非小细胞肺癌中常见驱动基因及其靶向药物的研究进展

徐乐乐，彭浩

(1.昆明理工大学医学院，昆明 650000； 2.云南省第一人民医院胸外科，昆明 650000)

肺癌是当今世界最为频发的恶性肿瘤之一，仅次于乳腺癌和前列腺癌，且是癌症致死的首要原因，男性发病率(13%)普遍高于女性(12%)[1]。我国男性肿瘤患者中，肺癌的发病率高居首位；在女性肿瘤患者中肺癌的占比居第二位，且呈逐年上升趋势，而其病死率无论男女皆为最高[2]。非小细胞肺癌(non-small cell lung carcinoma，NSCLC)在所有肺癌患者中约占85%，其中腺癌和鳞癌是主要的病理类型，近年肺腺癌的发病率迅速上升，目前已超过鳞癌，成为NSCLC中最常见的病理学类型[3]。多年来，对于晚期NSCLC的治疗仍是以化疗为主的细胞毒性治疗，其对患者预后的改善较为局限，且5年生存率不足16%[1]。随着分子诊断技术的发展，针对肺癌，尤其是肺腺癌相关靶向基因改变的研究越来越深入，靶向治疗临床应用也越来越成熟，这使得NSCLC的治疗发生了根本转变，同时为实现NSCLC精准治疗提供了现实条件。现对NSCLC中常见的九类驱动基因及其靶向治疗的研究进行综述。

1 表皮生长因子受体

表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor，EGFR)是一种多结构域糖蛋白，属于ErbB受体酪氨酸激酶家族成员之一。EGFR通过介导信号通路的激活调节细胞周期，致使细胞发生增殖或凋亡，从而导致肿瘤的发生。NSCLC中EGFR突变位点很多，其中最重要、最广泛的突变包括：外显子19缺失以及外显子21-L858R特异点突变，其突变率占所有EGFR突变的80%～90%。其他较为罕见的EGFR突变主要包括：位于18外显子G719A/C/S和S720F突变，位于21外显子的L861Q/R突变，以及外显子20中的V765A、T783A和S768I突变[4]。

一项关于NSCLCL患者EGFR突变率的Meta分析显示，中国NSCLC患者中EGFR突变率约为38.4%(95%CI35.7%～41.1%)，其中女性、不吸烟、腺癌患者更易携带EGFR的突变[5]。这与多数研究的结果一致，表明对于我国NSCLC患者选择靶向药物治疗极具优势。对于晚期肺腺癌患者，EGFR酪氨酸激酶抑制剂(EGFR tyrosine kinase inhibitors,EGFR-TKIs)是目前临床针对EGFR特异突变应用最为普遍的靶向治疗药物。目前，针对临床上敏感型EGFR突变阳性NSCLC患者应用的EGFR-TKIs类药物主要有三代，其中以吉非替尼、厄洛替尼等为主的第一代药物，首要用于治疗局部确诊为晚期或存在转移的NSCLC患者；第二代EGFR-TKIs(阿法蒂尼、达可米尼)的使用标准同第一代，用于既往未接受过靶向治疗的患者；第三代具有中枢神经系统活性的奥希替尼(一种EGFR-TKIs)能够选择性抑制EGFR-TKIs致敏突变和EGFR-T790M突变所致的耐药性进展，与前两代EGFR-TKIs相比，显示出更高的无进展生存时间(progression-free survival，PFS)。对于EGFR突变阳性晚期NSCLC患者、第一代或第二代EGFR-TKIs用药后疾病进展的患者，特别是发生EGFR-T790M耐药性突变的NSCLC患者，推荐奥希替尼为首选用药[6]。

2 Kirsten大鼠肉瘤病毒癌基因同源物

Kirsten大鼠肉瘤病毒癌基因同源物(Kirsten rat sarcoma viral oncogene homolog,KRAS)是人类Ras基因家族的一员，它编码一种小的鸟苷三磷酸酶结合蛋白Ras蛋白。Ras蛋白以两种不同的状态存在：鸟苷二磷酸结合型(非活性形式)和鸟苷三磷酸结合型(活性形式)，其可以影响鸟苷三磷酸酶活性，并通过与下游效应器相互作用来传递信号。Ras蛋白在转导有丝分裂信号中起核心作用，因此它的主要下游效应物参与有丝分裂途径的激活，这与肿瘤发生有关。NSCLC中KRAS突变常见于密码子12、密码子13以及密码子61[7]。其中最普遍的是密码子KRAS-G12C的突变，大约占KRAS突变型NSCLC的39%，其他突变包括KRAS-G12V(18%～21%)和KRAS-G12D(17%～18%)变异[8]。

在中国NSCLC癌患者中，KRAS突变是继EGFR之后第二常见的遗传变异，其在NSCLC突变率中约占10%，常见于男性吸烟、腺癌患者[9]。KRAS突变是NSCLC患者预后不良的生物标志物，以往的临床研究试图用EGFR-TKIs靶向药物和促分裂原活化的蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase，MAPK)激酶抑制剂治疗KRAS突变患者[10]，但均未取得显效的成果。对于KRAS突变患者，目前尚无针对性的靶向药物，化疗仍是标准治疗方案。

3 棘皮动物微管相关样蛋白4-间变性淋巴瘤激酶

间变性淋巴瘤激酶(anaplastic lymphoma kinase,ALK)是一种编码ALK蛋白的癌基因，属于胰岛素受体超家族，位于2p23。ALK蛋白是一种跨膜酪氨酸激酶受体，由胞外结构域、跨膜片段和胞质受体激酶片段三部分组成。ALK基因的突变形式主要包括重排、扩增和点突变，其中多数突变形式是与另一个配对基因易位，导致融合癌基因。其中ALK基因重排是最主要的突变类型，在NSCLC患者中约占6%[11]。Soda等[12]首次在NSCLC患者中发现并描述了棘皮动物微管相关蛋白样4(echinoderm microtubule-associated protein-like 4,EML4)-ALK融合癌基因，其是继EGFR突变、KRAS突变之后，与NSCLC相关的又一重要驱动基因。由于EML4上断裂位点的不同，其与ALK基因形成不同的融合形式，其中常见的EML4-ALK突变体有V1(54.5%)、V2(10%)、V3a/V3b(34%)和V5a(1.5%)[13]。据报道，在NSCLC中，除与EML4形成融合基因外，ALK还可与其他相关基因(如KIF5B、KLC1、HIP1、BCL11A和BIRC6)融合成为致癌驱动因素[14]。

Takahashi等[15]研究显示，EML4-ALK融合突变在腺癌、年轻女性或非吸烟人群中最为常见。此外，研究也报道了存在EML4-ALK融合突变的NSCLC常不合并EGFR、ERBB2、KRAS等驱动基因改变。这可能是ALK阳性NSCLC患者对EGFR-TKIs靶向治疗不敏感的原因之一。目前，国内外已有研究证明ALK抑制剂对ALK阳性的NSCLC患者具有显著的临床效果，克唑替尼是治疗含有ALK融合突变的晚期NSCLC患者的标准一线靶向药物。克唑替尼的疗效显著优于细胞毒性化疗，其PFS为10.9个月，客观缓解率为74%，并且肺癌的相关症状以及患者的生命质量均得到一定程度的改善[16]。继ALK抑制剂克唑替尼之后，第二代(色瑞替尼、阿来替尼)以及第三代(劳拉替尼等)ALK抑制剂靶向药物已经开始临床应用，其他药物(如恩沙替尼)正在研发[17]，但其有效性和安全性还有待进一步研究证实，对ALK相关新的靶向抑制剂的研发和应用将优化临床对于ALK阳性NSCLC患者靶向治疗选择，以期达到更好的治疗效果。

4 c-ros肉瘤致癌基因1

c-ros肉瘤致癌基因1(c-ros oncogene 1，ROS1)最初被检测为鸟肉瘤病毒UR2(一种曼彻斯特大学肿瘤病毒2)转化序列的细胞同系物，位于人类第6号染色体上。ROS1是胰岛素受体家族的一种跨膜酪氨酸激酶，是具有酪氨酸激酶活性的Ⅰ型整合膜蛋白，可刺激涉及细胞生长、增殖和成活的信号通路[18]。目前，尚未鉴定出配体，且ROS1的正常功能仍未完全了解。以往研究显示，ROS1融合基因是NSCLC的潜在驱动因子,与ROS1相关的融合基因伴侣主要包括SLC34A2、CD74、TPM3、SDC4、EZR、LRIG3，其主要重排位点位于第32～36外显子[19]。所有这些融合基因的编码产物皆具有致癌活性以及对TKIs敏感的激酶结构域。一项针对发生ROS1融合突变患者发病率和临床特征的调查研究表明，NSCLC患者中ROS1突变率约占1%，主要发生在年轻、女性、不吸烟或轻度吸烟的人群中，并在腺癌组织中较常见，该突变与已知的促进肺癌发生的其他驱动基因突变之间存在互斥性[20]。

由于ROS1和ALK具有相似的同源性，在ROS1易位的NSCLC患者中克唑替尼也显示出一定的疗效。一项Ⅰ期临床试验表明，对于临床确诊为晚期ROS1重排NSCLC患者，克唑替尼在其治疗中显示出显著的抗肿瘤活性，患者的总生存期有所改善，其缓解率高达72%，其中6%的患者完全缓解，中位PFS为19.2个月，并且无不良反应，所有ROS1融合均显示获益[21]。

劳拉替尼是第三代有效的脑渗透性酪氨酸激酶抑制剂，当克唑替尼或色瑞替尼出现耐药时，其作为推荐药物使用，尽管研究显示在ALK和ROS1中均存在劳拉替尼的耐药性突变，但其仍具有活性[22]。一项关于ALKA-372-001的临床试验表明，ROS1抑制剂恩曲替尼可作为局部晚期或转移性ROS1阳性NSCLC患者的预防和(或)治疗性用药，其能有效控制疾病的进展，具有良好的安全性，并且不良反应较小[23]。另外，许多其他药物的研究也已显示出针对ROS1的活性，包括布列加替尼、卡博替尼、塞立替尼、瑞波替尼和他雷替尼[24]。尽管这样，但对于长期使用靶向治疗的NSCLC患者，耐药性仍是潜在的问题。

5 鼠类肉瘤病毒癌基因同源物B1

鼠类肉瘤病毒癌基因同源物B1(v-raf murine sarcoma viral oncogene homolog B1,BRAF)是人染色体7q34上的癌基因，其编码产物是属于Ras/Raf/MAPK激酶/ERK途径中的丝氨酸/苏氨酸激酶，参与调节细胞的增殖和生长[25]。NSCLC患者中BRAF突变常见于外显子11和外显子15，其中V600E突变是最常见的突变类型，占55%以上，其他常见突变包括G469A(35%)和D594G(10%)等[26]。V600E突变和非V600E突变是两个完全不同的事件。V600E突变在女性中较男性更普遍，且与吸烟史无关。此外，V600E突变往往与更具侵袭性的肿瘤组织类型相关，具有微乳头特征结构，与不良预后有独立的相关性。然而，非V600E突变仅见于吸烟者，与临床病理参数或预后均无关[27]。在NSCLC中存在BRAF突变的患者占3.5%～5%，且研究显示其会明显降低患者的无瘤生存率和总体生存率[25]。BRAF突变的肺癌对细胞毒性治疗具备一定的抵抗作用，致使其更具攻击性且难以治疗。目前，针对存在突变型BRAF的NSCLC患者，已经具备多种酪氨酸激酶抑制剂来靶向治疗这种罕见且棘手的驱动基因突变，其中主要包括曲美替尼、达拉非尼等,且在临床上已经取得了较好的治疗效果，尤其对于BRAF-V600E突变的NSCLC患者[28]。但是，随着治疗周期的进展，部分患者对BRAF抑制剂会产生获得性耐药改变，其具体的耐药机制还有待进一步研究证明。

6 RET基因

RET基因是一种编码参与细胞外信号转导的酪氨酸激酶的原癌基因，具有致癌特性，位于人类染色体10q11.2区域，含有21个外显子。RET在磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B(phosphatidylinositol-3-kinase/protein kinase B，PI3K/Akt)，c-Jun氨基端激酶和Ras/MAPK通路中具有信号传递的能力[29]。如果RET基因发生重排突变，则这些途径会持续激活并导致肿瘤发生。

在NSCLC中，RET基因融合的突变率约1%，至少有12种不同的RET基因融合伴侣，产生各种形式的重排基因，其中KIF5B的外显子1～15和RET原癌基因的12～20的重排最为频繁[30]。一项回顾性分析显示，RET突变所致的肿瘤分化一般较差，且主要具有实体、鳞状或乳头状的形态学特征，通常含有印戒细胞[31]。研究数据显示NSCLC中RET融合突变在年轻、从不吸烟以及早期淋巴结转移的患者中更常见，性别无明显差异，且与EGFR、KRAS、ALK、HER2和BRAF等驱动基因突变之间互斥[32]。此外，尽管多数患者的检测显示原发性肿瘤均较小，甚至小于3 cm，但其特点为均存在广泛淋巴结受累(至少在出现时为N2)[33]，另一项研究也指出了这一相关性[34]。几种多靶点药物已显示出针对RET重排肿瘤具有一定的活性，包括卡博替尼、凡德他尼、索拉非尼和舒尼替尼等，其反应率为16%～47%，中位PFS为2.3～7.3个月[35]。舒尼替尼和索拉非尼在各自的临床试验中均显示出一定的疗效，但临床获益并不可观[36]。一项针对接受各类TKIs治疗患者的回顾性全球分析结果同样不令人满意，其客观缓解率、PFS和总生存期分别为26%、2.3个月和6.8个月[31]。目前，治疗效果最好的药物是凡德他尼，该药物于2017年在日本和韩国人群中进行了2次非随机Ⅱ期试验，其客观缓解率、PFS和总生存期分别为53%、5个月、11个月和18%、4.5个月、11.6个月，提示与其他融合类型相比，KIF5B-RET融合突变具有阴性预测作用[37]。

7 MET基因

MET是一种原癌基因，位于染色体7q21～q31上，编码肝细胞生长因子受体c-Met蛋白。c-Met是酪氨酸激酶受体，常通过与其配体肝细胞生长因子结合而被激活，从而调节下游Ras/Raf/MAPK、PI3K/Akt/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白、黏着斑激酶和信号转导及转录活化因子等信号通路，其在癌细胞的生长增殖和上皮-间充质转化中发挥作用[38]。MET的改变在包括NSCLC在内的多种实体瘤中被发现，其激活的生物学机制多样，主要包括蛋白质过表达、肝细胞生长因子过度刺激、基因重排、扩增以及外显子14跳跃突变[39]。不同的激活机制对分子靶向药物的研究至关重要。目前，NSCLC研究中MET驱动基因最主要的两种改变方式是MET扩增和MET外显子14跳跃突变。在大约4%初发NSCLC患者中MET扩增可能驱动肿瘤发生，以往研究表明MET扩增改变是第一代EGFR-TKIs靶向治疗后常见的获得性耐药机制,其能通过上调表皮生长因子表达，影响EGFR-TKIs靶向治疗的效果[40]。此外，MET扩增也参与了EGFR阳性NSCLC对第三代EGFR-TKIs奥西替尼的耐药抵抗[41]。MET外显子14跳跃突变在肺腺癌患者中约占3%，其与MET扩增、拷贝数变异和MDM2扩增之间可能存在重叠，但与其他相关致癌驱动基因互斥[42]。另外，MET外显子14跳跃突变，在NSCLC中已确定是一种抗性突变，预后较差，其可能是TKIs潜在的治疗靶标[42]。研究已证明，克唑替尼对MET扩增和外显子14跳跃突变的NSCLC患者具有有效的抗肿瘤活性[43]。但对于克唑替尼治疗失败的NSCLC患者，MET抑制剂卡马替尼是一种有效的治疗药物，其具有高度的选择性和药物反应性，能显著增加患者的生存获益,尤其对于MET外显子14跳跃突变的NSCLC患者[44]。且近期美国食品药品管理局(U.S.Food and Drug Administration,FDA)已经提前批准MET抑制剂卡马替尼用于携带MET基因外显子14跳跃突变晚期NSCLC患者的临床治疗，其是FDA批准的首个针对这类患者的靶向治疗药物。另外，FDA也已批准另一种MET抑制剂特泊替尼用于治疗MET阳性晚期NSCLC患者。在Paik等[45]的研究中，共纳入152例存在MET外显子14跳跃突变并接受特泊替尼治疗的NSCLC患者，其中约50%NSCLC患者部分缓解与特泊替尼治疗相关，该抑制剂同样具有较高的选择性，并具有一定的中枢神经系统渗透活性。此外，其他针对MET阳性NSCLC的新型抑制剂也正在进一步的临床试验中，包括赛沃替尼(Clinicaltrials.gov NCT02897479)和卡博替尼(Clinicaltrials.gov NCT03911193)，其临床疗效正待评估。

8 其他

8.1神经营养性酪氨酸受体激酶(neurotrophic tyrosine receptor kinase,NTRK) 目前已在不同的实体恶性肿瘤中发现NTRK染色体重排，如甲状腺癌、成胶质细胞瘤、结直肠癌、肉瘤、胆管癌以及NSCLC[46]。并且其已是几种实体肿瘤中的新型治疗靶点，包括NSCLC[47]。NTRK基因家族成员包含NTRK1、NTRK2和NTRK3，分别编码原肌球蛋白受体激酶(tropomyosin receptor kinase，Trk)家族中的3种不同跨膜蛋白，即TrkA、TrkB和TrkC[48]。这些激酶受体的主要生理作用是参与神经元的生长、增殖和成熟，但在一些实体肿瘤中，NTRK通过与几种不同融合伴侣发生基因重排，致使Trk异常激活，从而导致下游信号通路MAPK、PI3K等持续激活[49]。Trk依赖的细胞信号转导通路不受限制的激活导致癌细胞转化、增殖、迁移以及具备侵袭性。NTRK突变的生物学类型主要包括点突变、过表达、选择性剪接和染色体融合。迄今为止，NSCLC中尚未发现NTRK的剪接突变。有研究显示，NTRK融合突变NSCLC患者NTRK1、NTRK2和NTRK3基因融合突变率分别为3.5%[48]、0.2%～1%[50]和<1%[51],另有研究显示在整体NSCLC患者中NRTK融合突变率低于0.5%[30]，且这一突变率在EGFR、KRAS、ALK和ROS1驱动基因突变阴性的NSCLC患者中约为3%，可见NTRK基因与其他NSCLC致癌因子之间可能存在互斥性[52]。但是，目前尚未发现携带NTRK基因突变的NSCLC患者存在某些特定的临床病理学特征，其在不同性别、年龄、吸烟史及病理组织学的NSCLC中均可发生[49]。Trk抑制剂可以使携带NTRK融合突变的NSCLC患者在靶向治疗中取得显著的临床获益。目前，FDA已经批准了第一代选择性酪氨酸受体激酶抑制剂拉罗替尼和恩曲替尼用于治疗临床NRTK融合阳性的癌症患者,Drilon等[53]的研究表明，无论患者的年龄或肿瘤类型如何，拉罗替尼在NTRK融合阳性癌症患者中均具有明显且持久的抗肿瘤活性。Doebele等[54]研究也显示，恩曲替尼在NTRK融合阳性的实体瘤患者中产生了持久且具有临床意义的反应，并具有可控的安全性。这些结果均说明，拉罗替尼和恩曲替尼对于NTRK融合阳性实体瘤患者是安全且有效的治疗选择。

8.2NRG1基因 2014年，Fernandez-Cuesta等[55]首次报道了浸润性黏液肺腺癌患者中发现的NRG1基因融合突变。神经调节蛋白1是EGFR家族成员的配体之一，由4个基因(NRG1、NRG2、NRG3和NRG4)编码，其中NRG1最具特征性，具有不同的亚型，表达特定的功能,与其相关的融合伴侣中CD74-NRG1的变异(29%)最常见，其次为AT1P1-NRG1(10%)和SDC4-NRG1 (7%)[56]。有研究显示，在NSCLC中约0.5%的患者发生了NRG1融合突变，且主要见于浸润性黏液肺腺癌患者[57]。NRG1与特定的伴侣基因发生重排融合会导致异常的人表皮生长因子受体(human epidermal growth factor receptor,HER)2/HER3信号通路和PI3K/Akt/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白以及Ras/MAPK信号通路级联反应的激活[58]。由于NRG1融合突变与异常的HER2/HER3信号转导相关，故目前部分研究正在尝试使用HER2/HER3抑制剂靶向治疗NRG1阳性的NSCLC患者。其中，研究最为广泛的药物是不可逆的pan-HER抑制剂阿法替尼，且已在选定的病例报告中显示出对NRG1阳性的NSCLC患者具有显著的临床疗效[59]。目前针对Afatinib治疗NRG1阳性NSCLC临床疗效的前瞻性评估正在进行相应的临床试验(DRUP，NCT02925234)。此外，另一研究报道了HER3抑制剂(GSK2849330)在针对NRG1阳性NSCLC患者的治疗中显示出较阿法替尼更强的药物活性，并在携带CD74-NRG1的浸润性黏液肺腺癌患者中具有显著而持久的反应性[60]。

9 小 结

NSCLC是由一系列基因改变所驱动的异质性疾病。随着靶向致癌基因研究的不断发展，NSCLC的治疗也发生了巨大改变，部分存在确切基因改变的NSCLC患者能够从特定的靶向药物治疗中获益。目前，有可能在多达60%的NSCLC患者中检测出肺癌相关驱动基因突变，意味着未来靶向治疗在NSCLC治疗中存在巨大潜能。因此，有必要将肿瘤相关分子生物技术的研究成果转化为临床应用，对NSCLC患者行驱动基因检测，针对特定的驱动基因突变选择相应的靶向药物，以在管理这类特殊肺癌患者时实现临床决策的个体化、治疗的精准化，从而使这类患者的临床获益最大化。