侯冉,胡泊,史健
目前已發(fā)現(xiàn)EGFR T790M突變是非小細(xì)胞肺癌(NSCLC)應(yīng)用EGFR-TKIs藥物產(chǎn)生繼發(fā)性耐藥的最常見(jiàn)原因[1]。T790M突變后對(duì)NSCLC的治療有重要影響。本文分析了NSCLC患者T790M突變與一、二、三代TKIs藥物之間的關(guān)系,評(píng)估了與原發(fā)性T790M突變相關(guān)的臨床因素,同時(shí)分析了第三代EGFR-TKI藥物的新型繼發(fā)性耐藥。
EGFR基因突變是NSCLC東亞人群中最常見(jiàn)的驅(qū)動(dòng)基因突變,其發(fā)生率為30%~40%[2]。EGFR是穿透細(xì)胞膜的受體蛋白,激酶結(jié)構(gòu)域由N和C葉片以及兩個(gè)葉片之間的三磷酸腺苷ATP結(jié)合裂隙組成。在配體與受體結(jié)合后,形成不對(duì)稱二聚體,并將ATP的磷酸轉(zhuǎn)移至調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)域的酪氨酸殘基,見(jiàn)圖1。各種蛋白質(zhì)與這種磷酸化酪氨酸相結(jié)合,信號(hào)通過(guò)大鼠肉瘤(RAS)下游傳遞-快速加速纖維肉瘤(RAF)-活化蛋白激酶(MAPK)和磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)-蛋白激酶B(PKB),轉(zhuǎn)導(dǎo)也稱為AKT途徑,從而調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄因子激活基因的轉(zhuǎn)錄,指導(dǎo)細(xì)胞遷移、黏附、增殖、分化和凋亡,與腫瘤的形成和惡化密切相關(guān),見(jiàn)圖2。EGFR-TKIs通過(guò)激酶結(jié)構(gòu)域的裂解競(jìng)爭(zhēng)性地抑制ATP。既往多項(xiàng)研究表明第一代或第二代EGFRTKIs在EGFR突變型晚期NSCLC患者中療效優(yōu)于傳統(tǒng)以鉑類(lèi)藥物為基礎(chǔ)的化療[1,3],但是大多數(shù)EGFR突變的患者在接受EGFR-TKIs治療9~14月后會(huì)對(duì)EGFR-TKIs產(chǎn)生抗性[2,4]。EGFR基因20外顯子第790位氨基酸由甲硫氨酸代替蘇氨酸的這種變化簡(jiǎn)稱為T(mén)790M突變,約占繼發(fā)性耐藥的60%[2]。選擇性抑制EGFR敏感突變和EGFR T790M耐藥突變的第三代EGFR-TKIs應(yīng)運(yùn)而生,然而也出現(xiàn)了新的耐藥機(jī)制。
圖1 EGFR激活模式圖Figure 1 Activation pattern of epidermal growth factor receptor
圖2 EGFR下游信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)圖Figure 2 Downstream signal transduction of epidermal growth factor receptor
第一代EGFR-TKIs的繼發(fā)性耐藥機(jī)制有:T790M突變約占57%;HER2擴(kuò)增約占6%;MET擴(kuò)增約占3%;EMT約占1%;SCLC轉(zhuǎn)化約占3%;T790M突變合并EGFR擴(kuò)增約占1%;多基因突變約占10%,其它未知突變約占19%。從組織學(xué)和生物學(xué)上對(duì)獲得性耐藥的組織樣本進(jìn)行的回顧分析表明,在某些病例中,這些機(jī)制可能同時(shí)存在,而不是相互排斥的[5]。
T790M是第一個(gè)報(bào)道的繼發(fā)性耐藥基因。它通過(guò)改變ATP結(jié)合口袋的晶體結(jié)構(gòu),在結(jié)構(gòu)上抑制第一代EGFR-TKIs與ATP結(jié)合位點(diǎn)的結(jié)合。因此,發(fā)生T790M突變后TKI藥物不能抑制下游信號(hào)的轉(zhuǎn)導(dǎo),癌細(xì)胞不受控制,見(jiàn)圖3[1,6]。有研究認(rèn)為,在用EGFR-TKIs治療之前,少數(shù)具有繼發(fā)性T790M突變和活性EGFR突變的癌細(xì)胞可能已經(jīng)隱性存在,并在用TKI治療期間逐漸成為顯性。然而,最近的研究表明,T790M陽(yáng)性細(xì)胞也是通過(guò)遺傳進(jìn)化從最初的T790M陰性細(xì)胞中發(fā)展而來(lái)的[6]。
圖3 EGFR獲得性耐藥主要機(jī)制圖Figure 3 Main mechanism of EGFR-acquired resistance
為克服T790M突變引起的繼發(fā)性耐藥,第二代EGFR-TKI應(yīng)運(yùn)而生。它的研發(fā)思路是進(jìn)一步促進(jìn)藥物與ErbB受體網(wǎng)絡(luò)形成共價(jià)結(jié)合,從而不可逆地、完全中斷信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),帶來(lái)持續(xù)且廣譜的抗癌活性[7]。然而,雖然第二代EGFR-TKIs對(duì)T790M有影響,但是它克服T790M活性的濃度在人類(lèi)中是不可實(shí)現(xiàn)的。其半數(shù)最大抑制濃度(IC50)比EGFR活化突變觀察到的高30~100倍[8]。對(duì)LUX-Lung 3及LUX-Lung 6的一項(xiàng)Ⅲ期隨機(jī)臨床試驗(yàn)顯示,與化療相比,阿法替尼一線治療可使攜帶普通EGFR突變(Del19/L858R)的晚期NSCLC患者的OS提高3月(中位OS 27.3月vs.4.3月,P=0.037)[9]。此外,LUX-Lung 7比較阿法替尼和吉非替尼治療EGFR突變的NSCLC患者的隨機(jī)Ⅱb期試驗(yàn),顯示出阿法替尼對(duì)無(wú)進(jìn)展生存期(PFS)的優(yōu)勢(shì)(11.0vs.10.9月,P=0.0073)[10]。這些結(jié)果表明,與第一代EGFR-TKIs相比,第二代EGFR-TKIs延遲了T790M的表達(dá)。然而,用阿法替尼治療的患者中仍有36.4%~47.6%的患者檢測(cè)到了T790M突變[11]。阿法替尼的應(yīng)用在使用第一代TKIs治療后產(chǎn)生T790M突變的晚期NSCLC患者中受到限制。
第三代EGFR-TKIs包括奧希替尼、Rociletinib、Olnutinib等[12],其中奧希替尼是以T790M為靶點(diǎn)的不可逆的EGFR-TKI。它結(jié)構(gòu)中含有丙烯酰胺基,能夠與EGFR基因的ATP結(jié)合位點(diǎn)中C797結(jié)合,形成不可逆的共價(jià)鍵,從而抑制癌細(xì)胞的增殖。通過(guò)阻斷突變EGFR同源二聚化或誘導(dǎo)EGFR突變細(xì)胞降解等途徑,從而阻斷其下游信號(hào)傳遞[5],奧希替尼對(duì)EGFR突變的細(xì)胞系及EGFR T790M突變的細(xì)胞系均有效。AURA3試驗(yàn)則進(jìn)一步證實(shí)了奧希替尼對(duì)患有EGFR T790M突變的NSCLC患者的療效。試驗(yàn)顯示,對(duì)于一、二代TKI治療進(jìn)展產(chǎn)生T790M突變的患者,奧希替尼優(yōu)于鉑劑聯(lián)合培美曲塞治療(PFS:10.1月vs.4.4月,P<0.001)。此外,對(duì)于存在中樞神經(jīng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)移的患者,接受奧希替尼治療的中位PFS也明顯長(zhǎng)于接受化療的(8.5月vs.4.2月,HR=0.32)[4-5]。在FLAURA試驗(yàn)中,一項(xiàng)Ⅲ期臨床試驗(yàn)證實(shí)了對(duì)于未治療的EGFR陽(yáng)性NSCLC患者,奧希替尼與一、二代TKIs相比,顯著延長(zhǎng)了患者的PFS及OS(PFS:18.9月vs.10.2月,P<0.001;OS:38.6月vs.31.8月,P<0.001)[13-14]。
EGFR-TKIs常見(jiàn)的不良反應(yīng)包括皮疹、腹瀉、甲溝炎、口腔黏膜炎、間質(zhì)性肺疾病、藥物性肝損傷等。在LUX-Lung 7及ARCHER研究中二代TKI的不良反應(yīng)均高于一代,一代TKI引起的三級(jí)以上不良事件(adverse event,AE)以肝酶升高及皮膚相關(guān)不良反應(yīng)居多,而二代TKI引起的三級(jí)以上AE以腹瀉及皮膚相關(guān)不良反應(yīng)居多。其原因可能由于二代TKI推薦劑量接近其劑量限制性毒性,故相關(guān)毒性也比一代藥物明顯。在臨床試驗(yàn)中,奧希替尼的不良反應(yīng)發(fā)生率明顯低于第一、二代EGFR-TKI。最常見(jiàn)的不良反應(yīng)為腹瀉(42%)、皮疹(41%)、皮膚干燥(31%)和神經(jīng)毒性(25%)。4.4%的患者因?yàn)槟褪苄栽?,減少給藥劑量或終止治療,主要原因是Q/T間期延長(zhǎng)(2.2%)和嗜中性白血球減少(1.9%);嚴(yán)重不良反應(yīng)的發(fā)生率為2%,主要為肺炎和肺栓塞[15]。
T790M突變多繼發(fā)于一二代TKIs藥物治療后,但在少數(shù)情況下,EGFR T790M突變?cè)趹?yīng)用TKIs治療之前已被發(fā)現(xiàn)。原發(fā)性EGFR T790M的突變頻率與所用測(cè)定方法的敏感度及其識(shí)別腫瘤內(nèi)微小克隆的能力有關(guān)。有研究提出,暴露于EGFR TKI之前的EGFR突變腫瘤含有一小部分EGFR T790M亞克隆[16]。文獻(xiàn)中原發(fā)性EGFR T790M突變頻率差異很大。從在肺癌和EGFR突變型肺癌中各占不足1%,到在肺癌和EGFR突變型肺癌中分別占25%和79%。報(bào)告的突變頻率范圍很大與檢測(cè)方法和測(cè)試的人群有關(guān)。使用敏感度較低的Sanger測(cè)序測(cè)得原發(fā)性EGFR T790M突變的發(fā)生率為0.4%~3%,且僅與敏感EGFR突變一起報(bào)道[16]。而使用敏感度更高的方法時(shí),原發(fā)性EGFR T790M突變的發(fā)生率則更高,占所有肺腺癌的4%~25%[17]。敏感度高的檢測(cè)方法包括基于質(zhì)譜的突變檢測(cè)和幾種基于突變體富集的PCR測(cè)序方法(包括限制酶消化、基于鎖定核酸的PCR和Scorpion Amplification難治性突變系統(tǒng)技術(shù))[15]。菌落雜交法和Taq-Man分析在人群中可檢測(cè)出原發(fā)性EGFR T790M突變比例最高。更敏感的測(cè)定方法,可以檢測(cè)含有EGFR T790M的小克隆,但也存在假陽(yáng)性結(jié)果的可能性。原發(fā)性EGFR T790M突變的肺癌患者常常具有同時(shí)致敏的EGFR突變,比如21外顯子L858R點(diǎn)突變或19外顯子缺失突變。但當(dāng)應(yīng)用更敏感的分子檢測(cè)時(shí),也發(fā)現(xiàn)了EGFR T790M突變而沒(méi)有共同致敏的EGFR突變的情況。
具有原發(fā)性EGFR T790M突變的肺癌患者的臨床特征與只有致敏EGFR突變的患者相似。但是,原發(fā)性EGFR T790M突變也與對(duì)厄洛替尼等一、二代TKI藥物的低反應(yīng)率、PFS短相關(guān)[17],同時(shí)原發(fā)性EGFR T790M突變患者的總生存與EGFR野生型患者總生存相似。不同檢測(cè)方法檢測(cè)到的基線EGFR T790M突變對(duì)TKI藥物應(yīng)答率也不同。當(dāng)通過(guò)常規(guī)分子檢測(cè)鑒定時(shí),EGFR T790M的存在預(yù)示對(duì)EGFR TKI治療反應(yīng)欠佳。通過(guò)SARMS等更敏感檢測(cè)方法檢測(cè)到EGFR T790M的患者對(duì)厄洛替尼的反應(yīng)不如僅存在致敏EGFR突變腫瘤的患者敏感,但優(yōu)于對(duì)標(biāo)準(zhǔn)細(xì)胞毒性化學(xué)藥物的反應(yīng)。Yu等[16]綜述了應(yīng)用厄洛替尼治療EGFR T790M突變腫瘤患者的PFS為8月,而無(wú)T790M突變的EGFR突變腫瘤患者的PFS為17月(P<0.001)。與通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)序檢測(cè)到的EGFR T790M突變不同,使用敏感測(cè)定突變豐度較低的原發(fā)性EGFR T790M突變的患者也可能對(duì)EGFR TKI存在響應(yīng),但似乎這種響應(yīng)持續(xù)時(shí)間較短。原發(fā)性EGFR T790M突變腫瘤患者的中位總生存期較短,僅為16月,與EGFR野生型腫瘤患者相似,而僅僅是致敏EGFR突變腫瘤患者生存時(shí)間的一半[16]。此外,還有研究表明在應(yīng)用三代TKI藥物奧希替尼治療時(shí),原發(fā)性T790M組與獲得性T790M組相比,中位PFS顯著延長(zhǎng)(17.0月vs.10.0月),而獲得性T790M突變患者的中位OS更長(zhǎng)(50.4月vs.29.9月,P=0.016)[18]。
第三代TKI藥物,對(duì)于EGFR陽(yáng)性及EGFR T790M突變患者表現(xiàn)出優(yōu)異的臨床效果,但耐藥性的發(fā)展也是不可避免的。其耐藥機(jī)制可以分為:依賴EGFR通路的,如:新發(fā)突變、T790M減少或消失和EGFR基因擴(kuò)增;不依賴EGFR通路的,如:旁路途徑的激活和細(xì)胞表型的轉(zhuǎn)變等。
EGFR-C797S突變是第三代TKI耐藥最常見(jiàn)的原因,約在第三代EGFR-TKI藥物應(yīng)用1年內(nèi)出現(xiàn)[1]。C797S存在于ATP結(jié)合域內(nèi),與EGFR-TKI不可逆地結(jié)合。因此,EGFR的外顯子20中C797S的點(diǎn)突變即EGFR 20號(hào)外顯子797位點(diǎn)上的絲氨酸取代了半胱氨酸的錯(cuò)義突變,影響了奧希替尼在ATP結(jié)合域內(nèi)形成共價(jià)鍵的過(guò)程,從而失去抑制EGFR激活的效果,產(chǎn)生繼發(fā)耐藥[19]。研究發(fā)現(xiàn),T790M和C797S在等位基因上的定位有助于確定C797S的治療策略。如果EGFR C797S突變與T790M突變位于同一染色體上,被稱為順式構(gòu)型,約占C797S突變的85%,這種突變對(duì)目前所有EGFR-TKIs都具有耐藥性。大約10%的患者為C797S和T790M成反式構(gòu)型即位于不同染色體上,則耐藥細(xì)胞可能對(duì)第一代和第三代EGFR-TKIs的聯(lián)合治療敏感[20]。此外少數(shù)患者僅有C797S突變并未合并T790M突變,C797S突變?cè)赥790M野生型細(xì)胞中發(fā)生,導(dǎo)致對(duì)第三代TKIs耐藥,而對(duì)第一代TKIs敏感。此外有臨床試驗(yàn)表明,對(duì)于EGFR、T790M、C797S三重突變的患者,強(qiáng)效間變性淋巴瘤激酶(ALK)抑制劑,即brigatinib,通過(guò)誘導(dǎo)EGFR表達(dá)的降解,與抗EGFR抗體的組合顯著降低了針對(duì)三重突變EGFR的IC50,導(dǎo)致三重突變體EGFR的腫瘤縮小,這可能是未來(lái)治療EGFR、T790M、C797S三重突變患者的一種選擇[21]。
除了C797S外,研究者們還陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了新的耐藥突變,如L792X突變、G796S突變、L718Q突變和20外顯子插入突變等。細(xì)胞毒性藥物是L718Q突變患者的治療選擇之一。外顯子20插入通過(guò)在EGFR的N-葉上添加殘基來(lái)抑制EGFR-TKI與其結(jié)合位點(diǎn)的結(jié)合[22]。耐藥突變的多樣性,提示T790M突變患者耐藥后的腫瘤呈異質(zhì)性,所以在靶向治療的各階段進(jìn)行基因檢測(cè)是很有必要的。
T790M突變減少或消失也是導(dǎo)致三代TKI藥物繼發(fā)性耐藥的原因之一。T790M的突變負(fù)荷可以預(yù)測(cè)第三代TKIs的療效,突變負(fù)荷越大,效果越好。相反,T790M消失的患者奧希替尼治療的效果差[22]。第三代TKIs的選擇性壓力可能是T790M突變負(fù)荷減少或消失的原因。EGFR基因擴(kuò)增更多見(jiàn)于三代TKI CO-1686治療的患者,可以合并存在T790M突變。據(jù)報(bào)道CO-1686耐藥患者中有9%出現(xiàn)EGFR基因拷貝數(shù)的變化[23]。EGFR基因擴(kuò)增可能會(huì)導(dǎo)致TKIs類(lèi)藥物濃度相對(duì)不足,導(dǎo)致耐藥。
4.3.1 MET基因擴(kuò)增 旁路途徑激活中最常見(jiàn)的替代途徑是MET基因擴(kuò)增,占獲得性EGFR-TKIs耐藥病例的5%~10%。MET基因擴(kuò)增誘導(dǎo)MET蛋白的自身磷酸化并與ERBB3結(jié)合,ERBB3激活PI3K/AKT途徑,導(dǎo)致對(duì)EGFR-TKIs耐藥[24]。Planchard等[25]最早發(fā)現(xiàn)奧希替尼耐藥的患者中存在MET基因擴(kuò)增,同時(shí)伴有T790M突變的消失。MET抑制劑克唑替尼單用或者與三代TKIs聯(lián)和應(yīng)用可以很好地抑制對(duì)三代TKIs耐藥的腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)。在奧希替尼耐藥的患者中可以檢測(cè)到MET基因擴(kuò)增,克唑替尼單藥治療有效[22]。
4.3.2 HER2基因擴(kuò)增 HER2是ERBB家族的成員,但HER2缺乏其在二聚化中起關(guān)鍵作用的特異性配體,不能形成同二聚體。因此,HER2僅作為單體或異二聚體與其他配體結(jié)合的家族成員,如:與EGFR共同存在[26]。HER2和EGFR間接激活PI3K,并且HER2基因的擴(kuò)增與獲得性與EGFR-TKIs耐藥有關(guān),在產(chǎn)生耐藥的EGFR突變的NSCLC患者中的發(fā)生率為12%。通過(guò)對(duì)奧希替尼耐藥患者進(jìn)行基因檢測(cè)分析發(fā)現(xiàn)了HER2基因的擴(kuò)增[25]。在對(duì)CO-1686耐藥的患者中也觀察到了HER2的擴(kuò)增[23]。有體外研究表明[27],通過(guò)應(yīng)用T-DM1,一種曲妥珠單抗的藥物偶聯(lián)物,可以延緩或克服奧希替尼的耐藥。
4.3.3 KRAS突變 臨床前研究顯示,奧西替尼繼發(fā)性耐藥與RAS信號(hào)通路的激活有關(guān),包括NRAS基因E63K突變,野生型NRAS及KRAS擴(kuò)增[22]。既往研究認(rèn)為,KRAS突變和EGFR突變具有排他性,但近年研究發(fā)現(xiàn),在<2%的NSCLC患者中發(fā)現(xiàn)KRAS和EGFR基因也是可以共存的[1]。通過(guò)對(duì)循環(huán)腫瘤進(jìn)行DNA分析顯示,EGFR突變的NSCLC患者在用第三代EGFR TKI治療后也可以獲得KRAS的激活突變,部分KRAS突變可與PIK3CA和MET等途徑共同存在[23]。RAS抑制劑可通過(guò)下調(diào)賴氨酰氧化酶來(lái)抑制結(jié)直腸癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移,然而,RAS抑制劑對(duì)EGFR獲得性耐藥的療效目前尚不清楚。
4.3.4 PIK3CA基因突變 PIK3CA是肺腺癌的驅(qū)動(dòng)基因之一,它通過(guò)PI3K/AKT/mTOR途徑激活,常與HER2、MET及EGFR等其他突變合并存在,PIK3CA突變的肺癌患者中位生存時(shí)間更短[22]。Chabon等[23]報(bào)道CO-1686耐藥患者PIK3CA基因突變的發(fā)生率約12%。在奧希替尼治療的患者中也有PIK3CA基因突變的報(bào)道。
4.3.5 其他旁路途徑的激活 胰島素樣生長(zhǎng)因子-1受體(insulin-like growth factor-1 receptor,IGF1R)通路、同源丟失性磷酸酶-張力蛋白(phosphatase and tension homology deleted on chromosometen,PTEN)基因缺失、成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子2-成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子受體1(fibroblast growth factor 2-fibroblast growth factor receptor 1,FGF2-FGFR1)擴(kuò)增等都可能導(dǎo)致奧希替尼繼發(fā)性耐藥[22]。
在第一代及第三代EGFR-TKIs治療后都可能出現(xiàn)NSCLC的SCLC轉(zhuǎn)化,在第一代EGFR-TKI的耐藥機(jī)制中占3%~10%,在第三代EGFR-TKI的耐藥機(jī)制中占1%。研究發(fā)現(xiàn),伴有RB1、TP53和PIK3CA突變的NSCLC更容易發(fā)生SCLC轉(zhuǎn)化,與第一代TKIs耐藥機(jī)制相似,第三代TKIs出現(xiàn)SCLC轉(zhuǎn)化耐藥時(shí),腫瘤仍保持典型的EGFR驅(qū)動(dòng)突變,這提示SCLC由EGFR突變克隆進(jìn)化而來(lái),但T790M突變大部分消失[28]。發(fā)生SCLC轉(zhuǎn)化而產(chǎn)生耐藥的患者對(duì)鉑劑聯(lián)合依托泊苷反應(yīng)有效,但對(duì)檢查點(diǎn)抑制劑無(wú)反應(yīng),提示我們重復(fù)基因檢測(cè)的必要性。
在奧希替尼耐藥患者的胸水中,檢測(cè)到BRAF V600E基因突變,且BRAF V600E抑制劑可以抑制腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng),聯(lián)合應(yīng)用奧希替尼效果更好[29]。Bcl-2樣蛋白11(BIM)是凋亡的關(guān)鍵介質(zhì)。低表達(dá)水平的BIM的EGFR突變的肺癌細(xì)胞對(duì)EGFRTKI治療表現(xiàn)出低敏感度。BIM蛋白缺失多態(tài)性可在12%的東亞人中檢測(cè)到,被認(rèn)為參與了第三代TKIs的耐藥[19]。此外還有細(xì)胞周期基因改變、致癌基因融合、氧化供能途徑的改變等機(jī)制[12]。
本文回顧分析了原發(fā)性及繼發(fā)性T790M突變與EGFR-TKIs的關(guān)系,及第三代TKIS治療T790M突變后發(fā)生的新的耐藥機(jī)制。根據(jù)不同的耐藥機(jī)制制定適當(dāng)?shù)闹委煵呗允潜匾?。在NSCLC治療中多次準(zhǔn)確地基因檢測(cè),尋找可能的突變及耐藥機(jī)制,為臨床下一步治療提供線索至關(guān)重要。