徐樂樂,彭浩
(1.昆明理工大學醫(yī)學院,昆明 650000; 2.云南省第一人民醫(yī)院胸外科,昆明 650000)
肺癌是當今世界最為頻發(fā)的惡性腫瘤之一,僅次于乳腺癌和前列腺癌,且是癌癥致死的首要原因,男性發(fā)病率(13%)普遍高于女性(12%)[1]。我國男性腫瘤患者中,肺癌的發(fā)病率高居首位;在女性腫瘤患者中肺癌的占比居第二位,且呈逐年上升趨勢,而其病死率無論男女皆為最高[2]。非小細胞肺癌(non-small cell lung carcinoma,NSCLC)在所有肺癌患者中約占85%,其中腺癌和鱗癌是主要的病理類型,近年肺腺癌的發(fā)病率迅速上升,目前已超過鱗癌,成為NSCLC中最常見的病理學類型[3]。多年來,對于晚期NSCLC的治療仍是以化療為主的細胞毒性治療,其對患者預后的改善較為局限,且5年生存率不足16%[1]。隨著分子診斷技術的發(fā)展,針對肺癌,尤其是肺腺癌相關靶向基因改變的研究越來越深入,靶向治療臨床應用也越來越成熟,這使得NSCLC的治療發(fā)生了根本轉變,同時為實現NSCLC精準治療提供了現實條件?,F對NSCLC中常見的九類驅動基因及其靶向治療的研究進行綜述。
表皮生長因子受體(epidermal growth factor receptor,EGFR)是一種多結構域糖蛋白,屬于ErbB受體酪氨酸激酶家族成員之一。EGFR通過介導信號通路的激活調節(jié)細胞周期,致使細胞發(fā)生增殖或凋亡,從而導致腫瘤的發(fā)生。NSCLC中EGFR突變位點很多,其中最重要、最廣泛的突變包括:外顯子19缺失以及外顯子21-L858R特異點突變,其突變率占所有EGFR突變的80%~90%。其他較為罕見的EGFR突變主要包括:位于18外顯子G719A/C/S和S720F突變,位于21外顯子的L861Q/R突變,以及外顯子20中的V765A、T783A和S768I突變[4]。
一項關于NSCLCL患者EGFR突變率的Meta分析顯示,中國NSCLC患者中EGFR突變率約為38.4%(95%CI35.7%~41.1%),其中女性、不吸煙、腺癌患者更易攜帶EGFR的突變[5]。這與多數研究的結果一致,表明對于我國NSCLC患者選擇靶向藥物治療極具優(yōu)勢。對于晚期肺腺癌患者,EGFR酪氨酸激酶抑制劑(EGFR tyrosine kinase inhibitors,EGFR-TKIs)是目前臨床針對EGFR特異突變應用最為普遍的靶向治療藥物。目前,針對臨床上敏感型EGFR突變陽性NSCLC患者應用的EGFR-TKIs類藥物主要有三代,其中以吉非替尼、厄洛替尼等為主的第一代藥物,首要用于治療局部確診為晚期或存在轉移的NSCLC患者;第二代EGFR-TKIs(阿法蒂尼、達可米尼)的使用標準同第一代,用于既往未接受過靶向治療的患者;第三代具有中樞神經系統(tǒng)活性的奧希替尼(一種EGFR-TKIs)能夠選擇性抑制EGFR-TKIs致敏突變和EGFR-T790M突變所致的耐藥性進展,與前兩代EGFR-TKIs相比,顯示出更高的無進展生存時間(progression-free survival,PFS)。對于EGFR突變陽性晚期NSCLC患者、第一代或第二代EGFR-TKIs用藥后疾病進展的患者,特別是發(fā)生EGFR-T790M耐藥性突變的NSCLC患者,推薦奧希替尼為首選用藥[6]。
Kirsten大鼠肉瘤病毒癌基因同源物(Kirsten rat sarcoma viral oncogene homolog,KRAS)是人類Ras基因家族的一員,它編碼一種小的鳥苷三磷酸酶結合蛋白Ras蛋白。Ras蛋白以兩種不同的狀態(tài)存在:鳥苷二磷酸結合型(非活性形式)和鳥苷三磷酸結合型(活性形式),其可以影響鳥苷三磷酸酶活性,并通過與下游效應器相互作用來傳遞信號。Ras蛋白在轉導有絲分裂信號中起核心作用,因此它的主要下游效應物參與有絲分裂途徑的激活,這與腫瘤發(fā)生有關。NSCLC中KRAS突變常見于密碼子12、密碼子13以及密碼子61[7]。其中最普遍的是密碼子KRAS-G12C的突變,大約占KRAS突變型NSCLC的39%,其他突變包括KRAS-G12V(18%~21%)和KRAS-G12D(17%~18%)變異[8]。
在中國NSCLC癌患者中,KRAS突變是繼EGFR之后第二常見的遺傳變異,其在NSCLC突變率中約占10%,常見于男性吸煙、腺癌患者[9]。KRAS突變是NSCLC患者預后不良的生物標志物,以往的臨床研究試圖用EGFR-TKIs靶向藥物和促分裂原活化的蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)激酶抑制劑治療KRAS突變患者[10],但均未取得顯效的成果。對于KRAS突變患者,目前尚無針對性的靶向藥物,化療仍是標準治療方案。
間變性淋巴瘤激酶(anaplastic lymphoma kinase,ALK)是一種編碼ALK蛋白的癌基因,屬于胰島素受體超家族,位于2p23。ALK蛋白是一種跨膜酪氨酸激酶受體,由胞外結構域、跨膜片段和胞質受體激酶片段三部分組成。ALK基因的突變形式主要包括重排、擴增和點突變,其中多數突變形式是與另一個配對基因易位,導致融合癌基因。其中ALK基因重排是最主要的突變類型,在NSCLC患者中約占6%[11]。Soda等[12]首次在NSCLC患者中發(fā)現并描述了棘皮動物微管相關蛋白樣4(echinoderm microtubule-associated protein-like 4,EML4)-ALK融合癌基因,其是繼EGFR突變、KRAS突變之后,與NSCLC相關的又一重要驅動基因。由于EML4上斷裂位點的不同,其與ALK基因形成不同的融合形式,其中常見的EML4-ALK突變體有V1(54.5%)、V2(10%)、V3a/V3b(34%)和V5a(1.5%)[13]。據報道,在NSCLC中,除與EML4形成融合基因外,ALK還可與其他相關基因(如KIF5B、KLC1、HIP1、BCL11A和BIRC6)融合成為致癌驅動因素[14]。
Takahashi等[15]研究顯示,EML4-ALK融合突變在腺癌、年輕女性或非吸煙人群中最為常見。此外,研究也報道了存在EML4-ALK融合突變的NSCLC常不合并EGFR、ERBB2、KRAS等驅動基因改變。這可能是ALK陽性NSCLC患者對EGFR-TKIs靶向治療不敏感的原因之一。目前,國內外已有研究證明ALK抑制劑對ALK陽性的NSCLC患者具有顯著的臨床效果,克唑替尼是治療含有ALK融合突變的晚期NSCLC患者的標準一線靶向藥物。克唑替尼的療效顯著優(yōu)于細胞毒性化療,其PFS為10.9個月,客觀緩解率為74%,并且肺癌的相關癥狀以及患者的生命質量均得到一定程度的改善[16]。繼ALK抑制劑克唑替尼之后,第二代(色瑞替尼、阿來替尼)以及第三代(勞拉替尼等)ALK抑制劑靶向藥物已經開始臨床應用,其他藥物(如恩沙替尼)正在研發(fā)[17],但其有效性和安全性還有待進一步研究證實,對ALK相關新的靶向抑制劑的研發(fā)和應用將優(yōu)化臨床對于ALK陽性NSCLC患者靶向治療選擇,以期達到更好的治療效果。
c-ros肉瘤致癌基因1(c-ros oncogene 1,ROS1)最初被檢測為鳥肉瘤病毒UR2(一種曼徹斯特大學腫瘤病毒2)轉化序列的細胞同系物,位于人類第6號染色體上。ROS1是胰島素受體家族的一種跨膜酪氨酸激酶,是具有酪氨酸激酶活性的Ⅰ型整合膜蛋白,可刺激涉及細胞生長、增殖和成活的信號通路[18]。目前,尚未鑒定出配體,且ROS1的正常功能仍未完全了解。以往研究顯示,ROS1融合基因是NSCLC的潛在驅動因子,與ROS1相關的融合基因伴侶主要包括SLC34A2、CD74、TPM3、SDC4、EZR、LRIG3,其主要重排位點位于第32~36外顯子[19]。所有這些融合基因的編碼產物皆具有致癌活性以及對TKIs敏感的激酶結構域。一項針對發(fā)生ROS1融合突變患者發(fā)病率和臨床特征的調查研究表明,NSCLC患者中ROS1突變率約占1%,主要發(fā)生在年輕、女性、不吸煙或輕度吸煙的人群中,并在腺癌組織中較常見,該突變與已知的促進肺癌發(fā)生的其他驅動基因突變之間存在互斥性[20]。
由于ROS1和ALK具有相似的同源性,在ROS1易位的NSCLC患者中克唑替尼也顯示出一定的療效。一項Ⅰ期臨床試驗表明,對于臨床確診為晚期ROS1重排NSCLC患者,克唑替尼在其治療中顯示出顯著的抗腫瘤活性,患者的總生存期有所改善,其緩解率高達72%,其中6%的患者完全緩解,中位PFS為19.2個月,并且無不良反應,所有ROS1融合均顯示獲益[21]。
勞拉替尼是第三代有效的腦滲透性酪氨酸激酶抑制劑,當克唑替尼或色瑞替尼出現耐藥時,其作為推薦藥物使用,盡管研究顯示在ALK和ROS1中均存在勞拉替尼的耐藥性突變,但其仍具有活性[22]。一項關于ALKA-372-001的臨床試驗表明,ROS1抑制劑恩曲替尼可作為局部晚期或轉移性ROS1陽性NSCLC患者的預防和(或)治療性用藥,其能有效控制疾病的進展,具有良好的安全性,并且不良反應較小[23]。另外,許多其他藥物的研究也已顯示出針對ROS1的活性,包括布列加替尼、卡博替尼、塞立替尼、瑞波替尼和他雷替尼[24]。盡管這樣,但對于長期使用靶向治療的NSCLC患者,耐藥性仍是潛在的問題。
鼠類肉瘤病毒癌基因同源物B1(v-raf murine sarcoma viral oncogene homolog B1,BRAF)是人染色體7q34上的癌基因,其編碼產物是屬于Ras/Raf/MAPK激酶/ERK途徑中的絲氨酸/蘇氨酸激酶,參與調節(jié)細胞的增殖和生長[25]。NSCLC患者中BRAF突變常見于外顯子11和外顯子15,其中V600E突變是最常見的突變類型,占55%以上,其他常見突變包括G469A(35%)和D594G(10%)等[26]。V600E突變和非V600E突變是兩個完全不同的事件。V600E突變在女性中較男性更普遍,且與吸煙史無關。此外,V600E突變往往與更具侵襲性的腫瘤組織類型相關,具有微乳頭特征結構,與不良預后有獨立的相關性。然而,非V600E突變僅見于吸煙者,與臨床病理參數或預后均無關[27]。在NSCLC中存在BRAF突變的患者占3.5%~5%,且研究顯示其會明顯降低患者的無瘤生存率和總體生存率[25]。BRAF突變的肺癌對細胞毒性治療具備一定的抵抗作用,致使其更具攻擊性且難以治療。目前,針對存在突變型BRAF的NSCLC患者,已經具備多種酪氨酸激酶抑制劑來靶向治療這種罕見且棘手的驅動基因突變,其中主要包括曲美替尼、達拉非尼等,且在臨床上已經取得了較好的治療效果,尤其對于BRAF-V600E突變的NSCLC患者[28]。但是,隨著治療周期的進展,部分患者對BRAF抑制劑會產生獲得性耐藥改變,其具體的耐藥機制還有待進一步研究證明。
RET基因是一種編碼參與細胞外信號轉導的酪氨酸激酶的原癌基因,具有致癌特性,位于人類染色體10q11.2區(qū)域,含有21個外顯子。RET在磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B(phosphatidylinositol-3-kinase/protein kinase B,PI3K/Akt),c-Jun氨基端激酶和Ras/MAPK通路中具有信號傳遞的能力[29]。如果RET基因發(fā)生重排突變,則這些途徑會持續(xù)激活并導致腫瘤發(fā)生。
在NSCLC中,RET基因融合的突變率約1%,至少有12種不同的RET基因融合伴侶,產生各種形式的重排基因,其中KIF5B的外顯子1~15和RET原癌基因的12~20的重排最為頻繁[30]。一項回顧性分析顯示,RET突變所致的腫瘤分化一般較差,且主要具有實體、鱗狀或乳頭狀的形態(tài)學特征,通常含有印戒細胞[31]。研究數據顯示NSCLC中RET融合突變在年輕、從不吸煙以及早期淋巴結轉移的患者中更常見,性別無明顯差異,且與EGFR、KRAS、ALK、HER2和BRAF等驅動基因突變之間互斥[32]。此外,盡管多數患者的檢測顯示原發(fā)性腫瘤均較小,甚至小于3 cm,但其特點為均存在廣泛淋巴結受累(至少在出現時為N2)[33],另一項研究也指出了這一相關性[34]。幾種多靶點藥物已顯示出針對RET重排腫瘤具有一定的活性,包括卡博替尼、凡德他尼、索拉非尼和舒尼替尼等,其反應率為16%~47%,中位PFS為2.3~7.3個月[35]。舒尼替尼和索拉非尼在各自的臨床試驗中均顯示出一定的療效,但臨床獲益并不可觀[36]。一項針對接受各類TKIs治療患者的回顧性全球分析結果同樣不令人滿意,其客觀緩解率、PFS和總生存期分別為26%、2.3個月和6.8個月[31]。目前,治療效果最好的藥物是凡德他尼,該藥物于2017年在日本和韓國人群中進行了2次非隨機Ⅱ期試驗,其客觀緩解率、PFS和總生存期分別為53%、5個月、11個月和18%、4.5個月、11.6個月,提示與其他融合類型相比,KIF5B-RET融合突變具有陰性預測作用[37]。
MET是一種原癌基因,位于染色體7q21~q31上,編碼肝細胞生長因子受體c-Met蛋白。c-Met是酪氨酸激酶受體,常通過與其配體肝細胞生長因子結合而被激活,從而調節(jié)下游Ras/Raf/MAPK、PI3K/Akt/哺乳動物雷帕霉素靶蛋白、黏著斑激酶和信號轉導及轉錄活化因子等信號通路,其在癌細胞的生長增殖和上皮-間充質轉化中發(fā)揮作用[38]。MET的改變在包括NSCLC在內的多種實體瘤中被發(fā)現,其激活的生物學機制多樣,主要包括蛋白質過表達、肝細胞生長因子過度刺激、基因重排、擴增以及外顯子14跳躍突變[39]。不同的激活機制對分子靶向藥物的研究至關重要。目前,NSCLC研究中MET驅動基因最主要的兩種改變方式是MET擴增和MET外顯子14跳躍突變。在大約4%初發(fā)NSCLC患者中MET擴增可能驅動腫瘤發(fā)生,以往研究表明MET擴增改變是第一代EGFR-TKIs靶向治療后常見的獲得性耐藥機制,其能通過上調表皮生長因子表達,影響EGFR-TKIs靶向治療的效果[40]。此外,MET擴增也參與了EGFR陽性NSCLC對第三代EGFR-TKIs奧西替尼的耐藥抵抗[41]。MET外顯子14跳躍突變在肺腺癌患者中約占3%,其與MET擴增、拷貝數變異和MDM2擴增之間可能存在重疊,但與其他相關致癌驅動基因互斥[42]。另外,MET外顯子14跳躍突變,在NSCLC中已確定是一種抗性突變,預后較差,其可能是TKIs潛在的治療靶標[42]。研究已證明,克唑替尼對MET擴增和外顯子14跳躍突變的NSCLC患者具有有效的抗腫瘤活性[43]。但對于克唑替尼治療失敗的NSCLC患者,MET抑制劑卡馬替尼是一種有效的治療藥物,其具有高度的選擇性和藥物反應性,能顯著增加患者的生存獲益,尤其對于MET外顯子14跳躍突變的NSCLC患者[44]。且近期美國食品藥品管理局(U.S.Food and Drug Administration,FDA)已經提前批準MET抑制劑卡馬替尼用于攜帶MET基因外顯子14跳躍突變晚期NSCLC患者的臨床治療,其是FDA批準的首個針對這類患者的靶向治療藥物。另外,FDA也已批準另一種MET抑制劑特泊替尼用于治療MET陽性晚期NSCLC患者。在Paik等[45]的研究中,共納入152例存在MET外顯子14跳躍突變并接受特泊替尼治療的NSCLC患者,其中約50%NSCLC患者部分緩解與特泊替尼治療相關,該抑制劑同樣具有較高的選擇性,并具有一定的中樞神經系統(tǒng)滲透活性。此外,其他針對MET陽性NSCLC的新型抑制劑也正在進一步的臨床試驗中,包括賽沃替尼(Clinicaltrials.gov NCT02897479)和卡博替尼(Clinicaltrials.gov NCT03911193),其臨床療效正待評估。
8.1神經營養(yǎng)性酪氨酸受體激酶(neurotrophic tyrosine receptor kinase,NTRK) 目前已在不同的實體惡性腫瘤中發(fā)現NTRK染色體重排,如甲狀腺癌、成膠質細胞瘤、結直腸癌、肉瘤、膽管癌以及NSCLC[46]。并且其已是幾種實體腫瘤中的新型治療靶點,包括NSCLC[47]。NTRK基因家族成員包含NTRK1、NTRK2和NTRK3,分別編碼原肌球蛋白受體激酶(tropomyosin receptor kinase,Trk)家族中的3種不同跨膜蛋白,即TrkA、TrkB和TrkC[48]。這些激酶受體的主要生理作用是參與神經元的生長、增殖和成熟,但在一些實體腫瘤中,NTRK通過與幾種不同融合伴侶發(fā)生基因重排,致使Trk異常激活,從而導致下游信號通路MAPK、PI3K等持續(xù)激活[49]。Trk依賴的細胞信號轉導通路不受限制的激活導致癌細胞轉化、增殖、遷移以及具備侵襲性。NTRK突變的生物學類型主要包括點突變、過表達、選擇性剪接和染色體融合。迄今為止,NSCLC中尚未發(fā)現NTRK的剪接突變。有研究顯示,NTRK融合突變NSCLC患者NTRK1、NTRK2和NTRK3基因融合突變率分別為3.5%[48]、0.2%~1%[50]和<1%[51],另有研究顯示在整體NSCLC患者中NRTK融合突變率低于0.5%[30],且這一突變率在EGFR、KRAS、ALK和ROS1驅動基因突變陰性的NSCLC患者中約為3%,可見NTRK基因與其他NSCLC致癌因子之間可能存在互斥性[52]。但是,目前尚未發(fā)現攜帶NTRK基因突變的NSCLC患者存在某些特定的臨床病理學特征,其在不同性別、年齡、吸煙史及病理組織學的NSCLC中均可發(fā)生[49]。Trk抑制劑可以使攜帶NTRK融合突變的NSCLC患者在靶向治療中取得顯著的臨床獲益。目前,FDA已經批準了第一代選擇性酪氨酸受體激酶抑制劑拉羅替尼和恩曲替尼用于治療臨床NRTK融合陽性的癌癥患者,Drilon等[53]的研究表明,無論患者的年齡或腫瘤類型如何,拉羅替尼在NTRK融合陽性癌癥患者中均具有明顯且持久的抗腫瘤活性。Doebele等[54]研究也顯示,恩曲替尼在NTRK融合陽性的實體瘤患者中產生了持久且具有臨床意義的反應,并具有可控的安全性。這些結果均說明,拉羅替尼和恩曲替尼對于NTRK融合陽性實體瘤患者是安全且有效的治療選擇。
8.2NRG1基因 2014年,Fernandez-Cuesta等[55]首次報道了浸潤性黏液肺腺癌患者中發(fā)現的NRG1基因融合突變。神經調節(jié)蛋白1是EGFR家族成員的配體之一,由4個基因(NRG1、NRG2、NRG3和NRG4)編碼,其中NRG1最具特征性,具有不同的亞型,表達特定的功能,與其相關的融合伴侶中CD74-NRG1的變異(29%)最常見,其次為AT1P1-NRG1(10%)和SDC4-NRG1 (7%)[56]。有研究顯示,在NSCLC中約0.5%的患者發(fā)生了NRG1融合突變,且主要見于浸潤性黏液肺腺癌患者[57]。NRG1與特定的伴侶基因發(fā)生重排融合會導致異常的人表皮生長因子受體(human epidermal growth factor receptor,HER)2/HER3信號通路和PI3K/Akt/哺乳動物雷帕霉素靶蛋白以及Ras/MAPK信號通路級聯反應的激活[58]。由于NRG1融合突變與異常的HER2/HER3信號轉導相關,故目前部分研究正在嘗試使用HER2/HER3抑制劑靶向治療NRG1陽性的NSCLC患者。其中,研究最為廣泛的藥物是不可逆的pan-HER抑制劑阿法替尼,且已在選定的病例報告中顯示出對NRG1陽性的NSCLC患者具有顯著的臨床療效[59]。目前針對Afatinib治療NRG1陽性NSCLC臨床療效的前瞻性評估正在進行相應的臨床試驗(DRUP,NCT02925234)。此外,另一研究報道了HER3抑制劑(GSK2849330)在針對NRG1陽性NSCLC患者的治療中顯示出較阿法替尼更強的藥物活性,并在攜帶CD74-NRG1的浸潤性黏液肺腺癌患者中具有顯著而持久的反應性[60]。
NSCLC是由一系列基因改變所驅動的異質性疾病。隨著靶向致癌基因研究的不斷發(fā)展,NSCLC的治療也發(fā)生了巨大改變,部分存在確切基因改變的NSCLC患者能夠從特定的靶向藥物治療中獲益。目前,有可能在多達60%的NSCLC患者中檢測出肺癌相關驅動基因突變,意味著未來靶向治療在NSCLC治療中存在巨大潛能。因此,有必要將腫瘤相關分子生物技術的研究成果轉化為臨床應用,對NSCLC患者行驅動基因檢測,針對特定的驅動基因突變選擇相應的靶向藥物,以在管理這類特殊肺癌患者時實現臨床決策的個體化、治療的精準化,從而使這類患者的臨床獲益最大化。