EGFR突變與非小細胞肺癌放射治療進展

鐘幸 王瑾

肺癌為人類惡性腫瘤的發(fā)病率、死亡率最高之一，盡管治療手段不斷提高，但目前非小細胞肺癌（nonsmall cell lung cancer, NSCLC）患者5年生存率仍不足15%[1]。

近年來肺癌分子生物學研究取得突破性進展，針對小分子靶點的抗腫瘤藥物為NSCLC患者帶來福音。其中以表皮生長因子受體（epidermal growth factor receptor,EGFR）為靶點的酪氨酸激酶抑制劑（tyrosine kinase inhibitors, TKIs）最為突出。然而TKI藥物在NSCLC患者中有效率相差甚大，其中，在EGFR基因突變陽性的患者中TKI治療有效率高達70%-80%，明顯延長患者無進展生存時間及生活質量，其中位生存時間達20個月-30個月[2-5]。因此，EGFR酪氨酸激酶編碼區(qū)基因突變成為TKI藥物奏效的重要靶標[6]。

放射治療在NSCLC的治療中占有重要地位，而EGFR突變對肺癌放療的效應機制尚未完全明了, 因此針對不同表型EGFR對放療敏感性影響的個體化治療是目前肺癌研究的方向。本文就NSCLC中EGFR突變狀態(tài)與放療敏感性的關系作一綜述。

1 EGFR突變與NSCLC

1.1 EGFR家族 EGFR基因定位于人第7號染色體短臂，由118 kb組成，包括28個外顯子，其中第18-21號外顯子編碼酪氨酸激酶區(qū)域。其表達產物EGFR是由單一多肽鏈組成的跨膜糖蛋白，激活后可啟動Ras/Raf/MEK/ERK、PI3K/AKT、STAT等途徑，參與促細胞生長分化、血管形成、調控DNA損傷的修復、抗凋亡、誘導細胞周期阻滯等生物過程[7]。

1.2 EGFR基因突變 在NSCLC中，EGFR突變總發(fā)生率約為26%[8]。突變多發(fā)生在外顯子18-21區(qū)，即酪氨酸激酶區(qū)，這可能與該區(qū)域DNA富集A-T序列有關[9]。EGFR存在突變蛋白：EGFR VI、EGFR II和EGFR III，EGFR VIII是最常見的突變型，其突變形式為胞外氨基酸殘基缺失，導致EGFR失去了配體結合域且受體酪氨酸激酶處于持續(xù)活化狀態(tài)。因此，EGFR突變常被視為原癌基因的“激活突變”。

其中90%的突變位于19和21區(qū)的外顯子，稱為經典型突變，外顯子18和20突變約占10%[10]。外顯子19的突變（約占45%）主要是第746-750位密碼子（ΔE746-E750）缺失突變，導致其相應的氨基酸序列丟失；此外，近年新報道外顯子19還存在少見的插入突變，為第2212-2234位核苷酸插入性突變，導致6個相應氨基酸序列插入[9]。外顯子21的點突變（約占45%-50%）則為第858位密碼子（L858R）出現(xiàn)T-G轉換，而使得該位點的亮氨酸變?yōu)榫彼?。這3種突變均能使其受體的酪氨酸激酶ATP結合槽（ATP-binding cleft）發(fā)生變構，導致其結合ATP能力下降，從而增強腫瘤細胞對TKIs的親和力和反應性，成為TKI藥物奏效的重要靶標[10]。此外，EGFR突變高度激活Ras/Raf/MEK/ERK和P13K/AKT下游通路，啟動EGFR調節(jié)抗凋亡和生存信號，導致腫瘤細胞變得依賴此信號以維持其生存——即具有癌基因（突變的EGFR）依賴的特征（oncogene addiction模型）；當使用特異性TKI阻斷EGFR信號后，便能更大程度地抑制其增殖性影響和輸出生存信號，導致腫瘤細胞死亡[11,12]。但是，目前鮮有數(shù)據(jù)顯示外顯子18、20突變帶來TKI獲益，反而，外顯子20T790M位點突變成為TKI耐藥的重要機制之一[8]。

2 EGFR突變與NSCLC放射敏感性

2.1 EGFR 突變型NSCLC對放療敏感 在NSCLC中，大約80%鱗癌及65%腺癌存在EGFR蛋白過表達，而這種高表達狀態(tài)是導致NSCLC放療抵抗的重要因素[13-15]。EGFR突變型NSCLC常常伴隨EGFR基因拷貝數(shù)的擴增及蛋白的高表達[16,17]。

然而，Das等[18]在體外試驗發(fā)現(xiàn)，EGFR野生型NSCLC細胞對放射抗拒，EGFR突變型細胞卻對放射敏感。研究顯示，相比野生型，EGFR突變型細胞受照射后的存活率明顯下降，伴隨凋亡及核內DNA碎片明顯增加。將突變型EGFR基因片段（ΔE746-E750缺失或L858R替換突變）轉染人支氣管上皮細胞（humar bronchial epithelial cell, HBEC）、A549及H1299細胞株后均可提高其放射敏感性，而轉染野生型EGFR基因片段后其放射敏感性明顯降低，進一步提示了EGFR突變與放射敏感性相關。

另外，針對NSCLC患者的放療療效分析也證實了這一觀點（表1）。2008年Gow等[19]回顧性分析了63例NSCLC腦轉移患者EGFR突變狀態(tài)與全腦放療（whole brain radiation therapy, WBRT）療效的關系。此研究顯示，EGFR突變型患者WBRT有效率（54%）明顯高于野生型患者（24%），并提出EGFR突變和TKI治療是此類患者WBRT療效的獨立預后因素。2011年，哈佛醫(yī)學院放療中心對123例既往行單純放療或放療聯(lián)合其它治療（化療、手術、靶向治療）的局部晚期NSCLC患者進行回顧性療效分析發(fā)現(xiàn)，EGFR突變型患者放射治療后2年內局部復發(fā)率（17.8%）要明顯低于EGFR野生型患者（41.7%），同時EGFR突變型患者2年生存率（92.6%）也要明顯高于野生型患者（69.0%）。多因素分析[20]顯示EGFR突變是降低放療后局部復發(fā)率（locoregional recurrence rate, LRR）的獨立影響因素。此外，Lee等[21]報道，在43例NSCLC腦轉移患者全腦放療后，EGFR突變型患者的局部無疾病進展生存（radiological progression-free survival, RPFS）要明顯高于EGFR野生型患者（21個月 vs 12 個月）。

雖然目前針對EGFR突變對放療療效影響的研究多為II期回顧性試驗，混雜因素較多，但仍提示我們EGFR突變可能成為預測晚期NSCLC患者放療療效的重要指標。

2.2 EGFR突變影響NSCLC放射敏感性機制 EGFR通過參與NSCLC細胞對放射致死性損傷（DNA double-strand break, DSB）修復而導致放療抵抗。激活的EGFR主要通過參與非同源末端連接（non homologous end-joining,NHEJ）和同源重組修復（homologous recombination, HR）途徑對DNA損傷進行修復[8]。

Das等[22]進一步研究發(fā)現(xiàn)EGFR突變型NSCLC的放射敏感性與其NHEJ功能缺陷密切相關。電離輻射后，EGFR突變細胞株及異位表達突變EGFR基因的HBEC細胞均不能有效進行EGFR核移位，致使EGFR無法與DNA-PK修復蛋白（DNA-PKcs、Ku等）結合，進而大大削弱了其NHEJ途徑對DNA損傷的修復能力而增加其放射敏感性。突變型EGFR依賴的 Ras/Raf/MEK/ERK和PI3K/AKT通路是同源重組修復（homology recombination, HR）的重要途徑，但目前尚無針對EGFR突變與HR關系的相關研究。此外，在EGFR野生型與突變型NSCLC細胞中，DNA損傷修復蛋白（如DNA-PKcs、Ku70/80、Rad51等）在表達水平或功能上是否存在差異也不清楚。這些值得我們進一步研究。

3 TKI聯(lián)合放療的研究進展

體外試驗[23-26]顯示，使用酪氨酸激酶抑制劑TKI（厄洛替尼、吉非替尼）可通過增加細胞周期阻滯及凋亡、下調Rad51蛋白等途徑增加的NSCLC的放射敏感性。臺灣的一項研究[27]顯示，在一線使用TKI治療有效的III期/IV期NSCLC患者中，及早聯(lián)合放療治療可獲得較好的療效，其中總體有效率為84%，中位無進展生存期（progression-free survival, PFS）為16個月，3年生存率達62.5%。另一項研究[28]回顧性分析了吉非替尼聯(lián)合全腦放療對比吉非替尼單藥治療NSCLC腦轉移患者的療效，聯(lián)合治療組在總生存期（overall survival, OS）上明顯獲益（23.4個月 vs 14.8個月）。此外，一項前瞻性研究顯示，在25例III期/IV期NSCLC患者中，放療聯(lián)合使用TKI（吉非替尼或厄洛替尼）治療的局部控制率達96%，中位PFS、OS分別為10.2個月和21.8個月[29]（表2）。由于對TKI有效的NSCLC人群多存在EGFR突變，因此這些研究顯示的TKI聯(lián)合放療的優(yōu)效性可能與EGFR突變相關。

進一步研究[30]發(fā)現(xiàn)，在放射敏感的EGFR突變型NSCLC細胞HCC827中，吉非替尼可通過減少ERK1/2和AKT的磷酸化，阻斷其介導的抗凋亡及促增殖作用，從而進一步增強放射敏感性。CALEB 30106研究結果提示在局部晚期不可切除的NSCLC患者中，序貫化放療中使用吉非替尼療效較好（中位PFS為13.4個月，中位OS達19個月），而分層分析卻未顯示EGFR的突變狀態(tài)與生存預后的相關性[31]，但是該試驗樣本量太少（13例突變陽性），此結論需進一步研究探討。目前尚無更多比較TKI聯(lián)合放療在不同EGFR突變狀態(tài)NSCLC中療效的研究報道。

表 1 EGFR突變與NSCLC放療療效的回顧性臨床研究結果Tab 1 Retrospective analysis on EGFR mutation and radiation treatment outcome for NSCLCs

4 問題與展望

雖然目前研究提示EGFR突變人群對放療敏感，但未顯示出EGFR突變與放療療效、生存預后的明顯相關性。由于大部分的NSCLC患者在TKI治療后產生繼發(fā)耐藥，挽救性放療可能為這部分患者帶來一定的生存獲益，但其放射敏感性在TKI繼發(fā)耐藥后是否發(fā)生變化尚不清楚。

表 2 TKI聯(lián)合放療治療NSCLC的臨床研究結果Tab 2 Clinical trials on TKI combined with radiation treatment for NSCLCs

盡管眾多研究肯定了TKI聯(lián)合放療在部分NSCLC患者的安全及有效性，但多為小樣本的回顧性研究，偏倚因素較多，其療效尚需大型III期隨機對照試驗進行驗證。此外，針對EGFR突變人群，放療聯(lián)合TKI治療的療效值得進一步探索。但是，聯(lián)合治療可能加重放療及靶向治療的副反應，如皮疹、腹瀉、放射性肺炎、骨髓抑制、食管炎等，因此，TKI聯(lián)合放療在NSCLC治療中仍需謹慎對待。尋找有效預測放療療效分子靶標，為患者實施個體化的放療計劃，使NSCLC患者的生存期得到突破是我們努力的方向。