2012年肺癌转化医学进展

                                                     广东省人民医院   吴一龙

基于分子标志物的转化性研究和临床试验均取得显著进进展。表皮生长因子受体（EGFR基因突变）、ALK基因融合变异、ROS1融合等分子靶点及其抑制剂的关系均进一步得到临床试验证实。肺癌免疫相关的分子标志物及其靶向免疫治疗抗体药物的临床研究取得重要进展。多基因乃至全基因测序已经走进临床，特别是肺鳞癌的分子解剖分型取得了诸多进展。

肺癌分子分型及基因组学的分子解剖分型

肺癌突变协作组（LCMC）项目发现，若在肺腺癌组织中检测EGFR、KRAS、HER2、BRAF、PIL3CA、AKT1、 MEK1、NRAS、ALK及MET等10个基因的变异，有约54%的肿瘤样本中有单个驱动基因的变异，且97%的分子突变是互相排斥的。另外补充两个：ROS1  RET等基因的融合变异。

来自中国370例肺腺癌中70%检出EGFR、KRAS、ALK及PIL3CA等单个驱动基因的变异。

另外一个亮点就是肺鳞癌的分子解剖研究。经过多个研究小组的研究，对肺鳞癌进行了全面的分子分型分析，并且发现多个新的潜在药物靶向作用位点。其中，SQ-MAP项目检测28个鳞癌样本的80个基因，发现60%的标本中存在可被靶向作用的分子变异。该研究将患者分配至FGFR1、PIL3CA抑制剂的临床试验中。SQ 一MAP 更成热的数据及其后续临床试验结果将为肺鳞癌的个体化分子靶向治疗模式建立提供首批资料。

IMPACT 项目  同样来自MSKCC 的一项基于二代测序（Hiseq2000 平台）技术的“可作用癌症靶点整合突变谱分析”项目，在前期试验可行性论证的基础上，拟针对230 个癌症相关基因进行深度测序分析，其关于肺鳞癌的分析详细结果有待于报道。
    TCGA 项目  来自美国华盛顿大学医学院的戈文德（Govindand ）代表备受关注的“癌症基因组图谱项目”的肺癌协作组，报告了肺鳞癌基因组解剖的最新进展。

在计划分析500 例肺鳞癌项目已入组300 例，综合采用基因组测序、转录组测序、RNA 测序、miHNA 测序、基因表达谱分析、启动子甲基化谱分析等方法检测178 例手术鳞癌标本（I 、11 、111 期分别占55 ％、21 ％、21 % ）。发现，超过30 个基因组区域出现拷贝数改变，外显子测序发现13 个基因显著突变并存在表达水平升高，包括TP53 、CDKN 2A 、PTEN 、KEAP1及NFE2L2 等，TP53 和CDKN2A 几乎在所有肿瘤发生失活变异，NFE2LZ2/ KEAP1 和PI3K / AKT 途径分别在35 ％和43 ％肿瘤中突变。基因表达谱分析将肺鳞癌分成典型（37 % ）、基底型（24 % ）、分泌型( 24 % ）和初始型（巧％）等4 个类型，每个类型均对应有特定突变和拷贝数变异，包括NFE2L2/ KEAP1突变、FGFR1 变异、PDGFRa 变异和Rb 突变等。

抑癌基因CDKN2A 通过缺失、突变、重排、甲基化等多种变异而在72 ％的样木中失活。包括CDKN2A 、PIK3CA 、PTEN 、FGFR1 、EGFR 、PGDFRa 、CCND1 、DDR2 、BRAF 、ERBB2 、FGFR2 等可靶向作用分子变异在75 % ( 127 / 178 ）鳞癌样本检测到，可见75 ％肺鳞癌存在可靶向分子靶点。该研究也提示，基于基因组学的变异谱分析方法可进一步用于鳞癌的靶向药物临床试验入组。

新分子靶点的靶向药物研发及耐药机制研究进展

新分子靶点ROS1

来自美国麻省总医院（MGH ）Shaw 首次报道肺癌新分子靶点ROSI 基因融合患者I 期临床试验、该研究采用分离信号荧光原位杂交（FISH ）方法，筛选出15例ROSI 基因融合变异患者，接受克唑替尼（Crizotinib ）治疗。14 例患者可评价疗效。中位年龄54 岁，1 例吸烟者，80 % 接受过一线到二线治疗。结果，客观有效率达57 . 1 % ( 8 / 14 ) , 8 周疾病控制率达79 ％。Shaw 认为，ROSI 融合是一类新肺癌分子亚型，药物Crizotinih 对此类肺癌非常有效。这项I 期临床研究正在扩大肺癌患者人组，研究药物剂量范围，并在向ROSI 融合型的多形性胶质母细胞瘤、胆管癌等癌种的患者扩大入组。研究点评者、来自美国纪念斯隆一凯特林癌症中心（MsKCc ）的Riely 教授指出，该研究反映当前靶向药物研发一个规律：发现靶点、发现药物、发现患者，从而构建一个分子亚型肺癌的个体化治疗模式。这个观点与我国肿瘤学家吴一龙教授去年在《 循证医学》 杂志上提出的观点不谋而合，即确定肺癌的分子亚型及其靶向治疗模式需要具备三个条件：其一为明确的分子靶点（可被相应的技术检测筛选）；其二该分子靶点需要在患者中有一定的流行频率；其三存在明确有效的靶向药物。
针对ROSI 的研究，我们期待明年在ASCO 年会上再次看到显著进展，也期望该药物的适应证得到肯定，从而早日造福该类肺癌患者。这项研究的成功也给临床的分子诊断带来新的挑战― 临床筛选患者需要建立新的技术方法体系；需要常规检测的分子从EGFR 、ALK 、KRAS 等扩展到ROsl ，使得临床应用分子诊断越来越复杂。

KIF5B 一RET基因融合靶点

来自美国达纳一法伯癌症研究所（DFcl ）的capel - letti 报道，采用针对145 个癌症相关基因的2574 个外显子和14 个常见融合基因进行的二代测序技术分析，从24 例肺癌患者中发现l 例非吸烟者存在KIF5B 一RET 融合变异。
该研究值得分析的是，通过对常规石蜡包埋组织( FFPE 样本）采用靶向捕获再深度测序技术进行分子分型，发现在21 个肿瘤相关基因中存在50 种变异，高达83 % ( 20 / 24 ）的肺癌存在l 至7 个驱动分子变异。研究同时发现，至少72 % ( 36 / 50 ）的样本中存在ECFR 、KRAS 、BRAF 、JAK2 、CDK4 、P13K 等具有潜在靶向药物的、临床密切相关的分子变异。

Capelletti 继续对另外634 例样本的分析发现了4 种RET 融合变体。异位表达RET 融合蛋白的Ba/F3 细胞对舒尼替尼、索拉非尼、vandetinib 、ponatinib 等药物较敏感。据此，研究者认为，RET 基因融合会成为新的、潜在的分子亚型。

DFCI 的奥纳尔德（Onard ）领导的I 期临床试验，研究舒尼替尼在此类变异患者中的药物安全性以及靶向活性。该研究再次提出了二代测序技术（N Gs ）在临床标本中应用的可行性。尽管如此，如何一次性检测肺癌中的多种分子变异仍然是本次ASCO 年会上很多肿瘤学家关注的问题，特别是各种检测技术的组合优化很重要。

ALK TKI耐药机制多样化

来自美国Colorado大学Doebele 分析了30 个ALK 阳性肺癌患者，获得19 例耐药标本，其中16 例有分子分析结果。研究发现，6 例患者获得ALK 二次耐药突变，包括FI174C 、D1203N 、G1269A 、Lll96M ，其中l 例突变合并ALK 拷贝数增加；2 例ALK FISH 阳性但未见二次突变和拷贝数变化；l 例ALK FISH 转阴性；2 例EGFR 突变L858R 且AlK FISH 转阴性、2 例ALK FISH 阳性且ALK 拷贝数增加；3 例KRAS 突变（2 例ALK FISH 阳性、1 例ALK FISHI 阴性）。

该研究指出，AIK 酪氨酸激酶抑制剂（TKI ）耐药机制同样复杂多样，包括ALK二次突变或（和）拷贝数增加、EGFR 突变、KRAS 突变等癌基因活化。研究者提出，为克服ALK TKI 耐药，需要重新进行活检分析具体分子机制，以帮助选择耐药后治疗策略。ALK TKI 的耐药机制还可能包括其他旁路途径的活化，如EGFR 、KIT 受体的活化。可见，ALK TKI 的耐药机制呈现多样化，需要在临床实践中进一步积累样本，分析耐药分子机制，为最终克服耐药所需的活检检测分子的内容和方法提供数据。

多基因平行检测技术的临床应用趋势

在多基因检测技术方面，基于二代测序技术的临床样本分析逐渐成熟。

wagle 和Garraway 对137 个存在可靶向分子变异的癌症相关基因进行了二代深度测序研究，包含约2300 个外显子、40 万个碱基序列。这些基因包括已知或正在测试的分子靶点、癌基因和抑癌基因、预测和预后基因。他们尝试从石蜡标本提取基因组DNA 进行分析，目前的临床分析时间为21 天。研究者提出，二代测序技术在临床应用具有一定的可行性，但仍受到测试时间长、费用相对昂贵、有效药物稀少等限制。

随着技术的进步，在不久的将来有望实现在1 一2 天中完成大规模平行测序多个癌症相关基因的工作，以此将患者基于可靶向驱动基因分层，实现全面个体化治疗。二代测序技术的成熟，必然给临床样本检测带来了很多惊喜和冲击。

美国达纳一法伯癌症研究所（DFCI ）的Janne 等多位肿瘤学家都指出，多基因的分子检测会给临床试验带来新的挑战。基于基因组驱动变异的临床试验设计和实施，需要更多的协作和资源整合。“分子亚型A 患者接受药物A 、分子亚型B 患者接受药物B ”的一次性评价多个药物的临床试验，已具有很大的挑战性。而如何同时评价联合靶向药物并确定联合使用剂量，如何在I 期临床试验中整合基因组学数据，这些都需要进一步的探索。

另一方面，二代深度测序技术的使用会在同一份标本发现更多的驱动变异，如何鉴定哪些突变是主要的肿瘤驱动变异，具有重要的临床意义。同时，这种深度测序技术的使用也会更容易发现肿瘤分子变异异质性的现象。

本次大会上，Gerhnger 等在2012 年《 新英格兰医学杂志》 （N Eng J Med ）上发表的研究多次被引用。基于二代靶向捕获测序技术，约63 ％一39 ％的分子变异在肾癌的多个区域存在瘤内异质性，并在转移灶和原发灶间存在进化中的获得性变异，各转移灶与原发灶对比存在分支进化现象。该研究指出，单次活检组织可能会低估肿瘤的基因组变异的异质性，会给个体化诊治和分子标志物分析带来挑战。特别是在肿瘤的进展转移过程中，如何检测与转移或耐药相关的新的分子变异很重要。

因而，多位专家提出在临床开展系列活检的必要性。这种系列活检，尽管目前在临床难以实施，难以被患者接受，但是随着技术的进展，特别是循环肿瘤细胞（CTC ）的研究进展，将来很可能得以实现。从循环血液中高效地获得足够量的CTC ，只需要75ml 左右的血液就能够满足获得足够量的CTC 用于临床分子检测，这在不久的未来将成为可能。

免疫治疗分子靶点的发掘与抗体类靶向药物研发

美国约翰斯”霍普金斯大学的Brahmer 首次报道程序性死亡蛋白1 ( PDI ）分子靶向抗体( BMS936558 ）治疗肺癌I 期临床研究，评价0 . 1 - 10 mg / kg 剂量范围。入组患者中122 例非小细胞肺癌( NSCLC ）可进行安全性评价、76 例可进行疗效评价。结果发现，药物安全性好，所有剂量组仅8 ％患者具有3 一4 度的不良反应。所有剂量水平均可见药物临床活性，NSCLC 的客观有效率（ORR ）达18 ％。4 月无进展生存（PFs ）率24 ％。尽管没有显著差异，鳞癌疗效似稍优于腺癌。

来自NCI的Giaconne 教授评价认为，BMS936558 抗体药物的安全性好，毒副作用低，可能会优于CTLA4 的抗体药物ivihmumab 。而肺鳞癌疗效更好的倾向，为尚无多种有效治疗手段的鳞癌创造了新的、潜在的治疗方法。

笔者认为，在这项研究中，PDI 靶向人群的筛选可能在进一步临床验证试验中具有重要意义。如何建立PDI 分子配体（PD 一Ll / 2 ）分子检测标准化方法具有重要临床应用价值。PDI 配体常表达于瘤细胞表面，抑制已经活化T 细胞攻击。而ipilimumab的靶点CTLA 一4 是抑制T 细胞活化的分子，靶向抑制CTLA -4 可能会激活更多非特异性的T 细胞。因而相比而言，CTLA 一4 抗体的毒性可能比PDI 的抗体毒性作用大。不管怎样，随着靶向肿瘤免疫反应的分子机制研究的深入，继已有的MAGEA3 、MUC 一1 、CTLA 一4 等靶点，越来越多的免疫治疗手段会进入肺癌临床研究，为晚期肺癌治疗的武器库提供新的靶向抗体。