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【靶點模型+診斷質(zhì)控】EGFR vIII的藥物開發(fā)和診斷

原載自:m.xrpalvh.cn[技術(shù)資料頻道]  2021-12-28  瀏覽次數(shù):1856

基因背景:

 

表皮生長因子受體(EGFR/ErbB1/HER1)是酪氨酸激酶受體家族的成員,還包括ErbB2/HER2/Neu、ErbB3/HER3和ErbB4/HER4。所有這些受體都是跨膜糖蛋白,分子量范圍從170到185kDa。通常,它的激活涉及配體結(jié)合和隨后的受體二聚化。EGF受體的激活可在Ras/Raf/MAPK、PI3K/AKT、JAK/STAT或PLC/PKC通路中誘導(dǎo)信號,對多種細胞過程產(chǎn)生影響,包括增殖、代謝、凋亡、細胞存活或分化。信號級聯(lián)的終止發(fā)生在受體內(nèi)化后,主要是網(wǎng)格蛋白依賴性內(nèi)吞作用,導(dǎo)致其進入早期內(nèi)體。此外,受體可能被轉(zhuǎn)運回細胞膜或在晚期內(nèi)體和溶酶體中降解。

 

編碼EGFR的基因位于7號染色體(p11.2)的短臂上,由28個外顯子組成。成熟的EGFR蛋白(1186個氨基酸)由前體蛋白(1210個氨基酸)在去除N末端部分后形成。從N到C末端,EGFR由參與配體結(jié)合和受體二聚化的胞外域(外顯子1-16)、疏水跨膜域(外顯子17)和具有酪氨酸激酶活性的胞內(nèi)域組成,其兩側(cè)是接頭區(qū)域和受體的C端部分(外顯子18-28)。細胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域的20個酪氨酸殘基中有12個被證明經(jīng)歷了磷酸化,這些結(jié)合受體激活后募集的膜結(jié)合或細胞質(zhì)效應(yīng)蛋白。

 

在GBM中,EGFR擴增在大多數(shù)情況下伴有基因重排。此類改變涉及特定外顯子或外顯子部分的缺失,并被定為EGFRvI(N末端部分缺失)、EGFRvII(外顯子14和15缺失)、EGFRvIII(外顯子2-7缺失)、EGFRvIV(外顯子25-27缺失)和EGFRvV(外顯子缺失)25–28)。

 

在膠質(zhì)母細胞瘤(GBM)中,最常檢測到的變異之一是EGFRvIII。大約50%的GBM患者中EGFR發(fā)生了擴增,大約50-60%的擴增中同時伴隨有EGFRvIII重排。EGFRvIII的出現(xiàn)是由于EGFR外顯子2-7的缺失,產(chǎn)生了一個能夠組成型EGFR激活的截短的細胞外結(jié)構(gòu)域。截短的細胞外結(jié)構(gòu)域產(chǎn)生了一個新的肽序列,從而產(chǎn)生了*的、GBM細胞特異性、抗體反應(yīng)性EGFRvIII抗原。





Fig 1. EGFR WT和EGFR vIII的結(jié)構(gòu)示意圖


藥物開發(fā)
 

從臨床角度來看,膠質(zhì)母細胞瘤是最困難的腫瘤之一,并且仍然缺乏對診斷出患有這種腫瘤類型的患者的有效治療方法。迄今為止,開發(fā)了許多治療方法來治療患有EGFR vIII陽性膠質(zhì)母細胞瘤的患者。

 

目前關(guān)于EGFR/EGFR vIII療法的臨床和臨床前試驗包括小分子酪氨酸激酶抑制劑、抗體、疫苗以及基于RNA干擾的療法。由于特定信號通路中單個基因的沉默可能不足以在GB患者中提供治療效果,因此需要一種復(fù)雜的方法,專注于幾種信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路。




Table 1. 單獨針對EGFR vIII、同時針對EGFR WT和EGFR vIII的在研療法


藥靶模型
 

科佰生物針對EGFR WT和EGFR vIII靶點開發(fā)in vitro的體外測活模型,可以用于小分子抑制劑的抗腫瘤增殖抑制的活性檢測。



 

Fig 2. EGFR WT (EGF Dependent)/BaF3體外測活模型,以human EGFR WT基因替代IL-3,作為Baf3增殖的驅(qū)動基因。



Fig 3. EGFRvIII/BaF3體外測活模型,以human EGFR vIII(自磷酸化)基因替代IL-3,作為Baf3增殖的驅(qū)動基因。
 

分子診斷
 

在GBM的診斷中,NCCN指南提到了EGFR amplification和EGFR mutation,EGFR vIII的突變可以既稱為EGFR mutation,又經(jīng)常會導(dǎo)致EGFR的擴增,因此是一個重要的診斷指標。
 




Fig 4. NCCN-2021第二版中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤分子標志物截圖


診斷標準品

 

科佰生物通過基因編輯的方式,在EGFR的1號內(nèi)含子和7號內(nèi)含子上切割基因組DNA,人工編輯出E2-E7del的樣本,適用于DNA和RNA兩個層面的分子診斷標準品。

 


Fig 5. DNA層面EGFR vIII的斷點,ddPCR檢測突變頻率為100%。

 


Fig 6. RNA層面EGFR vIII的斷點,ddPCR檢測為6700copies/ng。

 

 

 

 

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