生物标记物指导晚期非小细胞肺癌治疗的研究进展

禚银玲 郭其森

肺癌无论是发病率和死亡率均居首位，非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer，NSCLC)占肺癌的80%，且一旦发现80%属于晚期。以铂类为基础的药物联合化疗，中位生存期(median surviual time，MST)可达10个月，然而，化疗疗效已经达到了平台期。为进一步增加疗效并降低毒性，以肿瘤的分子特点为基础的个体化治疗越来越受到重视，现就化疗和靶向药物的分子标记物以及在指导晚期非小细胞肺癌患者的个体化治疗方面的临床应用综述如下。

一、化疗的分子标记物

1.核苷酸切除修复交叉互补复合体(excision repair cross complement group 1，ERCC1)

ERCC1属于核酸切除修复基因家族，其编码一种蛋白质，这种蛋白质能修复铂类引起的DNA破坏。Olaussen［1］发现ERCC1表达在铂类辅助化疗中有预测价值。ERCC1表达增加能预测铂类的耐药性。在IALT试验中，ERCC1表达阴性组疗效优于阳性组。Cobo［2］用ERCC1表达来选择晚期NSCLC患者的治疗，在对照组，无论ERCC1表达水平高低与否，患者均接受标准化疗(多西他赛+卡铂);试验组中，低ERCC1表达的患者接受多西他赛+卡铂，而高表达者选择非铂类化疗(多西他赛+吉西他滨)。结果显示试验组较对照组有效率高，但是总生存没有显著差异。

2.核苷酸还原酶(ribonucleotide reductase M1，RRM1)

RRM1是DNA合成和修复过程中起着重要作用的酶，是吉西他滨的主要治疗靶点。RRM1表达增加与吉西他滨耐药有关。在一项局部晚期NSCLC患者的Ⅱ期前瞻性研究中，显示RRM1高表达与吉西他滨+顺铂化疗后的低反应率有关。在两项关于晚期NSCLC的回顾性研究中，表明RRM1过度表达的患者接受吉西他滨加顺铂化疗后没有延长总生存(overal survival，OS)率。在以后的研究中，RRM1表达水平与ERCC1表达水平明显相关，而且低RRM1和低ERCC1 mRNA表达水平预示其具有较好的疗效。目前晚期NSCLC患者以ERCC1和RRM1的表达水平来选择化疗方案的众多试验正在进行中［3］。

3.胸苷酸合成酶(thymidylate synthase，TS)

胸苷酸合成酶是与DNA合成有关的一种酶，是培美曲赛疗效的潜在预测因子。TS表达增高与培美曲塞耐药有关。在一项Ⅲ期临床试验中，比较了吉西他滨加顺铂与培美曲塞加顺铂治疗晚期NSCLC患者，显示在鳞癌中TS mRNA表达水平较腺癌中高(P＜0.001)，表明培美曲塞在腺癌中疗效优于鳞癌。TS表达水平能否预测培美曲赛的疗效仍不清楚［4］。随着培美曲赛在NSCLC治疗中使用的增多，TS可能成为培美曲赛治疗的预测标记物，然而更多前瞻性的试验尚需要做进一步的研究［3］。

4.β-微管蛋白(β-tubulin)

微管蛋白是紫杉类药物的作用靶点，在临床前期研究中，Ⅲ型β-微管蛋白的表达异常与紫杉醇耐药有关。在一项研究中，接受紫杉醇类化疗的晚期NSCLC患者，出现微管蛋白突变的患者对化疗的疗效差。另外两个研究调查了Ⅲ型β-微管蛋白表达水平是否与紫杉醇类疗效有关。两组患者分别接受紫杉醇或多西紫杉醇+铂类和多西紫杉醇单药治疗，两组疗效无显著差异，但Ⅲ型β-微管蛋白低表达组疗效较好［3］。

二、靶向治疗分子标记物

1.表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor，EGFR)突变

EGFR基因突变表现为外显子19碱基缺失、外显子20的点突变或碱基插入突变和外显子21的点突变3种类型。EGFR突变能预测EGFR酪氨酸激酶抑制剂(tyrosine kinase inhibitor，TKI)的有效性，多项研究显示其有效率达70%［4］。一项前瞻性随机对照的Ⅲ期临床研究(Iressa Pan-Asia Study，IPASS)比较了EGFR-TKI方案与卡铂+紫杉醇标准化疗方案一线治疗的疗效［4］。在该试验中，对入选组患者进行了EGFR基因突变检测。结果显示，吉非替尼组的无进展生存(progressionfree survival，PFS)率(HR 0.74，P ＜0.0001)和有效率(43%vs 32.2%，P=0.0001)均高于化疗组，而对于EGFR突变者，则是吉非替尼组的PFS率(HR=0.48，P＜0.0001)高于化疗组，对于EGFR突变阴性患者，化疗组疾病无进展生存(PFS)率(P＜0.0001)高于吉非替尼组，然而OS无显著差异(18.8个月 vs 17.4个月，HR=0.90，P=0.109)，尽管该试验仅在亚洲患者中进行，但对于其他人群，EGFR-TKI治疗EGFR突变型肺癌的疗效也是相似的。一项多中心的OPTIMAL临床试验研究纳入了EGFR突变的晚期NSCLC患者，将其随机分至厄洛替尼组或吉西他滨+顺铂组。结果显示，厄洛替尼组中位PFS期较吉西他滨+顺铂组显著延长(13.7个月 vs 4.6个月，P＜0.0001)，且生活质量有显著改善。关于EGFR基因突变的前瞻性临床研究也在逐步展开并已有了初步结果。在一项EURTAC对高加索人群研究中，采用厄洛替尼和含铂化疗方案治疗EGFR突变型晚期NSCLC的疗效，并进行了比较。结果显示，厄洛替尼组有效率(54.5%vs 10.5%，P＜0.0001)与患者PFS期(9.4个月 vs 5.2个月，P＜0.0001)均显著优于化疗组;但化疗组与厄洛替尼组中位生存期无显著差异(18.8 个月 vs 22.9 个月，P=0.42)。

2.KRAS基因突变

KRAS突变占晚期NSCLC中的大约15%，在一线治疗中，KRAS突变是否能预测对EGFR-TKI治疗耐药尚不清楚。在TRIBUTE研究中，比较了厄洛替尼+PC方案化疗和PC方案化疗治疗晚期NSCLC的疗效，结果显示:厄洛替尼联合化疗组没有生存获益，在KRAS突变患者(21%)中，接受厄洛替尼+PC方案化疗组与PC方案化疗组相比没有延长疾病进展时间(TTP)，和OS(HR 1.9，P=0.03 HR=2.1，P=0.19)。在 NCIC CTG BR.21 研究中，比较了厄洛替尼和安慰剂治疗晚期NSCLC的疗效，KRAS突变患者(15%)中HR是1.67(P=0.31)，而在KRAS野生型患者中HR是0.69(P=0.03)，表明KRAS突变降低OS，突变表示耐药。FLEX研究比较了爱必妥+化疗(长春瑞滨+顺铂，NP)和NP方案在晚期NSCLC的疗效，结果显示了爱必妥联合化疗组延长了MST(11.3 vs 10.1，HR=0.871，P=0.044)。然而在 BMS 099 研究中，比较爱必妥 +PC 方案和 PC 方案治疗晚期NSCLC的疗效，结果表明，KRAS突变与爱必妥的临床获益没有相关性［5］。

3.血管内皮生长因子受体(vascular endothelial growth factor，VEGF)

VEGF家族在内皮细胞有丝分裂和血管生成活动方面起着关键的作用。在ECOG4599研究中，一项Ⅲ期、随机的对照临床试验，对入组的878例ⅢB-Ⅳ期非鳞癌晚期NSCLC患者，给予紫杉醇加卡铂(carboplatin-paclitaxel，CP)或贝伐单抗加CP治疗，结果显示，联合贝伐珠单抗组较单纯化疗组可明显延长NSCLC患者的OS(12.3个月)，且死亡风险显著降低(21%)［6］。该研究的腺癌亚组分析结果显示，贝伐珠单抗联合CP方案使腺癌患者的中位OS达到14.2个月，而单纯化疗组的OS与非鳞癌人群的数据相当，仅为10.3个月。同时联合CP方案组降低腺癌患者死亡风险达31%。最近，这项研究的相关性样本分析报道的结果表明某些标记物的单核苷酸多态性，例如ICAM1(ICAM1T469C)、VEGF(VEGFG634C)、EGF(EGFRA61G)、WNK1promoter(WNK1-rs11064560)、a和CXCR2(CXCR2 C785T)等似乎与贝伐单抗治疗的结果有相关性［7］。

4.ALK融合基因

ALK为一种酪氨酸激酶受体，在正常的肺组织中不表达，最初在间变性大细胞淋巴瘤中被发现［8］。2007年在非小细胞肺癌中发现了ALK与其上游的EML4发生融合，EML4-ALK融合蛋白导致蛋白寡聚化并激活蛋白激酶。在美国人群中，EML4-ALK融合基因的发生率为2% ～7%，而在中国约为16%［9］。携带EML4-ALK融合基因的NSCLC患者对EGFR-TKI具有耐药性，在未经选择的非小细胞肺癌中占3% ～7%左右。而这两种突变的高发人群均为腺癌、不吸烟或轻度吸烟者，而且这两种基因突变相互排斥［10］。对ALK抑制剂对有EML4-ALK融合蛋白的肿瘤有效。PF-02341066是一种小分子酪氨酸激酶抑制剂，在一项Ⅰ-Ⅱ期临床试验中，ALK融合蛋白阳性的肿瘤组织中疾病控制率达到了58%［11］。一项比较PF-02341066与培美曲塞或多西他赛疗效的Ⅲ期临床试验正在进行中［11-12］。

5.人类表皮生长因子受体2(human epidermal growth factor receptor-2，HER2)突变

HER2蛋白(也称作ERBB-2)是酪氨酸激酶受体HER家族的一个成员，它与家族中的其他成员形成同源或异源二聚体［13］。约20%的非小细胞肺癌有HER2蛋白过度表达，但是HER2基因扩增仅占非小细胞肺癌的2%，且HER2基因突变亦占2%［14］。HER2突变在不吸烟者、女性、亚洲人，尤其是腺癌患者中更常见。然而，在EGFR或KRAS突变的非小细胞肺癌患者中却无HER2突变［15］。HER2突变的肿瘤细胞对小分子酪氨酸激酶抑制剂敏感(作用于EGFR和HER2激酶域)(例如拉帕替尼)，而对仅作用于EGFR激酶域的小分子酪氨酸激酶抑制剂无效［12］。在一项试验中，HER2突变阳性的患者对BIBW 2992(抑制EGFR和HER2的酪氨酸激酶抑制剂)有效［16］。

6.磷脂酰肌醇3-激酶(phosphoinositide-3-kinase catalytic alpha，PIK3CA)突变

磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K蛋白家族)是一种脂质激酶，它可以使PI3P活化，是生长因子受体和细胞内下游信号途径的关键介质［17］。PIK3CA突变在鳞癌和腺癌中是一致的，同时在EGFR突变的肿瘤中也存在此基因突变［18］。PIK3CA突变使得体内酶的功能产生改变，以及活化蛋白激酶B信号途径［19］。在缺乏生长因子的情况下，非小细胞肺癌中存在PIK3CA扩增，尤其是在男性、吸烟者和鳞癌中常见［20］。PIK3CA扩增的致癌潜能在生物学上还不清楚。目前小分子抑制剂 BEZ235(Novartis，Basel，Switzerland)(作用于PI3K和mTOR蛋白)以及多种PIK3抑制剂尚在进行早期临床试验阶段，然而单一药物的有效率显示较低［21］。

7.AKT 突变

蛋白激酶B是通过PI3K-α激活而形成的丝-苏氨酸激酶［22］。在NSCLC中AKT1突变占1%，这种突变仅发生在鳞癌中，最常见于绝大多数欧美人群中［22-24］。MK2206(Merck，Whitehouse Station，NJ，USA)，作为一种蛋白激酶B的変构抑制剂，目前尚在进行 Ⅰ 期试验中［25］。

8.BRAF 突变

B-RAF是连接RAS GTP酶和MAPK家族的下游区蛋白的一种丝-苏氨酸激酶，具有调控细胞增殖的作用［26］。B-RAF是RAF激酶家族的三个成员之一:A-RAF，B-RAF，和 RAF-1(也称作 c-RAF)［27］。在非小细胞肺癌中，B-RAF突变占1% ～2%，并且大部分是腺癌［23］。B-RAF突变与EGFR突变和K-ras突变是相互独立的。B-RAF的多靶点抑制剂目前正在研究中。PLX4032是一种小分子B-RAF抑制剂，在BRAF Val600Glu突变阳性的黑色素瘤中有显著的活性［28］。另一个B-RAF抑制剂是索拉非尼，也是RAF-1、B-RAF、VEGFR 1，2，3、PDGFR、CD117(也称作c-Kit)和RTK的多激酶抑制剂。在NSCLC中，索拉非尼主要作为一种抗血管生成药物与化疗药物联合应用。在ESCAPEⅢ期试验中，对926位非选择性晚期NSCLC患者，比较了索拉非尼联合化疗与安慰剂联合化疗的疗效，然而两组OS无统计学差异。BRAF突变也预测了在细胞系和异种移植中CI-1040(一代MAPKK1的特异性抑制剂)(Pfi zer，Ann Arbor，MI，USA)的有效性［29］。然而，由于药物的剂量限制性毒性，到目前还没有做Ⅱ期试验。

9.METF(mesenchymal epithelial transition factor)扩增和点突变

肝细胞生长因子受体(hepatocyte growth factor receptor，HGFR)是METF基因(位于7号染色体)编码的酪氨酸激酶受体［15］。METF基因扩增与EGFR-TKI的继发性耐药有关，耐药机制主要通过激酶转换作用［30］。资料显示:METF基因扩增在获得性耐药肿瘤患者中占20%，而在以前没有接受过EGFR-TKI治疗的患者群体中，METF基因扩增在患者中的比例为1.4% ～21.0%［31］。在肺鳞癌和腺癌中皆存在METF扩增。在腺癌中，METF扩增不依赖KRAS突变和EGFR扩增而存在［32-33］。METF扩增与癌细胞的增值密切相关，同时HGFR的扩增与手术切除后的非小细胞肺癌的不良预后有关。

与肾癌和胃癌相比，METF激酶域突变在非小细胞肺癌中很罕见［31］。在188位肺腺癌的患者中，仅仅发现3个METF突变位点，其中两个发生在13号外显子，编码近膜域(Arg988del和Tyr1021Asn)，另外一个突变点发生在18号外显子，编码激酶(Gly1260Cys)。这些突变的生物学重要性目前还不是很清楚。初步的数据证实这些突变减少了受体下调程度并且增强了配体介导的细胞增殖［23］。PF-02341066，一种HGFR的小分子抑制剂，它是ALK抑制剂，同时也抑制METF突变细胞中HGFR的激酶活性。针对多种激酶的抑制剂如HGFR PF-02341066，GSK1363089和 XL184的一项Ⅰ期试验正在进行中。AMG 102作为一种完全人源化的IgG2单克隆抗体，它与HGF结合可抑制其与HGFR结合，目前一项AMG 102与化疗结合的Ⅱ期试验也正在进行中。

分子标记物如ERCC1、RRM1，、TS和β-微管蛋白可预测化疗敏感性。而EGFR基因拷贝数增加和EGFR、KRAS突变能够预测EGFR抑制剂的疗效，METF扩增与使用EGFR-TKI则与后耐药有关。新的前瞻性研究和临床试验尚需更深入地探索来确定新的分子标记物来指导晚期非小细胞肺癌的治疗，这也是今后肺癌治疗研究的方向。

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