非小細胞肺癌的精準治療

作者：黃惠穎 旅德華人醫師學者協會會員，德國癌症研究中心（DKFZ）醫學博士

審校：侯偉斌 旅德華人醫師學者協會會員，海德堡大學醫學院泌尿外科醫學博士

來源：腫瘤資訊

十二月已進入海德堡的冬季，海德堡的聖誕市場也陸續熱鬧了起來，三倆好友相邀一起逛逛集市，飲一杯聖誕標配——熱葡萄酒，聊聊最近的開心事與糟心事，好不自在。當然啦，作為科研狗和臨床汪們，也可以學術一點兒，聊聊科研與臨床治療進展。為了不耽誤大伙兒享受聖誕假期的時間，小編總結了旅德華人醫師學者協會（SCDSG）2017年12月8日的學術講座—來自華西醫院腫瘤中心，目前在德國癌症研究中心攻博的鄒炳文副主任醫師帶來的題目為「肺癌的精準治療之路：From Bench to Clinic」的學術報告。以下全篇皆乾貨，且讀且思考。

講座從介紹肺癌的現況開始，肺癌的發病率在我國無論城市還是農村均排名首位，非小細胞肺癌（NSCLC）佔全部肺癌的80%左右。肺癌已成為城鄉居民的第一大死因，占腫瘤死亡的三分之一[1]。隨後，鄒博士從NSCLC的驅動基因，第一、二、三代EGFR-TKI (Epidermal Growth Factor Receptor – tyrosine kinase inhibitor，即表皮生長因子受體-酪氨酸激酶抑製劑) 藥物治療現狀以及肺癌的轉化醫學未來的發展等方面進一步闡述NSCLC患者的精準治療之路。

一．NSCLC的精準治療——從肺癌的驅動基因開始談起

2015年陳海泉教授團隊發表在《Oncotarget》上關於中國人群驅動基因的統計分析顯示，腺癌人群驅動基因突變陽性的比例非常高，EGFR基因突變，KRAS基因突變以及ALK基因突變分別佔35.1%，10.5%和7.0%，如果加上ROS1、MET等其他指南推薦的驅動基因（driver genes），腺癌人群的陽性率高達70-80%[2]。有驅動基因並接受靶向治療的患者，對比沒有驅動基因或者有驅動基因但沒有接受靶向治療的患者，生存獲益在1年以上[3]。因為肺癌的分子分型給肺癌的診療及預后帶來了巨大革命，NCCN指南Ⅰ類推薦晚期肺腺癌患者以及符合條件的肺鱗癌患者（年輕，非吸煙/輕度吸煙，小活檢標本）在開始接受治療前行EGFR和ALK基因高通量分子檢測。此外，NCCN指南指出MET/ROS1/RET/BRAF/HER2等驅動基因的靶向治療已嶄露頭角，未來對這些基因的突變檢測有望識別可以進行靶向藥物干預的患者或者指導患者參加合適的臨床研究。

二．NSCLC精準治療的開篇——第一、二、三代EGFR-TKI藥物的出現

回顧肺癌的靶向治療歷程，從2005，2007，2011年一代EGFR-TKI藥物吉非替尼（Gefitinib），厄洛替尼（Erlotinib），埃克替尼（Icotinib）先後在中國上市，到2015年二代EGFR-TKI藥物阿法替尼（Afatinib）以及達可替尼（Dacomitinib）上市，再到2016年三代EGFR-TKI藥物奧希替尼（Osimertinib）、CO1686、HM61713等的上市，肺癌的靶向治療已經走過了十幾載春秋。EGFR-TKI藥物會經歷一代，二代，三代甚至未來更多代的研發，與肺癌本身的分子分型，腫瘤內部的異質性（intratumoral heterogeneity）以及治療過程中腫瘤的不斷進化產生耐葯不無關係。

1）EGFR-TKI藥物的作用機理

EGFR（Epidermal Growth Factor Receptor，表皮生長因子受體）廣泛分佈於哺乳動物上皮細胞、成纖維細胞、膠質細胞、角質細胞等細胞表面，是ErbB受體亞家族的成員之一。這個亞家族包括了四個緊密相關的受體酪氨酸激酶（receptor tyrosine kinase, RTK）：EGFR（ErbB-1）HER2/c-neu（ErbB-2）、Her 3（ErbB-3）以及Her 4（ErbB-4），EGFR高表達或高活性可能引發多種癌症。EGFR下游的信號轉導通路主要有兩條：一條是RAS/RAF/MEK/ERK通路，主要作用為促進細胞的增殖；而另一條是PI3K/AKT/mTOR通路，主要作用為抗凋亡。EGFR的基因突變在肺癌中主要包括19號外顯子缺失（exon 19 deletion）和21號外顯子L858R（第858位亮氨酸變成精氨酸）點突變兩種類型。當EGFR基因突變，EGFR的酪氨酸激酶結合區域（TK域）的空間構象發生改變，使得與ATP結合的能力增強，有利於信號持續向下游通路傳導，增加了細胞的增殖及抗凋亡能力，導致腫瘤的發生。而所有EGFR-TKI類藥物的作用機理在於與ATP競爭結合該TK域，但由於不同突變帶來的不同的空間構象的改變，因此TKI藥物的療效也不同，19外顯子缺失使得TKI藥物結合的更為牢固，故往往療效更好。

2）IPASS研究奠定了亞洲NSCLC EGFR突變人群應用一代TKI藥物的基石

第一代EGFR-TKI藥物能夠可逆地選擇性地結合細胞膜內的TK域，阻斷TK與ATP的結合，進而阻斷EGFR信號通路向下游傳導。2008年來自香港的Tony Mok教授發起了一項針對亞洲晚期（ⅢB期或Ⅳ期）NSCLC患者一線應用TKI藥物對比卡鉑聯合紫杉醇兩葯化療的III期多中心對照臨床研究（IPASS，Iressa™ Pan-Asia Study）[4]，雖然該研究對於總體人群的分析是一個陰性的結果，但亞組分析顯示EGFR突變人群應用EGFR-TKI對比應用鉑類聯合紫杉醇化療具有顯著的無進展生存期（progression-free survival，PFS）獲益，而EGFR未突變人群應用TKI藥物的PFS時間明顯差於化療，IPASS研究明確了EGFR突變在指導EGFR-TKI臨床選擇中的重要作用。值得注意的是，該研究的post-hoc分析對比了EGFR基因高拷貝數對不同治療的影響，結果發現EGFR基因高拷貝數人群中EGFR突變陽性應用TKI藥物可以獲得更長的PFS時間（對比化療），而EGFR基因高拷貝數人群中突變陰性的人群應用TKI藥物並沒有獲得PFS時間獲益，但後者兩組人群病例數太少（TKI藥物組及化療組各只有20幾例），不能代表大部分單純EGFR基因高拷貝數人群應用TKI治療的結果，故我們應該辯證地看待EGFR基因拷貝數對於治療的影響。

3）第二代EGFR-TKI藥物與LUX-Lung 3/6研究

第二代EGFR-TKI藥物是針對ErbB家族的不可逆性阻滯劑，可以選擇性地高效阻滯ErbB家族受體(EGFR，HER2[ErbB2]和ErbB4)的信號傳導以及ErbB的磷酸轉移。LUX-Lung3研究和LUX-Lung6研究這兩項Ⅲ期隨機對照臨床研究旨在評估一線應用第二代TKI藥物—阿法替尼（Afatinib）對比化療對於EGFR突變陽性晚期（ⅢB期或Ⅳ期）肺腺癌患者的總生存獲益。兩項研究分別入組345例和364例患者，患者按2:1比例隨機分入Afatinib組或chemotherapy組（LUX-Lung3研究：培美曲塞+順鉑（Pemetrexed+Cisplatin），LUX-Lung6研究：吉西他濱+順鉑（Gemcitabin +Cisplatin）。根據EGFR突變（exon 19 deletion, L858R或其他）、人種（僅LUX-Lung3研究）分析不同治療手段對患者總生存期（overall survival, OS）的影響。2015年1月11日在線發表在《Lancet Oncology》上的，針對該兩項研究的分析報告[5]顯示：阿法替尼可顯著改善EGFR基因19外顯子缺失患者的總生存時間，而EGFR基因L858R突變的患者總生存時間無顯著獲益。第二代EGFR-TKI藥物再次證實了EGFR突變陽性患者的確切療效，並細化了EGFR突變的不同類型，但並未解決第一代TKI耐葯后的治療問題，且毒副反應較第一代TKI更大。

4）第三代EGFR-TKI類藥物—從機制上解決T790M突變導致的獲得性耐葯

臨床中應用一、二代EGFR-TKI類藥物治療EGFR突變的晚期肺癌患者無法避免的問題就是治療過程中的耐葯。EGFR T790M突變是目前已知的針對EGFR-TKI產生的獲得性耐葯（acquired resistance）中最常見的發生機制。T790M突變是蘇氨酸被甲硫氨酸取代引起TK域空間構象改變，影響其與TKI藥物的結合。第一代及第二代TKI類藥物從作用機理上均無法與EGFR T790M突變后的TK域有效結合，導致獲得性耐葯。而第三代TKI藥物的嘧啶環與Met793形成氫鍵；不飽和丙烯醯基與Cys797形成共價結合[6]，不再依賴與Met790位置關係，對於T790M突變起到了選擇性的抑制，成為了TKI類藥物耐葯后的一個有效的治療選擇。

AURA3研究[7]是一項全球Ⅲ期、隨機、多中心、開放研究，旨在觀察EGFR突變的NSCLC患者一線EGFR-TKI治療后出現進展換用三代TKI類藥物（奧西替尼, Osimertinib）對比化療的療效評估。該研究入組419例患者，按2:1比例隨機分入奧西替尼組或化療組（鉑類聯合培美曲塞），中位隨訪時間8.3個月，主要終點：PFS時間。研究結果顯示奧西替尼顯著延長T790M突變NSCLC患者的PFS時間（10.1月 vs. 4.4月）。值得關注的是，該項研究入組的腦轉移患者佔30%，第三代TKI類藥物能透過血腦屏障作用於腦轉移病灶，提示第三代TKI類藥物可能為這部分患者帶來良好療效。

但任何治療都不可避免的面臨獲得性耐葯的問題，第三代TKI類藥物也不例外，其耐葯機制主要包括：1.EGFR本身位點突變，比如C797S，L718Q；2.下游信號通路激活，像BRAF V600E和PIK3CA E545K突變；3.旁路信號激活，像ERBB2和MET擴增；4.EGFR耐葯新位點G796D。

因為腫瘤內部存在異質性，尤其在靶向治療后變得更加明顯，在不同的轉移部位會有不同的耐葯機制出現，會發生不同的基因突變，同時各種突變基因的峰度也不一樣，故目前在獲得性耐葯治療這條路上我們還有很長的路要走[8]。

三．NSCLC TRACER X 研究—TRAcking Cancer Evolution through therapy (Rx) lung study

既往對NSCLC的腫瘤異質性（intratumoral heterogeneity）及克隆演化（clonal evolution）的研究局限於小樣本回顧性隊列研究，而腫瘤內部異質性的臨床意義，以及利用驅動事件（driver events）的克隆性（clonality）來指導治療策略的潛力尚未明確。

2014年4 月啟動的一項多中心，前瞻性TRACER X研究是迄今為止樣本量最大的NSCLC縱向研究，入組人群為未經過全身性治療、可接受治癒性切除的ⅠA至ⅢA期NSCLC患者從診斷到死亡的樣本。研究目的為探討瘤內異質性與臨床結局的關聯。2017年6月在新英格蘭雜誌（NEJM）上在線發表了前100例患者的研究結果[9]：對327個腫瘤樣本區域進行了全外顯子測序（whole exome sequencing），並將體細胞基因突變和拷貝數變異按照主克隆（所有癌細胞均有分佈）和亞克隆（僅存在於部分癌細胞中）進行分類。

主要結果一：腫瘤內部具有明顯的異質性，瘤內的基因多態性可能是自然選擇和腫瘤進化的作用基礎；該研究30%體細胞突變為亞克隆，48%拷貝數變化為亞克隆提示分子突變和染色體層面的基因組不穩定性（genomic instability）貫穿腫瘤進展進程。同時該研究也分析了亞克隆體細胞突變或拷貝數的變化對臨床預后的意義：癌細胞亞克隆中存在基因突變比例的高低對患者的PFS影響不大，而如果癌細胞亞克隆存在拷貝數變異，也就是說一個關鍵進化事件，導致一些子代癌細胞的基因拷貝數倍增了，那麼會導致患者的預后較差。

主要結果二：主克隆/亞克隆驅動變異不同亞克隆之間是一個類似「平行進化」(parallel evolution)的過程，由於瘤內組織的「時空」異質性，亞克隆突變的數量或比例也無法完全代表瘤內異質性的程度。該研究中，86例腫瘤患者中有17例（20%）檢出可靶向的亞克隆突變和拷貝數變異，其中12例（12/17）均存在主克隆和亞克隆的變異。未來在臨床中根據肺癌患者的主克隆及亞克隆變異應該更優先干預何種靶點是值得進一步探索的。

總結該研究的主要觀點為：瘤內異質性決定了腫瘤的進化和藥物的耐藥性。瘤內異質性和分支進化普遍存在腫瘤患者中，早期克隆性基因組倍增+後期廣泛亞克隆分化是最常見的模式。

最後，鄒博士總結了作為醫生在臨床工作中及從事轉化醫學研究中可能獲得的啟示：

1）對於新發NSCLC患者爭取做到癌病灶多點取樣，進行全外顯子測序，分析瘤內異質性。2）重新評估基因檢測報告的結果，對於基因檢測報告出具的單獨位點突變除了思考有無針對該靶點的藥物之外，還不能忽視瘤內主克隆和亞克隆的基因多態性，未來腫瘤的精準治療可能需要針對多位點突變同時給葯。

3）由於基因組不穩定性(genomic instability)貫穿腫瘤進展進程，液體活檢動態檢測腫瘤發展及治療過程中的多位點突變可能成為未來癌症治療及隨診的常規手段。

4）針對克隆性neoantigen的疫苗或者細胞免疫治療也是未來腫瘤精準治療的方向。

講座結束后大合影 （2018.12.08於德國癌症研究中心）

旅德華人醫師學者協會(SCDSG) /龍一族 簡介：

旅德華人醫師學者協會（微信公眾號」龍一族」）是以醫學及生物學博士為主體，以學術交流為主要目的的非盈利團體。協會於2016年正式成立，目前包括在德會員和歸國會員近200人。在德會員主要來自海德堡大學及附屬醫院和德國癌症研究中心（DKFZ），國內部成員主要就職於全國各大城市的大型醫院各個科室及科研院所。協會致力於構建中德醫學、生物及相關領域的學術交流合作平台,普及醫學科學知識，推動生命科學創新，服務留德及歸國華人。聯繫方式：[email protected].

參考文獻

1. Martin Reck, et al. N Engl J Med. 2017 Aug 31;377(9):849-861.

2. Wang R, et al. Oncotarget. 2015Oct 27;6(33):34300-8.

3. Kris MG, et al. JAMA. 2014;311(19):19.

4. Juchum M, et al. Drug Resist Updat.2015 May;20:12-28.

5. Yang JC, et al. Lancet Oncol. 2015 Feb;16(2):141-51.

6. Juchum M, et al. Drug Resist Updat.2015 May;20:12-28.

7. Mok TS, et al. N Engl J Med. 2017 Feb 16;376(7):629-640.

8. Caichun Zhou. CSCO. 2015.

9. Jamal-Hanjani M, et al. N Engl J Med. 2017 Jun 1;376(22):2109-2121.

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