肺癌驅動基因及其靶向治療藥物

本文原載於《國際腫瘤學雜誌》2017年第1期

肺癌是目前世界上發病率和死亡率最高的惡性腫瘤。國家癌症中心公布的數據顯示，從2000—2011年，全國肺癌的發病率和死亡率均居所有癌症首位^[1]。根據病理組織學可將肺癌分為兩大類：非小細胞肺癌(NSCLC)和小細胞肺癌；NSCLC約佔所有肺癌的80%～85%。自2002年由Weinstein^[2]率先提出"驅動基因"的概念後，針對肺癌驅動基因的靶向治療已取得了顯著療效。現就NSCLC的驅動基因及其靶向治療藥物的研究進展作一綜述。

表皮生長因子受體(EGFR)基因位於第7號染色體p13～q22區，全長200 000 bp，由28個外顯子組成，編碼1 186個氨基酸。該基因編碼的是一種跨膜的蛋白受體，為EGFR家族成員之一。

EGFR突變率在不同人種中存在顯著差異。一項關於亞洲人群的前瞻性流行病學研究顯示，EGFR基因整體突變率為51.4%^[3]，女性以及不吸煙者突變率更高，在南美人群中約為26.0%^[4]，而在北美和西歐人群中則為15.0%左右。突變熱點主要是在其酪氨酸激酶的編碼區，大多數集中在18～21外顯子，最常見的突變是位於19外顯子的缺失突變(約佔EGFR突變的44%)和位於21外顯子的L858R點突變(約佔EGFR突變的41%)^[5]。其他包括位於18外顯子的G719X點突變(約佔EGFR突變的3%～4%)、21外顯子的L861Q點突變(約佔EGFR突變的2%)和19外顯子的插入突變(約佔EGFR突變的1%)^[6,7]。

EGFR的酪氨酸激酶抑製劑(tyrosine kinase inhibitor，TKI)可競爭性抑制ATP與EGFR酪氨酸激酶結構域的結合，從而阻滯下游的信號通路。近期的Ⅲ期臨床試驗證明了在EGFR突變的肺癌患者中，EGFR-TKI(如厄洛替尼和吉非替尼)與標準化療方案相比，在有效率(RR)、無進展生存期(PFS)和生命質量方面都有顯著優勢^[8,9]。但在應用EGFR-TKI治療之後有相當部分EGFR突變的患者會獲得繼發性耐葯。EGFR-TKI獲得性耐葯的機制包括T790M突變、PIK3CA基因突變、MET以及原癌基因人類表皮生長因子受體2(HER2)基因擴增等，但是仍有大約30%的耐葯機制不清楚^[10]。

第2代EGFR-TKI(來那替尼、達克替尼)正作為一線治療藥物用於臨床試驗以克服獲得性耐葯並提高療效。已有隨機Ⅱ期臨床試驗證實，與安慰劑和厄洛替尼相比，達克替尼雖未能有效改善患者的總生存期，但是卻顯著延長了患者的PFS^[11]，並提高了患者的RR^[12]。其他第3代EGFR-TKI如Rociletinib(CO-1686)經過前期實驗已經有初步的證據表明能夠改善藥物的不良反應及T790M突變所導致的獲得性耐葯問題。

KRAS是RAS基因家族的一員，位於12號染色體上，編碼含有189個氨基酸的RAS蛋白，在調控細胞增殖、分化的信號通路中扮演著重要角色。KRAS基因突變在肺腺癌患者中的發生率為20%～25%，在肺鱗狀細胞癌患者中的發生率約為4%；而HRAS和NRAS突變的發生率則相對比較低^[13,14]。KRAS突變通常不與EGFR、HER2突變或間變性淋巴瘤激酶(anaplastic lymphoma kinase，ALK)重排共存，與EGFR不同的是，KRAS突變更集中在白種女性以及吸煙的肺鱗狀細胞癌患者。KRAS基因突變的方式多為點突變，主要集中在2號外顯子的12號密碼子(G12C、G12D、G12V)或13號密碼子(G13D)，偶見於13號外顯子的61號密碼子(Q61H)^[13]。KRAS突變在NSCLC尤其是肺腺癌患者中通常被視為不良的預後因子，根據Yagishita等^[15]的統計分析，KRAS突變暗示著較差的化療效果和更短的生存周期。

儘管目前做出了很多努力來研髮針對KRAS突變的靶向藥物，但是由於難度較大，其療效仍不理想。目前治療KRAS突變多是針對RAS通路下游的MET，絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)或磷脂醯肌醇3激酶(PI3K)信號通路抑製劑聯合化療藥物。J?nne等^[16]的多中心、隨機、安慰劑對照的Ⅱ期臨床試驗結果顯示，MEK1/2抑製劑司美替尼(AZD6244)聯合多西他賽治療KRAS突變的晚期NSCLC患者與單獨應用多西他賽相比，PFS顯著延長，RR顯著提高，並且12號密碼子G12C或G12V突變的患者與其他類型KRAS突變的患者相比，更能從司美替尼和多西他賽的聯合治療中受益^[17]。

ALK基因於1994年首次報道，並由日本學者於2007年通過篩選NSCLC的患者發現了位於2號染色體上的EML4-ALK基因重排。最常見的ALK基因突變是位於2號染色體短臂內的轉位inv(2)(p21p23)，導致13號內含子內的棘皮類動物微管相關類蛋白4(echinoderm microtubule-associated protein-like 4，EML4)基因斷裂與19號內含子的ALK基因耦聯形成融合基因。由於EML4基因截斷程度不同，目前已報道出至少有11種不同的EML4-ALK融合基因。除了EML4-ALK融合基因之外，還有KIF5B-ALK、TFG-ALK和PTPN3-ALK等10餘種不同的ALK融合基因，但所佔比例均較低。

ALK在NSCLC患者中的突變率約為4%，主要見於年輕、不吸煙的患者^[18]。ALK靶向治療藥物克唑替尼已於2011年獲得美國食品和藥物監督管理局批准用於晚期原發性或轉移性NSCLC患者的臨床治療。在最近的兩個臨床試驗中，克唑替尼用於ALK融合基因陽性NSCLC患者的客觀反應率分別為61%和50%，中位緩解時間分別為48個周和42個周^[19]。旨在克服克唑替尼耐葯問題以及提高RR的第2代ALK-TKI如色瑞替尼和艾樂替尼正在一系列的Ⅱ、Ⅲ期臨床試驗中測試^[20,21,22]，有望進一步提高ALK陽性的靶向治療進程。

BRAF是7號染色體q34上的一個原癌基因，編碼絲-蘇氨酸蛋白激酶，是RAF家族成員之一。BRAF蛋白是RAS-MAPK信號通路中的關鍵激活因子，位於KRAS蛋白下游，並通過該信號途徑調控細胞的增殖和存活。

BRAF突變常見於惡性黑色素瘤和NSCLC，發生在NSCLC患者中的概率為1%～3%，且大部分是女性以及有吸煙史或正在吸煙的肺腺癌患者。NSCLC患者中BRAF突變類型多變，其中以15外顯子的V600E(約佔BRAF突變類型的50%)、11外顯子的G469A(39%)和15外顯子的D594G(11%)較多見^[23]。其他位於甘氨酸環(G-loop)激活區的G465V或G568A，則比較少見。BRAF突變與EGF、KRAS突變相互排斥，並不同時出現。

索拉替尼是第一代BRAF抑製劑，但多項臨床試驗證明其單用時療效有限^[24]。近期研究表明，維羅非尼聯用曲美替尼(MEK抑製劑)治療BRAF突變的NSCLC患者能取得不錯的效果^[25]，其療效值得期待。

ROS1是位於6號染色體q21上的原癌基因，包含44個外顯子，編碼2 347個氨基酸，相對分子質量為259 000。ROS1受體酪氨酸激酶參與多條下游信號轉導通路的激活，包括MAPK、PI3K-蛋白激酶B(AKT)-哺乳動物雷帕黴素靶蛋白(mTOR)、Janus蛋白酪氨酸激酶-信號轉導子和轉錄激活子3等調控細胞的增殖與存活。

ROS1融合基因於2007年首次報道，隨後更多的ROS1融合基因被發現，其伴侶基因包括FIG、KDELR2、LRIG3和EZR等，並在隨後的體外及動物實驗中均證實ROS1融合基因具有致瘤作用，但是ROS1基因融合的機制仍未完全清楚。在NSCLC患者中，ROS1融合基因的發生率為1%～2%，其臨床病理特徵與ALK融合基因相似。Scheffler等^[26]通過篩查1 137例肺腺癌患者發現，在1 035例有效標本中有19例(1.8%)存在ROS1基因重排。

ROS1與ALK同屬胰島素樣酪氨酸受體家族，且兩者的激酶結構域的氨基酸序列有約49%的同源性，所以被美國食品和藥物監督管理局批准用於治療ALK融合基因陽性的克唑替尼對於ROS1融合基因同樣有效。Bergethon等^[27]已通過細胞實驗證實，克唑替尼對ROS1融合基因陽性的肺癌細胞株的生長具有顯著的抑制作用。

PI3K-AKT-mTOR是眾多調控細胞增殖、分化和存活的信號轉導通路之一。PIK3CA基因位於3號染色體q25～27，編碼PI3K的催化亞基p110α。PIK3CA突變主要集中在9外顯子的螺旋區(E542和E545)和20外顯子的激酶區(H1047)這兩個突變熱點上，並與EGFR、ALK或KRAS突變可以同時出現。在兩個大規模的臨床分析中，PIK3CA的突變率分別為3.4%(8/237)和1.6%(11/691)；而PIK3CA基因的擴增率卻顯著高於其突變率，鱗狀細胞癌中高達33.1%，腺癌為6.2%，小細胞肺癌為4.7%。多種PI3K抑製劑正單獨(NCT01501604)、聯合化療藥物(NCT00974584)或其他靶向藥物(NCT00974584)用於早期臨床試驗的評估，有望為鱗狀細胞癌的治療帶來突破。

7　成纖維細胞生長因子1

成纖維細胞生長因子受體(fibroblast growth factor receptor，FGFR)1是一種膜受體酪氨酸激酶，屬於FGFR受體酪氨酸激酶家族之一。Dutt等^[28]首次發現8號染色體p12存在FGFR1片段擴增，在肺鱗狀細胞癌患者中FGFR基因擴增率約為20%，而在肺腺癌患者中僅為3%。FGFR擴增多見於吸煙的患者，並且預後較差。關於FGFR抑製劑尚處於早期臨床試驗中，PD173074已被證明對FGFR擴增的NSCLC患者有效。隨著FGFR1抑製劑的出現，必將會有更多的肺鱗狀細胞癌患者從中受益。

針對驅動基因的靶向治療能克服傳統治療的劣勢，減少對正常組織的毒性，並顯著增強抗腫瘤活性，對NSCLC的治療產生了深遠的影響。然而，目前的分子靶向治療還存在局限性，仍有相當多的驅動基因未被發現，還有待於進一步探索。已成功研發的EGFR-TKI和ALK-TKI等靶向藥物由於原發性或繼發性耐葯問題也限制了其應用，其耐葯機制尚有相當部分未明確，可作為今後研究的突破點。此外，針對肺鱗狀細胞癌的驅動基因尚缺乏有效的靶向治療藥物。但相信隨著研究的不斷突破以及新葯的不斷研發，這些問題都會迎刃而解，NSCLC的治療將會步入"個體治療"新時代。

參考文獻（略）