摘要

新型冠状病毒感染（COVID-19）已在全球持续流行3年余，影响了人类的健康与经济的发展，至今特效治疗药物的种类及数目仍然有限。众所周知，表皮生长因子受体（EGFR）的过度表达或异常的自我活化与多种癌症的发生、发展密切相关。近年来，已开发出许多以EGFR为靶点的抑制剂并广泛应用于抗肿瘤治疗。然而，最近的一系列研究表明EGFR在COVID-19等病毒性疾病中也同样扮演着重要角色，提示表皮生长因子受体抑制剂或可用于抗病毒治疗。本文将重点从表皮生长因子受体抑制剂治疗病毒性疾病的可能机制和疗效进行详细阐述，以期为COVID-19等病毒性疾病的防治提供新思路。

【关键词】新型冠状病毒感染；表皮生长因子受体抑制剂；治疗

新型冠状病毒感染(COVID-19)对人类的生命健康造成威胁，被纳入《中华人民共和国传染病防治法》乙类传染病，采取“乙类乙管”［1］。根据WHO发布的实时统计数据，截至2023年5月10日，全球累计确诊COVID-19超过7.6亿例，累计死亡病例超过690万例［2］。尽管目前世界各国陆续开展大范围疫苗接种，且多种治疗COVID-19的小分子药物已获批上市，但随着病毒不断变异,COVID-19患者数目居高不下，重复感染时有发生。因此，研发COVID-19治疗药物仍然迫在眉睫。然而，一种新型药物的开发常需要数十年时间，且成功率很低。因此，新型治疗靶点的发掘与药物的重新定位或许是最有可能迅速获得COVID-19有效治疗药物的方法。

大量研究表明，在新型冠状病毒，即严重急性呼吸综合征冠状病毒2（severe acute respiratory syndrome coronavirus 2,SARS-CoV-2）的感染过程中，宿主细胞存在表皮生长因子受体（epidermal growth factor receptor,EGFR）及下游通路的激活［3-4］。Klann等［3］用SARS-CoV-2感染人结直肠腺癌细胞（Caco-2），并对感染后细胞的磷酸化蛋白质组学结果进行分析。结果显示，病毒感染导致生长因子受体相关信号通路激活，其中包括EGFR。Xu等［4］用人活检标本中的细支气管和肺泡组织进行下呼吸道上皮细胞培养，建立二维肺器官。随后用SARS-CoV-2感染此类器官模型，同样发现感染后的肺组织中存在EGFR mRNA和蛋白水平的上调。

众所周知，EGFR介导的信号转导与肿瘤细胞的生长、增殖、分化、凋亡、转移等过程密切相关。近年来，已开发出多种表皮生长因子受体抑制剂（epidermal growth factor receptor inhibitors,EGFRIs）并广泛应用于抗肿瘤治疗［5］。然而，最近的一系列研究证实EGFR同时参与包括SARS-CoV-2在内的多种病毒感染，并在病毒入侵［6-10］、宿主免疫应答的调节［4,11-15］等方面发挥着重要作用，且与肺纤维化的发生、发展密切相关［15-16］。因此，EGFR或可作为抗病毒治疗的新靶点。本文主要就EGFR参与病毒感染的具体机制进行介绍，并对EGFRIs治疗COVID-19的作用原理及效果进行详细阐述，以期为COVID-19等病毒性疾病的防治提供新思路。

一、COVID-19的病毒学、临床特点及药物治疗现状

COVID-19是由SARS-CoV-2感染引起的一种急性呼吸道传染病，传染性强，病死率高。SARS-CoV-2是冠状病毒科，β冠状病毒属的成员之一。冠状病毒近年来多次在人群中暴发流行，继2003年出现的严重急性呼吸综合征冠状病毒（severe acute respiratory syndrome coronavirus,SARS-CoV）和2012年发现的中东呼吸综合征冠状病毒（Middle East respiratory syndrome coronavirus,MERS-CoV）后，SARS-CoV-2是第三种明确能够引起严重人类疾病的冠状病毒［1,17］。冠状病毒是有包膜的RNA病毒，其基因组为非分节段的单股正链RNA，约27～32 kb，由6～14个开放阅读框（open reading frame,ORF）组成，编码非结构蛋白（non-structural proteins,NSP）、结构蛋白以及特异性辅助蛋白［17-18］。

COVID-19潜伏期多为3～7 d，疾病严重程度异质性较大。《新型冠状病毒感染诊疗方案（试行第十版）》［19］将COVID-19患者分为4种类型，即轻型、中型、重型和危重型。COVID-19患者主要表现为发热、干咳与乏力；部分患者可以鼻塞、流涕、咽痛、嗅觉味觉减退或丧失、结膜炎、肌痛和腹泻等为主要表现［20］。重症患者多在发病1周后出现呼吸困难和（或）低氧血症，甚至可迅速进展为ARDS、脓毒症休克及多器官功能衰竭等［21］。多数患者预后良好，少数患者病情危重，主要见于老年人、慢性病患者、晚期妊娠和围产期女性、肥胖人群。

目前，COVID-19的药物治疗选择主要包括抗病毒药物、单克隆抗体和免疫调节剂［22］。抗病毒药物可通过抑制SARS-CoV-2与宿主细胞膜表面受体结合，进而阻断病毒和细胞膜的融合或内吞作用；或通过抑制病毒复制，降低病毒载量而起效［23］。单克隆抗体的主要靶点为SARS-CoV-2表面刺突蛋白的不同位点，可阻断刺突蛋白与受体的结合［24］。重症COVID-19患者可出现全身炎症反应，导致肺损伤和多系统器官功能障碍，因此，免疫调节类药物能够通过预防炎症反应的发生或减轻炎症反应程度而发挥治疗作用［25］。然而，目前我国COVID-19诊疗方案推荐使用的药物仅包括Paxlovid、阿兹夫定、莫诺拉韦、安巴韦单抗/罗米司韦单抗、糖皮质激素以及IL-6抑制剂［19］，提示COVID-19的药物治疗手段仍然有限。因此，目前仍需继续发掘新型治疗靶点，开发高效安全的抗病毒药物。

二、EGFR的结构特征及功能概述

EGFR是ErbB受体酪氨酸激酶家族成员之一［26］，广泛分布于各类上皮细胞的细胞膜，其相对分子质量约为170 000，由胞外配体结合结构域、疏水性跨膜结构域和一个具有酪氨酸激酶活性的胞内结构域组成［27］。目前已知的EGFR配体共7种［28］，包括表皮生长因子、转化生长因子α（transforming growth factor alpha，TGF-α）、双调蛋白、表观调节素、肝素结合的表皮生长因子(heparin binding epidermal growth factor，HB-EGF)、上皮有丝分裂原和β细胞素。以上EGFR配体均以跨膜前体蛋白形式存在，在损伤或其他信号事件发生时被细胞表面蛋白酶切割，随后作为成熟蛋白释放到细胞外环境中，结合EGFR胞外结构域。EGFR与配体结合后，可与其他EGFR分子结合形成同源二聚体，或与ErbB家族成员结合形成异源二聚体，导致胞内酪氨酸激酶磷酸化，从而激活下游各种信号通路，包括MAPK、PI3K/AKT和JAK-STAT等，最终调控细胞的增殖、分化、迁移等过程［29］。

EGFR的过度表达或自我活化可见于许多实体肿瘤，主要包括肺癌、乳腺癌以及胶质母细胞瘤等，是肿瘤发生的驱动力之一，主要调控肿瘤细胞的增殖、血管生成、肿瘤的侵袭与转移［30］。研究表明，抑制EGFR能够有效限制肿瘤生长。因此，EGFR是肿瘤治疗的重要靶点。近年来，已开发出多种EGFRIs，因其具有低毒、高选择性等优势，已广泛应用于非小细胞肺癌等肿瘤治疗。目前，EGFRIs可分为两类，即竞争性结合EGFR胞外配体结合结构域的单克隆抗体如西妥昔单抗、曲妥珠单抗，和酪氨酸激酶抑制剂如吉非替尼、厄洛替尼以及奥希替尼等［5］。

EGFR除了与肿瘤的发生、发展密切相关，在各种病毒性疾病中也同样扮演着重要角色。多种病毒感染后细胞EGFR表达水平上调，病毒能够利用EGFR相关信号通路入侵靶细胞［6-10］，顺利进入宿主增殖；同时能够通过EGFR调节宿主免疫应答［4,11-15］，引发炎症和免疫拮抗作用。此外，EGFR能够调节创伤愈合［31-32］和纤维化［33-34］，与多种器官的纤维化疾病相关［33-36］。目前，已有研究证实SARS-CoV［15］及SARS-CoV-2［16］感染后肺纤维化与EGFR介导的宿主对肺损伤的过度反应有关。综上所述，EGFR或许能够作为抗病毒治疗的有效靶点，为COVID-19等病毒性疾病的防治提供新方法。

三、病毒感染与EGFR相关信号通路

根据SARS-CoV-2的感染能够激活宿主细胞EGFR相关信号通路，及EGFR在病毒感染中的重要作用，有研究者探究了靶向EGFR对COVID-19的治疗效果［37-38］。奥希替尼是一种已被批准用于治疗非小细胞肺癌的第3代EGFRIs［39］。体外研究结果提示，奥希替尼具有抗SARS-CoV-2活性［37］，甚至能够减少60%由SARS-CoV-2感染非洲绿猴肾细胞（VeroE6）引起的细胞病变效应［38］。尽管奥希替尼的相关研究结果为EGFRIs治疗COVID-19提供了研究证据，然而目前其具体机制不明。在此对EGFR参与SARS-CoV-2等病毒感染的可能机制进行梳理，旨在为EGFRIs治疗COVID-19的作用机制及效果提供线索。

（一）病毒利用EGFR入侵宿主细胞

众所周知，EGFR在细胞的正常生命周期中能够内化入胞。内化的EGFR一部分被降解，另一部分被再次转运到细胞膜表面，维持EGFR的动态平衡。目前认为EGFR的内化主要通过网格蛋白介导的内吞途径完成，同时可能还存在小窝蛋白依赖型内吞和巨胞饮［40］。近期研究发现EGFR除可实现自身内化外，还能够协助多种病毒入侵宿主细胞［6-10］。

甲型流感病毒（influenza A virus,IAV）和呼吸道合胞病毒（respiratory syncytial virus,RSV）是两种常见的呼吸道病毒。与SARS-CoV-2类似，IAV和RSV均为有包膜的RNA病毒。研究证实，IAV［6］和RSV［7］在感染过程中能够利用EGFR入侵宿主细胞。IAV通过血凝素与宿主细胞表面的唾液酸结合，随后通过内吞作用入侵宿主细胞［41］。其中，病毒颗粒的内化需要复杂的信号转导。IAV与仅表达唾液酸的细胞结合后，并不足以诱导细胞信号的产生使病毒成功入侵宿主细胞。因此，早在2004年即有研究者提出有效的IAV入侵可能需要特定的其他受体参与［42］。随后，Eierhoff等［6］发现，IAV附着于细胞将导致脂筏聚集，同时诱导脂筏中的EGFR聚集且活化，从而触发EGFR与病毒一起内化，提示IAV的有效感染需要EGFR的存在。RSV的融合蛋白（fusion protein,F）在病毒入侵过程中发挥重要作用。研究发现，F蛋白介导RSV与细胞膜的融合，而EGFR是此过程中的一种重要辅助因子。在RSV的感染过程中，F蛋白能够直接与EGFR结合并使其发生磷酸化，介导RSV入侵靶细胞，促进感染。同时，F蛋白与EGFR的相互作用能够诱导气道上皮细胞表达黏蛋白，阻塞气道，加重病情［7］。

猪传染性胃肠炎病毒(transmissible gastroenteritis virus，TGEV)属于冠状病毒科，α冠状病毒属，能够感染肠道上皮细胞，导致仔猪发生高死亡率的严重腹泻［43］。氨肽酶N（aminopeptidase N，APN）是TGEV的已知受体，近期研究发现，EGFR能够与APN协同促进TGEV入侵宿主细胞。在感染早期，TGEV的刺突蛋白能够作为配体直接与EGFR结合导致其发生磷酸化，促进EGFR和APN的聚集。随后，APN和EGFR协同刺激PI3K/AKT及MEK/ERK1/2内吞信号通路活化，通过网格蛋白和小窝蛋白介导的内吞途径促进病毒进入宿主细胞［8］。一项体外实验证实，EGFR特异性抑制剂AG1478能够抑制TGEV入侵猪小肠上皮细胞（IPEC-J2）［44］。

在SARS-CoV-2的研究中，网络药理学分析表明PI3K/AKT信号通路与SARS-CoV-2高度相关；AKT抑制剂Capivasertib可以抑制SARS-CoV-2假病毒的入侵，说明PI3K/AKT通路可能在SARS-CoV-2入侵中发挥重要作用［45］。应用分子对接等生物信息学工具，发现EGFR可与S蛋白的受体结合域结合，其亲和力与受体结合域-hACE2复合物相当，说明EGFR可能作为SARS-CoV-2的另一结合分子，促进病毒入侵宿主细胞［9-10］。然而，一项基于过表达hACE2细胞系的假病毒感染实验结果显示，EGFRIs厄洛替尼在安全剂量下对SARS-CoV、MERS-CoV和SARS-CoV-2假病毒入侵并无显著作用［46］，说明EGFR参与SARS-CoV-2入侵的机制较为复杂，其是否能够在天然表达ACE2的细胞中起到促进病毒入侵的作用有待研究。综上，尽管EGFR及下游通路可能参与SARS-CoV-2等多种病毒的入侵，成为COVID-19的治疗新靶点，但其具体效果还有待通过体内外实验进一步评估。

（二）病毒通过EGFR调节宿主免疫应答

干扰素（interferon，IFN）是一类重要的细胞因子，分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型，直接参与抗病毒反应。IFN与受体结合后，激活相关激酶，通过JAK-STAT信号通路诱导干扰素刺激基因的转录激活，从而使机体快速建立针对病毒感染的天然免疫应答。其中，Ⅰ型IFN是先天性免疫的重要组成部分，主要通过激活STAT1启动干扰素刺激基因的转录［47］。多种呼吸道病毒的研究表明，病毒感染能够通过激活EGFR，抑制干扰素介导的宿主抗病毒免疫应答［11-12］。IAV和鼻病毒通过激活EGFR抑制干扰素调节因子1（interferon regulatory factor 1，IRF-1）诱导的IFN-λ产生并提高病毒滴度。同时，体内外实验均证实，EGFRIs吉非替尼和AG1478能够增加IRF1和IFN-λ的产生，增强抗病毒防御反应，从而导致病毒载量下降［11］。此外，IAV、RSV和鼻病毒均能通过激活EGFR抑制IRF-1依赖性CXCL10的产生，从而抑制免疫细胞的趋化［12,48］。

COVID-19研究表明，重症患者表现出Ⅰ型IFN反应下调［49］，这可能主要由于SARS-CoV-2基因产物NSP1和ORF6蛋白诱导STAT1功能障碍，随后STAT3代偿性过度激活，最终影响IFN信号通路，导致灾难性的级联反应［13］。STAT3过度激活的机制暂未完全明确，Matsuyama等［13］认为这可能主要由于COVID-19导致的急性肺损伤［14］和STAT1缺乏［15］。研究表明以上两种损伤均会导致EGFR上调且激活，随后二聚化的EGFR、EGFR激活的SRC激酶以及EGFR激活的JAK2能够激活STAT3，最终抑制IFN信号，导致重症COVID-19［14-15］。此外，SARS-CoV-2感染的肺类器官模型存在EGFR水平的上调，而经丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶1抑制剂NEC-1s处理后，EGFR表达减少，同时伴有病毒载量及促炎细胞因子水平降低［4］。由此可见，多种呼吸道病毒通过激活EGFR调节宿主免疫应答。因此，EGFR可能通过影响宿主免疫功能状态，成为治疗COVID-19等病毒性疾病的有效靶点。

（三）EGFR介导病毒感染后肺纤维化

肺纤维化是各种原因导致的以肺泡损伤、肺泡上皮过度修复、成纤维细胞增殖、细胞外基质大量沉积和肺组织结构破坏为特征的间质性肺改变。目前诱发纤维化的因素尚不清楚，但研究表明肺炎，特别是重症肺炎，是导致肺纤维化的常见原因［50］。IAV［51］、SARS-CoV［52］和MERS-CoV［53］感染均会导致肺纤维化，且有研究者证明EGFR相关信号通路在此过程中发挥重要作用。Venkataraman等［15］通过严重急性呼吸综合征小鼠模型对病毒感染后肺纤维化的分子机制进行探究，发现SARS-CoV感染的STAT1-/-小鼠会进展为严重的纤维化病变［54］，并证明此模型中创伤愈合和纤维化相关基因上调。EGFR是控制创伤愈合［31-32］和纤维化［33-34］的关键分子，因此研究者进一步探究并证实了感染后的STAT1-/-小鼠存在EGFR的过度激活，导致修复失调，最终造成严重的纤维化。研究者同时构建了EGFR基因突变的酪氨酸激酶结构性激活小鼠（DSK5小鼠），并进行SARS-CoV攻毒，以探究EGFR过度激活的影响。尽管DSK5小鼠与野生型小鼠的质量变化、生存情况以及肺部病毒滴度并无明显差异，但DSK5小鼠肺部病理损伤更重，且肺组织转录组学分析结果提示DSK5小鼠肺部纤维化基因表达上调［15］。

同样，目前多项研究证实COVID-19患者也会出现肺纤维化。COVID-19患者肺部感染早期多表现为单发或多发磨玻璃影，小叶间隔增厚；进展期患者病灶融合扩大，累及多个肺叶，可表现为双肺弥漫的磨玻璃影；恢复期患者CT影像可见网格影和牵拉性支气管扩张；尸体肺病理大多提示弥漫性肺泡损伤伴不同程度纤维化［55-56］。Vagapova等［16］为探究COVID-19患者发生肺纤维化的分子机制，结合SARS-CoV-2感染细胞和特发性肺间质纤维化患者的转录组数据，进行数据挖掘，发现了一组与COVID-19纤维化相关的基因，其中包括EGFR。综上所述，多项研究结果表明，EGFR是病毒感染后肺纤维化的关键调节因子，靶向EGFR或可预防SARS-CoV-2等呼吸道病毒感染引起的肺纤维化。然而，需要注意的是，使用EGFRIs可能引起偶发但较为严重的间质性肺疾病［57-58］，患者常表现为呼吸困难、发热、咳嗽，同时出现与COVID-19类似的磨玻璃改变［59］。目前EGFRIs致间质性肺疾病的发生机制尚不完全清楚，部分研究者认为这可能与机体的免疫功能有关［60］。

四、总结与展望

尽管目前已对COVID-19的临床特征和发病机制有了一定程度的了解，且在药物研发中取得了一些进展，但由于SARS-CoV-2的快速变异及较强的免疫逃逸能力，目前临床上仍然亟需有效抗病毒药物。因此，药物研发是当务之急，而药物的重新定位是最有希望迅速获得有效治疗药物的方法。

EGFRIs已广泛应用于抗肿瘤治疗，近期多项研究表明EGFR在病毒感染过程中也扮演着重要角色，提示EGFRIs或可同时用于治疗病毒感染性疾病。研究发现SARS-CoV-2感染后EGFR上调，同时多种呼吸道病毒均可利用EGFR相关信号通路入侵宿主细胞，并且能够通过激活EGFR抑制宿主免疫应答；另外，EGFR与感染后肺纤维化的发生、发展密切相关。基于以上研究证据，研究者推测EGFRIs能够治疗COVID-19，并已证实奥希替尼具有抗SARS-CoV-2活性。然而，厄洛替尼在假病毒入侵实验中并没有表现出良好效果，因此EGFR是否参与SARS-CoV-2入侵靶细胞还有待进一步确认。目前，两项评估EGFRIs艾维替尼马来酸盐治疗COVID-19有效性和安全性的Ⅱ期临床试验已完成，但研究结果暂未公布（NCT04528667、NCT04440007）。综上所述，EGFR或许能够作为抗病毒治疗的有效靶点，为COVID-19等病毒性疾病的防治提供新方法。因此，有必要进行进一步的体内外以及临床研究，验证EGFRIs对COVID-19以及其他病毒感染性疾病的疗效。

参考文献（略）

作者：何迪1 王在2 曹彬3

1首都医科大学中日友好临床医学院，北京 100029；2中日友好医院临床医学研究所，北京 100029；3中日友好医院呼吸中心中国医学科学院呼吸病学研究所国家呼吸医学中心，北京 100029

通信作者：曹彬，Email:[email protected]

引用本文：何迪,王在,曹彬.表皮生长因子受体抑制剂对新型冠状病毒感染的潜在治疗价值[J].国际呼吸杂志,2023,43(5):1-7.DOI:10.3760/cma.j.cn131368-20220911-00801.

基金项目：国家自然科学基金（82041011）；中国医学科学院医学与健康科技创新工程项目(2021-I2M-1-048)

本文转载自订阅号「国际呼吸杂志」（ID：guojihuxizazhi）

原链接戳：【述评】表皮生长因子受体抑制剂对新型冠状病毒感染的潜在治疗价值