجعل تثبيط EGFR في المنبع غير ذي صلة. يمثل تحول الخلايا الصغيرة (~ 5٪) إعادة برمجة جينية حيث تكتسب خلايا السرطان الغدي المتحولة EGFR هوية الغدد الصم العصبية، وتفقد اعتماد EGFR، وتتطلب علاجًا كيميائيًا بالبلاتين / الإيتوبوسيد.
يشكل Osimertinib (AZD9291) رابطة ثيويثر تساهمية لا رجعة فيها مع Cys797 في المنطقة المفصلية لجيب ربط EGFR ATP، ويستهدف بشكل انتقائي كلا من الطفرات المنشطة وT790M مع الحفاظ على EGFR من النوع البري. يحقق أوسيميرتينيب من الخط الأول متوسط معدل البقاء على قيد الحياة لمدة 18.9 شهرًا (تجربة FLAURA). مقاومة C797S المكتسبة تعطل تكوين الرابطة التساهمية؛ بالاشتراك مع T790M، فإن EGFR ثلاثي الطفرات (exon19del/L858R + T790M + C797S) مقاوم لجميع مثبطات EGFR المعتمدة، مما يؤدي إلى تطوير مثبطات الجيل الرابع التفارغية.
منظمات المنبع
إعادة ترتيب المجال خارج الخلية الناجم عن الليجند، وتعريض ذراع التقليص، وتنشيط الكيناز
يعدل بشكل الفراغي وصول رابطة EGFR على سطح الخلية؛ MUC4 يعزز تقليص EGFR – HER2
يفسفر EGFR Tyr845 في حلقة تنشيط مجال الكيناز، مما يعزز نشاط الكيناز ويمكّن الإشارات المستقلة عن الترابط
في الأورام المتضخمة بـ MET، ينقل MET HER3 لتنشيط PI3K/AKT كإشارة تجاوز مستقلة عن EGFR
أهداف المصب
نسخ Cyclin D1 وMYC → تقدم G1/S؛ تفعيل FOS / JUN → التعبير الجيني المؤيد للتكاثري الذي يحركه AP-1
تعطيل BAD (مقاومة موت الخلايا المبرمج)؛ عزل السيتوبلازم FOXO3a (قمع BIM/p27) ؛ S6K1 / 4EBP1 يحركها mTORC1 → تخليق البروتين
فسفرة كيناز EGFR المباشرة لـ STAT3 Tyr705 ← تمييع STAT3 ← نسخ BCL-XL، MCL1، وVEGFA
التعديلات الرئيسية بعد الترجمة
سقالة للتجنيد المتتالي لـ RAS/MAPK وPI3K/AKT؛ مخرجات الإشارات الجينية الأولية
استيعاب المستقبلات وتدهور الليزوزومية؛ آلية إنهاء الإشارة الأولية
يعزز نشاط مجال الكيناز؛ يساهم في الإشارات المستقلة عن يجند في أورام EGFR المفرطة في التعبير
آلية المرض
تحدث طفرات EGFR في حوالي 15% من مرضى سرطان الرئة غير صغير الخلايا في الغرب و30-50% من مرضى سرطان الرئة غير صغير الخلايا في شرق آسيا، مع زيادة قوية في غير المدخنين أبدًا وأنسجة سرطان الرئة الغدي. تمثل عمليات حذف Exon 19 (del746-750 والمتغيرات، ~ 45% من طفرات EGFR) وL858R (~ 40%) معًا 85% من جميع طفرات التوعية؛ يتنبأ كلاهما باستجابة متفوقة لـ EGFR TKIs مقارنة بالمرض من النوع البري، مع معدلات استجابة موضوعية تتراوح بين 60-80٪ وبقاء خالي من التقدم لمدة 10-18 شهرًا. EGFRvIII — وهو حذف مجال رابط يجند موجود في حوالي 50% من الأورام الدبقية الدبقية — نشط أيضًا بشكل أساسي ولكنه لا يستجيب لمفاتيح EGFR TKIs الحالية بسبب الاختلافات الهيكلية. لماذا تفشل العلاجات التي تستهدف EGFR في نهاية المطاف: (1) طفرة حارس البوابة T790M (حوالي 60٪ من مقاومة الجيل الأول / الثاني) تزيد من تقارب ATP ~ 100 ضعف، وإرلوتينيب / جيفيتينيب المتنافس على جيب الربط؛ يتغلب أوسيميرتينيب على هذا عن طريق الاصطياد التساهمي Cys797. (2) يعمل تضخيم MET (~ 15%) على تنشيط ERBB3 → PI3K/AKT كإشارة بقاء مستقلة عن EGFR - يتم اختبار مجموعات كابوزانتينيب وسافوليتينيب. (3) تشير طفرات KRAS المسرطنة (~ 3٪) بشكل أساسي من خلال RAF / MEK / ERK و PI3K / AKT في اتجاه مجرى EGFR، مما يجعل تثبيط المنبع عديم الجدوى. (4) يتضمن تحول الخلايا الصغيرة (~5%) إعادة البرمجة اللاجينية - فقدان RB1 وTP53 مع اكتساب علامات الغدد الصم العصبية - مما يتطلب علاجًا مختلفًا تمامًا. (5) المقاومة الثلاثية لـ C797S للأوسيميرتينيب تعطل الرابطة التساهمية؛ يعمل الطفرة الثلاثية المتحولة T790M/C797S/المنشطة على دفع تطوير مثبط EGFR من الجيل الرابع (BLU-945، BBT-176).
مراجع قاعدة البيانات
المسارات الرئيسية
- ·تشوير EGFR/RAS/MAPK
- ·إشارات PI3K/AKT/mTOR
- ·سلسلة RAS/RAF/MEK/ERK
- ·إشارة JAK-STAT3
- ·مسارات مقاومة EGFR TKI
جمعيات الأمراض
- ·سرطان الرئة ذو الخلايا غير الصغيرة المتحول EGFR (NSCLC)
- ·ورم أرومي دبقي (حذف EGFRvIII)
- ·سرطان الخلايا الحرشفية في الرأس والرقبة
- ·سرطان القولون والمستقيم (فرط التعبير EGFR)
النشاط البحثي
EGFR هو هدف تمت دراسته بشكل نشط: حول 1000+ يتم حاليًا تجنيد التجارب السريرية التي تذكر ذلك على ClinicalTrials.gov. يعكس النشاط التجريبي اهتمامًا بحثيًا، وليس فائدة مثبتة، إذ تختلف التصميمات ونقاط النهاية والمجموعات السكانية بشكل كبير.
تتبع تجارب EGFR
تجارب الأورام الجديدة والمتغيرة، ملخصة بلغة واضحة كل يوم.
الشركاء الوظيفيون
أسئلة شائعة حول EGFR
ما هي طفرة EGFR الأكثر شيوعًا في سرطان الرئة؟
الطفرتان الأكثر شيوعًا لحساسية EGFR في NSCLC هما عمليات حذف إكسون 19 (del746-750 والمتغيرات المماثلة، ~45% من جميع طفرات EGFR) وطفرة نقطة L858R في إكسون 21 (~40%). يمثلون معًا ما يقرب من 85٪ من جميع تعديلات EGFR ذات الصلة سريريًا. كلاهما يعمل على تثبيت التشكل النشط للكيناز ويمنح حساسية قوية لـ EGFR TKIs، مع عمليات حذف exon 19 المرتبطة عمومًا بنتائج متفوقة قليلاً.
كيف يسبب T790M مقاومة لمثبطات EGFR؟
يقوم T790M باستبدال الثريونين في موضع حارس البوابة 790 ببقايا الميثيونين الأكبر حجمًا. يؤدي هذا في الوقت نفسه إلى زيادة تقارب الـ ATP بحوالي 100 مرة من خلال اتصالات إضافية كارهة للماء مع حلقة الأدينين في الـ ATP، ويصطدم بشكل جامد مع وضع الارتباط المعتمد على مجموعة الهيدروكسيل لمثبطات EGFR من الجيل الأول والثاني (إرلوتينيب، جيفيتينيب، أفاتينيب). النتيجة النهائية: استعادة نشاط الكيناز بالكامل على الرغم من تشبع تركيزات مثبطات الجيل الأول. يتغلب Osimertinib على T790M من خلال تكوين رابطة تساهمية لا رجعة فيها مع Cys797، مما يجعل المنافسة مع ATP غير ذات صلة.
لماذا تسبب طفرات KRAS مقاومة مثبط EGFR؟
يقع KRAS مباشرة أسفل EGFR في سلسلة الإشارات. تعمل طفرات KRAS المسرطنة (G12C، G12D، G12V) على قفل KRAS في الحالة النشطة المرتبطة بـ GTP، مما يوفر إشارات RAF/MEK/ERK وPI3K/AKT التأسيسية المستقلة تمامًا عن نشاط EGFR المنبع. عندما يتم تثبيط EGFR في ورم متحول KRAS، يظل المسار النهائي نشطًا بالكامل - تمامًا كما لو لم يتم تنشيط EGFR مطلقًا. هذا هو السبب في أن طفرات KRAS تتطلب اختبار RAS قبل العلاج بالأجسام المضادة لـ EGFR في سرطان القولون والمستقيم وتفسر حوالي 3٪ من حالات مقاومة مثبط NSCLC EGFR المنسوبة إلى KRAS.
ما هي الأدوية التي تستهدف طفرات EGFR وكيف تختلف؟
الجيل الأول من TKIs (erlotinib، gefitinib) عبارة عن مثبطات ATP تنافسية قابلة للعكس والتي تمنع مجال كيناز EGFR بشكل تنافسي. تشكل عوامل الجيل الثاني (أفاتينيب، داكوميتينيب) روابط تساهمية لا رجعة فيها مع Cys797 وتمنع بالإضافة إلى ذلك HER2 وHER4. يشكل الجيل الثالث من أوسيمرتينيب رابطة Cys797 لا رجعة فيها مع انتقائية للطفرات على EGFR من النوع البري، والتي تغطي كلا من الطفرات المنشطة وT790M. يعد Osimertinib الآن وكيل الخط الأول المفضل، حيث حقق متوسط 18.9 شهرًا من البقاء على قيد الحياة مقابل 10.2 شهرًا للجيل الأول من TKIs في تجربة FLAURA.
ما هي إشارات EGFR ولماذا يهم في مرض السرطان؟
EGFR هو مستقبل تيروزين كيناز الذي، عند ربطه بالربيط، ينشط سلسلتين رئيسيتين سرطانيتين: EGFR→GRB2→SOS→KRAS→BRAF→MEK→ERK (يقود cyclin D1 وMYC للتكاثر) وEGFR→GAB1→PI3K→PIP3→AKT→mTOR (يؤدي إلى تعطيل BAD وتخليق البروتين لـ البقاء). في NSCLC المتحور لمستقبل EGFR، تعمل كلتا السلسلتين بشكل أساسي دون وجود رابطة، مما يوفر إشارة غير منقطعة لنمو الورم غير المقيد. تنبع الأهمية السريرية للمسار من معدلات الاستجابة العالية للعلاج TKI المطابق في 15-50٪ من مرضى NSCLC الذين يحملون طفرات منشطة.
ماذا يحدث بعد ظهور مقاومة للأوسيميرتينيب؟
تنشأ مقاومة أوسيمرتينيب من خلال آليات متنوعة يمكن اكتشافها عن طريق الخزعة السائلة: طفرة EGFR الثلاثية C797S (تعطل الرابطة التساهمية، ~20% من المقاومة)، وتضخيم MET (~15%)، وطفرات KRAS/BRAF، واندماج RET، وتضخيم EGFR. لم تتم الموافقة على أي علاج لاحق بعد فشل أوسيميرتينيب. تشمل الاستراتيجيات العلاج الكيميائي القائم على البلاتين، والأجسام المضادة ثنائية الخصوصية EGFR-MET (أميفانتاماب)، ومثبطات EGFR من الجيل الرابع (BLU-945، BBT-176) المصممة للتغلب على EGFR الثلاثي الطافر (del19/L858R + T790M + C797S).
ما الفرق بين حذف EGFR exon 19 وL858R؟
كلاهما عبارة عن طفرات حساسة تعمل بشكل أساسي على تنشيط كيناز EGFR، ولكن من خلال آليات هيكلية مختلفة. تؤدي عمليات حذف Exon 19 إلى إزالة نموذج ELREA في حلقة الحلزون C التي تساهم عادةً في جهات الاتصال المثبطة ذاتيًا، مما يؤدي إلى تحرير الكيناز من حالة الراحة. يُدخل L858R الأرجينين في نموذج حلقة التنشيط DFGφ، مما يؤدي إلى تعطيل "الفرامل الجزيئية" التي تحافظ عادةً على الحلقة في الوضع غير النشط. كلا الطفرتين شديدتا الحساسية تجاه EGFR TKIs، لكن عمليات حذف exon 19 ترتبط ببقاء متفوق قليلاً بدون تقدم على الأوسيمرتينيب وقد يكون لها حساسية مختلفة تجاه TKIs محددة في المقارنات المباشرة.