第四节 乳腺癌抗HER2靶向治疗作用机制
大约20%～30%的原发性乳腺癌存在人表皮生长因子受体-2（human epidermal growth factor receptor 2，HER2）蛋白过表达。HER2蛋白过表达与乳腺癌的发生发展密切相关。HER2是人表皮生长因子受体家族的成员，是HER2基因编码的跨膜酪氨酸激酶糖蛋白。HER2蛋白由胞外区、跨膜区和胞内区组成，其中胞外区又分为Ⅰ～Ⅳ区。迄今尚未发现与HER2直接结合的特异性配体。HER家族其他受体HER1、HER3、HER4，尤其是HER3，与配体结合后会和HER2的胞外Ⅱ区结合形成异二聚体，使HER2蛋白胞内区的酪氨酸残基发生磷酸化，激活下游信号转导通路，导致细胞增殖、分化及凋亡的异常，并最终诱导肿瘤的发生发展。随着HER2促进肿瘤生长作用的发现，HER2已成为抗肿瘤治疗的重要靶点。所有参与信号通路形成转导的HER2结构区都可能作为阻断HER2信号转导的靶点，且HER2还可被寡核苷酸直接抑制。
HER2作为抗肿瘤治疗的靶点，首先是基于HER2/neu原癌基因的假说，该假说认为HER2过表达具有致癌作用，HER2基因扩增及HER2蛋白过表达会引起细胞恶性转化。HER2驱动的肿瘤依赖于HER2的功能，这种依赖性称为“癌基因成瘾”（oncogene addiction）。相较正常细胞，HER2表达水平在肿瘤细胞中明显升高，且HER2在原发肿瘤和转移组织中均高表达。在HER2过表达的体内外实验模型中，HER2的下调可以导致细胞凋亡及肿瘤退缩。其次，相较其他HER受体，HER2优先发生二聚化，形成更具亲和力的异源二聚体，表现更强的信号转导能力，若抑制HER2二聚化形成可以进一步阻止胞内信号转导级联反应活化。大量研究已证实，HER2本身以及整个HER2信号转导通路可作为抗肿瘤治疗的靶点，阻断HER2信号通路可以抑制肿瘤的生长，同时HER2还是药物靶向输送的理想标记。抗HER2靶向治疗主要包括靶向HER2胞外区的单克隆抗体、靶向胞内酪氨酸激酶区的酪氨酸激酶抑制剂（tyrosine kinase inhibitors，TKIs）以及其他作用途径，如靶向HER2的适应性免疫治疗及靶向HER2的寡核苷酸。本节内容将介绍上述抗HER2靶向治疗相关的作用机制。
一、靶向HER2胞外区
HER2蛋白胞外区（extracellular domain，ECD）以开放的构象存在，因此HER2可持续与其他HER家族受体二聚化。二聚化作用通过磷酸化胞内酪氨酸激酶区活化下游信号转导通路。HER家族受体活化可以诱导许多胞内作用，如促进细胞生长、增殖、胞内转移、新生血管形成及减少细胞凋亡等。靶向HER2胞外区的单克隆抗体通过抑制HER2和其他HER家族受体的二聚化作用，阻止HER2二聚化，阻断与HER2活化相关的下游信号通路。
20世纪80、90年代，抗HER2治疗的单克隆抗体超过100多种，其中只有单抗4D5最终发展到临床应用。单抗4D5在体内外模型中均具有抗肿瘤作用，鼠源单抗4D5进行人源化后，有些抗体失去了体外抗增殖能力，有些抗体保留有抗增殖作用。其中一株人源化单抗被挑选进入临床应用，命名为曲妥珠单抗（trastuzumab，商品名：Herceptin，赫赛汀）。曲妥珠单抗是通过转基因技术将4D5基因决定簇插入人免疫球蛋白G基因决定簇所得的一种同位型免疫球蛋白G。相比鼠源单抗，曲妥珠单抗的体外抗增殖作用减弱，但体内抗肿瘤作用和其相当；同时，曲妥珠单抗更能有效介导抗体依赖细胞毒性反应（antibody dependent cellular cytotoxicity，ADCC），因为人源化抗体的恒定区更易于参与ADCC作用或补体依赖的细胞毒性反应（complement dependent cytotoxicity，CDC）。曲妥珠单抗作为靶向HER2胞外区的人源化单克隆抗体，通过结合HER2的胞外区对HER2过表达的早期乳腺癌和转移性乳腺癌都起治疗作用。但是，曲妥珠单抗在临床应用上取得的成功尚不足以证实HER2原癌基因假说，原癌基因假说的证实需要在作用机制上证明曲妥珠单抗是通过使肿瘤HER2蛋白失活治疗乳腺癌患者，而至今曲妥珠单抗的作用机制尚不完全明确。
曲妥珠单抗临床抗肿瘤作用分子机制的最简单假说来源于之前建立的抗Neu T单抗和抗HER2单抗4D5的数据，该假说认为这些单抗会导致表面分子受体NeuT或HER2的降解。然而既往研究结论并不一致，有研究认为，曲妥珠单抗下调HER2过表达肿瘤细胞的HER2蛋白表达；也有研究表明，其并不影响HER2蛋白的表达。该现象的不一致性后来被认为可能是因为曲妥珠单抗仅仅是伴随着HER2正常的被动内吞再循环的过程，曲妥珠单抗结合并内化细胞表面的HER2，随后HER2又会在细胞表面重新出现。HER2自身内吞作用证明曲妥珠单抗不会影响HER2的内化或内吞，因此曲妥珠单抗并不引起肿瘤细胞HER2表达的下调。临床研究也发现，接受抗HER2靶向治疗的患者并没有引起HER2表达的下调。因此曲妥珠单抗的抗肿瘤作用不大可能通过下调肿瘤HER2表达介导。此外，也有研究认为曲妥珠单抗及其他抗HER2单抗的作用机制是抑制HER2的活化。然而，HER2的配体尚未发现，HER2的胞外区是以持续活化的构象存在，就像其他HER家族受体与配体结合后的活化状态。HER2的活化是通过和配体活化的其他HER2家族成员形成异二聚体实现的。研究认为，曲妥珠单抗既不会影响HER2的活化状态，也不会影响HER2的磷酸化水平。因此，曲妥珠单抗抑制配体直接结合并活化HER2的假说也不成立。还有可能是曲妥珠单抗抑制HER2和其他HER家族成员或其他可能蛋白的结合，但是此前的蛋白质体外结合实验及荧光共振能量转移实验未能证实曲妥珠单抗会抑制HER2蛋白和其他HER蛋白相互作用。另一种曲妥珠单抗的抗肿瘤机制是能够阻止HER2胞外片段的裂解。相比185kDa的全长HER2受体，95kDa的截短p95 HER2更具激酶活性，截短的HER蛋白会引起更具侵袭性的生物学特性。在40%～50%晚期乳腺癌患者的血清中可以检测到110kDa的HER2胞外区片段，高血清水平的HER2胞外区预示着预后差、易转移、对治疗相对耐受。HER2胞外片段的释放认为是由金属蛋白酶介导。曲妥珠单抗和HER2结合可以抑制HER2被ADAM蛋白酶水解，脱落胞外区。这可能部分抑制了HER2过表达细胞的侵袭性。
除了上述曲妥珠单抗直接作用HER2胞外区的相关作用机制外，研究还发现曲妥珠单抗可以影响HER2下游信号通路。4D5单抗或者曲妥珠单抗的体外抗增殖作用和p27的诱导及G1期阻滞相关，且不会诱导细胞凋亡。真核生物的细胞周期进程由一系列调控因子调节控制，其正常与否和细胞的增殖、分化、凋亡、癌变密切相关。参与细胞周期调控的主要分子有：细胞周期蛋白（cyclin）、细胞周期蛋白依赖性激酶（cyclin dependent kinase，CDK）和CDK抑制蛋白（cyclin dependent kinase inhibitor，CKI）。CDK与cyclin结合形成复合物，促进细胞周期进行。CKI对细胞周期起负调节作用，CKI通过与cyclin、CDK或cyclin-CDK复合物的结合，抑制CDK的活性，导致细胞周期阻滞，阻断细胞的增殖过程。p27蛋白是近年发现的CKI，具有限制性调节细胞周期进程的作用。p27广泛抑制各种cyclin/CDK复合物，主要抑制cyclinE/CDK2和cyclinD/CDK2等G1激酶活性，使细胞停滞在G1期。4D5单抗和曲妥珠单抗会导致HER2过表达的乳腺癌细胞阻滞在G1期，G0/G1期细胞比例增加而S期细胞比例减少。细胞周期阻滞同时伴有p27的诱导及p27与cyclinE/CDK2复合物的结合。最初曾认为曲妥珠单抗介导HER受体的内吞和降解，从而抑制下游的PI3K和MAPK信号级联反应，下游Akt信号的减弱会诱导生成p27，从而减弱CDK2的活性，并促进细胞周期阻滞和凋亡。
既往研究认为，HER2的恶性潜能随着HER3的共表达而增强，干预HER3表达或者HER3和HER2的相互作用可能具有抗增殖作用。核糖核酸沉默（RNA silencing）技术下调HER表达、HER3基因敲除肿瘤模型以及HER2过表达的临床标本分析等研究证明HER2的介导作用依赖HER3。Junttila等研究证实曲妥珠单抗能在体内抑制HER3/PI3K/Akt途径。PI3K-Akt信号途径是一条经典的信号途径，PI3K由p110催化亚基和p85调节亚基组成异二聚体，在细胞存活、增殖和分化中起重要作用。Akt称为蛋白激酶B，是一种在进化上高度保守的丝氨酸/苏蛋白激酶，是PI3K关键下游分子，可以调控转录、蛋白质合成、糖类和脂类代谢。曲妥珠单抗治疗可以明显降低HER3和Akt磷酸化水平，HER3发生快速去磷酸化，引起调节亚基p85从HER3快速解离，随后Akt亚基PRAS40去磷酸化也引起类似的动力学作用，并且曲妥珠单抗在15～60分钟即达到作用峰值。因此，曲妥珠单抗能引起快速有效的HER3/PI3K/Akt通路抑制作用，而且曲妥珠单抗抑制Akt磷酸化和抑制细胞增殖的作用相一致，曲妥珠单抗治疗抑制HER2过表达SKBR-3细胞50%～60%的Akt磷酸化水平和细胞增殖水平。所有HER家族受体都能够活化促丝裂原活化蛋白激酶激酶/胞外信号调节蛋白激酶（MAPK/ERK kinase / extracellular regulated protein kinase，MEK/ERK）通路，ERK是MAPK家族的一员，它的信号传递涉及细胞生长、发育及分裂，遵循MAPKs的三级酶促级联反应。曲妥珠单抗也可以抑制ERK的磷酸化。尽管抑制MEK也引起ERK去磷酸化，但是MEK抑制剂PD0325901处理细胞后并不会影响细胞增殖，因此曲妥珠单抗对MEK/ERK通路的抑制作用并不会影响细胞增殖。综上所述，曲妥珠单抗体外抗增殖作用同下调HER3/PI3K/Akt通路相关。HER2和HER3都是HER2过表达乳腺癌细胞的重要原癌基因蛋白。过表达HER2的乳腺癌可能可以通过配体依赖或者不依赖的方式活化。当HER3配体调蛋白（heregulin，HRG）预处理后，HER2/HER3的相互作用明显增加。我们认为调蛋白/HER2/HER3复合物比不依赖于配体的HER2/HER3复合物更稳定。曲妥珠单抗不会抑制配体诱导的HER2/HER3二聚化。而当没有HRG时，曲妥珠单抗可以明显抑制HER3和HER2结合。使用标准的免疫沉淀法，由于缺乏配体的作用此前一直检测不到HER2/HER3的相互作用。因此，曲妥珠单抗是通过抑制不依赖配体的HER2/HER3二聚化，快速下调HER3磷酸化水平，使PI3K/Akt通路失活，直至抑制细胞增殖。
人第10号染色体缺失的磷酸酶及张力蛋白同源的基因（phosphatase and tensin homolog deleted on chromosome ten，PTEN）蛋白，作为一种磷酸酯酶，能够通过使3、4、5-三磷酸磷脂酰肌醇（phosphatidylinositol-3，4，5 trisphosphate，PI3，4，5P3）的D3位置发生去磷酸化来拮抗PI3K的活性，是一类重要的PI3K通路的负调控因子。鸡肉瘤病毒基因（sarcoma gene，Src）激酶的活化会增加PTEN酪氨酸磷酸化。曲妥珠单抗可以抑制Src激酶与HER2结合，抑制Src激酶活性，从而减少PTEN酪氨酸磷酸化，增加PTEN膜定位和活性。曲妥珠单抗通过活化PTEN，增加血浆PTEN水平，阻断下游PI3K信号通路；PTEN下调会明显减弱曲妥珠单抗的抗增殖和抗肿瘤作用。肿瘤缺乏PTEN或者PTEN下调，对含曲妥珠单抗的治疗方案会相对耐药。
此外，临床前和临床研究均表明VEGF的表达水平受HER2正向调节，VEGF表达上调可能同HER2阳性乳腺癌的侵袭性恶性表型相关。曲妥珠单抗可以下调肿瘤血管生成因子并表现出一定的抗血管生成作用。实验证明曲妥珠单抗治疗会减少体外内皮细胞迁移并减低体内微血管密度。
抗HER2单克隆抗体4D5及人源化曲妥珠单抗的体内抗肿瘤作用还可能通过免疫靶向机制介导。4D5单克隆抗体可以体外激活ADCC，且人源化的设计显著增强ADCC作用，曲妥珠单抗的体外ADCC作用非常高效。体外研究发现，曲妥珠单抗可以有效诱导针对HER2过表达细胞的ADCC作用并且对HER2低表达的乳腺癌细胞没有类似作用。自然杀伤细胞（natural killer，NK）、单核细胞及巨噬细胞等效应细胞表面的Fcγ受体通过识别IgG Fc段，与抗体相互反应，释放胞质颗粒杀伤抗体包被的靶细胞。由于曲妥珠单抗对HER2过表达肿瘤细胞具有高亲和力，这类细胞更容易受到ADCC作用。小鼠遗传学模型已验证了该类药物的宿主免疫机制，在Fc受体功能缺失型小鼠模型中单克隆抗体4D5和曲妥珠单抗的抗肿瘤作用几乎消失；在Fc受体功能获得型小鼠模型中单克隆抗体4D5和曲妥珠单抗的抗肿瘤作用明显增强。NK细胞是参与ADCC作用的重要细胞，抑制小鼠的NK细胞功能后，曲妥珠单抗治疗的肿瘤抑制率只有29%；而对照组即具有完整自然杀伤细胞功能的小鼠，曲妥珠单抗处理后肿瘤抑制率为96%。因此活化的免疫反应是曲妥珠单抗的重要作用机制。近期研究者正在寻找曲妥珠单抗免疫靶向的临床依据。在含曲妥珠单抗化疗方案的临床配对研究中，曲妥珠单抗治疗明显增加肿瘤内活化的溶细胞NK细胞的数量。在另一项研究中，术前经曲妥珠单抗治疗达到完全缓解或部分缓解的患者具有较高水平的白细胞原位浸润和ADCC活性。因此，曲妥珠单抗治疗引起不同程度的淋巴细胞浸润，对曲妥珠单抗治疗敏感的患者具有明显的淋巴细胞浸润和ADCC反应活性。此外，曲妥珠单抗还可以诱导CDC作用，但是肿瘤组织会产生膜补体调控蛋白（complement regulatory protein，mCRP）对抗补体介导的细胞溶解作用。体外实验证实曲妥珠单抗可以激活补体，但是HER2过表达的细胞会表达mCRP与之对抗。虽然尚未观察到曲妥珠单抗引起显著的补体介导细胞毒效应，但补体激活也参与曲妥珠单抗体内抗肿瘤的免疫靶向反应。越来越多临床前实验模型和临床观察研究支持曲妥珠单抗的抗肿瘤作用是由免疫靶向机制介导。虽然相关数据还是很少，但是目前免疫靶向的假说受到越来越多的关注，而且进一步的研究正在进行。
曲妥珠单抗在乳腺癌临床治疗中的作用是肯定，随着基因工程抗体技术的迅速发展，将会有更多的抗体应用于肿瘤临床治疗。另一个抗HER2的单克隆抗体是帕妥珠单抗。鼠源2C4单克隆抗体进一步基因重组，发展成为人源化的重组单克隆抗体帕妥珠单抗。帕妥珠单抗与HER2胞外结构域Ⅱ区结合，空间上阻止HER2和其他HER受体二聚化。阻断HER2/EGFR和HER2/HER3异源二聚体的下游信号通路。X线晶体结构研究发现可溶性HER2胞外区和帕妥珠单抗的抗原结合区形成复合物，这说明帕妥珠单抗是和HER2胞外区Ⅱ区结合，该区高度保守并且参与和EGFR同源二聚化。体外实验表明帕妥珠单抗抑制HER二聚物形成从而阻断调蛋白依赖的HER2磷酸化信号并抑制下游的MAPK和Akt信号，而且相比曲妥珠单抗，帕妥珠单抗在HER2低表达或正常表达的MCF7细胞和HER2高表达的SK-BR3细胞中均更能有效破坏HER2/HER3复合物的形成。研究进一步显示，帕妥珠单抗和曲妥珠单抗都能抑制高HER2表达的乳腺癌细胞BT474的移植瘤生长，但帕妥珠单抗同时还可以抑制低HER2表达的MCF-7细胞株的移植瘤生长，并达到59%的生长抑制。
由于曲妥珠单抗是结合在HER2胞外结构域Ⅳ区，因此帕妥珠单抗和曲妥珠单抗分别结合HER2胞外区的不同亚区，理论上两者作用机制互补，具有协同效应，两种抗体的联合治疗可以增强抗肿瘤作用。Brockhoff等进行BT474和SK-BR-3乳腺癌细胞株的细胞增殖实验分析，BT474和SK-BR-3细胞均过表达HER2，但是SK-BR-3的EGFR水平是BT474细胞的3倍。研究发现曲妥珠单抗和帕妥珠单抗均能减慢细胞周期进程，使G1期延长，静止期即G0期细胞增多，且不引起细胞凋亡。相比SK-BR-3细胞，BT474细胞对单抗更加敏感，这可能跟其EGFR低表达相关。曲妥珠单抗比帕妥珠单抗更为有效，但是帕妥珠单抗能增强曲妥珠单抗作用，两者联合使用能协同抑制乳腺癌细胞BT474的生长。而靶向EGFR的西妥昔单抗对BT474和SK-BR-3细胞均没有生长抑制作用，即使和曲妥珠单抗或者帕妥珠单抗联合也不起作用。
尽管曲妥珠单抗在抗肿瘤治疗上取得很大成功，但是曲妥珠单抗单药的治疗效果有限，而抗体-药物偶联物也许可以克服该难题。抗体-药物偶联物由细胞毒药物、单克隆抗体以及连接结构组成，采用稳定的连接部分使得细胞毒性药物在进入肿瘤细胞后才释放是抗体-药物偶联物减少毒性提高耐受性的关键。抗HER2靶向治疗的成功例子是T-DM1。T-DM1（Trastuzumab emtansine）是曲妥珠单抗共价结合抗微管类药物美登醇（maytansinoid，DM1）的新型抗体-药物偶联物。T-DM1能利用曲妥珠单抗靶向输送DM1进入HER2阳性肿瘤细胞且不影响正常细胞，已经被证实是一种成功的治疗策略。T-DM1和HER2结合的亲和力与曲妥珠单抗类似，DM1是具有很强抑制细胞有丝分裂的作用的细胞毒性药物。曲妥珠单抗和DM1由SMMC连接，SMMC的强稳定性保证T-DM1被HER2过表达肿瘤细胞内化后再释放细胞毒性药物，最小化DM1的全身暴露，具有相对较小的不良反应。通过内吞作用和溶酶体酶降解，T-DM1的代谢产物DM1释放进入胞质与微管蛋白结合并抑制微管聚集，最终导致细胞凋亡。除了化疗药物本身的细胞毒性，T-DM1还保持曲妥珠单抗的活性。
二、靶向HER2胞内区
胞内酪氨酸激酶区是HER2信号通路的另一个靶点，小分子抑制剂可以抑制酪氨酸激酶的磷酸化。理论上，相比单克隆抗体，TKIs抗HER2靶向治疗具有一定的优越性。抗体只能结合细胞的胞外区并不能穿透细胞，而且目前单克隆抗体抑制HER2蛋白功能的具体机制仍不清楚。TKIs具有细胞膜穿透性，能够抑制HER2胞内区的激酶活性。这类药物可以使HER2高表达肿瘤患者的HER2胞内激酶活性失活。但是TKIs不像单克隆抗体具有特异性的靶点，且TIKs的脱靶效应（off-target）会限制其治疗效果。
20世纪90年代初，研究者们已经对天然或者人工合成的HER激酶抑制剂开始研究，但是药物效应及特异性很有限，直到发现具有较高特异性并能有效抑制HER激酶活性的喹唑啉类化合物。此后，对HER家族具有不同选择性的结构改良的喹唑啉类化合物相继开发。除了喹唑啉类，其他结构的化合物也发现可以选择性地有效抑制HER激酶。这类药物几乎都是ATP类似物，能够通过结合催化结构域的ATP位点抑制激酶活性。其中一些化合物竞争性地和ATP结合位点可逆结合，另外一些化合物与ATP的结合是不可逆的且没有竞争性。尽管HER家族激酶高度同源，体外激酶实验证明许多TKIs对HER家族具有选择性，然而，TKIs的体外选择性在细胞实验中并不明显。比如针对EGFR的TKI吉非替尼实际上可以抑制细胞内所有HER蛋白的磷酸化，并能抑制HER2高表达肿瘤细胞增殖。为什么针对EGFR的TKI具有抗HER2信号并能抑制HER2驱动肿瘤生长的作用目前并不清楚，可能是因为他们同时还具有比较弱的抗HER2活性能够直接抑制HER2激酶活性，或者是因为TKI在细胞内的高浓度直接阻碍了靶点选择性。尽管TKI在体外具有靶点选择性，实际上所有HER的TKIs在体内模型里都具有抗HER2驱动肿瘤的活性。因此，它们都是抗HER2靶向治疗的有效候选药物。
拉帕替尼是HER2和EGFR的酪氨酸激酶抑制剂，属于可逆的双靶点酪氨酸激酶抑制剂，适用于EGFR和（或）HER2阳性的乳腺癌，与曲妥珠单抗无交叉耐药。拉帕替尼对HER2阳性乳腺癌细胞的放/化疗具有增敏作用。拉帕替尼和EGFR、HER2的结合是可逆、非共价的，结合后发生缓慢解离，从而延长抑制肿瘤细胞酪氨酸激酶磷酸化的作用。拉帕替尼通过竞争性结合胞内酪氨酸激酶区的ATP结合位点、抑制自身磷酸化，从而中断来自HER2和HER1受体的信号转导、阻断下游信号。拉帕替尼在HER1和HER2过表达的体内外模型中均能抑制肿瘤生长。另外，拉帕替尼还可以抑制下游信号分子比如磷酸化的ERK1/2、Akt和cyclin D、诱导凋亡及抑制胰岛素样生长因子1受体（insulin-like growth factors 1，IGF-1R）。因为曲妥珠单抗和拉帕替尼的作用通路不同，在不同的HER2阳性肿瘤细胞中，拉帕替尼联合曲妥珠单抗产生增强和协同的作用，能更完整地阻断HER2信号通路，并且拉帕替尼通过增强HER2受体表达能强化曲妥珠单抗介导的ADCC作用。临床前研究证实，拉帕替尼对曲妥珠单抗耐药的细胞株及移植瘤模型均具有抗肿瘤活性，且抗肿瘤作用不受p95HER2、IGF1R、PTEN及PI3K/Akt信号通路影响。此外，拉帕替尼作为小分子物质还能穿过血-脑屏障。
根据HER2原癌基因假说，抑制HER2激酶功能的治疗对大部分HER2驱动的肿瘤应该有效。通过检测临床肿瘤标本证实，接受TKIs治疗可以有效抑制HER2功能以及信号通路在实际操作上存在很大难度。一项拉帕替尼的Ⅰ期临床研究在患者治疗前以及治疗时分别进行肿瘤活检，通过免疫组化检测肿瘤的EGFR/HER2的信号抑制情况。尽管这是一项Ⅰ期剂量爬坡研究，起始剂量可能不能有效抑制靶点，而且涉及不同类型的肿瘤，肿瘤生长是否依赖HER2情况不明。该研究数据显示了不同程度的靶点抑制，证实了大部分患者中存在EGFR和HER2磷酸化水平下降及MAPK信号的减弱，而Akt信号的下调在该组数据中并不显著。在另一项Ⅱ期吉非替尼治疗乳腺癌的临床研究中同样发现了EGFR磷酸化和MAPK信号的抑制，但是没有影响Akt信号。
除了HER酪氨酸激酶抑制剂，HER2下游PI3K/Akt/mTOR通路相关的抑制剂如PI3K抑制剂、PI3K-mTOR抑制剂、mTOR催化位点抑制剂和Akt抑制剂极具临床前景。HER2在内的HER家族通过PI3K/AKT/mTOR通路促进细胞增殖存活。临床前研究表明PI3K通路抑制剂对于存在PTEN失活或PIK3CA突变的HER2阳性乳腺癌具有抗增殖和抗肿瘤活性。一系列的PI3K抑制剂正在进行治疗乳腺癌的临床研究，其中依维莫司是目前治疗乳腺癌患者最具临床价值的mTOR抑制剂，其在内分泌治疗耐药患者中已经显示出显著的疗效。
三、靶向HER2的适应性免疫治疗
HER2作为肿瘤相关抗原（tumor-associated antigen，TAA）是理想的免疫治疗靶点。与曲妥珠单抗介导的ADCC被动免疫治疗相比，应用抗HER2疫苗介导的主动免疫疗法治疗HER2阳性复发转移性乳腺癌更具优势。基于蛋白、多肽、DNA及树突状细胞等研发的抗HER2疫苗能诱导持久的细胞毒性T淋巴细胞的杀伤作用，并伴随产生抗体反应。另外，疫苗引起的免疫记忆反应预期还可以防止肿瘤复发。目前报道较多的抗HER2疫苗是具有免疫原性的HER2衍生物的多肽疫苗，如E75、GP2和AE37。人类白细胞抗原HLA-A2/A3限制性的多肽疫苗E75，当和免疫佐剂粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子联合使用时，能够产生安全有效的具有多肽特异性的CTL介导的免疫反应，从而减少HLA-A2阳性乳腺癌患者的临床疾病复发。Ⅰ/Ⅱ期临床研究已证实曲妥珠单抗和抗HER2多肽疫苗联合治疗HER2阳性的MBC患者的耐受性良好，并能产生更强效持久的免疫反应。
同时靶向HER2及T细胞CD3抗原的双特异性抗体（bi-specific antibody，bsAbs）可以募集T细胞到肿瘤细胞表面产生强烈的1型辅助T细胞相关的免疫反应。bsAbs也称为双功能抗体或杂交抗体，两价抗体中的Fab段能与不同的配体结合，并识别两种不同抗原。不仅能通过抗肿瘤的Fab段特异性结合肿瘤细胞，还具有激活NK细胞或T细胞作用。因此双特异性抗体能够同时结合肿瘤细胞的TAAs和免疫效应细胞的表面标记，并重新靶向和激活免疫效应细胞，最终导致肿瘤细胞溶解。Ertumaxomab是一个3重功能性的双特异性抗体，可以靶向HER2、CD3和IgG Fcγ段受体Ⅰ/Ⅲ。Ertumaxomab通过形成由HER2阳性肿瘤细胞、CD3阳性T细胞和Fcγ段受体Ⅰ/Ⅲ阳性的免疫细胞组成的3重细胞复合物，导致肿瘤细胞的吞噬作用和持久的抗肿瘤免疫。Ertumaxomab和曲妥珠单抗识别不同的HER2抗原表位，因此两者不会竞争性结合HER2。该类药物在Ⅰ期临床研究中显示了明显的活性，进一步临床实验正在研究其抗肿瘤作用。
四、靶向HER2的寡核苷酸
相比传统的单克隆抗体或者小分子抑制剂，在mRNA水平敲除HER2是更为有效的靶向途径，但迄今还没有相关的治疗技术达到临床应用水平。直接抑制HER2基因的表达的寡核苷酸技术包括小干扰RNA（small interfering RNAs，siRNAs）和反义寡核苷酸（antisense oligonucleotide，ASODN）。
小干扰RNA是长19～25个核苷酸的双链RNA，每个siRNA具有正义链和反义链。siRNA通过RNA干扰机制导致转录后基因沉默。双链siRNA与含Argonauto蛋白的核酶复合物结合形成RNA诱导沉默复合体（RNA-induced silencing complex，RISC）并被激活。反义链与靶mRNA配对结合，然后RISC在距离siRNA 3’端12个碱基的位置将mRNA切断降解，从而阻止靶基因表达。体外实验表明，将siRNA导入HER2阳性肿瘤细胞，可以下调HER2蛋白表达，并产生相关生物学效应。通过逆转录病毒介导的短发夹RNA（short hairpin RNA，shRNA）会导致细胞G0/G1期阻滞、增加细胞凋亡、减少增殖并抑制HER2过表达的乳腺癌和卵巢癌细胞生长。研究还发现靶向HER2的siRNA可以抑制细胞的迁移和侵袭。ASODN通常指经过化学修饰的约15～25个核苷酸的短链核酸，它的碱基顺序排列与特定的靶标RNA序列互补，进入细胞后按照碱基互补配对的原则与靶mRNA形成双链结构，通过各种不同的机制影响靶标基因的表达。ASODN抑制HER2的表达具有剂量依赖性及序列特异性。ASODN与化疗药物联合处理HER2过表达的乳腺癌肿瘤细胞可以协同抑制增殖、促进凋亡。采用纳米系统等生物材料同时靶向输送曲妥珠单抗和ASODN能进一步增强抗肿瘤疗效。
（撰写 王晓稼 审稿 乔友林）