非小細胞肺癌驅(qū)動基因研究進展

趙建國 熊建萍

肺癌是目前癌癥死亡的主要原因[1]。非小細胞肺癌（non-small cell lung cancer, NSCLC）約占肺癌的85%[1]。腺癌（adenocarcinoma, AC）、鱗狀細胞癌（squamous cell carcinoma, SCC）是NSCLC最常見的兩種病理類型，其中AC和SCC約占70%[2]。多數(shù)NSCLC患者在確診時已屬晚期[2]，含鉑聯(lián)合化療可以延長患者的生存期，但是晚期NSCLC患者的預(yù)后仍然極差，5年生存率小于15%[3]。

隨著基因分析和分子診斷技術(shù)的不斷發(fā)展，比如下一代（next-generation sequencing, NGS）測序技術(shù)[4]推廣運用，使得從微小的腫瘤活檢標本中檢測患者的癌癥基因組成為可能，基于基因特征的肺癌臨床研究也相繼開展。表皮生長因子受體酪氨酸激酶抑制劑（epidermal growth factor receptor-tyrosine kinase inhibitors, EGFR-TKIs）治療EGFR敏感突變肺癌取得良好的療效[5,6]。棘皮動物微管樣蛋白4-間變淋巴瘤激酶（echinoderm microtubule associated protin like 4-anaplastic lymphoma kinase,EML4-ALK）融合基因抑制劑克唑替尼（crizotinib）在特定分子分型的肺癌中也顯示出神奇的抗腫瘤活性[7]。

由此可見，僅僅依靠組織病理類型制定治療方案和選擇治療藥物已無法充分實現(xiàn)對肺癌患者的個體化治療。在制定肺癌的治療策略時，除考慮患者的性別、年齡、體能狀況、病理類型、腫瘤TNM分期以外，更應(yīng)重視腫瘤的基因特征。在過去的十年間，NSCLC驅(qū)動基因的研究取得了明顯的進步，尤其是肺腺癌，約60%的驅(qū)動基因被確定，肺鱗癌驅(qū)動基因的檢出率也在逐步提高。本文就近年來NSCLC驅(qū)動基因的相關(guān)研究作一綜述。

1 肺腺癌的驅(qū)動基因

EGFR酪氨酸激酶突變體的發(fā)現(xiàn)開啟了NSCLC靶向治療之門，它是肺腺癌常見的驅(qū)動基因。從非選擇到選擇特定患者、從選擇病理類型到檢測基因突變，對EGFRTKIs的研究經(jīng)歷了去偽存真、由表及里地不斷探索。EGFR-TKIs治療EGFR敏感突變患者的成功，奠定和推動了肺癌的個體化治療。近期針對ALK融合基因NSCLC靶向治療的再次成功極大激發(fā)了對肺癌驅(qū)動基因的研究[8]。

肺腺癌中可發(fā)揮功能性驅(qū)動基因的突變率約60%，其中KRAS（kirsten-rous avian sarcoma）、EGFR突變和EML4-ALK融合是最常見的驅(qū)動基因，約占35%-40%[9]。2011年美國臨床腫瘤學會（American Society of Cliniacal Oncology,ASCO）會議上報道了美國國立癌癥研究所肺癌突變聯(lián)盟（LCMC）的一項研究[10]，對1,007例進展期（IIIb期/IV期）肺腺癌患者檢測10種已知的癌癥驅(qū)動基因，并按不同驅(qū)動基因分組對其生存進行記錄。此項研究在2013世界肺癌大會（World Conference on Lung Cancer, WCLC）上進行了數(shù)據(jù)更新，結(jié)果顯示：在63%的患者中發(fā)現(xiàn)驅(qū)動基因，發(fā)生率前3位依次是KRAS（25%）、EGFR（敏感型，15%）和ALK（8%），其他常見的驅(qū)動基因分別是EGFR（其他型）、雙基因變異、HER2（human epidermal growth factor receptor-2）、BRAF、PIK3CA、MET、NRAS，其發(fā)生率均小于5%；研究還發(fā)現(xiàn)有驅(qū)動基因且接受靶向治療者的中位生存期較未接受靶向治療者明顯延長（3.5年vs2.4年），也優(yōu)于驅(qū)動基因未知者（2.1年）；在5種最常見的驅(qū)動基因中，ALK、EGFR（敏感型）和EGFR（其他型）的中位生存期較KRAS和雙基因變異者明顯延長（分別是4.3年、4年、3.3年vs2.4年和2年）。2012年ASCO會議上報道一項名為PIONEER的研究結(jié)果[11]，對入組的來自亞洲7個國家和地區(qū)的1,482例IIIb期/IV期肺腺癌組織標本進行EGFR突變檢測。EGFR基因總突變率為51.4%；女性突變率為61.0%，男性為44.0%；不吸煙者突變率為60.7%，重度吸煙者為31.4%；各國或地區(qū)EGFR突變率分別為：越南62.2%、臺灣62.1%、泰國53.8%、菲律賓52.3%、中國50.2%、香港47.2%、印度22.2%；其中人種和吸煙狀況是影響突變最重要的因素。2013年ASCO會議上報道了一項法國的樣本量為10,000例的肺癌生物標志物（biomarker, BM）項目研究[12]，前瞻性地篩查了EGFR、ALK、HER2、KRAS、BRAF、PIK3CA等6種生物標志物的突變，在可評價的9,911例患者中腺癌占76.1%，46%的肺癌樣本中檢測到已知靶點變異，其中KRAS突變?yōu)?7%、EGFR活化突變?yōu)?.5%、ALK基因融合為3.7%、PIK3CA突變?yōu)?.6%、HER2突變?yōu)?.9%、BRAF突變?yōu)?.7%，EGFR其他突變?yōu)?.8%，其分子分型結(jié)果指導(dǎo)了57%患者的實際治療決策。

肺癌腺除上述驅(qū)動基因外，目前尚有ROS1、KIF5BRET融合基因等研究的相關(guān)報道。1982年ROS1在UR1鳥肉毒病毒中被確定為具有獨特致癌作用的病毒原癌基因[13]，ROS1基因重排與ALK基因重排在2007年同時被發(fā)現(xiàn)于NSCLC[14]，ROS1基因重排陽性具有與ALK相似的臨床特征，即年輕、從不吸煙、且為高惡性度肺腺癌患者[15]，但其發(fā)生率遠低于ALK重排，約為1%-2%，而在EGFR/KRAS/ALK均陰性的人群中的發(fā)生率可達5.7%[16]，ROS1重排陽性患者預(yù)后較陰性者差[15]。因為與ALK重排陽性患者具有相似性的臨床特征，因此有研究者采用crizotinib治療ROS1基因重排NSCLC患者。2013年ASCO年會上報道了較大樣本的I期臨床試驗，包括31例ROS1陽性晚期NSCLC患者，在治療8周和16周時患者的疾病控制率分別達到76%和60%，治療總緩解率為56%，包括2例完全緩解，12例部分緩解和8例疾病穩(wěn)定，6個月無進展生存率達到71%，表明crizotinib對ROS1重排陽性NSCLC患者有明顯治療效果[15,17]。KIF5B-RET融合基因是EGFR、KRAS、EML4-ALK等驅(qū)動基因之外另一個重要的EGFRTKIs作用靶點，該融合基因在不吸煙或少量吸煙、腺癌、無EGFR及KRAS突變、無EML4-ALK融合基因的NSCLC患者中發(fā)生率較高。在歐美的大樣本研究[18]中，不吸煙的白人NSCLC中KIF5B-RET基因融合頻率約為1.8%（12/667例），而在無EGFR、KRAS、HER2、ALK、ROS1變異的肺癌中，RET基因的融合頻率高達6.3%（10/159例）。在日本的大樣本研究[19]中，在1,529例肺癌樣本中，ALK、ROS1、KIF5B融合基因在所有肺癌和肺腺癌中的出現(xiàn)頻率分別為3.0%（腺癌3.9%）、0.9%（腺癌1.2%）、0.9%（腺癌1.2%）。KIF5B-RET融合基因NSCLC患者可能對舒尼替尼、索拉非尼和凡德他尼敏感，需要前瞻性臨床研究進行驗證。

2 肺鱗癌的驅(qū)動基因

盡管SCC是目前肺癌第二常見的病理類型，但是對驅(qū)動基因的研究大多集中在腺癌、從未吸煙或輕度吸煙者，因此對肺鱗癌基因改變的認識明顯滯后于腺癌。

Kan等[20]在確定的1,507個候選基因中有967個基因發(fā)現(xiàn)了2,500個體細胞突變事件，肺鱗癌中突變的癌基因明顯不同于腺癌，鱗癌中TP53、GRM8、BAI3、ERBB4、RUNX1T1、KEAP1、FBXW7、KRAS等基因突變比較常見。在Heist等[21]的綜述中，肺鱗癌常見的驅(qū)動基因及發(fā)生頻率分別為FGFR1擴增（20%）、SOX擴增（20%）、PIK3CA擴增（20%）、MDM2擴增（10%）、PDGFRA擴增（8%-10%）、MET擴增（6%）、P53突變（65%）、NRF2突變（10%-15%）、PTEN突變（10.2%）、EPHA2突變（7%）、AKT突變（5%）。而Drilon等[22]報道的肺鱗癌中常見驅(qū)動基因及發(fā)生頻率分別為FGFR1擴增（20%）、PTEN突變（10%）、AKT1突變（6%）、DDR2突變（4%）、PIK3CA突變（4%），另有56%為基因狀態(tài)未知。韓國的研究[23]發(fā)現(xiàn)104例肺鱗癌標本中P53、PTEN、PIK3CA等7種驅(qū)動基因突變頻率與北美肺鱗癌標本相似。

SOX2是一種轉(zhuǎn)錄因子并且對胚胎和神經(jīng)干細胞嚴格調(diào)控，在肺上皮細胞的發(fā)展中發(fā)揮關(guān)鍵作用。RNA干擾敲除SOX2可減少細胞增殖，抑制SOX2比PIK3CA和TP63對細胞生長的影響更大[24]。SOX2過表達可導(dǎo)致細胞遷徙、錨定和獨立生長，而SOX2基因敲除則可影響細胞生長[25]。SOX2過度表達可導(dǎo)致小鼠模型廣泛增生和癌變，有證據(jù)[25]表明，SOX2擴增可能只是一個“啟動事件”，需要下游信號通路進一步改變才能驅(qū)動癌變。目前沒有SOX2抑制劑在臨床試驗中使用。FGFR1是FGFR家族的受體酪氨酸激酶的成員，通過PI3K/AKT、RAS/MAPK激活下游信號傳導(dǎo)，促使腫瘤生長、遷徙和血管生成等。在肺鱗癌的FGFR1擴增比腺癌常見，約20%肺鱗癌具有FGFR1擴增，在細胞株和小鼠模型抑制FGFR1顯示可抑制細胞生長和誘導(dǎo)凋亡[26]。FGFR1基因突變非常罕見[22]。FGFR抑制劑正在研發(fā)中，多為多靶點TKIs，可針對除FGFR1外的其他靶點。針對FGFR1擴增肺鱗癌的多個臨床研究正在進行中。PI3K-AKT通路在許多癌癥的存活和增殖起著核心作用，PIK3CA擴增及突變在肺癌均已確定，擴增可導(dǎo)致PI3K通路細胞信號激活。有多個PI3K抑制劑正在開發(fā)中，特異性地針對PI3K/MTOR、panPI3K等。臨床前數(shù)據(jù)[22]表明，PIK3CA激活突變對PI3K通路抑制劑最為敏感，PI3K抑制劑與其他信號通路抑制劑聯(lián)合應(yīng)用的研究正在積極進行中。體細胞PTEN基因缺失、突變和PTEN失活，如甲基化或小分子RNA沉默失活，可出現(xiàn)在多種癌癥。無論是腺癌和鱗狀細胞，PTEN表達下降或不表達發(fā)生率均高達70%，肺鱗癌PTEN基因突變高于腺癌（10.2%vs1.7%）。雖然缺乏確切的數(shù)據(jù)，但是PTEN基因丟失肺癌可能對PI3K途徑抑制劑更敏感，PI3K抑制劑治療PTEN丟失患者的臨床試驗正在進行中[23]。由于缺乏針對肺鱗癌驅(qū)動基因有效的靶向治療藥物，且多數(shù)尚在臨床研究初期，多為I期、II期臨床研究，所以目前肺鱗癌分子分型并未給臨床帶來更多的獲益。

3 NSCLC驅(qū)動基因的靶向治療

雖然NSCLC驅(qū)動基因檢測取得了可喜的進展，肺腺癌中約60%的驅(qū)動基因被確定，肺鱗癌驅(qū)動基因的檢出率也在40%-50%，但是針對NSCLC驅(qū)動基因的靶向治療藥物仍然非常有限，而且主要是針對肺腺癌的驅(qū)動基因，比如EGFR-TKIs、ALK-TKIs等。

針對EGFR的治療是目前NSCLC中應(yīng)用最廣、療效最確切的驅(qū)動基因靶向治療，尤其是EGFR-TKIs。吉非替尼（Gefitinib）是首個口服的EGFR-TKI，在IDEAL I和IDEAL II兩項隨機雙盲II期臨床研究中，化療耐藥NSCLC患者的有效率達到8.8%-19.0%，癥狀緩解率可達35%-43%，顯示該藥對NSCLC患者二線或三線治療確切的療效[27]。在IPASS研究[5]中，EGFR-TKIs作為晚期NSCLC的一線治療與標準一線化療比較，結(jié)果顯示：在腺癌、不吸煙或已經(jīng)戒煙的輕度吸煙者的亞裔晚期NSCLC患者中，口服Gefitinib相對于紫杉醇聯(lián)合卡鉑化療方案，具有無疾病進展生存期（progression free survival, PFS）方面的優(yōu)勢；亞組分析顯示，EGFR突變陽性的患者使用Gefitinib，其PFS明顯長于化療患者，EGFR突變狀態(tài)不明的患者使用吉非替尼其PFS更長，與總體人群的結(jié)果一致。厄洛替尼是另一個口服EGFR-TKI，在BR.21研究[28]中，采用厄洛替尼與最佳支持治療既往化療失敗的晚期NSCLC患者，與安慰劑組相比，厄洛替尼的有效率更高（8.9%vs＜1%）、PFS更長（2.2個月vs1.8個月）、總生存期延長（6.7個月vs4.7個月）、1年生存率更高（31%vs22%）。進一步確立了EGFR-TKIs在化療耐藥NSCLC患者治療中的地位。在SATURN研究中，厄洛替尼維持治療取得了明顯的陽性結(jié)果，一線化療達到疾病穩(wěn)定（stable disease, SD）的患者無論臨床特征或分子學特征都可以延長總生存期。?？颂婺崾俏覈谝粋€擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的小分子靶向抗腫瘤藥，是一種強效、高選擇性的口服酪氨酸酶抑制劑。在ICOGEN III期臨床研究[29]中，?？颂婺峥傮w療效不遜于吉非替尼，無進展生存期4.6個月vs3.4個月；皮疹、腹瀉等發(fā)生率與吉非替尼相似；?？颂婺峤M的藥物相關(guān)不良反應(yīng)事件更少（61%vs70%,P=0.046），尤其是藥物相關(guān)性腹瀉（19%vs28%,P=0.033）。單克隆抗體阻斷配體與EGFR結(jié)合是一種針對EGFR驅(qū)動基因的治療策略。在FLEX研究[30]中，西妥昔單抗聯(lián)合長春瑞濱/順鉑（NP方案）一線治療EGFR表達陽性的晚期NSCLC患者，總生存期明顯長于化療組（11.3個月vs10.1個月）。多西紫杉醇單藥聯(lián)合西妥昔單抗治療一線化療失敗或3個月內(nèi)復(fù)發(fā)的EGFR表達陽性NSCLC患者，ORR為20%，SD為36.4%，中位生存期為7.5個月，1年生存率達35%[31]。顯示出EGFR單克隆抗體在NSCLC的一線和二線治療中的良好前景。

目前針對ALK融合基因NSCLC的研究比EGFR更為熱門。ASCO會議連續(xù)四年均有報告涉及克唑替尼。克唑替尼I期臨床試驗[32]是驅(qū)動基因指導(dǎo)的研究，入組標準為ALK陽性的NSCLC患者，總緩解率（objective response rate, ORR）為57%，治療8周時的臨床獲益率為87%，6個月的PFS率為72%。2011年ASCO會議上報道的II期臨床研究（PROFILE 1005）[33]采用克唑替尼治療晚期ALK陽性NSCLC患者，133例可評價療效患者的ORR為51.1%，6周和12周的疾病控制率（disease control rate, DCR）分別為85%和73.3%。2012年歐洲內(nèi)科腫瘤學會（European Society for Medical Oncology, ESMO）更新了PROFILE 1005的研究結(jié)果，259例可評價療效患者的ORR為60%，中位PFS為8個月，且安全性良好[34]。其結(jié)果支持了I期臨床研究中顯示的有效性和安全性。2012年ESMO報道的PROFILE1007研究[35]，將318例一線化療失敗的NSCLC患者隨機分為克唑替尼組和培美曲塞或多西他賽標準二線化療藥物組，ORR分別為65.7%、29.3%和6.9%，PFS分別為7.7個月、4.2個月和2.6個月，克唑替尼治療組明顯優(yōu)于化療組。2014年ASCO會議上報道了crizotinib用于一線治療的PROFILE1014研究[36]，與標準化療方案培美曲塞+順鉑或培美曲塞+卡鉑進行頭對頭比較，343例ALK陽性的非鱗初治NSCLC患者，按照1:1的比例隨機接受克唑替尼（172例）或標準化療（171例），結(jié)果顯示克唑替尼明顯優(yōu)于化療，ORR分別為74% 和45%，PFS分別為10.9個月和7.0個月，68%的患者仍在隨訪中，OS結(jié)果目前尚未顯示出明顯的改善。由此可見，crizotinib無論是一線或是二三線治療ALK融合基因陽性的NSCLC患者均顯示了良好的抗腫瘤活性，并且安全、方便。目前以中國患者為主的PROFILE1029等研究也正在進行中。

ROS1與ALK同屬胰島素樣受體酪氨酸激酶超家族成員，二者氨基酸序列上具有近49%的相似性，且都對crizotinib敏感。2012年ASCO會議上首次報道了crizotinib治療具有ROS1融合基因NSCLC患者的I期臨床研究[37]結(jié)果，在13例可評價療效的患者中，ORR為54%，8周DCR為85%。2012年ESMO上該研究進行了數(shù)據(jù)更新，在20例可評價療效的患者中，ORR為50%，8周DCR為70%。研究結(jié)果[38]提示crizotinib對具有ROS1融合基因這一新驅(qū)動基因的NSCLC患者的療效明顯。

肺SCC驅(qū)動基因進入臨床研究的并不多見。使用FGFR抑制劑-PD173074治療移植FGFR1擴增肺癌細胞系的小鼠模型，可以觀察到腫瘤消退[39]。1例FGFR1擴增的肺癌患者經(jīng)過治療，8周時靶病灶縮小33%，12周時病灶仍然維持縮小[40]。2014年ASCO會議上報道一項FGFR1-TKI（AZD4547, BGJ398）的I期臨床研究[41]，入組的21例FGFR1擴增的肺SCC患者接受 BGJ398 125 mg/d治療，在17例可評價療效的患者中，4例患者部分緩解（2例在數(shù)據(jù)截止日后達到部分緩解），其中2例部分緩解療效維持達8個月和3個月，另有3例患者疾病穩(wěn)定，不良反應(yīng)主要為高磷血癥、口腔炎、脫發(fā)、食欲下降和疲勞等。肺SCC中PI3KCA基因的擴增遠較突變常見，在Ignacio等[42]的一項早期研究中，采用PI3K/Akt/mTOR軸抑制劑治療PI 3KCA基因突變NSCLC患者，23%（18/78）的患者獲得6個月以上的疾病穩(wěn)定或完全緩解及部分緩解。兩項代號分別為NCT00974584和NCT0075684采用口服PI3K激酶抑制劑-GDC-0941治療非選擇人群的研究正在進行中。由此可見，F(xiàn)GFR1、PI3KCA等驅(qū)動基因有望成為肺鱗癌新的治療靶點。

4 小結(jié)與展望

多重基因分型和高通量基因組分析等NGS技術(shù)可以更快更準確地確定基因分型，肺腺癌中約60%的驅(qū)動基因被確定，肺鱗癌驅(qū)動基因的檢出率也在逐步提高。目前NSCLC正已逐漸由標準化、“一刀切”的治療模式向基于基因狀況的個性化治療轉(zhuǎn)變。EGFR-TKIs、ALK-TKIs在特定驅(qū)動基因的NSCLC患者中獲得了奇跡般的療效，使得肺腺癌在個體化治療中初露鋒芒。目前基因分型并未給肺鱗癌帶來明確的臨床獲益，針對肺鱗癌驅(qū)動基因的靶向治療研究正在進行中，多為I期、II期臨床研究，期待有更多的研究開展并取得突破。NGS技術(shù)使得基因分型與遺傳學檢測更便捷、更準確，但仍需進一步開發(fā)，以適用于在有限組織標本情況下能同時滿足組織病理檢查及分子病理學檢測要求?？傊琋SCLC基因分型與相關(guān)靶向治療已取得初步進展，但仍只是初露端倪，需要進一步持續(xù)、深入地研究。