BIM缺失与非小细胞肺癌患者抗肿瘤治疗研究进展

张岱 李炫宗 黄彩梅 王琳琳

1.山东大学，山东 济南 250012；2.山东省肿瘤医院，山东 济南 250117；3.山东第一医科大学（山东省医学科学院），山东 济南 250117

肺癌是世界上发病率和死亡率最高的癌症之一，也是导致癌症死亡的主要原因，2020年约有220万肺癌新发病例和180万肺癌死亡病例［1］。肺癌的预后相对较差，五年生存率从6%到23%不等［2］。非小细胞肺癌（non-small cell lung carcinoma，NSCLC）约占肺癌的80%～85%［3］，其发生发展与多种癌基因过度表达以及肿瘤抑制基因失活密切相关［4］。目前对其发生发展的精确分子机制尚不完全清楚。因此，进一步研究新的基因功能改变与肺癌发生发展及其恶性特征的关系，对揭示其发生发展的精确分子机制、设计合理的治疗药物及判断预后，进一步提高我国肺癌的治疗水平具有重要意义。

1 BIM缺失相关概念及作用机制

细胞凋亡在NSCLC的发生发展中起着至关重要的作用［5］。B细胞淋巴瘤-2（BCL2L11/BIM）属于BCL-2家族，编码BCL2家族成员的bh3蛋白，是调节细胞凋亡的关键因子。BIM的促凋亡作用依赖于促凋亡结构域，即BCL-2同源结构域3（BH3）。BH3-only蛋白通过对抗BCL2家族的促生存成员［BCL2，BCL2-like 1（BCL-XL，也称为BCL2L1）］、骨髓细胞白血病序列1（MCL1）和BCL2相关蛋白A1（BCL2A1）或通过与促凋亡的BCL2家族成员［BCL2相关X蛋白（BAX）和BCL2拮抗剂/杀伤蛋白1（BAK1）］结合并直接激活其促凋亡功能。

10%～20%的东亚人特异性存在BIM缺失（BIM-del），即BIM基因内含子2中2 903 bp的缺失。BIM缺失多态性仅在亚洲人中发现，在非洲和欧洲人中不存在［6-7］。通过对BIM基因结构的检验发现，由于外显子3内存在终止密码子和聚腺苷化信号，故外显子3和外显子4的剪接是相互排斥的。缺失的存在使3号外显子的剪接优于4号外显子。Ng等［8］鉴定了一种携带BIM缺失的日本慢性粒细胞白血 病（chronic myeloid leukemia，CML）细 胞 株KCL22，并证实该细胞株的细胞与没有缺失的细胞相比，外显子3转录本表达和外显子4转录本表达的比例增加。由于促凋亡的BH3域仅由BIM的第4外显子编码［9］，并且是BIM发挥凋亡功能所必需的，因此BIM缺失可能是导致肿瘤治疗抵抗的原因之一。

2 BIM对NSCLC靶向治疗的影响

2.1 BIM与NSCLC患者表皮生长因子受体酪氨酸激酶抑制剂（epidermal growth factor receptor tyrosine kinase inhibitors，EGFR-TKIs）疗效的相关性

目前，在NSCLC中已经发现了多个驱动基因，针对它们的靶向治疗有显著疗效［10］。在人表皮生长 因 子 受 体（epidermal growth factor receptor，EGFR）突变的癌细胞中，EGFR通过细胞外信号调节激酶（extracellular signal-regulated kinase，ERK）对BIM进行磷酸化，通过Ub-蛋白酶体途径激活丝裂原活化蛋白激酶信号，诱导BIM蛋白降解。一旦EGFR-TKIs抑制了EGFR信号，ERK也抑制了BIM的磷酸化。BIM蛋白的累积导致细胞的凋亡［11］。BIM缺失通过选择性剪接导致了缺乏BH3功能域的短BIM变异蛋白的表达。具有BIM缺失的EGFR突变肺癌细胞降低了BIM功能蛋白的表达，从而对EGFR-TKI诱导凋亡产生抗性［6］。Xia等［12］研究发现EGFR突变且BIM缺失的NSCLC细胞比野生型细胞更能抵抗厄洛替尼诱导的细胞凋亡。此外，厄洛替尼和模拟BH3的ABT-737联合使用可上调BIM表达，克服这种耐药性。组蛋白去乙酰化酶(histone deacetylase,HDAC）抑制剂可以增加具有促凋亡BH3结构域的BIM的表达。Nakagawa等［13］发现，联合EGFR-TKIs与HDAC抑制剂，可以克服BIM缺失导致的耐药。以上结果表明，BH3模拟剂药物可以恢复肿瘤细胞对EGFR-TKIs的敏感性。

在临床研究方面，Yuan等［14］纳入了111例接受吉非替尼治疗的晚期肺腺癌患者，发现BIM缺失是较短的无进展生存时间（progression free survival，PFS）（7.5个月vs.11.3个月，P=0.005）和总生存期(overall survival，OS)（9.9个月vs.27.5个月，P=0.003）的独立预测指标。与BIMi2+/+患者相比，BIM缺失基因型患者（BIMi2+/-和BIMi2-/-）与获得性吉非替尼耐药性显著相关（HR=2.60，95%CI：1.19～5.70，P=0.017），提示携带BIM缺失等位基因的患者更易发生获得性吉非替尼耐药。约半数使用第一、二代EGFR-TKIs的患者可获得EGFR T790M耐药突变。第三代EGFR-TKI奥希替尼对EGFR敏感或T790M耐药突变的NSCLC患者有显著的临床疗效。体外实验发现，在EGFR-TKI治疗下，带有BIM缺失的EGFR突变细胞可能促进T790M突变的发生［15］。阻断BIM蛋白表达升高可以导致EGFR突变NSCLC细胞对奥希替尼的耐药［16］。奥希替尼联合ERK5或MEK5抑制剂可通过增强BIM蛋白表达增加细胞凋亡，降低耐奥希替尼细胞株的生存［17］。为了研究BIM缺失对第三代EGFR抑制剂的影响，Li等［18］纳入了143例T790M阳性的患者。与没有BIM缺失的患者相比，BIM缺失与较短的PFS和较短的OS相关（8.3个月vs.10.5个月，P=0.031，15.9个月vs.25.2个月，P=0.100）。多因素分析表明，BIM缺失是EGFR T790M NSCLC患者PFS的独立预后因素，而不是OS的独立预后因素。

然而，一些研究得到了相反的结果。Lee等［19］研究纳入了205例接受吉非替尼或厄洛替尼治疗的患者，BIM缺失组与野生型组PFS和OS差异无统计学意义（mPFS：12个月vs.11个月，P=0.160；mOS：31个月vs.30个月，P=0.452）。Liu等［20］发现在接受第一、二、三代EGFR-TKIs治疗的患者中，BIM缺失与更差的生存无关。该研究对所有患者都进行了二代测序（next-generation sequencing，NGS）发现，TP53或RB1突变的患者表现出对EGFR-TKIs的反应降低，在已发表的其他研究中也报道了共突变与接受EGFR-TKIs治疗的EGFR突变晚期NSCLC患者较差的预后相关［21］。基于聚合酶链式反应（PCR）的BIM基因型的检测方法并不能描绘出遗传背景，因此认为伴随的共突变，而非BIM缺失，影响了EGFR-TKIs在晚期NSCLC患者中的临床获益。Ariyasu等［11］同样认为，基于PCR和琼脂糖凝胶电泳的检测方法不够可靠，他们采用Invader®方法分析了5号外显子c465C＞t的BIM缺失和BIM单核苷酸多态性［22］。共回顾性分析了342例接受EGFR-TKIs（吉非替尼、厄洛替尼或达可替尼）治疗的患者，发现两组间的总缓解率、无进展生存期和总生存期差异无统计学意义。因此，BIM缺失与EGFR-TKIs疗效的关系存在争议。

2.2 BIM与NSCLC患者间变性淋巴瘤激酶抑制剂（anaplastic lymphoma kinase tyrosine kinase inhibitors，ALK-TKIs）疗效的相关性

携带ALK重排的患者约占所有NSCLC病例的2%～7%［23］。克唑替尼是ALK重排晚期NSCLC患者的一线治疗药物［24］，但由于获得性耐药，大多数ALK阳性NSCLC患者在接受治疗的1～2年内，不可避免地会出现疾病复发［25］。Zhang等［26］研究了BIM缺失对接受克唑替尼治疗的ALK阳性或ROS1（ROS proto-oncogene 1，receptor tyrosine kinase，cros肉瘤致癌因子-受体酪氨酸激酶）阳性NSCLC患者的影响，发现BIM缺失与克唑替尼不良的临床反应有关。

然而，Lin等［27］分析了30例ALK融合的晚期NSCLC患者接受克唑替尼治疗的结果。BIM缺失与患者PFS或OS无关。BIM缺失可能不是ALK重排晚期NSCLC克唑替尼PFS或OS的独立危险因素。BIM缺失与ALK-TKIs疗效的相关性仍需进一步探索。

3 BIM与其他抗肿瘤治疗的相关性

不可切除的局部晚期NSCLC患者的标准治疗方法是同步放化疗（concurrent chemoradiotherapy，CRT）［28］，放疗和化疗可以诱导细胞凋亡，放疗利用内源性凋亡途径，增加并释放促凋亡因子到胞质中，作为凋亡级联的启动子。凋亡相关基因或蛋白的表达水平也被证明可能影响包括放射治疗在内的癌症治疗效果［29］。化疗还可以通过稳定p53继而结合包括BIM在内的Bcl-2家族成员，介导Bax和Bak二聚作用，直接改变线粒体膜电位引起细胞的凋亡［30］，多种化疗药物通过BIM诱导细胞的凋亡［31］。Wakabayashi等［32］通过对接受同步放化疗的ⅢB期NSCLC患者研究发现，与BIM野生型相比，BIM缺失患者PFS及OS显著缩短（P=0.018，P=0.030）。单因素及多因素Cox回归分析显示，BIM缺失是PFS和OS的独立危险因子。Zhong等［33］发现，BIM缺失是EGFR突变NSCLC患者使用培美曲塞或紫杉烷类二线/超二线化疗较短PFS的有效预测因子，但与OS无关。提示BIM缺失与NSCLC患者较差的放化疗疗效有关。此外，在免疫治疗方面，Dronca等［34］报道了受PD-1和PD-L1调控的BIM对T细胞的激活和凋亡至关重要，特别是在黑色素瘤患者的效应CD8+T细胞中，T细胞BIM水平反映了患者对抗PD-1癌症治疗的反应，免疫抑制剂疗效和BIM之间的关系可能是未来研究的方向。

4 小结

BIM缺失可以导致BIM的无效剪接，导致BIM蛋白失去促凋亡功能。既往研究证明，BIM缺失与接受靶向治疗的NSCLC患者较差的预后有关，但是这些研究样本量较小，有些研究甚至得到了相反的结论，需要更多大样本的研究进一步验证。此外，BIM还被证明可能与肿瘤患者放化疗疗效相关，BIM的表达也可能与患者免疫治疗反应有关，这为帮助确定哪些患者最有可能从免疫治疗中受益提供了可能。寻找有效且准确的生物标志物来预测肿瘤患者治疗疗效至关重要，仍需未来进一步探索。

利益冲突所有作者均声明不存在利益冲突