第十七届全国临床肿瘤学大会暨2014年CSCO学术年会

周彩存:非小细胞肺癌治疗新靶点及靶向治疗研究进展

作者:周彩存 李嘉瑜    2014-09-24
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肺癌是患病率和死亡率均较高的恶性肿瘤之一,主要由NSCLC(non-small cell lung cancer,NSCLC)和非小细胞肺癌(small cell lung cancer,SCLC)组成,其中NSCLC占到肺癌80c7c以上。

在过去的几十年里,随着基因测序技术的不断发展和肿瘤相关信号通路研究的不断深入,越来越多的NSCLC已经被证实在分子水平存在驱动基因突变,从而导致肿瘤的发生,包括AKT1,ALK,BRAF,EGFR,HER2,KRAS,MEK1,MET,NRAS,PIK3CA,RET,ROS1等。这些驱动基因突变会激活相关信号蛋白从而导致肿瘤的发生发展。这种驱动基因突变几乎可以在所有组织学类型的NSCLC中找到(包括腺癌、鳞癌、大细胞癌),但很少同时发生于同一肿瘤。

不吸烟腺癌患者发生EGFR,HER2,ALK,RET和ROS1突变的概率相对较高。根据大量临床试验及NCCN指南推荐:Gefitnib、Erlotinib和Afatinib等表皮生长因子受体(Epidermal growth factorreceptor,EGFR)的酪氨酸激酶抑制剂(Tyrosine kinaseinhibitors,TKI)作为EGFR突变NSCLC患者的一线治疗,Crizotinib作为ALK重排患者的一线治疗已毋庸置疑。更为重要的是,很多针对其他少见基因突变的小分子靶向药物已被研发进入临床或临床前研究,这对于一部分肺癌患者来说无疑是令人鼓舞的消息。

尽管近几年来针对肺腺癌的驱动基因的探索及相应靶向药物的研发和临床应用研究进展很大,但对于肺鳞癌的驱动基因,我们知道得少之又少。肺腺癌的驱动基因如EGFR,ALK,ROS1,RET等,很少或者还未在鳞癌中检测到,针对这些靶点的药物因而也无法应用于鳞癌患者,而鳞癌却在NSCLC中占25%左右。

为了能找到肺鳞癌更好的治疗策略,研究者们一直没有放弃对肺鳞癌驱动基因的探索和验证。随着测序技术的发展,近期研究发现肺鳞癌中存在着与肺腺癌不同的驱动基因,这些基因包括FGFR1,DDR2和PIK3CA等。本文将对除EGFR和ALK以外较少见的NSCLC驱动基因,携带这些驱动基因患者的临床特征及其可能的靶向治疗研究进展作一综述。

一、肺腺癌的驱动基因

EGFR突变是NSCLC最常见的驱动基因,约10%的高加索NSCLC患者和30-40%的东亚NSCLC患者存在EGFR突变,EGFR突变在不吸烟肺腺癌患者中发生率较高。大量临床研究已经证实EGFR-TKI一线治疗EGFR突变的晚期NSCLC患者的疗效优于化疗,NCCN指南推荐EGFR突变患者一线使用EGFR-TKI。

另一驱动基因ALK重排从2007年第一次发现它的第一个酪氨酸激酶抑制剂Crizotinib批准进入临床仅仅用了不到5年时间,目前,Crizotinib已被NCCN指南推荐作为ALK重排患者的一线治疗。靶向药物在肺腺癌中的迅猛发展令人鼓舞,许多除EGFR和ALK以外的驱动基因也不断地被发现并有可能成为下一个有效治疗靶点。

1.KRAS和NRAS

KRAS突变存在于15%~20%的NSCLC。 KRAS是RAS GTP酶家族的成员之一,可以通过Ras/Raf信号通路促进细胞的生长分化。这些酶通过与GTP结合,发挥RAS家族的GTP酶活性,使GTP转化为GDP,从而使下游信号瀑布中的蛋白发生磷酸化。当KRAS发生突变时(主要发生于外显子12[80%],13和61)降低了KRAS作为GTP酶的活性,使其具有致瘤的特性。到目前为止KRAS被认为是预示化疗和靶向治疗疗效不佳的预测因子而非一个有效的药用靶点。与结直肠癌不同的是,在NSCLC中KRAS突变与抗EGFR单克隆抗体耐药的相关性并不明确。突变的KRAS与GTP的高亲和性限制了直接抑制KRAS的药物的研发和应用。

直到2013年,一种能与KRAS突变异构体结合的KRAS G12C抑制剂被报道,但这种药物的临床应用还有很长的路要走。目前对于KRAS突变NSCLC患者的治疗策略主要集中于干扰其下游信号通路,如PI3K,MEK和FAK,都还处于临床研究阶段。最具有临床应用前景的治疗策略是细胞毒性化疗药物与MEK抑制剂的联合应用。多西他赛与口服MEK抑制剂Selumetinib联合治疗KRAS突变的NSCLC被证实在临床前模型中有效,并且在一项Ⅱ期临床研究中显示多西他赛联合Selumetinib疗效优于多西他赛单药,患者的有效率提高,PFS延长。这种联合治疗目前正在处于注册临床研究的评估阶段(SELECT-1,NCT01933932)。

其他RAS家族成员包括HRAS和NRAS。约1%的NSCLC患者存在NRAS体细胞突变。NRAS突变在腺癌及有吸烟史的肺癌患者中发生率较高,并在临床前模型中NRAS突变的NSCLC显示出对MEK抑制剂敏感。

2.ROS1

ROS1是胰岛素受体家族的一种受体酪氨酸激酶。ROS1重排最早在胶质母细胞瘤中被发现,位于6号染色体上。近年来,ROS1融合基因被认为是NSCLC的驱动基因,约在1%~2%的NSCLC中检测到ROS1重排。

ROS1包含了完整的酪氨酸激酶域,49%的激酶域和77%的ATP结合位点与ALK存在高度的氨基酸同源性,ROS1发生基因融合后可以导致下游细胞生长和增殖相关信号通路活化,ROS1融合基因阳性的NSCLC患者通常有年轻的不吸烟腺癌的临床特征。ALK/MET/ROS1多靶点抑制剂Crizotinib被证实对ROS1融合基因阳性的患者有效。在PROFILEl00l显示,每日两次口服250mg Crizotinib治疗ROS1融合基因阳性患者,有效率和疾病空置率分别达到57%和79%。

3.BRAF

BRAF属于MAPK信号通路的丝氨酸苏氨酸蛋白激酶家族。约1%~3%的NSCLC存在BRAF突变。这些携带BRAF突变的NSCLC患者通常为吸烟/曾吸烟的人群,并且与其他突变相互排斥,通常不同时存在。与黑色素瘤不同的是在肺癌中,研究者检测到了BRAF的多种突变位点,如V600E(50%)、G469A(40%)、D594G(11%),而不是像黑色素瘤一样以V600E为主。许多BRAF抑制剂,包括sorafenib、vemurafenib和dabrafenib正在临床研究阶段。

一项BRAF V600E特异性抑制剂vemurafenib治疗BRAF V600F突变的晚期实体肿瘤的Ⅱ期临床实验已经开始。对于非V600E类型的BRAF突变,使用V600E特异性抑制剂治疗是无效的,但针对下游的靶向药物如MEK抑制剂是否有效正处于探索阶段。

4.HER2(ERBB2)

人表皮生长因子受体2(HER2)是ERBB家族的一员,虽然HER2没有已知的配体与之结合,但其可以与ERBB家族的其他任一成员结合成为二聚体。约2%~4%的NSCLC患者存在HER2突变,多数患者具有不吸烟腺癌的临床特征,最常见的突变类型是发生于20外显子的插入突变A775_G776ins YVMA,而在EGFR/KRAS/ALK均阴性的NSCLC穿刺标本中,HER2突变的发生率为6%。

20外显子插入突变导致HER2激酶活性增加,从而激活下游信号通路,促进细胞增殖转移及致瘤性。相对于乳腺癌和胃瘤,HER2扩增并没有在肺癌中显示出具有提示较好预后的作用。

HER2突变患者用HER抑制剂可能获得较好的疾病控制率,在细胞实验中也证实HER2 20外显子突变的细胞对EGFR/HER2双靶点药物,如neratinib、dacomitinib和afatinib敏感。在一项I期临床试验中,6位携带HER2 20外显子插入突变的NSCLC患者使用HER2抑制剂neratinib联合mTOR抑制剂temsirolimus进行治疗,其中2位患者部分缓解。

另一项小规模的Ⅱ期临床试验中,3位HER2 20外显子插入突变的晚期NSCLC患者经afatinib治疗均获得部分缓解。在一项回顾性分析中,4位服用Afatinih单药治疗的HER2 20外显子插入突变的NSCLC患者的疾病控制率达到100%,然而另外2位服用Lapatinib单药的HER2插入突变患者均疾病进展。在这项回顾性研究中,还发现15位HER2 20外显子突变的NSCLC患者用trastuzumab联合化疗的疾病控制率达96%。而这些HER2抑制剂治疗HER2突变NSCLC的诸多临床试验也正在如火如荼地进行中。

5.RET

RET基因编码RET受体酪氨酸激酶,约1%的NSCLC患者存在RET基因重排。CCDC6-RET,KIF5B-RET和TR1M33-RET是已被发现的三种RET融合基因型。RET重排目前只在腺癌中检测到,并且不与EGFR突变,ALK重排,KRAS突变等同时存在。

许多已上市的多靶点酪氨酸激酶抑制剂有抑制RET的活性,在体外实验证实重排的肿瘤细胞对vandetanib、Sorafenib、Sunitinib、Cabozantinib敏感,但这些药物对有RET重排肺癌患者的疗效还不能完全肯定。虽然到目前为止,针对RET融合基因阳性患者对何种治疗效果较好的回顾性和前瞻性目前还非常有限,但有一项用Cabozantinib治疗RET重排NSCLC患者的单臂II期临床实验正在进行,其结果非常值得期待。

6.NTRK1

NTRK1是编码高亲和性神经生长因子(TRKA蛋白)的基因,就目前的研究发现约3%的肺癌存在NTRK的重排,且不与EGFR突变,KRAS突变,ALK和ROS1融合基因同时存在。目前发现的NTRK融合基因型为MPRIP-NTRK1和CD74-NTRK1,这两种基因型在体外实验中被证实可以使TRKA蛋白发生自磷酸化从而激活其致瘤作用。

在体外模型中,具有抗TKRA活性的酪氨酸激酶抑制剂ARRY-470,Lestaurtinib(CEP-701)和Crizotinib可以使细胞周期停滞,抑制细胞增殖。在Vaishnavi的研究中,携带MPRIP-NTRK1的NSCLC患者接受了Crizotinib的治疗,该患者在接受治疗后肿瘤缩小,CA125下降,但在3个月后疾病进展。虽然目前还没有专门针对肺癌NTRK1融合基因阳性患者的临床试验,但TSR-011、PLX7486等具有TRK抑制剂作用的药物在NRTK重排的实体瘤中的临床试验已经开始。

7.MEK1

MEKI是BRAF下游增殖信号通路的丝氨酸苏氨酸激酶,约1%的NSCLC存在MEK1突变,这种突变在肺腺癌中较肺鳞癌多见,主要突变位点为K57N,Q56P和D67N。在体外模型中,MEK1突变可以导致信号通路持续激活并对MEK抑制剂敏感。但MEK抑制剂在临床中应用的疗效目前还未知晓,一项MEK抑制剂MEK162的Ⅱ期临床试验已在RAF,RAS,VF1或MEK突变的实体瘤患者中展开。

8.MET

MET是一种受体酪氨酸激酶,与其配体肝细胞生长因子结合而激活。约25%的NSCLC存在MET蛋白的过表达,并与不良预后相关。MET扩增约存在于2%~4%的肺腺癌和肺鳞癌,MET扩增也与NSCLC的不良预后相关。在EGFR突变的EGFR-TKI获得性耐药NSCLC患者中,约20%的患者存在MET扩增。MET扩增的NSCLC患者可能对MET抑制剂敏感,许多MET的酪氨酸激酶抑制剂(如Crizotinib、Tivantinib等).以及MET的单克隆抗体(如Onartuzumab等)的临床试验正在MET扩增或MET蛋白过表达的肿瘤患者中展开。

二、肺鳞癌的驱动基因

尽管研究者在寻找肺鳞癌驱动基因上做了很多努力,但肺鳞癌分子标志物的研究步伐远落后于肺癌,肺腺癌的驱动基因很少在肺鳞癌中被检测到。并且一些较新的药物例如贝伐单抗和培美曲塞也不支持用于菲拉或被证实疗效不理想。因此,存在晚期肺鳞癌患者较非肺鳞癌患者的治疗选择要少得多。然而,最近越来越多的研究发现驱动基因突变也存在于肺鳞癌,并且可能与肺鳞癌的靶向治疗疗效相关,这些基因包括EGFR1,DDR2和PIK3CA等。

1.FGFR1

成纤维细胞生长因子受体(fibroblast growth factorreceptor,FGFR)包括四种受体酪氨酸激酶(FGFR l、FGFR2、FGFR3和FGFR4)。FGFR1扩增约占肺鳞癌的20%,但在肺腺癌中仅约2%的患者检测到FGFR1扩增。另外,5%~l0%的肺鳞癌患者存在FGFR2/3/4扩增或突变,这些基因的改变通过激活MAPK和PI3K信号通路促进细胞增殖。有关FGFR抑制剂(例如AZD4547、JNJ-42756493、BGJ398、Dovitinib、Ponatinib等)的I~Ⅱ期临床研究已经在肺鳞癌中展开。

2.DDR2

盘状死亡受体(Discoidin death receptor 2,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,它可以激活SRC和STAT信号通路促进细胞增殖。DDR2突变约在4%的肺鳞癌中被检测到,而在非鳞肺癌中发生的比例不到I%。

多靶点酪氨酸激酶抑制剂达沙替尼(Dasatinib)可以抑制DDR2,并已在裸鼠荷瘤模型中证实达沙替尼能够抑制DDR2突变的NSCLC,同时在一位使用厄洛替尼和达沙替尼联合治疗使肿瘤明显缩小的肺鳞癌患者中,研究者检测到该患者肿瘤组织存在DDR2激酶域S768R突变。在一则病例报道中,一位患有慢性髓细胞性白血病和DDR2 S768R突变的肺鳞癌患者对达沙替尼治疗有效。一项使用达沙替尼治疗DDR2突变晚期肿瘤的Ⅱ期临床研究正在进行。

3.PI3KCA

磷脂酰肌醇3激酶催化α多肽(phosphoinositide-3-kinase,catalytic,α polypeptide,PIK3CA)基因编码PI3K的催化单元,是一种通过AKT/mTOR信号通路调节细胞生长与增殖的脂类激酶。PIK3CA突变通常发生在外显子9和外显子20,约1%~3%的NSCLC存在PIK3CA突变。在肺鳞癌和肺腺癌中的突变率相似,多数具有PIK3CA突变的患者有吸烟史。

与其他类型的突变相比,PIK3CA突变与EGFR突变同时存在的概率相对较高,约5%的EGFR突变患者对EGFR-TKI发生获得性耐药时出现了PIK3CA突变。 PI3K,AKT和mTOR抑制剂在PIK3CA突变NSCLC中的临床效果如何还未知晓,仍在临床试验进行过程。另有一项PI3K抑制剂Buparlisib与多西他赛联合治疗晚期肺鳞癌的Ⅱ期临床研究正在进行。

结语和展望

通过以上的阐述可见,抗肿瘤药物朝着针对基因改变及肿瘤相关信号通路的小分子靶向药物方向发展已是大势所趋。把肺腺癌分成EGFR突变和ALK重排的亚型并给予相应口服靶向药物治疗能很好地改善患者的生存。EGFR-TKI和ALK-TKI的发展,耐药机制的探究及这两种药物单药治疗的局限性是目前国际上研究热点的一部分。而随着NSCLC其他驱动基因的发现及相应酪氨酸激酶抑制剂的不断研发,将使肺癌的治疗引领至更广阔更精确的靶向治疗时代。

在临床中,只有一小部分肿瘤能够找到驱动基因并给予相应的靶向药物进行有效治疗。在肺鳞癌和肺腺癌中都存在非EGFR突变、非ALK重排的少见突变,但携带这些突变的NSCLC患者人数稀少,每种突变几乎都仅占NSCLC的1%~3%,虽然部分少见突变肺癌可能对某些小分子激酶抑制剂有效,但尚需大规模随机双盲临床研究进行验证。

由于人数较少,从NSCLC患者中筛选携带某种少见突变的NSCLC患者到将期纳入临床试验需要较长的时间。全世界的医学研究者也在不断地设计新的临床试验来评估这些新兴药物的疗效。国际肿瘤组织联合国际肿瘤组织临床研究协作组将于2014年发起两个有关肺癌的临床试验来证实这些新的靶点,以指导后续临床试验的设计。

一项名为ALCHEMIST(Adjuvant Lung CancerEnrichmentMarker Identification and Sequencing Trial)的临床研究将入组6000~8000名手术完全切除的肺腺癌患者,在这项研究中,数以千计患者的肿瘤标本将被用来检测两个特定的基因,一个是EGFR,另一个是ALK,只要患者存在一种基因改变就进入该试验的临床治疗组,获得相应的治疗。

每位进入ALCHEMIST临床试验的患者,包括两种基因检测均为阴性的患者都将进行肿瘤危险性评估,他们的基线肿瘤组织将被送到国际肿瘤组织的肿瘤基因组中心进行分析检测,这些患者都将持续随访5年,若肿瘤复发,则会被再次取肿瘤标本进行深度测序及全基因组外显子测序并与基线基因状态进行比较。

另一项临床研究,晚期肺鳞状细胞癌主要协议(AdvancedSquamous Cell Carcinoma Lung Master Protocol)每年将对近千名晚期肺腺癌患者的组织进行测序获得鳞癌的多种基因改变。这一协议将使许多针对肺鳞癌的新靶向药物的随机Ⅱ期临床研究在这个临床研究的框架内同时进行。在这个框架的基础上,这些新药也将快速地在后续的Ⅲ期临床研究中得以验证或在Ⅱ期临床中惨遭淘汰而被其他药物取代,避免了临床试验的重复注册和进行。

与以往的临床研究相比,这两个临床研究的设计将使更多的患者纳入试验,并获得与他们肿瘤基因改变相对应的靶向治疗,且使其他临床研究更有效快速地展开,这是全世界医务工作者与肺癌患者的共同期望。同时,这两项临床研究也可能发现更多未知的肺癌潜驱动基因,为肿瘤药物研发提供新的靶点,我们期待这些研究给我们带来令人鼓舞的结果。

 

编辑: 香农    来源:丁香园

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