TROP2蛋白的組成、信號(hào)通路及其在癌癥和藥物中的作用

來(lái)源：基因愛(ài)蛋白

TROP2蛋白全稱為滋養(yǎng)層細(xì)胞表面抗原 2（Trophoblast Cell Surface Antigen 2），也被稱為 CD138，于 1981研究人滋養(yǎng)層細(xì)胞及子宮絨毛膜癌細(xì)胞時(shí)，由于 TROP2 在這些細(xì)胞中表達(dá)較高而被首次發(fā)現(xiàn)，因此也被命名為 “滋養(yǎng)層細(xì)胞表面抗原 2”。

TROP2并非傳統(tǒng)意義上的腫瘤突變基因，它在腫瘤細(xì)胞中主要是高表達(dá)，很少以突變形式存在，在正常組織中表達(dá)量很低，腫瘤發(fā)生的起始階段，TROP2的表達(dá)會(huì)顯著上調(diào)，當(dāng)腫瘤進(jìn)展到侵襲階段時(shí)，TROP2的表達(dá)在許多腫瘤中，顯著上調(diào)，激活一系列與細(xì)胞增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移相關(guān)的信號(hào)通路，使細(xì)胞更容易突破基底膜等屏障，向周?chē)�組織浸潤(rùn)。

TROP2的編碼基因是TACSTD2（Tumor - associated calcium signal transducer 2）。EpCAM也稱TROP1，編碼基因是TACSTD1。TROP2和EpCAM同屬于跨膜糖蛋白家族。TROP2 和EPCAM的氨基酸序列同源性約為 48%-49%，相似性約為 67%-78%。在進(jìn)化時(shí)間線上，推測(cè)Trop2 基因是由 Epcam基因經(jīng)過(guò)反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座事件后產(chǎn)生。

1、TROP2
和EPCAM一樣，TROP2 是一種單次跨膜的表面糖蛋白，由疏水性前導(dǎo)肽、細(xì)胞外結(jié)構(gòu)域、一個(gè)跨膜結(jié)構(gòu)域和一個(gè)胞質(zhì)尾部組成。

胞外結(jié)構(gòu)域
組成：由氨基酸序列中的27-274位氨基酸組成。該區(qū)域含有4個(gè)潛在的N-連接糖基化位點(diǎn)，分別位于33、120、168和208號(hào)氨基酸上，這些糖基化修飾可能對(duì)蛋白的穩(wěn)定性、折疊和細(xì)胞間相互作用具有重要作用。
功能：作為細(xì)胞表面的識(shí)別位點(diǎn)，可能參與細(xì)胞間的相互作用以及與細(xì)胞外配體的結(jié)合，盡管目前尚未明確其特異性配體，但推測(cè)它在介導(dǎo)細(xì)胞與細(xì)胞外環(huán)境的信息交流方面發(fā)揮著重要作用。

跨膜結(jié)構(gòu)域
組成：由275-297位氨基酸組成，是一段疏水性的氨基酸序列，形成一個(gè)單向跨膜螺旋結(jié)構(gòu)，將TROP2蛋白固定在細(xì)胞膜上。
功能：主要起到將胞外結(jié)構(gòu)域和胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域連接起來(lái)的作用，同時(shí)也是蛋白質(zhì)在細(xì)胞膜上定位的關(guān)鍵區(qū)域，有助于維持TROP2蛋白在細(xì)胞膜上的方向，使得胞外信號(hào)能夠通過(guò)跨膜結(jié)構(gòu)域傳遞到胞內(nèi)。

胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域
組成：由298-323位氨基酸組成，又稱胞質(zhì)尾區(qū)。其具有高度保守的磷脂酰肌醇4,5-二磷酸（PIP2）結(jié)合序列，還包含保守的酪氨酸和絲氨酸磷酸化位點(diǎn)，其中303位絲氨酸殘基在蛋白激酶C（PKC）的作用下可被磷酸化，對(duì)TROP2依賴性信號(hào)傳導(dǎo)至關(guān)重要。

功能：當(dāng)TROP2蛋白的胞內(nèi)尾部絲氨酸殘基（S303）被磷酸化后，PIP2會(huì)水解為三磷酸肌醇（IP3）和二�；�甘油（DAG）。IP3與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)表面的IP3受體相互作用，促進(jìn)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中儲(chǔ)存鈣離子的釋放，激活絲裂原活化蛋白激酶途徑（MAPK），從而促進(jìn)細(xì)胞周期進(jìn)程。DAG則通過(guò)激活PKC，反饋調(diào)節(jié)TROP2磷酸化。

目前并無(wú)研究明確表明TROP2在細(xì)胞區(qū)域有明確的配體，但其與一些細(xì)胞外蛋白相互作用，間接影響細(xì)胞功能或信號(hào)傳導(dǎo)，如CLAUDIN家族蛋白，IGF-1R，纖連蛋白等。

2、信號(hào)通路
TROP2關(guān)聯(lián)的信號(hào)通路約有6個(gè)。其關(guān)聯(lián)的功能包括細(xì)胞增殖，抑制細(xì)胞凋亡，促進(jìn)侵襲和轉(zhuǎn)移。
1.PKC-PIP2-IP3-Ca²⁺-MAPK信號(hào)通路：蛋白激酶C（PKC）磷酸化TROP2胞質(zhì)尾部的S303位點(diǎn)，促使磷脂酰肌醇4,5-二磷酸（PIP2）水解為二酰甘油（DAG）和三磷酸肌醇（IP3）。IP3與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)受體結(jié)合，釋放Ca²⁺，升高細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度。Ca²⁺通過(guò)抑制p16表達(dá)、增強(qiáng)ERK1/2磷酸化，提升AP-1活性，增加細(xì)胞周期蛋白D1/E和CDKs的表達(dá)，促進(jìn)細(xì)胞增殖。同時(shí)，TROP2刺激MAPK信號(hào)通路抑制E-鈣黏蛋白表達(dá)。此外，DAG通過(guò)正反饋激活更多PKC，增加TROP2磷酸化，刺激Raf通路和NF-κB。
2.TACE-γ-分泌酶-PS-1/2-ICD-β-catenin信號(hào)通路：腫瘤壞死因子-α轉(zhuǎn)換酶（TACE）、γ-分泌酶以及早老素1/2（PS-1/2）將TROP2水解為T(mén)ROP2胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域（ICD）。TROP2胞外結(jié)構(gòu)域（ECD）脫落后，TROP2-ICD與β-連環(huán)蛋白在細(xì)胞核內(nèi)共定位，誘導(dǎo)下游細(xì)胞周期蛋白D1和原癌基因c-myc表達(dá)上調(diào)，促進(jìn)細(xì)胞增殖。
3.Trop2-p42/p44-Ki-67-bcl-2/bax-轉(zhuǎn)錄因子信號(hào)通路：TROP2過(guò)表達(dá)使p42和p44磷酸化水平升高，Ki-67水平升高。TROP2通過(guò)上調(diào)B細(xì)胞淋巴瘤/白血病-2（bcl-2）、下調(diào)bcl-2相關(guān)X蛋白（bax）抑制細(xì)胞凋亡。同時(shí)，TROP2上調(diào)轉(zhuǎn)錄因子NF-κB和c-Jun，下調(diào)環(huán)磷腺苷效應(yīng)元件結(jié)合蛋白1（CREB1）、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子1（STAT1）和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子3（STAT3），還參與磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B（PI3K/Akt）和Janus激酶2/信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子3（JAK2/STAT3）信號(hào)通路。
4.Trop2-RACK1-整合素-激酶-Rac1信號(hào)通路：TROP2促進(jìn)蛋白激酶C受體1（RACK1）在細(xì)胞膜聚集，與整合素β1和踝蛋白相互作用，促使整合素α5β1/踝蛋白復(fù)合物定位到細(xì)胞前緣，遠(yuǎn)離黏著斑。同時(shí)，TROP2增加黏著斑激酶（FAK）、Src激酶和p21激活激酶4（PAK4）的磷酸化水平，降低Ras相關(guān)C3肉毒素底物1（Rac1）-三磷酸鳥(niǎo)苷（GTP）的水平，促進(jìn)細(xì)胞侵襲。
5.Trop2-claudin信號(hào)通路：TROP2直接與跨膜蛋白緊密連接蛋白1（claudin1）和緊密連接蛋白7（claudin7）結(jié)合。TROP2絲氨酸322磷酸化導(dǎo)致緊密連接蛋白重新定位，促使腫瘤細(xì)胞遷移。
6.Trop2-NRG1/IGF-1-ErbB3/IGF-1R信號(hào)通路：TROP2分別與神經(jīng)調(diào)節(jié)蛋白1（NRG1）和胰島素樣生長(zhǎng)因子1（IGF-1）相互作用，抑制表皮生長(zhǎng)因子受體3（ErbB3）和胰島素樣生長(zhǎng)因子1受體（IGF-1R）信號(hào)通路，發(fā)揮腫瘤抑制作用。

3、癌癥與藥物
Trop-2在各種人類上皮細(xì)胞癌癥中高度表達(dá)，包括乳腺癌（80%，三陰性乳腺癌中88%）、肺癌（64-75%，腺癌64%，鱗癌75%，高級(jí)別神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤18%）、尿路上皮癌（83%）、前列腺癌（71%）、卵巢癌（58.6%）、宮頸癌（88.7%）、子宮內(nèi)膜癌（71.8%）、結(jié)直腸癌（68%）、胃癌（56%）、胰腺癌（55%），甲狀腺癌（82.5%），口腔鱗狀細(xì)胞癌（58%）等。

1）Trop-2與腫瘤預(yù)后
乳腺癌患者中，Trop2突變患者具有較差的DFS，Trop2高表達(dá)患者具有較差的RFS。

TROP2過(guò)表達(dá)在多種癌癥生存獲益較差，圖中紅色為T(mén)ROP2高表達(dá)病人分組，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)包括總生存期（OS），無(wú)進(jìn)展生存期（DFS）。

2）藥物開(kāi)發(fā)
以TROP2為靶點(diǎn)的藥物開(kāi)發(fā)目前主要集中在乳腺癌和肺癌，其中TROP2約在88%的三陰性乳腺癌患者（TNBC）中高表達(dá)，約占全部肺癌患者的85%，NSCLC患者的64-75%。藥物的開(kāi)發(fā)形式以ADC藥物為主，占比高達(dá)56%。其他包括單抗，雙抗/三抗，細(xì)胞療法，核藥物及其他療法。

目前已經(jīng)上市的TROP2藥物均為ADC藥物，2個(gè)。Sacituzumab govitecan - hziy是美國(guó) Immunomedics 公司開(kāi)發(fā)，于2020年美國(guó)上市，后被吉利德收購(gòu)，用于治療既往接受過(guò) 2 種及以上系統(tǒng)治療的不可切除的局部晚期或轉(zhuǎn)移性三陰性乳腺癌成人患者，以及既往接受過(guò)含鉑化療和 PD - 1/PD - L1 抑制劑治療的局部晚期或轉(zhuǎn)移性尿路上皮癌患者，2023年，F(xiàn)DA增批了其用于HR+/HER2-的轉(zhuǎn)移性乳腺癌患者的治療。


Sacituzumab govitecan是一種抗體偶聯(lián)藥物（ADC），由靶向 TROP-2 抗原的人源化IgG1抗體與化療藥物伊立替康的代謝活性產(chǎn)物 SN-38 偶聯(lián)而成。Sacituzumab負(fù)責(zé)定位到TROP2高表達(dá)的細(xì)胞，SN-38拓?fù)洚悩?gòu)酶 I 相互作用并防止拓?fù)洚惷?I 誘導(dǎo)的單鏈斷裂的再連接，由此產(chǎn)生的 DNA 損傷導(dǎo)致細(xì)胞凋亡和細(xì)胞死亡。

伊立替康是一種常見(jiàn)的化療藥物，屬于拓?fù)洚悩?gòu)酶 I 抑制劑，用于結(jié)直腸癌、肺癌等多種癌癥的治療，在體內(nèi)被羧酸酯酶（CES）、或在肝臟中經(jīng)過(guò)多種步驟被代謝成有活性的成分SN-38。SN-38也是許多ADC藥物的細(xì)胞毒素。

蘆康沙妥珠單抗是由科倫博泰開(kāi)發(fā)，2024年11月國(guó)內(nèi)上市，用于用于治療既往至少接受過(guò) 2 種系統(tǒng)治療（其中至少 1 種治療針對(duì)晚期或轉(zhuǎn)移性階段）的不可切除的局部晚期或轉(zhuǎn)移性三陰性乳腺癌成人患者，2025年3月，NMPA批準(zhǔn)其用于EGFR TKI抑制劑和鉑類藥物治療后的進(jìn)展的 EGFR 基因突變陽(yáng)性的局部晚期或轉(zhuǎn)移性非鱗狀非小細(xì)胞肺癌（NSCLC）成人患者。

蘆康沙妥珠單抗（SKB264），也是一種抗體偶聯(lián)藥物，由重組抗 TROP2 人源化單克隆抗體，含嘧啶接頭的碳酸酯連接子，拓?fù)洚悩?gòu)酶 I 抑制劑 KL610023三部分組成，細(xì)胞毒素部分可誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞DNA損傷，進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)胞周期阻滯及細(xì)胞凋亡。

另有Dato - DXd（DS - 1062）（第一三共），SHR - A1921（恒瑞醫(yī)藥）等TROP2藥物處于臨床實(shí)驗(yàn)中。

參考資料：
Trop2: From Development to Disease, Development Dynamics, 2015
Recent advances in trophoblast cell-surface antigen 2 targeted therapy for solid tumors, Drug Development Research, 2020
Trop2-targeted therapy in breast cancer, Biomarker Research
Identification of biomarker associated with Trop2 in breast cancer: implication for targeted therapy, Discover Oncology, 2024