揭示了甲状腺癌对lenvatinib-a产生耐药性的机制之一

多靶点酪氨酸激酶抑制剂(MKI) lenvatinib被广泛用于治疗晚期和转移性甲状腺癌。然而，甲状腺癌细胞对lenvatinib产生耐药性的分子机制仍然知之甚少。在本研究中，我们首次证明了激活表皮生长因子受体(EGFR)介导的信号通路与甲状腺癌细胞lenvatinib耐药有关。

虽然甲状腺癌是最常见的内分泌恶性肿瘤，目前有效的药物很少。Lenvatinib是一种MKI，已广泛用于晚期和转移性甲状腺癌的治疗。不幸的是，有些癌症从治疗开始就对lenvatinib产生耐药性，或逐渐对治疗产生耐药性。因此，必须阐明lenvatinib耐药的机制，以制定更好、更有效的治疗晚期甲状腺癌的策略。利用培养的甲状腺癌细胞株，来自日本新树大学医学院外科乳房和内分泌外科的研究人员在分子水平上研究了这些机制。

研究人员从两个亲代甲状腺癌细胞系(TPC-1和FRO)中建立了lenvatinib耐药亚系(即TPC-1/LR和FRO/LR)，发现TPC-1/LR细胞中EGFR、细胞外信号调节激酶(ERK)和Akt的磷酸化被促进。此外，通过给药激活EGFR通路表皮生长因子(EGF)在亲本TPC-1和FRO获得抗性前诱导lenvatinib敏感性降低。相比之下，EGFR抑制剂拉帕替尼与lenvatinib同时给药EGFR磷酸化上调的TPC-1/LR细胞可增强lenvatinib的生长抑制作用。

接下来，在lenvatinib耐药TPC-1/LR细胞移植的裸鼠异种移植模型中，lenvatinib联合抑制拉帕替尼治疗肿瘤的生长比lenvatinib单一疗法更显著。

此外，当lenvatinib的作用信号转导途径在6个甲状腺癌细胞系中分析，在所有细胞系中观察到EGFR磷酸化的增强，无论细胞系起源的组织学类型或驱动基因突变的存在。然而，下游信号分子的磷酸化水平，如ERK和Akt，在细胞系之间是不同的。

为了验证拉帕替尼联合lenvatinib抑制EGFR是否增强了lenvatinib的生长抑制作用，我们将这两种药物同时给予这6个细胞系。因此，在最初对lenvatinib不敏感的三种细胞系中观察到生长抑制的协同增强。

Lenvatinib的抗肿瘤作用主要通过抑制血管内皮生长因子受体1-3 (VEGFR1-3)、成纤维细胞生长因子受体1-4 (FGFR1-4)和转染过程中基因重排(RET)的活性来发挥。本研究结果表明，EGFR，一种酪氨酸激酶受体(TKR)，不是lenvatinib的靶分子，在lenvatinib给药过程中被激活，并可能使甲状腺癌细胞产生lenvatinib耐药。本研究表明，联合使用lenvatinib和EGFR抑制剂抑制EGFR途径可能是一种新的治疗策略，可增加lenvatinib敏感性，克服甲状腺癌lenvatinib耐药。

甲状腺癌分为以下几类:分化型甲状腺癌和间变性甲状腺癌，来源于滤泡上皮细胞，髓质癌来源于滤泡旁细胞。虽然间变性甲状腺癌仅占甲状腺癌的2%左右，但其预后极差。相比之下，大约90%的甲状腺癌是分化型甲状腺癌，包括乳头状癌和滤泡癌。分化型甲状腺癌的标准治疗是手术和放射性碘治疗，10年疾病特异性生存率为> 90%。然而，有些癌症对放射性碘治疗有耐药性，转移到远处器官的分化癌的10年生存率< 50%。

驱动基因突变，如BRAF、RAS和RET/PTC突变，经常在甲状腺癌细胞中发现。然而，无论驱动基因突变是否存在，在甲状腺癌中都可以观察到TKRs下游的丝裂原激活蛋白激酶信号通路的激活，如FGFR、VEGFR或血小板衍生生长因子受体(PDGFR)。此外，MKIs已被用于治疗对放射性碘治疗难治性的分化甲状腺癌。Lenvatinib是一种口服MKI，靶向VEGFR1-3、FGFR1-4、PDGFR和RET，由于在一项放射性碘难治性分化甲状腺癌的III期研究中延长了无进展生存期，已在全球广泛使用。

然而，主要的临床挑战，如一些癌症从治疗开始就对lenvatinib产生耐药性，以及在治疗过程中出现耐药性，继续普遍存在。因此，为了克服lenvatinib耐药，有必要识别预测lenvatinib敏感性的生物标志物，并阐明甲状腺癌细胞获得lenvatinib耐药的分子机制。

• lenvatinib耐药细胞系的建立:将甲状腺癌细胞TPC-1 (RET/PTC突变)和FRO (BRAFV600E突变)在lenvatinib存在下长期培养;建立了耐药株TPC-1/LR(较亲代细胞耐药140倍)和FRO/LR(较亲代细胞耐药5.3倍)，并用于研究。
• 细胞内信号通路变化的测定:利用western blotting (WB)分析信号分子的蛋白表达和磷酸化，以确定lenvatinib耐药获得改变细胞内信号转导的机制。
• 药敏分析采用水溶性四唑盐(WST-1)法分析lenvatinib单独、EGF存在及与lapatinib联合使用对甲状腺癌细胞株的生长抑制作用。
• 药物抗肿瘤作用的体内分析:将lenvatinib耐药TPC-1/LR细胞皮下植入裸鼠建立荷瘤模型，分析lenvatinib单用和拉帕替尼联合使用的抗肿瘤作用。此外，收集肿瘤组织，进行WB和免疫组化。

传播效果及未来计划

Lenvatinib已广泛用于放射性碘治疗耐药的晚期和转移分化甲状腺癌的治疗。然而，一旦癌症对这种药物产生耐药性，就没有有效的治疗策略。本研究结果表明，lenvatinib与EGFR抑制剂联合使用可提高lenvatinib的疗效，可作为晚期甲状腺癌的一种新的治疗策略。

BRAF抑制剂和MEK抑制剂的联合应用已在国外用于BRAF V600E突变阳性间变性甲状腺癌的临床实践中，通过联合多种分子靶向药物抑制生长关键信号通路的治疗策略已用于其他几种恶性肿瘤的临床实践。本研究的结果有力地表明，多种分子靶向药物的联合将在未来治疗恶性肿瘤的策略中发挥重要作用。

该团队计划探索其他lenvatinib耐药机制分子机制通过lenvatinib诱导EGFR激活甲状腺癌症细胞。

这项研究发表在癌症科学．