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基因解码降低肺癌患者化疗的使用,并提高治疗效果

时间:2016-06-30 15:45  作者:cindy   

  在使用基因解码技术之彰,晚期非小细胞肺癌(NSCLC)患者只能接受化疗。基因解码技术可以发现鉴别患者的致病原因,根据发病原因将患者分为各不相同的群体,从而产生互不相同的治疗方法,明显改善了 NSCLC 患者的治疗效果。

  带有表皮生长因子受体(EGFR)突变和间变性淋巴瘤激酶(ALK)重排的肿瘤患者的一线治疗中,化疗并没有一席之地,除非该患者的“可药化驱动基因(druggable driver oncogene)”缺失。2015 年 2 月 17 日 Kumarakulasinghe 等在 respirology 上发布综述,全面讨论临床相关的驱动基因突变的情况、肺腺癌和鳞癌的最新分子分型、分子靶向药物在治疗中的地位及其耐药机制。

  肺癌是肿瘤世界的头号杀手。在 2014 年,预计将有 224210 名新确诊的肺癌患者,而且其中大部分为晚期 NSCLC。在很长一段时间里,人类面对晚期 NSCLC 只能使用“含铂类药物的化疗”这一招。 这招与最佳支持治疗相比,虽然一定程度上增加了患者总生存期(OS),但它的上限也仅限于 20% 的反应率和 8-10 个月的中位生存期。

  随着分子遗传学研究的不断进展,人们慢慢尝试识别导致 NSCLC 的关键基因突变。这些存在于癌基因上的遗传变异能编码调控细胞增殖和存活的信号蛋白。癌基因依赖这个概念应运而生,而它存在的基础,是“肿瘤的生存非常依赖于单一的癌基因表达”这一观点。具体到 NSCLC,其癌基因依赖特性已被证明,也因此诞生了各种特异性的分子靶向药物。

  肺腺癌作为占据 NSCLC 总数 50% 以上的大户,是最常见的组织亚型。这样分型的意义在于,随机试验结果表明,非鳞状 NSCLC 使用铂 - 培美曲塞效果优于铂 - 吉西他滨。肺腺癌可以根据相关驱动基因突变进一步细分成更多的亚群(图 1)。截止目前,这些驱动基因包括 EGFR,KRAS,HER2,PIK3CA,BRAF,MET 基因突变和 ALK,ROS1 和 RET 基因重排。

  鳞状细胞癌在 NSCLC 中排名第二,大约占 20-30% 的病例。在鳞状细胞癌中,EGFR 基因突变非常罕见,只有成纤维细胞生长因子受体 -1(FGFR1)的基因扩增,盘状结构域受体 2(DDR2)基因突变和 PI3KCA 基因的扩增和突变比较常见(图 1)。针对上述变异的靶向治疗药物在临床上也确实非常有效。

  

  图 1. 非小细胞肺癌遗传变异的简要情况

  EGFR 突变

  EGFR 又叫 HER1 或者 ErbB1,是 ErbB 受体家族四大成员之一。EGFR 过分频繁表达能激活下游重要的信号通路(如 ALK),从而导致细胞增殖,存活,转移及血管生成等。因此,在 NSCLC 的研究中,EGFR 一直是一个热点。像吉非替尼和厄洛替尼这样早期的小分子 EGFR 酪氨酸激酶抑制剂(TKI)在刚问世时是面向所有既往接受过化疗的 NSCLC 患者的。而像阿法替尼(afatinib)和达克替尼(dacomitinib)这样新推出的 EGFR TKI 则在此基础上有了长足的发展。

  回顾性研究显示,亚裔、女性、腺癌、既往少量 / 无吸烟史等临床特点可以增加 EGFR TKI 治疗的敏感率。这个结论的分子基础是,18-21 号外显子突变(最常见的是 19 号外显子的缺失和 21 号外显子上的 L858R 位点突变)能编码出大量 EGFR 酪氨酸激酶,上述突变分别占总突变情况的 45% 和 40%。

  另外还有 18 号外显子的突变及 20 号外显子的插入突变,占总突变情况的 5%-10%。18 号外显子的突变能增加 EGFR TKI 的敏感性,而 20 号外显子的突变却会导致 EGFR TKI 原发耐药。EGFR 突变在拥有前述临床特征的患者中更加常见。肺腺癌患者中,大约有 15% 的白种人和 30-50% 的东亚人拥有 EGFR 基因突变。而对于那些无吸烟史的东亚人,这项比例高达 50-60%。

  多项研究表明,对于初发的敏感性 EGFR 突变的 NSCLC 患者,应用 TKI 治疗在反应率(ORR)、无进展生存期(PFS)和生活质量上均优于化疗。易瑞沙泛亚洲研究(IPASS)结果表明,对于经选择的 NSCLC 患者,吉非替尼效果优于紫杉醇 + 卡铂的化疗。

  但对于 EGFR 野生型患者,TKI 治疗效果并不理想,1.5 个月的 PFS 完败于化疗组的 6.5 个月。在其他随机研究中,吉非替尼、厄洛替尼及阿法替尼均能改善有 EGFR 基因突变患者的 ORR 和 PFS。这些研究为晚期 NSCLC 的合理治疗提供了依据。因此,晚期 NSCLC 患者应常规进行 EGFR 基因检测,并根据突变情况选择是否行 EGFR TKI 一线治疗。

  一般情况下患者对 EGFR TKI 耐受性良好。EGFR TKI 常见的副作用包括痤疮形式皮疹,皮肤瘙痒和腹泻。相比化疗,很少出现 3 级 -4 级不良反应,故较少出现调整剂量和停药。坏消息是,所有接受 TKI 治疗的患者最终会出现耐药,并最终导致肿瘤进展和死亡。好消息是,人们经过反复活检已经发现了 TKI 治疗耐药的部分分子机制。比如,大约有 50% 的获得性耐药患者身上出现了前文提及的 20 号外显子(T790M)变异。

  此外,MET 扩增(5%)、HER-2 扩增(8%)、PI3K 突变(5%)及 NSCLC 转变为小细胞肺癌(18%)等也是常见的耐药机制。基于此,新一代的分子靶向治疗药物开始针对上述获得性耐药的途径,如 T790M、HER2、MET 及 PI3KCA 等。

  比如第二代的不可逆 EGFR TKI 阿法替尼和达克替尼是泛 ErbB 抑制剂。这意味着他们能在抑制 EGFR 突变表达的同时还能抑制 T790M 耐药变异。虽然临床前研究显示成果喜人,不过阿法替尼和达克替尼治疗一代 EGFR TKI 耐药的临床研究却并不尽如人意。一项随机研究表明阿法替尼对经一代 EGFR TKI 治疗过的晚期非小细胞肺癌患者 OS 与安慰剂相当。

  另一项研究证明达克替尼也一样。但在最新的指南中,阿法替尼已被推荐作为 EGFR 突变的非小细胞肺癌一线治疗方案。

  第三代 EGFR TKI(CO-1686 和 AZD9291)对 T790M 的选择性更高,临床效果更佳且毒性更小。早期的研究表明,CO-1686 和 AZD9291 对经一代 EGFR TKI 治疗过,且 T790M 变异的晚期非小细胞肺癌患者,ORR 分别达到 58% 和 64%。这些结果进一步证明了在疾病进展阶段及时的进行分子分析以选择最佳治疗方案的重要性。

  棘皮动物微管相关蛋白样 4 与间变淋巴瘤激酶融合基因(EML4-ALK)基因重组

  EML4 和 ALK 两个基因分别位于人类 2 号染色体的 p21 和 p23 上。这两个基因片段的倒位融合能够使得组织表达新的融合蛋白 EML4-ALK,这种融合基因能通过 PI3K-AKT,MAPK 和 JAKSTAT 途径导致肿瘤的发生。

  因此,EML4-ALK 是新发现的肺腺癌驱动基因。ALK 基因重组并不多见,仅占非小细胞肺癌的 4%-7%。它更容易出现在既往少量 / 无吸烟史和年轻的患者身上。其病理类型常常是腺癌,更具体而言是腺泡癌和印戒细胞癌。约 33% 非 EGFR 和 KRAS 突变的 NSCLC 患者会出现 EML4-ALK 突变。而且,EML4-ALK 突变有很强的排他性,即当它突变时,其他驱动基因往往不会发生变异。

  ALK 抑制剂包括克唑替尼(crizotinib)、色瑞替尼(ceritinib)和 alectinib。在一项 III 期研究中,与化疗相比,克唑替尼用于初治的 ALK 基因突变的晚期 NSCLC 患者,其 ORR(45%:74%)和 PFS(7 个月:10.9 个月)均有显著提高。在另一项 III 期研究中,克唑替尼用于经治的 ALK 基因突变的晚期 NSCLC 患者的临床疗效也明显优于单药化疗(ORR 65%:20%;PFS 7.7 个月:3 个月)。

  克唑替尼的多种耐药机制也慢慢被报道。如二次突变的 ALK 酪氨酸激酶结构域(最常见的是 L1196M 突变),ALK 拷贝数增加,以及新的驱动基因出现(如 EGFR 和 KRAS 突变)等。对耐药机制的理解决定着未来靶向药物发展的方向。

  色瑞替尼是第二代的 ALK 抑制剂,可用于初治的或克唑替尼治疗失败的 ALK 阳性肿瘤。其对初治和克唑替尼治疗失败的患者的 ORR 分别为 66% 和 55%。最近,美国药品食品管理局(FDA)批准色瑞替尼用于 ALK 阳性的转移性非小细胞肺癌和克唑替尼治疗失败的非小细胞肺癌患者。在另一项临床试验里,alectinib 治疗 ALK 阳性的初治患者,ORR 可达惊人的 93.5%。

  ROS1 染色体易位

  ROS1 全称 c-ros 原癌基因,是一种跨膜的受体酪氨酸激酶基因。ROS1 染色体的易位可以激活 ROS1 激酶活性。ROS1 常常出现在从不吸烟的年轻人身上。通常的病理类型为腺癌。突变者约占 NSCLC 总数的 3%。临床研究显示,克唑替尼对 ROS1 阳性的 NSCLC 有效,其 ORR 达 56%。

  BEAF 基因突变

  BRAF 基因能编码丝氨酸 / 苏氨酸蛋白激酶,是 RAF 家族的一员。BRAF 能通过磷酸化 MEK 和激活下游的 ERK 信号通路介导肿瘤发生。只有 1%-3% 的非小细胞肺癌会出现 BRAF 基因突变,这其中有 50% 是 BRAF V600E 位点突变。

  BRAF 基因突变更容易出现腺癌中,而 BRAF V600E 在女性和不吸烟的患者中更常见。BRAF 抑制剂有达拉菲尼(dabrafenib)和威罗菲尼(vemurafenib),他们对 BRAF V600E 突变的 NSCLC 患者有效。

  在 I/II 期研究中,达拉菲尼用于经治的 BRAF V600E 基因突变的 NSCLC 患者可以有 40% 的反应率和 60% 的疾病控制率。基于如此令人震惊的结果,FDA 授予达拉菲尼突破性疗法认定,用于既往接受过至少一次含铂化疗方案的 BRAF V600E 突变阳性的晚期非小细胞肺癌患者。

  MET 过表达

  MET 是一种络氨酸激酶受体,它的过度激活与肿瘤发生、发展、预后与转归密切相关,酪氨酸激酶的过度激活,导致其下游信号途径的激活,最终导致细胞的转化、增殖和抵抗细胞凋亡、促进细胞生存、引起肿瘤转移、血管生成及上皮 - 间充质转化(EMT)等。大约 7% 的 NSCLC 患者可出现 MET 的过表达。

  初步数据表明,克唑替尼治疗 MET 过表达的非小细胞肺癌可有 33% 的反应率。而对于那些 MET 高度过表达的患者,反应率为 67%。

  KRAS 基因突变

  KRAS 是 RAS 家族的一员。KRAS 的突变会持续刺激细胞生长,并阻止细胞死亡,从而导致肿瘤的发生。伴有 KRAS 基因突变的 NSCLC 患者会有更高的复发和转移几率。腺癌、吸烟史及白色人种是 KRAS 突变的危险因素。目前并没有治疗 KRAS 基因突变的晚期非小细胞肺癌药物,各大公司的研究重点也都集中在 KRAS 的下游通路上,如 MEK。

  在一项随机研究中,口服的 MEK 抑制剂司美替尼(selumetinib)联合化疗用于经治的 KRAS 突变非小细胞肺癌患者。与单纯化疗相比,其 ORR(37%:0%)、PFS(5.3 个月:2.1 个月)、OS(9.4 个月:5.2 个月)均有了长足的进步。

  HER-2 基因突变

  HER-2(又名 ErbB2)和 EGFR 一样,也是 ErbB 受体家族四大成员之一。HER-2 是一个增殖驱动,它在 NSCLC 中的异常表现为扩增、过表达和突变。在 NSCLC 中,HER-2 扩增和 HER-2 过表达大约占 20% 和 6%-35%,HER-2 突变占 1%-2%。大部分出现 HER-2 基因突变的 NSCLC 患者是女性、不吸烟者和腺癌患者。

  虽然在乳腺癌中,HER-2 抑制剂(如曲妥珠单抗、帕托珠单抗和拉帕替尼等)对于 HER-2 阳性的患者有效,但是这并不适用于肺癌。一项研究对比了单独化疗与化疗联合曲妥珠单抗治疗 HER-2 阳性的非小细胞肺癌,结果差异并没有统计学意义。

  目前仍有曲妥珠单抗和阿法替尼治疗 HER-2 阳性非小细胞肺癌患者的研究在进行,我们只能拭目以待。

  RET 易位

  RET 基因可以与 CCDC6,KIF5B,NCOA4 和 TRIM33 等易位融合。这种现象可以在 1% 的腺癌患者中发生。但对于年轻的,不吸烟的患者来说,概率可以提升到 7%-17%。卡博替尼(cabozantinib)、凡德他尼(vandetanib)、舒尼替尼(sunitinib)和普纳替尼(ponatinib)等酪氨酸激酶抑制剂早已被批准应用于 RET 阳性的其他肿瘤。而对于非小细胞肺癌的临床试验也正在紧锣密鼓的进行当中。

  另外,瑞戈非尼(regorafenib)和 lenvatinib 也是 RET 抑制剂。

  NTRK1(神经营养酪氨酸激酶 1 型受体)基因融合

  NTRK1 基因能编码高亲和力的神经生长因子受体(TRKA),从而促进细胞分化。MRRIP-NTRK1 及 CD74-NTRK1 融合都可以导致结构性的 TRKA 激酶活性的改变,从而发挥癌基因的作用。据报道,约有 3% 的没有其他已知癌基因突变的 NSCLC 患者肿瘤中可以发现 NTRK1 基因融合现象。NTRK1 抑制剂正在临床试验阶段,如克唑替尼、ARRY-470 和来他替尼(lestaurtinib)。

  FGFR1(成纤维生长因子受体 1)扩增

  FGFR1 是一种受体型酪氨酸激酶,它通过 MAPK 和 PI3K 通路介导肿瘤发生。13%-25% 的肺鳞癌可以检测出该种突变,肺腺癌中罕见。

  吸烟史 FGFR1 突变的危险因素。FGFR1 突变对预后的影响仍不可知,因为各项报道的结论并不一致。用 FGFR 抑制剂来治疗肺鳞癌的研究刚刚起步。初步研究的数据表明,用 BGJ398(一种广泛的 FGFR 抑制剂)来治疗 FGFR1 阳性的肺鳞癌,反应率为 11.7%。

  DDR2(盘状死亡受体 2)基因突变

  DDR2 是一种只能被胶原激活而非肽类生长因子激活的酪氨酸激酶受体,它能促进细胞迁移、增殖和存活。4%-5% 的肺鳞状细胞癌中可以出现 DDR2 突变。达沙替尼(dasatinib)是一种酪氨酸激酶抑制剂,曾经被用于慢性粒细胞性白血病。最新研究发现,达沙替尼治疗 DDR2 突变的肺鳞癌同步慢性粒细胞性白血病有效。而达沙替尼治疗 DDR2 突变的肺鳞癌的临床研究仍在进行中。

  PI3K 信号通路异常

  PI3K 信号通路是肿瘤存活和增殖的核心通路。PI3KCA 和 AKT1 基因功能的放大、PTEN 基因功能的丧失都会引起 PI3K 信号通路的改变。据报道,PI3KCA 扩增和突变分别占非小细胞肺癌的 37% 和 9%。PI3KCA 突变是肺鳞状细胞癌的不良预后因素。PI3KCA 抑制剂目前尚未问世。

  展望

  肿瘤的 EGFR 和 ALK 基因检测正逐步成为常规检测项目,而更多的检测也亟待进行。现在的问题是,连续的检测多个基因会导致该项工作效率低下。最近的一项研究证明,原则上多重检测是可行的。通过多重检测,可以快速的为肺腺癌患者找到突变的基因并选择对应的分子靶向药物,可以显著的改善患者生存期。

  与此同时,新的癌驱动基因正源源不断的被发现。在一个肺腺癌的全面基因组学研究上,人们发现 75% 以上的遗传改变是靶向性的。另一项针对肺鳞状细胞癌的基因组研究结果则表明,长时间暴露于致癌微环境会致癌,不管你是什么人种,也不管你生活在哪里。

  从非小细胞肺癌分子靶向研究中得出的最新结论将会给患者带来新的治疗希望。接下来的基因组测序将与临床密切相关。

  虽然本综述仅仅论述了分子靶向治疗和相关的癌驱动基因,其他的非小细胞肺癌靶向治疗也正欣欣向荣。比如贝伐单抗(一种抗血管生成剂)联合紫杉醇 + 铂类治疗可以改善患者总生存期。另一个如火如荼的治疗领域是分子调节免疫应答。

  随着人们对肿瘤免疫生物学理论的认知不断加深,新的免疫疗法正在飞速发展。比如单克隆抗体的诞生。这些疗法已经在黑色素瘤的治疗中展现了威力。不出意外的话,它们也将在非小细胞肺癌治疗中一展拳脚。

  总结

  非小细胞肺癌的基因检测已经完全改变了它原来的分型和治疗方式。非小细胞肺癌不再被视为一个疾病,它是一类由不同分子亚型构成的异质性疾病。其结果是,针对性的应用分子靶向药物改善了无数患者的临床疗效。比如在肺腺癌领域,EGFR 基因突变和 ALK 基因重组意味着单纯化疗不再是首选治疗。

  不久以前,肿瘤的活检目的仅仅是为了诊断肿瘤。但现在,这种情况已经改变。对非小细胞肺癌患者进行组织活检来测定 EGFR 和 ALK 状态已经是一个重要的诊疗步骤。