肝细胞癌（hepatocellular carcinoma，HCC）占原发性肝癌的70%-90%，是恶性程度最高的癌种之一。我国是肝癌大国，而索拉菲尼是目前上市的唯一治疗肝癌晚期的靶向药物，因而研究与开发肝癌特异性靶点药物具有在我国具有重要的意义。磷脂酰肌醇蛋白聚糖３（Glypican-3，GPC3）是近年发现的HCC细胞表面特异性膜蛋白，是HCC靶向治疗的良好靶点，本文对GPC3的生物学功能和靶向药研发进展进行了回顾和总结。
01 GPC3的结构和功能
GPC3是一种结合在细胞膜表面的蛋白聚糖，其基本结构由核心蛋白、硫酸乙酰肝素链和糖基化磷脂酰肌醇3部分组成，大小约66kD。GPC3的羧基末端与糖基化磷脂酰肌醇（GPI）共价结合连接在细胞膜上，氨基末端则游离在细胞外，其内部有多个二硫键连接，使其具有球形立体结构。Furin蛋白酶可水解GPC3，形成1个30kD的C端亚单位和1个40kD的游离N端亚单位，其中C端亚单位可与2条硫酸乙酰肝素链（HS链）结合，N端亚单位进入循环系统后成为可溶性GPC3分子分泌入血。
人GPC3主要在胚胎期表达，在组织器官的形成和发育阶段起到负调控作用，如防止组织器官生长过大。由于大多数成人组织中GPC3的启动子DNA甲基化，因此GPC3只在成人的肺、间皮、卵巢、乳腺上皮、子宫内膜等组织中有微量表达。GPC3突变氨基酸会导致胎儿过度生长综合症（Simpson Golabi Behmel syndrome，SGBS），这一现象可能与GPC3-FGFR2之间的相互作用有关。
GPC3可通过影响Wnt、Hh和FGF等通路调控细胞生长和凋亡。有研究显示，GPC3的HS链可与FGF2、HGF发生相互作用来激活FGFR下游信号通路；在Hh信号通路中，GPC3可与Hedgehog蛋白结合并导致Hedgehog失去与其受体Ptc的结合能力。此外，也有研究报道GPC3过表达可以上调原癌基因c-Myc的表达。
02 GPC3在肝癌中高表达
GPC3在正常的人体组织中表达量很低或不表达，但在某些肿瘤中表达量却异常升高，其中在肝细胞癌HCC中的表达上调最为引人瞩目。1997年，科学家首次发现40%~53%的HCC患者血清中GPC3表达上调，血清GPC3诊断HCC的敏感度和特异性分别为55.2%和84.2%，因此GPC3是一个较好的早期肝癌诊断的血清标志物。相比正常成人组织，HCC中的GPC3的表达上升了数十倍，如下图所示，因此GPC3蛋白不仅是HCC的特异性标志物，也是HCC靶向治疗的良好靶点。
除了HCC，GPC3在多种不同的肿瘤中也会发生上调，但在HCC中GPC3的上调最为显著。如下图所示，有研究统计了包括乳腺癌、胶质瘤、胃癌等癌种在内的实体瘤中，HCC中GPC3的mRNA和蛋白含量都要数倍于其它癌种：
GPC3是良好的HCC预后指标。有研究表明，GPC3的表达水平随着HCC恶性程度的增加而升高。有研究对HCC中GPC3蛋白表达的不同进行分型，可以看到，GPC3阳性的HCC预后要远低于GPC3阴性的HCC。
03 GPC3靶向药物的研发进展
自从1988年GPC3的研究论文首次发表以来，GPC3的研究热度每年递增，但与其它肿瘤领域热门靶点相比，GPC3的研究热度仍然偏低。Pubmed数据显示，最近几年GPC3相关的论文数目每年仅100余篇。
目前全球范围内尚无GPC3的靶向药物上市。在研的GPC3靶向药物主要有三种类型：抗体（包括双特异性抗体）、抗体偶联药物（ADC）以及CAR-T疗法。
抗体药物
目前已经有5个GPC3抗体被报道，但多数仅为临床前研究，进入临床阶段的仅有GC33（单抗）和ERY974（GPC3&CD3双抗）：
GC33是首个靶向GPC3的抗体，也是目前注册临床试验最多的GPC3抗体，它靶向GPC3的C-端524~563位的氨基酸之间的肽段。2012年，哈佛大学开展一项GC33抗体治疗HCC的一期临床研究，入组20例巴塞罗那分期C期肝癌患者。结果显示，GPC3高表达组中位肿瘤进展时间为26周，而GPC3低表达或者无表达组的中位肿瘤进展时间仅为7.1周，这个结果说明GC33在GPC3高表达的HCC患者中可能起到很好的疗效。但GC33的二期临床（NCT01507168）结果显示，GC33治疗并未明显提高患者无进展生存期（PFS）和总生存期（OS）。
ERY974于2017年由Ishiguro T等人在Science translational medicine杂志上首次报道，是一个靶向CD3和GPC3的双特异性抗体，其结构如下图所示。临床前数据显示ERY974对PDX模型的抑制效果良好。该药物于2016年4月注册了一期临床试验NCT02748837，Sponsor为Chugai Pharmaceutical（日本中外制药株式会社），ClinicalTrials.gov网站显示该临床试验已经结束，但目前无法查到临床试验结果，或许在不久以后该临床试验结果就会发表。
抗体偶联药物（ADC）
目前已经有一些论文对靶向GPC3的抗体偶联药物进行了报道，但这些研究均为临床前研究。如Fu Y等人基于YP7抗体设计而成的ADC药物hYP7-PC、Gao W等人基于YP7和HN3设计而成的YP7-PE38与HN3-PE38等药物。由于上述ADC药物尚未有一款进入临床实验阶段，在此不再讨论。
CAR-T疗法
中国的医院和药企显然已经走在了GPC3 CAR-T疗法研发的前列。在ClinicalTrials.gov、药智网上分别对注册在国内（CTR开头）和国外（NCT开头）的GPC3 CAR-T临床实验进行搜索并整理，信息如下表所示。
从上表中可以看出，吉凯基因和科济生物为目前GPC3 CAR-T治疗进展最快的两家公司，其中吉凯基因的CAR-T已经做到了临床II期。目前无法查询到上述临床试验的结果，因此上述CAR-T药物的安全性和疗效如何还有待观察。
除了科济生物与吉凯基因，上海原能细胞医学有限公司（原能医学）也有一项探索性研究正在进行。原能医学由原能细胞科技集团孵化，并在2019年底完成首轮投资。靶向GPC3的G3-CAR-Ori2是原能医学进展最快的研发管线，预计于2020年第三季度申报IND。下图是原能医学的研发管线：
------------- 总结 -------------
中国是肝癌大国，但肝癌预后差、缺少有效药物，发现肝癌时往往又已经到了晚期，这些因素导致了我国肝癌病人的生存期极短。GPC3在肝癌中表达量明显上调，且已经有探索性的实验证明了该靶点的成药性，因而GPC3成为了目前肝癌治疗上最有前景的靶点之一。希望能够在不远的将来看到中国药企在GPC3的靶向治疗，尤其是CAR-T药物方面率先取得突破，为广大肝癌患者带来希望。