【前沿精粹 070】揭示HGF/c-MET信号在非小细胞肺癌肿瘤微环境中的作用

引言

引言

•  HGF/SF是由间充质基质细胞产生并释放的旁分泌信号分子，作为cMET的唯一配体。

•  HGF是一个异二聚体，由重链（α链，约57 kDa）和轻链（β链，约26 kDa）组成，通过二硫键连接形成活性蛋白。

•  c-MET，也称为酪氨酸蛋白激酶Met，是受体酪氨酸激酶（RTK），其前体pro-MET经蛋白水解处理成熟，成为功能性c-MET受体。

•  HGF/c-MET信号的激活与下游效应：

•  当HGF结合到c-MET时，导致c-MET同源二聚化和其细胞内激酶结构域发生转磷酸化，主要发生在MET细胞内尾部的几个酪氨酸残基上。

•  磷酸化的酪氨酸残基为多种信号分子提供结合位点，包括GRB2、GAB1、PI3K、PLCγ和STAT3，这些信号分子通过特定的SH2结构域识别并结合到磷酸化的酪氨酸残基。

•  结合到MET受体的信号分子进一步激活包括Ras-MAPK、PI3K-AKT、STAT、β-链整合素和GAB1介导的信号通路，影响包括细胞增殖、迁移、生存、形态变化和分化等一系列生物学过程。

•  c-MET受体与其他受体酪氨酸激酶的串扰：

•  c-MET受体与其他RTK有显著的串扰，主要通过异源二聚体复合物形成，对信号传导至关重要。

•  在肺癌中，MET可以与EGFR、HER2、HER3和RET等RTK形成异源二聚体，这些异源二聚化伴侣在MET扩增阳性NSCLC中高度磷酸化，依赖于MET激酶活性。

HGF/c-MET信号在NSCLC中的异常调节：

•  在NSCLC中，MET基因的过表达和点突变是HGF/c-MET信号异常激活的常见机制。MET过表达率在NSCLC中变化范围很大，从15%到70%不等。此外，大约三分之二的肺癌样本中存在配体激活的MET（p-MET）。

•  MET外显子14跳跃突变是一种在3-4%的NSCLC患者中发现的常见点突变类型。METex14突变与NSCLC的组织学亚型有很强的相关性。

•  在2-5%的NSCLC病例中发现了MET基因扩增，其中只有0.34%的患者具有高水平的MET基因扩增。高水平的MET基因扩增可能作为这些患者的致癌驱动因素，因为在这部分患者中未检测到其他致癌驱动基因。

•  在0.2%到0.3%的肺癌患者中观察到MET融合。目前已知的MET融合基因包括TPR、TRIM4、ZKSCAN1、PPFIB1、和HLA-DRB1等。MET通路的激活也可以通过MET或HGF分泌信号的上调发生，除了基因扩增、突变或融合之外。

•  用于识别MET基因改变的方法包括免疫组化（IHC）、荧光原位杂交（FISH）、RT-PCR和NGS。IHC在区分融合和其他突变时面临挑战，可能存在假阳性。FISH能够检测大多数MET融合，但在识别基因内融合方面有限。在当前的临床实践中，NGS已成为识别MET融合的主要方法。

•  液体活检包括从生物液体（尤其是血液）中提取循环肿瘤DNA（ctDNA）、外泌体或循环肿瘤细胞（CTC），然后利用杂交捕获数字下一代测序技术识别MET改变。这种方法允许实时监测动态肿瘤变化，包括治疗耐药性和肿瘤复发，提供比传统组织活检更全面的分子轮廓。

•  液体活检在临床实践中的整合面临标准化测试过程和结果解释的挑战，因为实验室之间的操作差异可能导致不一致的结果。

•  此外，将液体活检结果整合到临床治疗决策中需要额外的研究和验证。随着技术的进步和液体活检的日益采用，预计未来将实现更个性化和动态的MET测试。

HGF/c-MET信号在NSCLC发展中的作用：

•  HGF/c-MET信号的异常激活与NSCLC的肿瘤增殖、血管生成、侵袭、转移和获得性药物耐药性有关。

•  HGF由肿瘤微环境中的基质细胞分泌，并与NSCLC细胞表面的c-MET受体结合，激活一系列下游信号通路，如PI3K/AKT/mTOR、MAPK和Wnt/β-catenin，这些通路在肿瘤发生和发展中起着关键作用。

•  HGF/c-MET信号促进上皮-间充质转化（EMT），增强肿瘤细胞的迁移和侵袭能力，作为适应性药物耐药机制。此外，HGF/c-MET信号通过改变细胞形态和调节细胞间粘附分子的表达，促进NSCLC适应周围环境。

•  HGF/c-MET信号的激活已被证明可以增强NSCLC的癌症干细胞特性。

•  在MET扩增的NSCLC中，MET与EGFR、HER2和HER3形成的异源二聚体激活AKT和ERK信号通路，从而增强肺癌细胞的增殖和存活。相反，MET与HER2和RET形成的异源二聚体激活STAT3信号，促进细胞迁移。

•  HGF/c-MET信号通过激活PI3K/AKT和MAPK/ERK等下游信号通路刺激内皮细胞增殖和迁移，这是血管生成的重要步骤。此外，这些通路还能诱导基质金属蛋白酶（MMP）的表达，以降解细胞外基质，进一步支持新血管的形成。

•  MET信号通路已被证明可以促进细胞向有氧糖酵解的代谢转变，即Warburg效应，而不是依赖于线粒体氧化磷酸化。此外，使用MET抑制剂（如PHA-665752）抑制Met可以减少与糖酵解起始相关的己糖激酶2（HK2）的表达，并促进癌细胞内氧化磷酸化的重新激活。

•  肺癌细胞与癌症相关成纤维细胞（CAF）之间的相互作用通过HGF/c-Met信号通路发生，肺癌细胞刺激CAF释放HGF，导致c-MET激活，进而促进肺癌细胞的增殖和存活。这一过程建立了正反馈循环。

MET抑制剂的药物开发：

•  在NSCLC中，针对HGF/c-MET信号通路的靶向治疗具有重要的临床意义。目前，已经开发了多种MET抑制剂，包括小分子酪氨酸激酶抑制剂（TKI）和单克隆抗体，它们在临床试验中显示出有希望的抗肿瘤活性。

•  根据它们的结构和与MET结合的机制，MET抑制剂可以分为三类：I型和II型ATP竞争性抑制剂，以及III型非ATP竞争性抑制剂。I型抑制剂进一步分为Ia和Ib，其中Ia是非选择性MET抑制剂，而Ib是选择性MET抑制剂。

•  多个临床试验已经评估了MET抑制剂在治疗MET改变的NSCLC中的初步活性。例如，在GEOMETRY mono-1临床试验中，capmatinib（MET TKI）在具有METex14的患者中显示出68%的总体反应率（ORR），在未经治疗的患者中为40%，在之前接受过治疗的患者中为29%。

•  尽管MET抑制剂在治疗NSCLC中显示出显著的抗肿瘤效果，尤其是在METex14跳跃突变或MET扩增的病例中，但获得性耐药仍然是一个挑战，通常是由于MET的二次突变、扩增或激活EGFR、HER3和PI3K等替代途径。

•  除了MET TKI，针对HGF/c-MET的抗体和ADC也在研究中。例如，onartuzumab和emibetuzumab是抗MET抗体，而rilotumab和ficlatuzumab是抗HGF抗体。

•  新型治疗策略，如MET CAR-T和MET CAR-NK细胞治疗，为治疗提供了新的方向，但需要克服包括靶标选择和潜在的毒性问题在内的挑战。

•  这些策略在临床实施中可能面临障碍，因为MET在恶性细胞和非恶性细胞中都有广泛表达，这可能导致靶外毒性。此外，CAR-T和CAR-NK治疗可能会引发严重的细胞因子释放综合征（CRS）或神经毒性。

促进血管生成：

•  HGF通过激活PI3K/AKT和MAPK/ERK等下游信号通路，刺激内皮细胞增殖和迁移，这是血管生成的重要步骤。

•  这些通路还能诱导基质金属蛋白酶（MMP）的表达，以降解细胞外基质，进一步支持新血管的形成。

•  HGF/c-MET信号在新血管的形成和成熟中发挥关键作用，为肿瘤进展和转移提供必要的血液供应。

•  VEGF在缺氧条件下在肿瘤细胞中的表达上调，与HGF协同促进内皮细胞增殖、迁移和血管结构形成，从而促进肿瘤血管生成。

对肿瘤代谢的影响：

•  肿瘤细胞的一个标志是代谢重编程，HGF/c-MET信号通路促进细胞向有氧糖酵解的代谢转变，即Warburg效应。

•  MET信号通路促进细胞的糖酵解表型发展，导致乳酸分泌增加。

•  使用MET抑制剂（如PHA-665752）可以减少与糖酵解起始相关的己糖激酶2（HK2）的表达，并促进癌细胞内氧化磷酸化的重新激活。

与癌症相关成纤维细胞的相互作用：

•  肺癌细胞与癌症相关成纤维细胞（CAF）之间的相互作用通过HGF/c-Met信号通路发生，肺癌细胞刺激CAF释放HGF，导致c-MET激活，进而促进肺癌细胞的增殖和存活。

•  这一过程建立了正反馈循环，肿瘤细胞可能通过产生乳酸诱导CAF产生HGF。

•  HGF/c-Met信号通路的激活可以上调糖酵解，导致癌细胞分泌更多的乳酸。

调节免疫系统和抗肿瘤免疫：

•  HGF/Met信号通路在调节肿瘤微环境（TME）中的免疫细胞浸润方面发挥作用，影响肿瘤生长和抗肿瘤免疫反应的调节。

•  免疫细胞，如细胞毒性T淋巴细胞（CTL）和自然杀伤（NK）细胞，参与抑制肿瘤生长，而肿瘤相关巨噬细胞（TAM）和肿瘤相关中性粒细胞可能促进肿瘤进展。调节性T细胞和髓系来源的抑制细胞（MDSC）已知会抑制抗肿瘤免疫。

•  成熟的T细胞分为两个亚群：CD4+和CD8+。细胞毒性CD8+ T细胞（CTL）在抗肿瘤免疫中比CD4+ T细胞发挥更核心的作用。

•  激活的CD8+ T细胞通过释放穿孔素和颗粒酶，以及表达死亡配体（主要是Fas配体和TNF相关凋亡诱导配体）直接杀死肿瘤细胞。

•  HGF/c-MET信号通路不仅在调节TME中的免疫细胞浸润方面发挥作用，还影响肿瘤细胞逃避抗肿瘤免疫反应。

•  HGF/c-MET信号通路还调节免疫抑制细胞的功能和浸润，包括肿瘤相关中性粒细胞、肿瘤相关巨噬细胞、肿瘤相关树突状细胞、髓系来源的抑制细胞和调节性T细胞（Treg）。

•  这些细胞抑制针对肿瘤细胞的免疫反应并促进肿瘤免疫逃逸，作为肿瘤免疫抑制微环境的重要组成部分，阻碍抗肿瘤治疗的疗效。

•  HGF/c-MET信号通路通过维持PD-L1表达在免疫抑制中发挥作用，研究表明MET的过表达或激活与PD-L1表达的增加有关，并且通过PI3K/Akt和MAPK信号通路上调免疫抑制基因。

•  在NSCLC中，MET和PD-L1表达呈正相关，表明MET扩增的肿瘤可能从抗PD-L1治疗中获益。

•  HGF/c-MET信号通路在大多数情况下抑制CTL介导的肿瘤杀伤。CTL本身已被报道表达c-MET，HGF处理通过减少GrB和IFN-γ的产生来抑制其高溶酶体活性。

•  靶向HGF/c-Met途径可以增强其介导的抗肿瘤免疫，例如，通过减少CD8+ T细胞产生的乳酸酸中毒，乳酸酸中毒通过HGF/c-MET信号通路的激活而增加，从而抑制CTL的增殖和活性。

靶向MET与免疫治疗联合的重要性：