分子靶向治療在肺鱗癌中的研究進(jìn)展

馬麗 張樹才

過去的十幾年中，分子靶向治療在肺腺癌的治療中具有里程碑式的作用，至少1/3的肺腺癌患者均能從靶向藥物治療中獲益，如人表皮生長(zhǎng)因子受體（epidermal growth factor receptor, EGFR）抑制劑吉非替尼、厄洛替尼和?？颂婺嵋约伴g變性淋巴瘤激酶（anaplastic lymphoma kinase, ALK）抑制劑克唑替尼等，但肺鱗癌卻仍無明確的分子靶點(diǎn)指導(dǎo)臨床實(shí)踐[1]。最新報(bào)道陸續(xù)揭示了新的肺鱗癌相關(guān)基因改變。本文旨在綜述近年來肺鱗癌分子靶向治療的相關(guān)研究，從肺鱗癌流行病學(xué)特征、腫瘤發(fā)生及生物學(xué)差異、潛在分子靶點(diǎn)的發(fā)現(xiàn)與研究進(jìn)展、臨床研究的進(jìn)展等方面分析靶向藥物應(yīng)用于肺鱗癌治療中的臨床價(jià)值。

1 肺鱗癌流行病學(xué)和病理學(xué)特征

肺鱗癌約占非小細(xì)胞肺癌的20%-30%，與吸煙密切相關(guān)[2]。肺鱗癌的組織病理特征為細(xì)胞角質(zhì)化、細(xì)胞間橋呈珍珠狀，腫瘤細(xì)胞有大量胞質(zhì)，不規(guī)則胞核，核仁較小[3]。臨床上可通過手術(shù)切除的腫瘤標(biāo)本、細(xì)針穿刺細(xì)胞學(xué)或支氣管刷獲取的細(xì)胞學(xué)或組織學(xué)標(biāo)本用于診斷。通過免疫組織化學(xué)法分析癌基因p63和甲狀腺轉(zhuǎn)錄因子-1（thyroid transcription factor-1, TTF-1）的表達(dá)水平協(xié)助診斷肺鱗癌。肺鱗癌均表達(dá)P63而不表達(dá)TTF1[3]。最近證據(jù)[4]表明P40，一個(gè)P63同型異構(gòu)體抗體，對(duì)鱗狀細(xì)胞核特異性更高（ΔNP63），比傳統(tǒng)P63抗體更敏感。還有一些鱗狀細(xì)胞免疫標(biāo)志物也被廣泛應(yīng)用于臨床實(shí)踐，如高分子量的細(xì)胞角蛋白5/6（cytokeratin 5/6, CK5/6），但由于組織學(xué)的差異和染色分級(jí)系統(tǒng)不完善，其診斷的特異性和敏感性還有待進(jìn)一步研究[5]。此外，腺鱗癌在非小細(xì)胞肺癌約占0.4%-4%，常見于吸煙、EGFR野生型和無ALK基因變異的患者[6]。因此，臨床醫(yī)生需進(jìn)一步鑒別鱗癌和腺鱗癌。 由于分子檢測(cè)和臨床診斷多基于病理組織學(xué)的鑒定，組織學(xué)的誤差可能會(huì)導(dǎo)致一些潛在的病例錯(cuò)失接受靶向治療的機(jī)會(huì)，因此臨床醫(yī)生也應(yīng)總結(jié)臨床特征，加強(qiáng)與病理科醫(yī)師的協(xié)作，保證診斷的準(zhǔn)確性。

2 腫瘤發(fā)生和生物學(xué)差異

2.1 腫瘤發(fā)生的基因變異 臨床治療療效的差異提示肺鱗癌的生物學(xué)特征與肺腺癌存在差異。新的分子檢測(cè)方法的出現(xiàn)使我們探索到鱗癌基因序列的特征。長(zhǎng)期暴露于煙草導(dǎo)致上呼吸道正常上皮形態(tài)發(fā)生改變。支氣管上皮、粘膜的變化使基底細(xì)胞增生，鱗狀上皮化生，導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生。最早的改變發(fā)生在正常上皮包括染色體3p區(qū)域性等位缺失（3p21, 3p22-24, 3p25），染色體9p21[細(xì)胞周期依賴性激酶抑制基因（cyclin-dependent kinase inhibit gene, CDKN2A）]和8p21-23缺失[7]。這些變異均伴隨著17p13[抑癌基因（P53 tumor protein, TP53）]、13q14[視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤基因1（retinoblastoma 1, RB1）]的缺失。證據(jù)[8]表明，除了上述位點(diǎn)變異，肺鱗癌可能還存在一些信號(hào)通路的改變。如磷脂酰肌醇3-激酶（phosphatidylinositol-3-kinase, PI3K）通路，泛素連接酶復(fù)合體銜接蛋白1（Kelch-like ECH-associated protein1,KEAP1）/小鼠核因子E2相關(guān)蛋白2（Rat nuclear factor erythroid 2-related factor 2, NFE2L2）通路等。研究者正試圖從中探索特異性鱗癌分子靶點(diǎn)，為開發(fā)新的藥物提供依據(jù)。

2.1.1 Y染色體性別決定區(qū)相關(guān)高速泳動(dòng)族框因子（sryrelated HMG box-containing, SOX2）基因擴(kuò)增 SOX2基因是一個(gè)最新發(fā)現(xiàn)的與肺鱗癌患者生存密切相關(guān)的癌基因，可以控制胚胎干細(xì)胞多能轉(zhuǎn)化和氣管支氣管上皮的形成。同時(shí)，SOX2參與了從正常上皮到惡性腫瘤的發(fā)展，促進(jìn)鱗癌組織標(biāo)志物的表達(dá)，如P63[9]。通過比較基因組雜交技術(shù)（comparative genomic hybridization, CGH）發(fā)現(xiàn)，60%-80%的鱗癌患者存在SOX2基因擴(kuò)增，Wilbertz等[10]通過兩個(gè)獨(dú)立隊(duì)列研究發(fā)現(xiàn)了SOX2擴(kuò)增在非小細(xì)胞肺癌中的作用。免疫組織化學(xué)染色分析指出，與肺腺癌相比，SOX2的表達(dá)在肺鱗癌中明顯升高（P＜0.001），熒光原位雜交技術(shù)檢測(cè)提示大多數(shù)肺鱗癌腫瘤組織中SOX2低水平擴(kuò)增（68%，143/210例），而在肺腺癌中只發(fā)現(xiàn)6%例（13/208例）有SOX2低水平擴(kuò)增。此外，高水平擴(kuò)增只出現(xiàn)在肺鱗癌中（8%，16/210例）。SOX2蛋白高表達(dá)患者總生存期（overall survival, OS）相對(duì)延長(zhǎng)（P=0.036），但SOX2高水平擴(kuò)增與OS延長(zhǎng)無明顯相關(guān)（P=0.078）。研究[8,11]表明，僅SOX2基因擴(kuò)增雖不是組織惡性轉(zhuǎn)化的必要條件，但可能參與了腫瘤的發(fā)生，并促進(jìn)鱗癌細(xì)胞的增殖、分化、侵襲和遷移。目前雖然未明確SOX2擴(kuò)增是一個(gè)特異性的分子靶點(diǎn)，但由于這些腫瘤的細(xì)胞周期蛋白D1（cyclinD1）水平均過表達(dá)，因此，細(xì)胞周期抑制劑可能是一個(gè)潛在可行的治療手段[12]。

2.1.2 TP63擴(kuò)增 P63是具有轉(zhuǎn)錄活性的P53的靶基因，而P63截?cái)囿w被認(rèn)為是鱗癌細(xì)胞必要因子，是促進(jìn)鱗癌發(fā)生發(fā)展的癌基因。截?cái)嘈挺P63α片段變異體普遍表達(dá)于鱗狀上皮和TP63擴(kuò)增的肺癌細(xì)胞中。肺鱗癌中TP63既有基因擴(kuò)增也有蛋白過表達(dá)[13]。一項(xiàng)Massion的研究[13]通過熒光原位雜交技術(shù)檢測(cè)出88%（191/271例）肺鱗癌有TP63擴(kuò)增。在鱗狀細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化前就可以檢測(cè)到此基因拷貝數(shù)的增加，提示其在鱗癌早診中具有潛在的病理學(xué)價(jià)值。TP63基因擴(kuò)增和過表達(dá)與肺鱗癌患者生存時(shí)間密切相關(guān)[14]。

2.1.3 KEAP1/NFE2L2基因突變 細(xì)胞通過KEAP1-NFE2L2通路調(diào)節(jié)對(duì)氧化應(yīng)激及異源化合物應(yīng)激的反應(yīng)。研究表明，KEAP1基因突變?cè)诜切〖?xì)胞肺癌中約占19%，其中大部分是肺腺癌[15]。NFE2L2是一個(gè)轉(zhuǎn)錄活性因子，參與谷胱甘肽合成，活性氧自由基滅活，抑制異源化合物活性。NFE2L2高表達(dá)和KEAP1低表達(dá)與非小細(xì)胞肺癌生存時(shí)間短密切相關(guān)[16]。研究[16]表明，NFE2L2突變主要發(fā)生在肺鱗癌中，與吸煙有關(guān)。在兩個(gè)KEAP1相連的區(qū)域出現(xiàn)NFE2L2突變，激活NFE2L2轉(zhuǎn)錄活性，促進(jìn)細(xì)胞增殖分化[17]。Shibata[18]分析了NFE2L2點(diǎn)突變出現(xiàn)在10.7%（11/103例）原發(fā)非小細(xì)胞肺癌（主要是肺鱗癌）。一項(xiàng)研究[19]報(bào)道了mTOR激活存在于NFE2L2突變的腫瘤細(xì)胞系中，mTOR抑制劑西羅莫司（sirolimus）可在體內(nèi)體外抑制該細(xì)胞的增殖。但目前尚無特異性的NFE2L2抑制劑。此外，其他基因可能在KEAP1-NFE2L2通路中也起一定修飾作用。Sarkaria[20]發(fā)現(xiàn)鱗狀細(xì)胞相關(guān)蛋白（defective in cullin neddylation 1, domain containing 1, DCUN1D1）擴(kuò)增出現(xiàn)在48%（21/44例）原發(fā)肺癌中，其中63%（20/32例）肺鱗癌患者中存在DCUN1D1的過表達(dá)，而在腺癌中只發(fā)現(xiàn)了8%（1/12例），兩者具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P=0.004），提示其在鱗癌中的相對(duì)特異性表達(dá)，但仍需進(jìn)一步明確其在鱗癌腫瘤發(fā)生發(fā)展中的作用。

2.2 潛在驅(qū)動(dòng)基因

2.2.1 磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B/哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白（phosphatidylinositol-3-kinase/protein kinase B/mammalian target of Rapamycin, PI3K/Akt/mTOR）信號(hào)通路 PI3K/AKT/mTOR信號(hào)通路是一個(gè)調(diào)節(jié)細(xì)胞分化、代謝、增殖、血管發(fā)生的重要傳導(dǎo)通路。研究[20]表明PI3K/PTEN/AKT/mTOR通路的異常在肺鱗癌中比肺腺癌更常見。PIK3CA突變率在鱗癌中約占3.6%-6.5%，突變發(fā)生在第9和20外顯子[21]。Okudela等[22]通過熒光原位雜交技術(shù)檢測(cè)到43%（12/28例）日本肺鱗癌患者存在PIK3CA基因擴(kuò)增，而Ji等[23]通過PCR技術(shù)檢測(cè)到42%（40/95例）中國(guó)肺鱗癌患者存在PIK3CA基因擴(kuò)增。此外，AKT1是PI3K/AKT信號(hào)途徑的活性中心，AKT1的E17K突變導(dǎo)致PI3K/AKT信號(hào)通路的活化，具有抗腫瘤細(xì)胞凋亡，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖和分化的作用[24]。報(bào)道稱AKT1突變存在肺鱗癌中約7%（5/73例），但在肺腺癌中尚未發(fā)現(xiàn)，提示在肺鱗癌中AKT1 E17K突變可能作為治療肺鱗癌特異候選靶向基因發(fā)揮更重要的作用。PTEN是腫瘤抑制基因，可負(fù)調(diào)節(jié)PI3K-AKT-mTOR通路，PTEN缺失可以激活此通路，促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)和增殖。有研究[25,26]報(bào)道了PTEN表達(dá)缺失與PTEN甲基化分別發(fā)生在24%（30/125例）和35%（7/20例）的非小細(xì)胞肺癌中，指出PTEN基因突變?cè)诜西[癌中占10.2%（6/59例），明顯高于肺腺癌（1.7%，2/117例）（P=0.02）。來自紀(jì)念斯隆-凱特琳癌癥中心（MSKCC）的研究[27]發(fā)現(xiàn)，經(jīng)免疫組化確診的肺鱗癌中未發(fā)現(xiàn)EGFR/KRAS突變，而發(fā)現(xiàn)4%（4/95例）PIK3CA突變和1%（1/95例）AKT1突變，為PIK3CA突變和AKT1突變作為肺鱗癌的靶向基因提供證據(jù)。此外，mTOR高表達(dá)于非小細(xì)胞肺癌中，其中肺鱗癌與肺腺癌的表達(dá)無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P=0.65），與腫瘤侵襲性高、預(yù)后差明顯相關(guān)[28]。mTOR抑制劑（依維莫司）體內(nèi)體外研究均可抑制腫瘤的生長(zhǎng)，其應(yīng)用于肺癌的I期/II期臨床研究獲得良好的安全性和有效性[29]。

一些PI3K通路的抑制劑正在用于實(shí)體瘤治療研究中，包括PI3K不同異構(gòu)體的抑制劑，AKT1和mTOR抑制劑，PI3K/mTOR雙靶點(diǎn)抑制劑。這些研究的要點(diǎn)集中在肺腺癌中PIK3CA基因突變與其他癌基因的變異同時(shí)存在的情況下，如KRAS、BRAF、EGFR和EML4-ALK的基因變異。部分靶點(diǎn)陸續(xù)應(yīng)用于肺鱗癌中，研究者試圖通過多靶點(diǎn)聯(lián)合抑制達(dá)到更好療效已經(jīng)成為目前靶向治療的新方向[21]。

2.2.2 纖維母細(xì)胞生長(zhǎng)因子受體1（fibroblast growth factor receptor 1, FGFR1）擴(kuò)增 FGFR是一個(gè)酪氨酸激酶跨膜受體，參與胚胎的發(fā)育、細(xì)胞增殖、分化和血管生成。FGFR家族有四個(gè)成員（FGFR1、FGFR2、FGFR3、FGFR4），通過擴(kuò)增、突變或易位而導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生。2010年，F(xiàn)GFR1擴(kuò)增首次發(fā)現(xiàn)于肺鱗癌中，吸煙可能通過破壞FGFR1蛋白的編碼基因而與肺鱗癌的發(fā)生密切相關(guān)[30]。近期Weiss等[31]在155例原發(fā)肺鱗癌標(biāo)本中，通過單核苷酸多態(tài)性（single nucleotide polymorphism, SNP）技術(shù)發(fā)現(xiàn)22%例標(biāo)本存在FGFR1擴(kuò)增，而581例非鱗癌患者中，僅1%存在FGFR1基因擴(kuò)增。結(jié)果顯示，F(xiàn)GFR1擴(kuò)增可能是肺鱗癌特有的分子標(biāo)志。進(jìn)一步動(dòng)物試驗(yàn)中還指出在裸鼠致瘤模型中運(yùn)用FGFR1抑制劑PD173074可使存在FGFR1基因擴(kuò)增的肺鱗癌小鼠的腫瘤明顯縮小。一些選擇性FGFR1酪氨酸抑制劑（AZD4547、BGJ398）早期臨床試驗(yàn)（ClinicalTrail.gov NCT01795768）亦在進(jìn)行中[8]。

2.2.3 盤狀結(jié)構(gòu)域受體（discoidin domain receptor tyrosine kinase 2, DDR2）突變 DDR是一個(gè)酪氨酸激酶受體，調(diào)節(jié)細(xì)胞粘連、增殖，通過與配體膠原連接調(diào)節(jié)胞外重建機(jī)制。非小細(xì)胞肺癌中DDR1的上調(diào)與無病生存時(shí)間和總生存時(shí)間延長(zhǎng)密切相關(guān)，尤其是鱗癌[32]。2011年，Hammerman等[33]通過測(cè)序法檢測(cè)了290例肺鱗癌腫瘤組織和細(xì)胞系明確DDR2突變率為3.8%。進(jìn)一步體外研究表明針對(duì)DDR1和DDR2的多激酶抑制劑達(dá)沙替尼可以抑制DDR2突變的腫瘤細(xì)胞增殖和分化。早期研究還發(fā)現(xiàn)了1例EGFR野生型肺鱗癌患者接受達(dá)沙替尼和厄洛替尼治療后影像學(xué)上病灶明顯縮小。而將治療前腫瘤組織進(jìn)行DNA測(cè)序發(fā)現(xiàn)DDR2激酶區(qū)突變（S768R）[34]。肺鱗癌DDR2突變率雖然不高，接近于肺腺癌EML4-ALK融合基因的發(fā)生率，但若進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)肺鱗癌DDR2突變者對(duì)達(dá)沙替尼確實(shí)有效，將會(huì)對(duì)該亞型患者帶來革命性福音。

2.2.4 EGFR vIII變異 研究[35]表明，雖然EGFR敏感突變（19外顯子缺失和L858R點(diǎn)突變）在鱗癌中少見，但可以在部分患者中找到另外一種EGFR突變類型：外顯子2-7的第III類EGFR缺失突變（EGFR vIII）。這個(gè)區(qū)域缺失導(dǎo)致配體二聚體形成和促進(jìn)磷酸化激活。這種突變?cè)诜西[癌的突變率約5%-8%。小樣本研究[36]表明EGFR vIII突變并不是一個(gè)對(duì)可逆型TKI敏感的突變類型。臨床研究和實(shí)踐中，大部分EGFR突變且EGFR-TKI受益者是肺腺癌患者，此突變的鱗癌患者能否獲得與腺癌同樣的療效尚缺乏大樣本研究。未來的研究重點(diǎn)應(yīng)探索不可逆EGFR/Her2抑制劑Neratinib、Afatinib在肺鱗癌中的作用以及EGFR vIII突變能否作為此類藥物療效預(yù)測(cè)的分子標(biāo)志。

3 總結(jié)

第二代基因測(cè)序技術(shù)的快速發(fā)展使了解不同種類疾病的基因組學(xué)特征成為可能，使肺鱗癌的個(gè)體化治療緊隨肺腺癌的發(fā)展，成為目前關(guān)注的熱點(diǎn)之一。目前可行的靶向治療在PIK3CA突變（20%-30%）、FGFR1擴(kuò)增（20%）和 DDR2突變（4%）已經(jīng)成為個(gè)體化治療靶點(diǎn)的選擇[8]。DDR2突變和FGFR1擴(kuò)增導(dǎo)致相應(yīng)跨膜受體信號(hào)下調(diào)增加。PIK3CA、PTEN和AKT基因變異導(dǎo)致PI3K通路激活。KEAP1或NFE2L2突變導(dǎo)致NFE2L2介導(dǎo)的細(xì)胞保護(hù)基因表達(dá)增加。SOX2擴(kuò)增導(dǎo)致控制腫瘤生長(zhǎng)的SOX2介導(dǎo)基因激活。此外，突變基因還包括TP53、CDKN2A、MLL2、NOTCH1、RB1和HLA-A。最新研究[37]表明免疫治療在腫瘤治療中也發(fā)揮了重要的作用，如程序性死亡分子1（programmed death 1, PD1）和細(xì)胞毒T淋巴細(xì)胞相關(guān)抗原4（cytotoxic T lymphocyte-associated antigen-4,CTLA4）抑制劑。重要的通路包括NFE2L2/KEAP1、PI3K/AKT、CDKN2A/RB1，這些基因也參與鱗狀細(xì)胞的惡性轉(zhuǎn)化。針對(duì)這些新靶點(diǎn)的臨床研究正在開展，雖然存在很多爭(zhēng)議和疑惑，但這些發(fā)現(xiàn)和探索將會(huì)為肺鱗癌的個(gè)體化靶向治療提供新的思路和診療方案。