表皮生长因子受体 (EGFR) 阻断单抗 (mAb) 西妥昔单抗和帕尼单抗属于转移性结直肠癌 (mCRC) 患者的标准治疗手段，虽然提高了该患者群体的缓解率和总体生存率，但难以避免耐药性的问题。对两种药物的耐药性可部分归因于EGFR下游KRAS exon2-4、NRAS exon2-4和BRAFV600E的致癌突变，但不携带这些突变的群体中仍有30%未能从抗EGFR mAb治疗中获益【1】。近年来，基于多组学的方法，已有更多耐药相关标志物被鉴定出来，如原癌基因MET和ERBB2扩增，EGFR、FGFR1的突变等【2-4】。考虑到激酶通过磷酸化来调控蛋白活性和信号传导，通过质谱对蛋白质磷酸化进行分析对于发现额外的耐药标志物和药物靶点而言至关重要。近日，来自阿姆斯特丹自由大学的Connie R. Jimenez团队在Science Translational Medicine杂志上发表了一篇题为 Phosphoproteomics of patient-derived xenographs identifies targets and markers associated with sensitivity and resistance to EGFR blockade in colorectal cancer 的文章，他们对30个具有基因组和药理学特征的mCRC患者来源的异种移植物(PDX)进行基于质谱的蛋白质组学和磷酸蛋白质组学，以研究对EGFR阻断反应的分子基础，并确定了克服耐药性的替代药物靶点。为了探索与EGFR阻断敏感性和耐药性相关的生物过程，并确定候选标记物和替代药物靶点来克服耐药性，研究者对10名西妥昔单抗敏感 (CS) 和20名西妥昔单抗耐药(CR)患者的PDX进行了基于质谱的磷酸化蛋白质组学研究。经比较确认了两组间53个差异磷酸化位点和53个差异表达蛋白，CS与CR中存在KRAS、NRAS或BRAF (CR-MUT) 致癌突变的类别存在75个差异磷酸化位点和49个差异表达蛋白质，而与耐药Ras/Raf WT肿瘤 (CR-WT) 相比，则分别为17和72个，这些差异（磷酸）蛋白组合在下图所示的蛋白互作网络中。GO分析进一步揭示了8个蛋白簇，与西妥昔单抗敏感性相关的簇是“细胞-细胞连接组织”簇等，该簇包含细胞-细胞粘附分子CXADR和紧密连接蛋白1和3；而“酶联受体蛋白质信号（含参与AKT信号转导的蛋白）”、“上皮-间质转化（EMT）”等簇则与西妥昔单抗耐药有关。图1. 与西妥昔单抗敏感性和耐药性相关的蛋白互作网络。为了研究高活性激酶是否可以作为CR肿瘤治疗的替代靶点，研究者对所有PDX肿瘤进行了INKA（Integrative Inferred Kinase Activity）分析【5】。单个样品中激酶活性排名证实ERBB2、EGFR和MET在西妥昔单抗耐药肿瘤中的驱动活性，且CR PDX肿瘤会对上述激酶抑制剂及西妥昔单抗的组合作出反应。此外，研究者还根据两个EGFR异常活性的PDX模型（CRC0161和CRC0166）的INKA特征进行药物选择，INKA显示这两个模型中除了EGFR高活性外，EPHA2及其他几种肝配蛋白受体和Src家族酪氨酸激酶也显示出高活性。达沙替尼是上述两类激酶的有效抑制剂，于是作者利用达沙替尼测试这些激酶作为替代治疗靶点的潜力。低剂量西妥昔单抗和达沙替尼的组合能损害CRC0161肿瘤的细胞活力，而单独给药则无效。需要注意的是，INKA未显示JAK的高评分，如果用JAK抑制剂鲁索替尼处理CRC0161则并不会降低细胞活力，表明磷酸化蛋白组学结合INKA评分在指导治疗方面的重要价值。综上所述，这项工作分析了30个mCRC PDX的磷酸化蛋白质组和蛋白质组谱，以揭示与mCRC患者对EGFR阻断的敏感性和耐药性相关的信号转导事件，并强调了磷酸蛋白质组学与INKA分析在研究癌症靶向治疗反应的分子机制以及个体化组合治疗提供建议方面的重要作用。http://doi.org/10.1126/scitranslmed.abm3687
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