摘要专业翻译
SHP2是一种酪氨酸磷酸酶，其通过一对Src同源2（SH2）结构域介导跨膜受体下游的细胞内信号转导。SHP2的过表达及突变通过影响癌症的多种基本特征（如转移、DNA修复、血管生成、免疫抑制和端粒延长）在驱动肿瘤进展中发挥关键作用。SHP2作为致癌信号通路（包括MAPK、PI3K-AKT、VEGF、JAK-STAT）的汇聚节点，使其成为癌症治疗中极具吸引力的靶点。临床前研究表明，SHP2变构抑制剂与EGFR、PD-1、KRAS或MEK抑制剂联用时，显示出强效的抗肿瘤活性，并能有效克服传统疗法之外的适应性耐药。目前，多种SHP2变构抑制剂正处于临床试验阶段，以评估其在治疗各类恶性肿瘤中的有效性、安全性和耐受性。尽管取得了这些进展，SHP2的复杂作用仍对SHP2单药治疗的疗效以及SHP2突变体（mutants）的治疗带来了挑战。现有的变构抑制剂缺乏明确的机制（mode of action）来选择性靶向恶性肿瘤中过度活跃的SHP2。此外，为了优化SHP2靶向疗法，需要更深入地理解SHP2的调控机制及其在肿瘤微环境中的相互作用。本综述重点阐述了这些挑战，聚焦于SHP2的调控、疾病相关突变体（mutants）、其在癌细胞和肿瘤微环境中的作用，以及当前和未来的治疗前景。
论文主体内容专业总结
1 引言
SHP2是一个由593个氨基酸残基组成的多结构域蛋白，包含N端SH2结构域（N-SH2）、C端SH2结构域（C-SH2）、蛋白酪氨酸磷酸酶（PTP）催化结构域和富含脯氨酸的C端尾部。SHP2的结构具有动态性，其构象直接影响其活性。当N-SH2结构域与PTP结构域结合时，SHP2呈现自抑制构象。SHP2是RAS、PI3K和JAK-STAT等多条信号通路的关键分子，其过度激活会导致不受控制的增殖、转移、免疫抑制、凋亡逃逸、血管生成和端粒永生。此外，SHP2通过与自然杀伤细胞上的抑制性受体KIR3DL1直接相互作用，抑制NK细胞活性，从而在肿瘤免疫抑制中发挥关键作用。SHP2还通过驱动液-液相分离（LLPS）促进肿瘤进展。疾病相关的SHP2突变体（如A72V、E76K和G503A）会破坏自抑制状态，导致组成性磷酸酶活性。这些功能获得性（GOF）突变常见于幼年型粒单核细胞白血病（JMML）和其他类型的白血病中。临床前研究表明，SHP2抑制剂单用或与EGFR、PD-1、KRAS或MEK抑制剂联用，具有强大的抗肿瘤活性。目前，SHP2变构抑制剂因其选择性和效力，在靶向SHP2方面已被证明比共价和正构抑制剂更有效。变构抑制剂通过稳定SHP2的闭合非活性构象发挥作用，但面临单药疗效和针对特定突变体（如E76K和D61G）无效等挑战。新兴的SHP2治疗策略，如PROTACs或双位点（bitopic）抑制剂，正逐渐聚焦于抑制SHP2的开放活性状态或阻止其向活性状态的构象转换。根据SHP2的主要功能状态，有三种靶向策略：针对闭合和半开放状态的变构抑制剂；针对完全开放构象的SH2结构域蛋白-蛋白相互作用（PPI）抑制剂和降解剂；以及在SHP2起肿瘤抑制作用的恶性肿瘤中使用的SHP2激活剂。
1.1 SHP2结构与调控
SHP2具有多种与其活性水平相关的构象状态。完全开放构象与最大活性水平相关，并与双磷酸化酪氨酸的结合偶联。单磷酸化肽的结合使蛋白质转变为半开放构象，导致催化活性降低。N-SH2结构域介导的变构调控对SHP2激活至关重要。研究表明，Y62是RTK驱动的癌症中SHP2活性的热点，其磷酸化可稳定SHP2的活性状态，驱动SHP2抑制剂耐药。催化PTP结构域由WPD-loop、P-loop、EF loop、BG loop和pY loop组成。在闭合状态下，N-SH2结构域阻断PTP结构域，其DE loop深入催化口袋形成稳定相互作用。当SHP2转变为开放构象时，DE loop失去与PTP结构域的互补性，将其释放。WPD loop在“内”和“外”构象之间切换，对催化至关重要，而pY loop直接介导底物识别。这些环的定位对于控制SHP2动力学至关重要。
1.2 SHP2的细胞激活
SHP2在几乎所有组织中均有表达，是受体酪氨酸激酶通路的关键效应分子。其激活由多种支架蛋白促进，包括GRB2相关结合蛋白1（GAB1）和GAB2、IRS以及成纤维细胞生长因子受体底物（FRS）。这些蛋白作为对接位点，激活SHP2下游的多条致癌通路，包括Ras–Raf–MEK–ERK、PI3K-AKT和JAK–STAT，以及参与免疫检查点调控（CTLA-4和PD-1/PD-L1）、自噬和NF-κB信号传导的通路。SHP2的激活受多种机制调控，包括SUMO化修饰，以及负调控机制如蛋白激酶A（PKA）对Thr73和Ser189的磷酸化、FBXW7 E3泛素连接酶介导的Lys91泛素化降解，以及多种microRNA（miRs）对其表达的抑制。
1.3 人类疾病中的SHP2突变体
1.3.1 Noonan综合征（NS）、LEOPARD综合征和恶性肿瘤中的SHP2突变
SHP2突变见于发育障碍如Noonan综合征（NS）、多发性雀斑样痣Noonan综合征（NS-ML，又称LEOPARD）和混合性软骨瘤病（MC）中，这些疾病被归类为RASopathies。SHP2突变也驱动JMML。功能获得性（GOF）SHP2突变存在于50%的NS患者、90%的NS-ML患者和35%的JMML患者中。这些致病性突变发生在N-SH2和PTP结构域界面。SHP2突变通过两种方式增强磷酸酶活性：一是将SHP2平衡转向其活性构象状态，二是增强SHP2与结合伴侣（如GAB1）的亲和力。NDD相关的SHP2胚系突变是弱激活的，而体细胞SHP2激活突变是强激活的，导致SHP2完全开放构象，驱动其过度活跃。相反，NS-ML中发现的失活性SHP2突变（如Y279C、T469M和C459S）发生在PTP结构域。尽管NS和NS-ML SHP2突变对SHP2催化活性的影响相反，但两者都通过不同机制增强下游信号传导，并具有相似的表型结果。SHP2突变体的开放构象与LLPS液滴形成相关，而SHP099可以剂量依赖性地减弱这种形成。针对SHP2驱动的RASopathies的治疗目前主要是对症治疗。根据突变体的功能状态，SHP2变构抑制剂适用于弱激活突变体（如S502P），而PROTAC降解剂和蛋白-蛋白抑制剂则适用于高活性突变体（如D61Y和E76K）。
2 SHP2在肿瘤细胞内在作用
2.1 SHP2通过JAK-STAT通路发挥双重作用
SHP2以背景依赖的方式调节JAK-STAT信号传导，根据STAT蛋白的不同，既可以激活也可以抑制该通路。SHP2降低STAT1磷酸化，降低MHC II表达，并导致CD4+ T细胞中p-STAT1水平降低，损害抗原识别，促成免疫抑制性肿瘤微环境。SHP2通过调节JAK2的Tyr570磷酸化来激活STAT5，促进白血病中免疫细胞增殖和肿瘤相关基因表达。相反，SHP2通过JAK-STAT3通路发挥肿瘤抑制作用，减少炎症和细胞增殖。研究表明，SHP2缺失可促进肝癌进展，而这一效应可通过在HCC细胞系中去除STAT3来逆转。SHP2在胶质瘤、食管癌和结直肠癌中也显示出肿瘤抑制作用。此外，SHP2在肿瘤微环境（TME）的非肿瘤细胞中调节STAT3-PI3K通路，例如在癌症相关成纤维细胞（CAFs）中诱导促纤维化反应，而在肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）中负调控STAT3–STAT6通路。SHP2在癌细胞中通过JAK2–STAT3信号通路可作为肿瘤抑制因子，而在CAFs和TAMs中则通过STAT3信号促进肿瘤进展。
3 SHP2在肿瘤休眠与治疗抵抗中的作用
SHP2通过去磷酸化YAP1的Tyr357促进其核转位，驱动与侵袭和转移相关的基因表达。核内SHP2去磷酸化Hippo通路中的parafibromin，激活TCF/LEF和TEAD驱动的基因表达，促进癌症干性和上皮间质转化。SHP2驱动癌细胞休眠和衰老，促进化疗或放疗抵抗。SHP2通过稳定BCL2样1蛋白，增加BCL-XL水平来促进衰老。此外，SHP2去磷酸化DNA修复蛋白，如检查点激酶1和P53，促进DNA修复。SHP2通过激活端粒酶逆转录酶（TERT）来稳定DNA，减少染色体不稳定和凋亡。这些发现表明，SHP2抑制与常规疗法相结合是克服侵袭性肿瘤抵抗和休眠的有前景的策略。
4 SHP2在肿瘤微环境中的作用
4.1 SHP2在免疫细胞中的作用
SHP2调节T淋巴细胞、巨噬细胞和自然杀伤细胞的功能。SHP2通过去磷酸化TCR和共刺激受体CD28和CD226的胞质结构域来抑制免疫细胞活性。SHP2还去磷酸化TCR下游的关键效应蛋白，如ZAP70、PKCθ和PI3K底物，破坏下游信号通路。SHP2通过结合磷酸化的ITIM和ITSM基序（如PD-1）来调节免疫检查点受体信号。SHP2还调节抑制性杀伤细胞免疫球蛋白样受体（KIR），抑制NK细胞细胞毒性。在TAMs中，SHP2与CSF受体结合，形成CSF1R/GRB2/GAB2复合物，激活RAS-ERK通路，使巨噬细胞极化为免疫抑制表型（M2）。SHP2活性通过去磷酸化SIRP的底物来调节巨噬细胞的免疫抑制活性，SIRP与肿瘤细胞上的CD47和CD24受体形成复合物，产生“不要吃我”信号，抑制吞噬作用。髓系特异性抑制SHP2可减少肿瘤生长和免疫抑制。SHP2还通过PD-1–SHP2复合物调节TME中的免疫刺激细胞因子分泌。
4.2 SHP2在肿瘤血管生成和外泌体中的作用
研究表明，抑制SHP2可减少内皮细胞增殖、迁移、管形成和整体肿瘤血管生成。SHP2去磷酸化VE-钙黏蛋白，激活下游VEGF受体信号，驱动血管生成。此外，SHP2稳定内皮细胞中TERT的核表达和活性，导致高细胞增殖率和减少凋亡。SHP2还通过激活促血管生成转录因子SOX7，导致病理性血管生成。外泌体通过释放非编码RNA、DNA和肽类促进转移、血管生成和药物抵抗。SHP2通过多种机制调节外泌体介导的信号传导，如增强miR-138-5p外泌体分泌，驱动M2巨噬细胞极化；通过去磷酸化支架蛋白syntenin上的酪氨酸46来减少小细胞外囊泡（sEVs）的产生；以及与磷酸化的PDGFRα相互作用促进细胞外囊泡释放。
5 SHP2治疗学
5.1 SHP2变构抑制剂的结构-活性关系
SHP099结构的鉴定指导了后续变构SHP2抑制剂的合理设计。大多数进入临床试验的SHP2抑制剂共享一个保守的药效团，包括中心杂芳族骨架、左侧的碱性部分和右侧的芳香族基团（RHS）。RHS经过优化以加强与SHP2关键残基（GLU110、PHE113和THR108）的相互作用。下一代SHP2抑制剂（如SHP389、IACS-13909和RLY-1971）主要具有双环核心。RLY-1971具有连接四氢喹啉的双环核心，并移除了RHS中传统的硫醚连接体。其他抑制剂如TN0155、RMC-4550和BBP-398引入了咪唑并吡嗪核心，允许与GLU249形成氢键。Novartis在TN0155中用构象刚性的螺环胺部分取代了氨基哌啶酮部分。
打赏
