01
FGFR结构与信号通路
FGF配体:分类、结合特性与生理功能
FGF配体家族含22个成员,按结构与信号方式分为三类,仅18种可通过FGFR传导信号,其余通过电压门控钠通道发挥作用:
FGFR的结构
FGFR家族(FGFR1-4)为跨膜受体酪氨酸激酶(RTK),其结构从胞外到胞内呈模块化分布,各结构域既独立发挥功能,又通过构象变化协同调控信号:
◆ 胞外结构域(Extracellular Domain,ECD):含3个免疫球蛋白样(Ig-like)结构域(D1、D2、D3),通过柔性连接肽串联,其中D2和D3是配体FGF结合的关键区域,D1则通过自抑制作用调控受体活性。
①D1结构域:含“酸性盒”序列,通过与D2-D3的内源性相互作用抑制配体非依赖激活,维持受体静息状态。
②D2结构域:保守性极高,含肝素硫酸酯(HS)结合位点(如Lys160、Arg162),HS结合后可诱导D2构象变化,增强FGF与受体的亲和力。
③D3结构域:存在剪接变体(3b和3c),是配体特异性识别的核心:
3b亚型(上皮细胞表达):优先结合上皮型FGF(如FGF7、FGF10)。
3c亚型(间充质细胞表达):优先结合间充质型FGF(如FGF2、FGF4),剪接变体的差异导致FGFR在不同组织中的功能特化。
④配体结合口袋:由D2的C端和D3的N端共同构成,形成“V”形凹槽,其中关键氨基酸(如FGFR2的Asp565、Ala567)通过氢键、疏水作用与FGF的保守区域结合,HS则穿插于FGF与D2之间,形成稳定的三元复合物(FGF-FGFR-HS)。
◆ 跨膜结构域(Transmembrane Domain,TMD):为单次跨膜α螺旋(约22-25个疏水氨基酸),含“GXXXG”(甘氨酸间隔基序),促进受体二聚化时的螺旋间相互作用,为胞内激酶域激活提供空间基础。
◆ 胞内结构域(Intracellular Domain,ICD)
①近膜区(JM区):含自身抑制序列(如FGFR1的Tyr463),静息状态下与激酶域结合,阻止其激活;受体二聚化后,JM区酪氨酸磷酸化,解除自抑制。
②分裂型激酶域:分为N叶(结合ATP,含Gly510、Lys514等关键残基)和C叶(催化中心Asp641+底物结合位点),二者通过柔性铰链区连接。
③调控元件:分子制动(N546-E562-K638盐桥网络)、DFG锁(F642与I538/I544/L614疏水相互作用),锁定激酶域为非活性构象。
④C端尾部:含多个酪氨酸磷酸化位点(Y730、Y766),磷酸化后招募STAT3、PLCγ等下游分子,拓展信号网络。
图1 FGFR 抑制剂和药物结合口袋
◆ 结构保守性与亚型差异
①保守性:FGFR1-4的激酶域序列同源性>85%,ATP结合口袋、催化中心等核心区域高度保守,这是泛FGFR抑制剂存在脱靶毒性的主要原因。
②亚型特异性差异(FGFR1-4)
FGFR信号的激活机制(生理+病理)
FGFR信号激活的核心是“解除自身抑制→受体二聚化→激酶域激活→自磷酸化”,分为生理依赖激活和病理异常激活两类。
图2 FGFR信号传导及致癌激活机制概览
◆生理配体依赖激活(三步级联)
①第一步:FGF-HS-FGFR三元复合物形成:
经典FGF:如FGF2、FGF7,先与HS结合,HS的线性多糖链可同时结合2个FGFR分子,形成“FGF-HS-FGFR”二聚体前体。
内分泌FGF:如FGF19、FGF21,需先与Klotho共受体(α-Klotho或β-Klotho)结合,再与FGFR形成“FGF-Klotho-FGFR-HS”四元复合物,HS作为辅助因子稳定复合物结构。
②第二步:受体二聚化与构象解锁:
复合物形成后,FGFR的ECD发生旋转,带动TMD形成反平行二聚体,胞内JM区的自抑制作用解除。二聚化的受体相互靠近,使胞内激酶域的Nlobe与另一受体的Clobe形成交叉激活界面,诱导分子制动(N546-E562-K638)和DFG锁(F642-I538/I544/L614)的相互作用断裂,激酶域从非活性构象转变为活性构象。
③第三步:激酶域自磷酸化激活:
ATP进入N叶的ATP结合口袋,一个受体的激酶域催化另一个受体的酪氨酸残基反式磷酸化;首先发生“启动磷酸化”(FGFR1的Y653),进而触发Y654(激酶激活)、Y730(下游信号衔接)、Y766(PLCγ结合)等位点全面磷酸化,形成“磷酸化码头”招募下游分子。
◆病理异常激活(无需配体)
无需FGF结合,通过基因异常直接诱导受体激活,常见于肿瘤:
①染色体易位:产生融合蛋白(如FGFR-TACC3、FGFR-BICC1),融合伙伴的卷曲螺旋结构可强制诱导受体二聚化,导致激酶域持续激活。
类型I(非受体型):如BCR-FGFR1,融合伙伴的卷曲螺旋结构强制诱导受体二聚化。
类型IIa(受体型N端替换):如FN1-FGFR1,融合伙伴增强受体与HS的结合,促进二聚化。
类型IIb(受体型C端替换):如FGFR2-BICC1、FGFR3-TACC3,缺失C端负反馈序列,导致持续激活。
②基因突变:
胞外域突变(如FGFR2S252W):增强配体结合亲和力或诱导配体非依赖二聚化。
激酶域突变(如FGFR3G370C):破坏分子制动或DFG锁的自抑制作用,使激酶域持续处于激活构象。
剪接位点突变:导致FGFR2b向FGFR2c转换,增强肿瘤侵袭性。
③基因扩增:FGFR基因拷贝数增加,导致受体过表达,通过“寡聚化”实现配体非依赖激活。
④增强子扩增或重排:如FGFR2远端增强子扩增,在无基因体扩增的情况下驱动受体过表达。
FGFR信号的调控机制(负反馈+内吞分选)
◆第一层:受体内吞与分选(核心调控方式)
①内化过程:激活的FGFR通过网格蛋白介导的内吞作用进入细胞,形成早期内体(RAB5+)。
②分选命运:
降解途径(主要调控方式):泛素化的FGFR被ESCRT复合物识别,分选至晚期内体(RAB7+),最终与溶酶体融合降解;泛素化由E3泛素连接酶Cbl介导,Cbl通过SH2结构域结合磷酸化的FRS2,促进FGFR的K48位泛素化;-回收途径:去泛素化的FGFR(Sprouty隔离Cbl抑制泛素化)被分选至回收内体(RAB4/11+),运输回细胞膜重新参与信号传导,实现信号持续调控。
逆行运输:部分FGFR从晚期内体逆行至高尔基体,再回收至细胞膜,机制尚未完全明确。
◆第二层:翻译后修饰(PTMs)调控
①磷酸化/去磷酸化:磷酸酶(如Shp2、PTP1B)可脱磷酸化FGFR的酪氨酸位点,直接终止信号。
②糖基化:FGFR的ECD存在N-糖基化位点(如Asn149),糖基化可影响受体的膜定位和配体结合能力。
③泛素化:除K48位泛素化(降解信号)外,K63位泛素化可促进FGFR的内吞和信号复合体形成,增强信号传导。
④乙酰化:FGFR1的Lys535乙酰化可抑制激酶活性,为信号调控提供额外层面。
◆第三层:抑制性分子调控
①可溶性FGFR(sFGFR):由FGFR的ECD剪切产生,可竞争性结合FGF和HS,阻止配体与膜结合受体的相互作用。
②FGF结合蛋白(FGFBP):可隔离FGF,降低游离FGF浓度,间接抑制FGFR激活。
③磷酸酶调控:Shp2不仅可脱磷酸化FGFR,还可通过调节Ras/MAPK通路的负反馈,精细调控信号强度。
◆第四层:转录水平调控
①负反馈转录:FGFR信号激活后,可诱导抑制性分子(如Sprouty、Spred)的表达,Sprouty通过结合Grb2抑制Ras激活,Spred则直接抑制Raf活性。
②表观遗传调控:FGFR基因的甲基化(如FGFR2的CpG岛甲基化)可抑制其表达,避免受体过表达导致的信号异常。
02
FGFR与疾病的关联
FGFR(成纤维细胞生长因子受体)家族的基因异常(突变、扩增、融合、重排)或信号通路失调,是多种疾病发生发展的核心驱动因素。不同FGFR亚型的功能特化的表达模式,决定了其关联疾病的组织特异性和病理特征。
FGFR与癌症
FGFR异常是癌症中最常见的受体酪氨酸激酶(RTK)异常之一,在1.9%-7.1%的癌症患者中检出,涉及几乎所有实体瘤和部分血液系统肿瘤。其核心致病机制是通过持续激活下游增殖、存活通路(Ras/MAPK、PI3K-AKT等),推动肿瘤发生、进展和转移。
图3 癌症中FGFR的改变
◆ 基因扩增(最主要异常类型,占53.7%-66%):FGFR基因拷贝数增加,导致受体蛋白过表达,通过“配体依赖增强”或“配体非依赖寡聚化”激活信号。
①FGFR1扩增:高发于肺鳞癌(10%-20%)、三阴性乳腺癌(TNBC,10%)、卵巢癌(9%);扩增与肺鳞癌患者较短的总生存期(OS)、乳腺癌不良预后直接相关,机制是过表达的FGFR1持续激活Ras/MAPK通路,促进细胞周期进展。
②FGFR2扩增:多见于胃癌(3%-10%)、食管鳞癌(12.7%);胃癌中FGFR2扩增患者对化疗敏感性低,且易发生腹膜转移,核心驱动因子是CyclinD1和c-Myc的过度表达。
③治疗关联:泛FGFR抑制剂(如富替巴替尼)对扩增驱动的肿瘤具有显著疗效,但需注意脱靶毒性。
◆基因突变(占26%-38.8%):突变破坏FGFR的自身抑制机制(如分子制动、DFG锁),或增强配体结合亲和力,导致激酶域持续激活。
①FGFR1突变:以激酶域突变为主(N546K、V561M、K656E),多见于肺鳞癌、乳腺癌;N546K突变通过破坏分子制动(N546-E562-K638相互作用),使FGFR1持续处于激活构象。
②FGFR2突变:
胞外域突变(S252W、N549K):高发于子宫内膜癌(UCEC,12%)、TNBC;S252W突变增强FGF配体结合亲和力,诱导受体异常二聚化,通过FGFR2-STAT3通路促进EMT(上皮-间质转化)。
激酶域突变(V565I/L/M、K660N/E):多见于胆管癌、胃癌;V565M为gatekeeper突变,是FGFR抑制剂(如培米加替尼)获得性耐药的主要原因。
③FGFR3突变:
胞外域突变(S249C、R248C、G370C、Y373C):占膀胱癌突变的37.5%-59.3%,是膀胱癌最常见的驱动突变之一;突变导致配体非依赖二聚化,激活Ras/MAPK通路促进膀胱上皮细胞增殖。
激酶域突变(V555L/M):多见于多发性骨髓瘤、横纹肌肉瘤;V555M突变通过空间位阻阻碍抑制剂结合,导致耐药。
④FGFR4突变:Y367C、G388R、V550L/M,高发于肝癌(HCC)、结直肠癌(CRC);V550L/M是gatekeeper突变,可导致FGFR4抑制剂(如BLU554)失效。
◆基因融合/重排(占5.6%-8%):染色体易位导致FGFR与融合伙伴(如TACC3、BICC1、PPHLN1)形成融合蛋白,融合伙伴的卷曲螺旋结构强制诱导FGFR二聚化,实现配体非依赖的持续激活。
①FGFR1融合:伙伴基因包括TACC1、BCR、FN1,多见于非小细胞肺癌(NSCLC)、骨髓增殖性肿瘤(MPNs);FGFR1-TACC3融合在NSCLC中发生率0.32%,通过激活PI3K-AKT通路促进肿瘤血管生成。
②FGFR2融合:最常见于胆管癌(CCA,10%-20%),尤其是肝内胆管癌(ICC);融合伙伴以BICC1、TACC3为主,FGFR2-BICC1融合通过持续激活MEK1/2通路驱动肿瘤,双靶向FGFR2+MEK1/2抑制剂显示出协同疗效。
③FGFR3融合:伙伴基因包括TACC3、BAIAP2L1,多见于膀胱癌、胶质瘤、多发性骨髓瘤;FGFR3-TACC3融合在胶质母细胞瘤中发生率1.48%,可诱导染色体不稳定性,促进肿瘤侵袭。
④FGFR4融合:罕见,已报道FGFR4-RAPGEFL1融合在NSCLC中存在,功能尚未明确,需进一步验证。
◆FGFR异常在主要癌种中的分布与临床意义
◆FGFR各亚型异常分布与癌种关联
FGFR与骨骼疾病
FGFR1-3(FGFR4无骨骼疾病相关突变)的功能获得性(GOF)或功能缺失性(LOF)突变,是人类遗传性骨骼疾病的主要病因。FGFR信号通路在软骨形成、骨化过程中起核心调控作用,异常激活或抑制会导致骨骼发育畸形。
◆核心病理机制
①GOF突变:FGFR持续激活,抑制软骨细胞增殖和分化,导致骨骼生长受限(如软骨发育不全);或促进骨过早融合(如颅缝早闭综合征)。
②LOF突变:FGFR信号减弱,导致骨骼发育不全(如Kallmann综合征)。
◆ 软骨发育不全(ACH)
①关联异常:FGFR3的GOF突变(G380R突变占99%),位于激酶域,破坏分子制动的自抑制作用,使FGFR3持续激活。
②病理特征:FGFR3激活抑制软骨细胞增殖(通过阻断Ras/MAPK通路),导致长骨生长板软骨细胞减少,表现为身材矮小、头大、腰椎前凸等。
③治疗进展:FGFR3选择性抑制剂TYRA-300(II期临床,NCT06842355)通过抑制异常激活的FGFR3,恢复软骨细胞增殖,已显示出改善患儿身高的疗效;FGFR2/3双靶点抑制剂ABSK061(IND阶段)也在临床开发中。
◆颅缝早闭综合征(Craniosynostosis Syndromes)
①关联异常:FGFR1-2的GOF突变,亚型特异性显著:
Apert综合征(AS):FGFR2的S252W、P253R突变,累及颅缝早闭+并指/趾畸形。
Crouzon综合征:FGFR2的C342Y、S354C突变,仅表现为颅缝早闭,无肢体畸形。
Pfeiffer综合征(PS):FGFR1的Y372C、FGFR2的S252W突变,颅缝早闭+宽拇指/大脚趾畸形。
②病理机制:FGFR激活促进颅骨骨膜成骨细胞增殖,导致颅缝过早闭合,压迫脑组织,可能引发智力障碍。
③治疗现状:以手术矫正颅缝为主,尚无靶向药物获批;FGFR抑制剂(如英菲格拉替尼)在临床前模型中显示出延缓骨融合的效果。
◆其他骨骼疾病
①Kallmann综合征(KS):FGFR1的LOF突变(如R621X),导致嗅球发育不全+性腺功能减退,同时伴随骨骼发育迟缓(如脊柱侧弯),机制是FGFR1信号缺失影响胚胎期神经嵴细胞迁移。
②低磷酸酯酶症(HCH):FGFR3的N540K突变,表现为轻度身材矮小、骨密度降低,机制是突变增强FGFR3对软骨细胞的抑制作用,但强度弱于ACH的G380R突变。
③致死性骨发育不良(TD):FGFR3的K650E/G突变,位于激酶域激活环,导致FGFR3极度激活,软骨细胞几乎完全停止增殖,患儿出生后不久因呼吸衰竭死亡。
FGFR与代谢相关疾病
◆代谢相关脂肪性肝病(MAFLD)/非酒精性脂肪性肝炎(NASH)
①关联异常:FGF19/FGFR4信号通路过度激活,FGFR4在肝脏中高表达。
②病理机制:FGF19与FGFR4结合,抑制胆固醇7α-羟化酶(CYP7A1)的表达,导致胆汁酸合成减少,脂肪在肝脏沉积;同时激活PI3K-AKT通路,促进肝细胞脂肪合成,引发肝纤维化。
③治疗进展:FGFR4抑制剂(如BLU554)可恢复CYP7A1活性,促进胆汁酸排泄,在NASH小鼠模型中显著减少肝脏脂肪变性和纤维化;目前处于临床II期的FGFR4抑制剂ABSK-011也显示出类似疗效。
◆ 家族性低磷血症性佝偻病(ADHR)
①关联异常:FGF23的GOF突变(如R176Q),导致FGF23持续升高,通过FGFR1-Klotho复合物抑制肾脏磷重吸收。
②病理特征:低磷血症、佝偻病/骨软化症,机制是FGF23-FGFR1信号过度激活,导致肾脏钠磷协同转运体(NPT2a)表达降低,磷排泄增加。
③治疗:抗FGF23单克隆抗体(如burosumab)已获批,可中和过量FGF23,恢复磷稳态。
FGFR与肺部疾病
◆特发性肺纤维化(IPF)
①关联异常:FGF1/FGFR1信号通路过度激活,FGFR1在肺成纤维细胞中高表达。
②病理机制:FGF1结合FGFR1,激活PI3K-AKT和PLCγ通路,促进肺成纤维细胞增殖和胶原蛋白合成,导致肺组织纤维化。
③治疗进展:FGFR抑制剂IM-1918和SKLB-YTH-60在小鼠模型中,通过抑制FGFR1信号,显著减少肺纤维化和炎症细胞浸润,目前处于临床前开发阶段。
◆支气管肺发育不良(BPD)
①关联异常:FGFR4的rs3865004多态性(G388R突变),导致FGFR4信号减弱。
②病理机制:FGFR4信号参与肺上皮细胞增殖和分化,突变导致肺发育不成熟,早产儿易发生BPD,表现为肺功能低下、慢性缺氧。
③临床意义:G388R突变可作为BPD的风险预测标志物,针对性干预(如FGF21激动剂)正在探索中。
FGFR与肾脏疾病
◆慢性肾病(CKD)-矿物质和骨代谢紊乱(CKD-MBD)
①关联异常:FGF23-FGFR1/Klotho信号通路过度激活,FGF23水平随CKD进展升高。
②病理机制:FGFR1-Klotho复合物介导FGF23信号,抑制肾脏磷重吸收和维生素D活化,导致低钙、高磷、继发性甲状旁腺功能亢进,进而引发骨骼异常和心血管钙化。
③治疗:除磷结合剂外,FGFR1抑制剂可降低FGF23介导的磷排泄抑制,目前处于临床I期的FGFR1选择性抑制剂正在评估安全性。
◆ 肾发育不全(Renal Hypoplasia)
①关联异常:FGFR1的LOF突变(如W290X)、FGF20的失活突变。
②病理机制:FGFR1-FGF20信号参与肾脏胚胎发育,突变导致后肾原基增殖不足,肾脏体积缩小、功能不全,表现为儿童期慢性肾功能衰竭。
③治疗:目前无根治方法,以肾脏替代治疗(透析、移植)为主,FGFR激动剂(如FGF20)在动物模型中显示出促进肾脏再生的潜力。
FGFR与其他罕见疾病
◆LADD综合征(Lacrimo Auriculo Dento DigitalSyndrome):FGFR1-3的GOF突变(如FGFR2的S252W),表现为泪腺发育不全、耳畸形、牙齿异常、指/趾畸形,机制是FGFR信号异常影响胚胎期上皮-间充质相互作用。
◆Bent骨发育不良综合征(BBDS-FGFR2型):FGFR2的新发GOF突变(如C342R),表现为长骨弯曲、胸廓畸形、呼吸衰竭,是围生期致死性疾病,机制是FGFR2信号过度激活抑制骨骼发育。
03
FGFR靶向抑制剂(2020年以来进展)
图4 FGFR药物历史上的主要里程碑
小分子FGFR抑制剂
◆分类逻辑
小分子FGFR抑制剂按研发历程、选择性、作用机制可分为三代,核心差异集中在亚型特异性、耐药覆盖和毒性控制:
◆适应症分布(基于获批药物)
生物标志物检测
◆检测方法:NGS(组织/cfDNA)检测FGFR融合、突变、扩增;RT-PCR检测FGFR2/3融合;IHC检测FGFR2b表达(用于Bemarituzumab筛选)。
◆关键标志物:
①阳性标准:FGFR2/3融合、FGFR3突变(S249C/R248C等)、FGFR1扩增(肺鳞癌)、FGFR4突变(V550L/M)。
②阴性预测标志物:TP53共突变(降低Pemigatinib应答率)、EGFR/MET扩增(内在耐药)。
安全性与毒性管理
◆安全性与毒性管理
◆毒性管理策略
①高磷血症:低磷饮食+磷结合剂(司维拉姆),严重时剂量调整。
②腹泻:预防性使用止泻药(洛哌丁胺)+饮食调整。
③皮肤/指甲毒性:局部糖皮质激素+含漱液(口腔炎)。
④眼毒性:定期眼科检查,避免与其他视网膜毒性药物合用。
表1 FGFRs的选择性小分子抑制剂正在进行临床试验
04
新型FGFR靶向疗法
异双功能蛋白降解剂(PROTACs/HPDs)
◆设计思路:一端结合FGFR,一端招募E3泛素连接酶(CRBN/VHL),诱导FGFR泛素化降解。
◆代表药物:
①LC-MB12:基于infigratinib,招募CRBN,选择性降解FGFR2,Ba/F3-FGFR2细胞IC₅₀=10.3nM。
②DGY-09-192:基于infigratinib,招募VHL,降解FGFR1/2,对FGFR2V564F等突变敏感。
◆优势:克服结合位点突变耐药,降低脱靶毒性,有催化降解、高选择性;目前处于临床前开发。
◆挑战:分子量大、理化性质差导致药代动力学不佳(如口服生物利用度低),需优化linker长度/组成、靶点结合配体结构以提升成药性。
AI驱动设计与分子动力学模拟
◆ 技术应用:AI平台(如Chemistry42)从头设计新型骨架,MD模拟分析P-loop构象差异。
◆成功案例:化合物ISM7594,吡咯并[2,3-b]吡嗪骨架+“魔法甲基”,克服FGFR2V564F突变,同时实现FGFR1/4高选择性。
生物制剂
◆单克隆抗体:
①Bemarituzumab:抗FGFR2b抗体,抑制配体结合+ADCC效应;FIGHT试验(胃癌):联合化疗改善mOS(未达到vs12.9个月),角膜病变发生率67%;III期试验正在进行。
②Aprutumab:识别FGFR2b/c共同表位,诱导受体内吞降解,用于开发ADC/RIC。
◆ADC/RIC:
①Aprutumabixadotin(FGFR2 ADC):I期试验因毒性/活性有限终止。
②225Ac-vofatamab(FGFR3 RIC):I/II期试验用于FGFR3异常实体瘤,探索放射性治疗潜力。
◆CAR-T细胞:
①靶向FGFR4的CAR-T(RJ154-HL、3A11):在横纹肌肉瘤模型中显示抗肿瘤活性,需优化降低肝毒性。
◆可溶性受体:
①FP-1039(FGFR1c胞外域):陷阱受体结合FGF配体,I期联合化疗治疗肺鳞癌ORR=47%。
②Recifercept(FGFR3c胞外域):改善软骨发育不全小鼠骨骼畸形。
双靶点共抑制
◆设计逻辑:同步阻断FGFR与旁路信号,预防耐药。
◆代表性药物:
①LC-SF-14:FGFR2+SHP2双靶点,SHP2IC₅₀=71.6nM,FGFR2IC₅₀=8.9nM,SNU-16移植瘤TGI=85.62%。
②联合策略:FGFR抑制剂+MEK/PI3K/EGFR抑制剂,协同阻断下游通路。
其他新型抑制剂
◆第三代抑制剂:Lirafugratinib(FGFR2特异性)、LOXO-435(FGFR3特异性),对看门狗突变敏感,高磷血症发生率显著降低(<15%)。
◆变构抑制剂:靶向FGFR非ATP结合位点,有望实现绝对亚型选择性。
05
FGFR耐药突变核心机制
FGFR耐药突变是限制靶向治疗长期获益的核心瓶颈,主要分为靶点自身突变(On-target-Resistance)和旁路信号激活(Off-target-Resistance)两大类,其中靶点自身突变占临床耐药的60%以上,且具有显著的亚型特异性和突变热点集中特征。
FGFR自身异常驱动耐药(On-target Resistance)
此类耐药源于FGFR基因的二次突变或结构重塑,通过破坏抑制剂结合位点、解除受体自抑制或改变蛋白构象,导致药物失效,占临床耐药的60%以上(胆管癌患者中达60%),是最主要的耐药类型。
◆On-target耐药的关键特征:
①多克隆性:50%-63%的胆管癌患者耐药后出现多种FGFR二次突变(如V564F+N549D共突变),ctDNA动态监测可捕捉突变克隆的演化。
②突变热点集中:FGFR2的V564、N549、L617,FGFR3的V555、N540是高频突变位点,占所有On-target突变的80%。
③抑制剂类型依赖性:非共价抑制剂(如pemigatinib)更易诱导GK突变,共价抑制剂(如futibatinib)更易诱导共价结合位点突变。
◆看门狗突变(Gatekeeper,GK突变):FGFR激酶域ATP结合口袋入口处的GK残基(Val)替换为体积更大的Leu/Met/Ile,形成空间位阻,直接阻碍ATP竞争性抑制剂进入口袋,同时改变口袋疏水微环境,削弱药物与靶点的竞争性结合能力。
◆分子制动突变(Molecular Brake,MB突变):破坏FGFR自身抑制的“分子制动”结构(N546-E562-K638盐桥网络),受体无需配体即可维持持续激活,即使抑制剂结合ATP口袋也无法阻断激酶活性。
◆DFG锁突变(DFGL atch,DL突变):影响DFG基序(Asp-Phe-Gly)与周围残基的疏水相互作用。不直接影响抑制剂结合口袋,而是通过增强受体二聚化、提升配体结合亲和力或稳定激活构象,协同推动耐药表型。其耐药效应依赖与其他突变(如看门狗突变)的协同作用,单独发生时耐药性较弱。
◆共价结合位点突变(Covalent binding Cysteine Mutation):通过丙烯酰胺等弹头与受体特定半胱氨酸(Cys)残基形成不可逆共价键,这类突变直接替换该半胱氨酸残基,阻断共价结合,导致药物完全失效。
◆ 剪接变体转换(Splice Variant Switching):FGFR2b(上皮型,结合FGF7/10)向FGFR2c(间充质型,结合FGF2/4)转换,抗体药物(如Bemarituzumab)无法识别FGFR2c,且下游信号激活增强。
①高发癌种:胃癌(Bemarituzumab治疗后)、胆管癌(FGFR2融合患者)。
②耐药表现:Bemarituzumab治疗后30%患者出现FGFR2b表达下调、FGFR2c上调,EMT标志物(N-cadherin、vimentin)升高,ORR从53%降至0%。
③分子特征:FGFR2c下游PI3K-AKT通路激活强度较FGFR2b高2.5倍,肿瘤侵袭性显著增强。
旁路信号激活代偿耐药(Off-target Resistance)
肿瘤细胞通过激活其他信号通路绕开FGFR的调控,维持增殖和存活,占临床耐药的25%-30%,常见于FGFR抑制剂单药治疗后。
◆旁路耐药的临床特征
①早期耐药:多在治疗后3-6个月出现,mPFS较On-target耐药更短(3-5个月vs6-8个月)。
②跨癌种共性:EGFR、MET、PI3K-AKT异常在各癌种中均常见,是泛FGFR抑制剂耐药的主要旁路。
③可检测性:cfDNA可检测到EGFR/MET扩增、PIK3CA突变等,为联合治疗提供依据。
◆受体酪氨酸激酶(RTK)代偿激活
①EGFR通路激活:EGFR与FGFR共享下游RAS-ERK、PI3K-AKT通路;FGFR被抑制后,EGFR磷酸化水平升高,持续激活下游通路,抵消FGFR抑制剂的作用。
②MET通路激活:常见癌种为胃癌(FGFR2扩增)、肺鳞癌(FGFR1扩增)、胆管癌(FGFR2融合)。
③HER2扩增:常见于乳腺癌(FGFR1扩增)、胃癌(FGFR2扩增),联合曲妥珠单抗可改善疗效。
④AXL激活:胆管癌患者耐药后AXL磷酸化升高,AXL抑制剂(bemcentinib)与FGFR抑制剂联合可协同抑制肿瘤生长。
◆下游通路异常激活
①PI3K-AKT-mTOR通路异常:FGFR抑制剂通过抑制FRS2磷酸化阻断PI3K激活;PIK3CA突变后,p110α亚基持续激活,无需FGFR信号即可产生PIP3,激活AKT。
②RAS-RAF-ERK通路异常:常见癌种问结直肠癌(FGFR2融合)、肺癌(FGFR1扩增)。对FGFR抑制剂完全耐药,联合MEK抑制剂(曲美替尼)可部分恢复敏感性,但应答持续时间短(<3个月)。
③CCND1扩增:驱动细胞周期G1/S转换,见于尿路上皮癌,联合CDK4/6抑制剂(哌柏西利)可协同抑制增殖。
④STAT3激活:FGFR抑制剂治疗后,STAT3磷酸化升高(可能通过IL-6旁分泌),联合STAT3抑制剂(napabucasin)可增强疗效。
肿瘤细胞表型/基因型重塑耐药
此类耐药源于肿瘤细胞的表观遗传改变或基因型重塑,而非直接的信号通路异常,占临床耐药的5%-10%,机制更复杂。
◆TP53共突变驱动耐药
①分子机制:TP53突变导致DNA损伤修复缺陷、染色体不稳定性增加,促进耐药突变(如FGFRV564F、PIK3CAE545K)的累积;同时TP53突变通过激活NF-κB通路增强肿瘤细胞存活能力。
②耐药特征:对单一FGFR抑制剂或联合旁路抑制剂均不敏感,需联合DNA损伤修复抑制剂(如PARP抑制剂)。
◆上皮-间质转化(EMT)
①分子机制:EMT过程中,肿瘤细胞从上皮表型转变为间充质表型,下调FGFR2b表达,上调FGFR1c/FGFR2c表达,同时激活Snail、ZEB1等转录因子,增强侵袭和耐药能力。
②常见癌种:胃癌(bemarituzumab治疗)、胆管癌(FGFR2融合)、尿路上皮癌(FGFR3突变)。
③耐药表现:FGFR抑制剂对EMT表型的肿瘤细胞抑制活性下降10-100倍,因间充质表型细胞依赖FGFR信号的程度降低。
◆FGFR基因拷贝数减少
①分子机制:肿瘤细胞通过减少FGFR基因拷贝数,降低对FGFR抑制剂的敏感性,同时伴随其他致癌基因(如MET、EGFR)的扩增。
其他辅助耐药机制
◆肿瘤微环境(TME)重塑
①免疫抑制微环境:FGFR抑制剂治疗后,肿瘤微环境中M2型巨噬细胞、调节性T细胞(Treg)浸润增加,分泌IL-10、TGF-β等细胞因子,抑制效应T细胞活性。
②血管生成代偿:VEGFR2表达上调,绕开FGFR对血管生成的抑制,联合VEGFR抑制剂(贝伐珠单抗)可改善疗效。
◆药物代谢与转运改变
①药物外排增加:ABC转运蛋白(ABCB1、ABCG2)表达上调,加速FGFR抑制剂外排,降低细胞内药物浓度。
②药物代谢增强:CYP3A4酶活性升高,加速抑制剂降解(如erdafitinib的代谢清除率增加2倍)。
◆细胞周期checkpoint异常
①CDKN2A/B缺失:导致p16INK4a表达下调,细胞周期G1/S检查点失控,FGFR抑制剂无法阻断细胞周期进展。
②RB1突变:绕开FGFR抑制剂对RB-E2F通路的调控,细胞持续增殖。
耐药机制的临床检测与应对策略
◆耐药机制检测方法
◆On-target耐药:更换第三代抑制剂
◆旁路激活耐药:联合靶向治疗
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