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食管癌是常见的消化道系统的恶性肿瘤,在我国,90%以上的食管癌病例为食管鳞癌,每年新发病例和死亡病例占全球总数的一半。食管鳞癌是我国最常见、最严重的健康问题之一,亟需新药物的研发及治疗方法的建立。拉帕替尼是一种以表皮生长因子受体(EGFR)和人类表皮生长因子受体-2(HER-2)为靶点的双重酪氨酸激酶抑制剂,已成功用于治疗HER-2阳性的晚期或转移性乳腺癌。为了探讨拉帕替尼用于治疗食管鳞癌的可能性,我们首先使用组织芯片技术,考察了表皮生长因子受体家族成员EGFR及HER-2蛋白在94例中国食管鳞癌患者的癌组织及78例配对癌旁组织中的表达水平和分布情况,并研究了EGFR和HER-2蛋白表达与临床病理特征的相关性。其次,在18例中国食管鳞癌患者中通过直接测序的方法,检测了EGFR信号通路的EGFR、KRAS、NRAS、HRAS、BRAF、PIK3CA、PIK3R1以及PTEN基因中68个热点突变位点的基因突变频率。最后,在检测7例中国食管鳞癌患者EGFR信号通路关键基因热点突变的基础上,通过构建中国食管鳞癌患者来源的原代细胞及建立中国食管鳞癌患者来源的肿瘤移植模型,考察了原代细胞的EGFR与HER-2信号通路相关蛋白表达水平,并结合体外药敏实验和体内药效实验,探讨了拉帕替尼单药及与化疗药物奥沙利铂、5-FU联合用药治疗食管鳞癌的有效性和安全性。结果发现,EGFR和HER-2主要在细胞膜上表达,EGFR蛋白在食管鳞癌组织中表达阳性率为80.9%,HER-2蛋白表达阳性率为24.5%,EGFR与HER-2表达双阳性率为22.3%。而且,EGFR在癌组织中的表达显著高于癌旁正常食管组织(P<0.0001)。EGFR和HER-2均为阳性表达的样本在生存率上有高于均为阴性表达样本的趋势。对18例食管鳞癌样本进行筛查后,在同一名患者样本中检测到1例KRAS突变G13D和1例PIK3CA突变M1043I,突变发生率均为5.6%。七个食管鳞癌患者来源的原代细胞模型EGFR和HER-2信号通路处于活化状态,其中一例存在PIK3CA基因E545K突变。在体外药敏实验中,除一例对奥沙利铂单药耐药外,所有原代细胞对拉帕替尼单药及5-FU单药敏感,同时观察到拉帕替尼与5-FU联合用药产生协同作用的现象。在小鼠的体内药效实验中,使用第3代食管鳞癌患者来源的肿瘤移植模型,得到与体外药敏实验一致的结论且未发现严重的药物毒性。体外机制研究表明,对EGFR和HER-2磷酸化的阻断是拉帕替尼与5-FU具有协同抑瘤作用的主要原因。拉帕替尼和化疗药物联用的效果优于单药使用和药物对ERK及AKT磷酸化水平的抑制有关。我们的研究提示了EGFR和HER-2信号通路在食管鳞癌中处于激活状态,以EGFR和HER-2为靶点的治疗具有潜力。KRAS和PIK3CA基因突变可能是食管鳞癌发生发展的原因之一。拉帕替尼与5-FU联用显著抑制肿瘤生长并具有协同抑瘤作用,在治疗中国食管鳞癌方面前景广阔。