FDA批准的RET蛋白酪氨酸激酶抑制剂在RET驱动的甲状腺癌和肺癌治疗中的应用 综述：FDA批准的RET蛋白酪氨酸激酶抑制剂在RET驱动甲状腺癌及肺癌管理中的应用

《Pharmacological Research》：FDA-approved RET protein-tyrosine kinase inhibitors in the management of RET-driven thyroid and lung cancer

　　

RET是一种跨膜受体蛋白酪氨酸激酶，其活化依赖于胶质细胞源性神经营养因子（GDNF）配体家族及其共受体GFRα（GFRα1/2/3/4, GFRAL）。RET信号通路参与癌症发病机制，特别是在甲状腺癌和肺癌中。多发性内分泌腺瘤综合征（MEN2A, MEN2B）和散发性甲状腺髓样癌中存在激活性的RET点突变。RET融合蛋白常见于非小细胞肺癌（NSCLC），而在甲状腺乳头状癌中已报道超过三十余种RET融合伴侣。美国食品药品监督管理局（FDA）已批准多种多激酶抑制剂用于治疗癌症：凡德他尼用于甲状腺髓样癌，卡博替尼、仑伐替尼和索拉非尼用于分化型甲状腺癌。普拉替尼是一种特异性RET抑制剂，被FDA批准用于治疗甲状腺髓样癌、RET融合阳性甲状腺癌和NSCLC。塞普替尼被FDA批准用于治疗RET突变型甲状腺髓样癌、RET融合阳性甲状腺癌及其他RET融合阳性实体瘤。目前美国每年新增RET突变或RET融合蛋白驱动的甲状腺癌病例约为13,000例，RET驱动的NSCLC病例约为2,000–4,000例。失活性的RET突变会导致先天性巨结肠症。

1. RET蛋白酪氨酸激酶概述

RET蛋白酪氨酸激酶最初由Takahashi等人于1985年发现，因其在NIH 3T3成纤维细胞转染实验中发生重排而得名（Rearranged during Transfection）。人类RET基因定位于染色体10q11.2。Durbee等人随后鉴定RET为GDNF的受体。GDNF家族还包括Artemin (ARTN)、Neurturin (NRTN)、Persephin (PSPN)和生长分化因子15 (GDF15)。RET受体蛋白酪氨酸激酶的最接近同源物是FGFR和VEGFR家族。RET对于神经系统、甲状腺、肺、睾丸、甲状腺C细胞及肠上皮的发育至关重要。

RET的激活机制不同于其他受体蛋白酪氨酸激酶，因其需要GDNF家族受体α（GFRα）共受体。这些共受体通过糖基磷脂酰肌醇（GPI）锚定在质膜外表面，与RET激活配体形成二元复合物，进而结合RET胞外域。GDNF家族成员为通过二硫键连接的同二聚体，与两个GFRα复合物相互作用形成四聚体（二聚体的二聚体），最终与两个RET受体结合形成包含受体、共受体和配体二聚体的六聚体复合物。主要的配体/共受体复合物包括GDNF/GFRα1、NTRN/GFRα2、ARTN/GFRα3、PSPN/GFRα4和GDF15/GFRAL。

在无配体刺激时，RET处于非磷酸化的休眠状态。刺激后，RET受体二聚体发生反式磷酸化而激活。与其他许多受体蛋白酪氨酸激酶不同，RET的初始激活磷酸化位点位于激活环之外，如近膜区（JM）的Y697和C端尾部的Y1062，而Y900和Y905则是晚期磷酸化位点。RET细胞内域包含18个酪氨酸残基，分布于近膜区、激酶域、激活环及C端尾部。这些磷酸化位点生成了多种信号蛋白的锚定位点，从而启动细胞内信号级联反应。例如，pY752和pY928可激活JAK-STAT通路；pY981可激活Src和PI3K/AKT通路；pY1015可激活PLCγ/PKC通路；pY1062和pY1096则通过募集Shc1、Grb2、Dok等接头蛋白激活Ras/MAP激酶和PI3K/AKT通路，促进细胞生长、增殖和存活。

RET前mRNA的选择性剪接产生三种蛋白亚型：RET9、RET44和RET51，它们在C末端氨基酸序列上存在差异。RET的结构特征包括典型的胞外域、跨膜螺旋、胞内近膜段、蛋白激酶域和C端尾部。其胞外部分包含四个钙粘蛋白样结构域（CD1/2/3/4）和一个富含半胱氨酸的片段（CRD）。RET是唯一具有钙粘蛋白样结构域的受体蛋白酪氨酸激酶。

2. RET蛋白酪氨酸激酶域的特性

2.1 人RET催化域的一级、二级和三级结构

RET催化域包含310个氨基酸残基，比平均大小多出约21个氨基酸（激酶插入区）。其催化的化学反应式为：MgATP + 蛋白质-酪氨酸–O:H → 蛋白质-酪氨酸–O:PO₃^2-+ MgADP + H⁺。

根据Hanks和Hunter的分类，RET激酶结构可分为12个结构域。结构域I包含一个甘氨酸富集环（GRL或P-loop，⁷³¹GEGEFG⁷³⁶），连接β1和β2链，覆盖ATP/ADP结合位点。结构域II包含β3链的Ala-Xxx-Lys（⁷⁵⁶AVK⁷⁵⁸）序列，结构域III包含αC螺旋中的保守谷氨酸（E775），后者与β3-赖氨酸形成盐桥以维持活性构象。结构域VIB包含催化环中的保守HRD序列（⁸⁷²HRDLAARN⁸⁷⁹）。结构域VII包含DFG序列（⁸⁹²DFG⁸⁹⁴），结构域VIII包含激活环末端的AIE序列（⁹¹⁹AIE⁹²¹）。所有蛋白激酶的晶体结构均显示其具有典型的小N端叶和大C端叶折叠。

K/E/D/D（Lys/Glu/Asp/Asp）四联体是所有具催化活性蛋白激酶的关键残基。β3-赖氨酸（K757）和αC-谷氨酸（E775）之间的盐桥是活性构象所必需的（AαC_in）。RET的催化环包含经典的HRDLAARN序列，其中D874作为Lowry-Br?nsted碱，从底物酪氨酸残基夺取质子，促进其对ATP γ-磷原子的亲核攻击。此外，两个Mg²⁺离子（由D892和N879分别螯合）在催化循环中发挥作用。

尽管尚无RET与ATP/ADP复合物的晶体结构，但磷酸化激活形式的RET与AMP的复合物（PDB ID: 2ivt）显示，AMP的腺嘌呤碱基与铰链区残基（E805, A807）形成氢键。大多数小分子ATP竞争性抑制剂也与铰链区主链形成氢键。

激活环结合蛋白底物并在催化中起重要作用。虽然RET激活环包含两个可磷酸化的酪氨酸残基（Y900, Y905），但研究表明RET的磷酸化和激活首先发生在近膜区的Y697和C端尾部的Y1062，随后才是激活环的磷酸化。此外，Plaza-Menacho等人发现激活环中的S909也会发生自磷酸化，表明RET是一种双特异性激酶，能够催化酪氨酸和丝氨酸/苏氨酸残基的磷酸化。S909的磷酸化有助于调节脊的组装和磷酸酪氨酸结合模块的可用性。RET的磷酸化是分子间（反式）发生的，且二聚化是酶激活所必需的。

2.2 人RET蛋白激酶的疏水脊

Kornev等人通过研究23种蛋白激酶的晶体结构，发现了由几个关键疏水氨基酸残基组成的调节脊（R-spine）和催化脊（C-spine）。R-spine包含来自αC螺旋和激活环的残基，是确定酶活性状态的主要元件。C-spine则负责将ATP的腺嘌呤碱基固定在叶间裂缝中。RET的R-spine残基包括β4链的L790 (RS4)、αC螺旋的L779 (RS3)、DFG的F893 (RS2)和催化环的H872 (RS1)。C-spine残基包括β3链的A756 (CS8)、β2链的V738 (CS7)、β7链的L881 (CS6)和V822 (CS5)以及I880 (CS4)。

Modi和Dunbrack定义了八种蛋白激酶构象，并根据苯氨酸旋转异构体和xDF基序的Ramachandran区域进行分类。他们的在线数据库（kincore）可用于判断蛋白激酶结构对应于活性（BLAminus）或非活性构象。目前公共领域的RET晶体结构均显示为活性蛋白激酶构象。

3. 甲状腺癌

3.1 甲状腺癌的分类

甲状腺癌是最常见的内分泌恶性肿瘤，约占美国所有癌症的2%。预计2026年新发病例为45,240例。甲状腺癌的预后通常优于其他恶性肿瘤。甲状腺癌主要分为分化型（乳头状和滤泡状）、未分化型和髓样癌。分化型甲状腺癌（DTC）占约93%，其中乳头状甲状腺癌（PTC）占88%，滤泡状甲状腺癌（FTC）占5%。甲状腺未分化癌（ATC）占约2%，属于未分化肿瘤。甲状腺髓样癌（MTC）起源于滤泡旁C细胞，占剩余5%。

儿童期或青春期暴露于电离辐射是甲状腺乳头状癌的公认风险因素。切尔诺贝利核事故后发现的辐射诱导甲状腺癌中，RET激活突变最为常见。BRAF突变常见于更具侵袭性的乳头状癌。滤泡状癌则与Ras-MAP激酶通路突变及PAX8-PPARγ重排相关。

3.2 甲状腺癌的治疗

3.2.1 分化型和未分化甲状腺癌

大多数甲状腺癌患者表现为颈部结节。细针穿刺活检是术前确诊的主要手段。对于低风险乳头状癌（<1 cm），主动监测或单侧腺叶切除术是可接受的选择。全甲状腺切除术仍是高风险病例的标准治疗。术后常辅以放射性碘（I¹³¹）治疗，利用癌细胞摄碘特性进行靶向清除。远处转移患者若病灶可切除则首选手术，否则采用I¹³¹治疗。甲状腺乳头状癌预后极佳，10年生存率超过95%；滤泡状癌约为80-90%；而未分化癌预后极差，中位生存期仅为3-5个月。

3.2.2 甲状腺髓样癌

MTC起源于分泌降钙素和癌胚抗原（CEA）的C细胞。约75%为散发性，25%为遗传性常染色体显性遗传，常作为多发性内分泌腺瘤病（MEN2A, MEN2B）的一部分出现。MEN2A患者常伴有嗜铬细胞瘤和高甲状旁腺功能亢进症；MEN2B患者病情更严重，可伴有肠道神经节瘤和马凡样体征。RET基因的胚系突变是致病原因。

手术是MTC的首选治疗。对于遗传性RET突变携带者，建议在特定年龄进行预防性全甲状腺切除术（如MEN2B患者在出生后第一年）。由于C细胞不摄碘，I¹³¹治疗对MTC无效。

3.3 甲状腺癌中的驱动突变和治疗选择

RET点突变见于家族性MTC和MEN2综合征。RET融合蛋白则见于甲状腺乳头状癌和NSCLC。约三分之一的乳头状癌存在BRAF^V600E突变。在乳头状癌中，染色体10号的内向排列或10号与17号染色体的相互易位导致RET激酶域在甲状腺上皮特异性基因控制下异常表达。最常见的RET融合伴侣是CCDC6和NCOA4。滤泡状癌主要由RAS突变和PAX8/PPARγ1易位驱动，PI3K/AKT通路常呈激活状态。未分化癌则常伴随TERT启动子、RAS、BRAF及TP53等多基因突变。

对于放射性碘难治性或进展性DTC，FDA批准了索拉非尼和仑伐替尼。对于RET突变型转移性MTC和RET融合阳性分化型甲状腺癌，FDA批准了塞普替尼。凡德他尼也被批准用于治疗进展性MTC。

4. 甲状腺癌和肺癌中的RET融合蛋白

RET融合蛋白在甲状腺癌中是致癌重排，见于10-20%的PTC患者，最常见的是CCDC6-RET和NCOA4-RET。这些融合蛋白通过组成性激活RET激酶域促进肿瘤生长。

肺癌占美国新发肿瘤的约11%。预计2026年将有229,410例新发病例。其中约85%为非小细胞肺癌（NSCLC），约1-2%为RET融合阳性。约30-40%的NSCLC患者在初诊时已处于IV期。RET融合阳性NSCLC最常见的融合伴侣是KIF5B-RET。此类患者往往较年轻（<60岁），吸烟史较短或无吸烟史。历史上曾使用卡博替尼、凡德他尼、帕纳替尼、舒尼替尼和索拉非尼等多激酶抑制剂治疗，但因副作用较大，现已被特异性RET抑制剂塞普替尼和普拉替尼取代。

5. 获批用于治疗RET驱动甲状腺癌和肺癌的药物

5.1 临床试验总结

FDA批准塞普替尼用于治疗NSCLC、MTC及RET融合阳性甲状腺癌；普拉替尼用于治疗NSCLC和RET融合阳性甲状腺癌。这些药物均为特异性较强的RET抑制剂。此外，FDA还批准了卡博替尼、仑伐替尼和索拉非尼用于治疗分化型甲状腺癌，凡德他尼用于治疗MTC。后四种药物属于多激酶抑制剂，常伴随严重副作用。舒尼替尼则作为标签外用药。

5.2 蛋白激酶抑制剂复合物及抑制剂结合口袋的描述

根据先前研究，小分子蛋白激酶拮抗剂可分为七类：可逆性（I, I?, II, III, IV, V型）和靶向共价抑制剂（VI型）。其中I?和II型抑制剂又根据是否延伸至gatekeeper残基后的背侧裂隙（back cleft）分为A和B亚型。A亚型抑制剂比B亚型具有更长的滞留时间（residence time）。例如，索拉非尼是IIA型VEGFR抑制剂，舒尼替尼是IIB型，前者滞留时间显著长于后者。

蛋白激酶域N端和C端叶之间的区域被划分为前裂隙（front cleft）、门区（gate area）和后裂隙（back cleft）。后口袋（back pocket，即疏水口袋II或HPII）包含门区及其相邻的后裂隙。前裂隙包括小叶的甘氨酸富集环、连接小叶与大叶的铰链区、腺嘌呤结合口袋（AP）和催化环（HRD(x)₄N）。

I型抑制剂主要与活性酶的前裂隙残基相互作用。