非小细胞肺癌的驱动基因

腺癌和鳞癌是非小细胞肺癌(non-smallcelllungcancer,NSCLC)最常见的两种病理类型。一些诱发和维持恶性肿瘤的分子改变被称为驱动基因。随着多重基因分型和高通量基因组分析等下一代(next-generationsequencing,NGS)测序技术的推广运用,使得从微小的肿瘤活检标本中检测病患者的癌症基因组成为可能,基于基因特征的临床研究也相继开展,进一步推动对NSCLC的分子分型。肺腺癌中约60%的驱动基因被确定,肺鳞癌驱动基因的检出率也在逐步提高,其中表皮生长因子受体(epidermalgrowthfactorreceptor,EGFR)、间变性淋巴瘤激酶(anaplasticlymphomakinase,ALK)、成纤维细胞生长因子受体1(fibroblastgrowthfactorreceptor1,FGFR1)、磷脂酰肌醇3激酶催化亚单位A(phosphatidylinositol3-kinasecatalyticsubunitalpha,PIK3CA)等起着重要作用,目前临床上有效的驱动基因靶向治疗主要是针对EGFR、ALK等。本文将对NSCLC驱动基因的意义及相关研究进行综述。

肺癌是肿瘤世界的头号杀手。在2014年，预计将有224210名新确诊的肺癌患者，而且其中大部分为晚期NSCLC。在很长一段时间里，人类面对晚期NSCLC只能使用“含铂类药物的化疗”这一招。这招与最佳支持治疗相比，虽然一定程度上增加了患者总生存期（OS），但它的上限也仅限于20%的反应率和8-10个月的中位生存期。

随着分子遗传学研究的不断进展，人们慢慢尝试识别导致NSCLC的关键基因突变。这些存在于癌基因上的遗传变异能编码调控细胞增殖和存活的信号蛋白。癌基因依赖这个概念应运而生，而它存在的基础，是“肿瘤的生存非常依赖于单一的癌基因表达”这一观点。具体到NSCLC，其癌基因依赖特性已被证明，也因此诞生了各种特异性的分子靶向药物。

肺腺癌作为占据NSCLC总数50%以上的大户，是最常见的组织亚型。这样分型的意义在于，随机试验结果表明，非鳞状NSCLC使用铂-培美曲塞效果优于铂-吉西他滨。肺腺癌可以根据相关驱动基因突变进一步细分成更多的亚群。截止目前，这些驱动基因包括EGFR，KRAS，HER2，PIK3CA，BRAF，MET基因突变和ALK，ROS1和RET基因重排。

鳞状细胞癌在NSCLC中排名第二，大约占20-30%的病例。在鳞状细胞癌中，EGFR基因突变非常罕见，只有成纤维细胞生长因子受体-1（FGFR1）的基因扩增，盘状结构域受体2（DDR2）基因突变和PI3KCA基因的扩增和突变比较常见。针对上述变异的靶向治疗药物在临床上也确实非常有效。

1、EGFR突变

EGFR又叫HER1或者ErbB1，是ErbB受体家族四大成员之一。EGFR过分频繁表达能激活下游重要的信号通路（如ALK），从而导致细胞增殖，存活，转移及血管生成等。因此，在NSCLC的研究中，EGFR一直是一个热点。像吉非替尼和厄洛替尼这样早期的小分子EGFR酪氨酸激酶抑制剂（TKI）在刚问世时是面向所有既往接受过化疗的NSCLC患者的。而像阿法替尼（afatinib）和达克替尼（dacomitinib）这样新推出的EGFRTKI则在此基础上有了长足的发展。resistantmutations耐药突变

回顾性研究显示，亚裔、女性、腺癌、既往少量/无吸烟史等临床特点可以增加EGFRTKI治疗的敏感率。这个结论的分子基础是，18～21号外显子突变（最常见的是19号外显子的缺失和21号外显子上的L858R位点突变，EGFR19、EGFR21突变对EGFR抑制剂敏感，有效率高，EGFR21突变对EGFR抑制剂的反应率要低于EGFR19突变，通常对19突变俗称黄金突变）能编码出大量EGFR酪氨酸激酶，上述突变分别占总突变情况的45%和40%。

另外还有18号外显子的突变及20号外显子的插入突变，占总突变情况的5%-10%。18号外显子的突变能增加EGFRTKI的敏感性，而20号外显子的突变却会导致EGFRTKI原发耐药。EGFR突变在拥有前述临床特征的患者中更加常见。肺腺癌患者中，大约有15%的白种人和30-50%的东亚人拥有EGFR基因突变。而对于那些无吸烟史的东亚人，这项比例高达50-60%。

多项研究表明，对于初发的敏感性EGFR突变的NSCLC患者，应用TKI治疗在反应率（ORR）、无进展生存期（PFS）和生活质量上均优于化疗。易瑞沙泛亚洲研究（IPASS）结果表明，对于经选择的NSCLC患者，吉非替尼效果优于紫杉醇+卡铂的化疗。

但对于EGFR野生型患者，TKI治疗效果并不理想，1.5个月的PFS完败于化疗组的6.5个月。吴一龙教授曾经说过野生型患者应对EGFR抑制剂说一声NO！在其他随机研究中，吉非替尼、厄洛替尼及阿法替尼均能改善有EGFR基因突变患者的ORR和PFS。这些研究为晚期NSCLC的合理治疗提供了依据。因此，晚期NSCLC患者应常规进行EGFR基因检测，并根据突变情况选择是否行EGFRTKI一线治疗。

一般情况下患者对EGFRTKI耐受性良好。EGFRTKI常见的副作用包括痤疮形式皮疹，皮肤瘙痒和腹泻。相比化疗，很少出现3级-4级不良反应，故较少出现调整剂量和停药。坏消息是，所有接受TKI治疗的患者最终会出现耐药，并最终导致肿瘤进展和死亡。好消息是，人们经过反复活检已经发现了TKI治疗耐药的部分分子机制。比如，大约有50%的获得性耐药患者身上出现了前文提及的20号外显子（T790M）变异。

此外，MET扩增（5%）、HER-2扩增（8%）、PI3K突变（5%）及NSCLC转变为小细胞肺癌（18%）等也是常见的耐药机制。基于此，新一代的分子靶向治疗药物开始针对上述获得性耐药的途径，如T790M、HER2、MET及PI3KCA等。

比如第二代的不可逆EGFRTKI阿法替尼和达克替尼是不可逆泛ErbB抑制剂。这意味着他们能在抑制EGFR突变表达的同时还能抑制T790M耐药变异。虽然临床前研究显示成果喜人，不过阿法替尼和达克替尼治疗一代EGFRTKI耐药的临床研究却并不尽如人意。

另一项研究证明达克替尼也一样，（编者注：达克替尼虽然二期临床失败，但是在与癌共舞草根临床试验，对肺腺癌脑转的效果是目前EGFR抑制剂当中效果较好的。）但在最新的指南中，阿法替尼已被推荐作为EGFR突变的非小细胞肺癌一线治疗方案。

第三代EGFRTKI（CO-1686和AZD9291）对T790M的选择性更高，临床效果更佳且毒性更小。早期的研究表明，CO-1686和AZD9291对经一代EGFRTKI治疗过，且T790M变异的晚期非小细胞肺癌患者，ORR分别达到58%和64%。这些结果进一步证明了在疾病进展阶段及时的进行分子分析以选择最佳治疗方案的重要性。

2、棘皮动物微管相关蛋白样4与间变淋巴瘤激酶融合基因（EML4-ALK）基因重组

EML4和ALK两个基因分别位于人类2号染色体的p21和p23上。这两个基因片段的倒位融合能够使得组织表达新的融合蛋白EML4-ALK，这种融合基因能通过PI3K-AKT，MAPK和JAKSTAT途径导致肿瘤的发生。

因此，EML4-ALK是新发现的肺腺癌驱动基因。ALK基因重组并不多见，仅占非小细胞肺癌的4%-7%。它更容易出现在既往少量/无吸烟史和年轻的患者身上。其病理类型常常是腺癌，更具体而言是腺泡癌和印戒细胞癌。约33%非EGFR和KRAS突变的NSCLC患者会出现EML4-ALK突变。而且，EML4-ALK突变有很强的排他性，即当它突变时，其他驱动基因往往不会发生变异。

ALK抑制剂包括克唑替尼（crizotinib）、色瑞替尼（ceritinib）和alectinib。在一项III期研究中，与化疗相比，克唑替尼用于初治的ALK基因突变的晚期NSCLC患者，其ORR（45%：74%）和PFS（7个月：10.9个月）均有显著提高。在另一项III期研究中，克唑替尼用于经治的ALK基因突变的晚期NSCLC患者的临床疗效也明显优于单药化疗（ORR65%：20%；PFS7.7个月：3个月）。

克唑替尼的多种耐药机制也慢慢被报道。如二次突变的ALK酪氨酸激酶结构域（最常见的是L1196M突变），ALK拷贝数增加，以及新的驱动基因出现（如EGFR和KRAS突变）等。对耐药机制的理解决定着未来靶向药物发展的方向。

色瑞替尼是第二代的ALK抑制剂，可用于初治的或克唑替尼治疗失败的ALK阳性肿瘤。其对初治和克唑替尼治疗失败的患者的ORR分别为66%和55%。最近，美国药品食品管理局（FDA）批准色瑞替尼用于ALK阳性的转移性非小细胞肺癌和克唑替尼治疗失败的非小细胞肺癌患者。在另一项临床试验里，alectinib治疗ALK阳性的初治患者，ORR可达惊人的93.5%。

3、ROS1染色体易位

ROS1全称c-ros原癌基因，是一种跨膜的受体酪氨酸激酶基因。ROS1染色体的易位可以激活ROS1激酶活性。ROS1常常出现在从不吸烟的年轻人身上。通常的病理类型为腺癌。突变者约占NSCLC总数的3%。临床研究显示，克唑替尼对ROS1阳性的NSCLC有效，其ORR达56%。

4、BEAF基因突变

BRAF基因能编码丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，是RAF家族的一员。BRAF能通过磷酸化MEK和激活下游的ERK信号通路介导肿瘤发生。只有1%-3%的非小细胞肺癌会出现BRAF基因突变，这其中有50%是BRAFV600E位点突变。

BRAF基因突变更容易出现腺癌中，而BRAFV600E在女性和不吸烟的患者中更常见。BRAF抑制剂有达拉菲尼（dabrafenib）和威罗菲尼（vemurafenib），他们对BRAFV600E突变的NSCLC患者有效。

在I/II期研究中，达拉菲尼用于经治的BRAFV600E基因突变的NSCLC患者可以有40%的反应率和60%的疾病控制率。基于如此令人震惊的结果，FDA授予达拉菲尼突破性疗法认定，用于既往接受过至少一次含铂化疗方案的BRAFV600E突变阳性的晚期非小细胞肺癌患者。

5、MET过表达

MET是一种络氨酸激酶受体，它的过度激活与肿瘤发生、发展、预后与转归密切相关，酪氨酸激酶的过度激活，导致其下游信号途径的激活，最终导致细胞的转化、增殖和抵抗细胞凋亡、促进细胞生存、引起肿瘤转移、血管生成及上皮-间充质转化（EMT）等。大约7%的NSCLC患者可出现MET的过表达。

初步数据表明，克唑替尼治疗MET过表达的非小细胞肺癌可有33%的反应率。而对于那些MET高度过表达的患者，反应率为67%。

Cabozantinib卡博替尼（XL184）是靶向MET、VEGFR2、AXL、Tie2、KIT、FLT3和RET的多激酶抑制剂。已经过多个I期及II期临床试验评估。剂量限制性毒性包括手足综合征，粘膜炎和谷草转氨酶（AST）、丙氨酸转氨酶（ALT）和脂肪酶过高。

在一项330例转移性甲状腺髓样癌（MTC）患者的III期多中心、随机、安慰剂对照临床试验中，Cabozantinib显著延长了患者无进展生存期。这一试验的入组患者均为入组前14个月内发生疾病进展的患者。研究中219例患者接受cabozantinib治疗，111例患者接受安慰剂治疗。随机分组之前通过年龄、之前的TKI治疗情况和RET突变状态（遗传的或偶发的）进行分层。

患者接受治疗直至出现疾病进展或难以忍受的毒性。疾病进展时，安慰剂对照组患者不可接受cabozantinib治疗。与对照组相比，cabozantinib治疗显著延长了患者无进展生存期，风险比为0.28。Cabozantinib治疗组和对照组患者无进展生存期分别为11.2个月和4.0个月。Cabozantinib治疗组客观缓解率明显高于安慰剂对照组（分别为27%和0%）。

Cabozantinib相关常见不良反应包括腹泻、手足综合征、体重和食欲下降、恶心和疲劳。79%患者因不良反应选择降低剂量，65%的患者选择维持剂量持。Cabozantinib治疗组16%的患者因不良反应中止治疗，安慰剂组为8%。

2012年11月29日，美国食品药物管理局（FDA）批准cabozantinib用于不可手术切除的恶性局部晚期或转移性甲状腺髓样癌的治疗。目前研究人员正在进行Cabozantinib用于去势抵抗型前列腺癌（COMET-1和COMET-2）、转移性肾细胞癌（METEOR）和之前接受过索拉菲尼治疗的肝细胞癌（CELESTIAL）患者治疗的III期临床试验。

INC280联合吉非替尼治疗EGFR突变、MET阳性非小细胞肺癌（NSCLC）的疗效与安全性：一项单臂ⅠB/Ⅱ期研究（NCT01610336）（摘要号8017）

INC280是Incyte公司研发的单靶点cMet抑制剂，是一种高度选择性口服的MET抑制剂，它的副作用比克唑替尼和XL184小很多。临床前数据显示INC280联合EGFRTKI对EGFR突变或MET活化的NSCLC有疗效。MET阳性定义为扩增(FISH方法检测≥5个拷贝数)或过表达(≥50%的肿瘤细胞METIHC2～3+)。

ⅠB期研究的主要目的是确定INC280联合吉非替尼的最大耐受剂量(MTD)或推荐的Ⅱ期研究剂量(RP2D)，次要目的包括安全性、疗效、药代动力学和药效学。直至2013年12月2日，41例患者入组本研究ⅠB部分，2例患者出现剂量限制性毒性(DLT)：头晕(800mg1次/日)和气促(600mg2次/日)。最常见的药物相关性不良事件包括：恶心(27%)，呕吐、腹泻和皮疹(共22%)。最常见药物相关性3～4度不良事件为：脂肪酶升高(7%)，淀粉酶升高(5%)。1例死亡病例不排除与INC280相关。INC280暴露量随剂量而增加(100～800mg1次/天和200～400mg2次/天)。药代动力学(PK)初步数据显示INC280与吉非替尼无相互作用。

可评价患者中有效率为15%(6/41)，5例确认部分缓解(PR)，1例PR尚未确认，在400mg2次/日剂量组时有效率达43%(3/7)。5/6有疗效者入组本研究前最后一次治疗为EGFRTKI。所有有效者的MET均为高活化状态。

研究者认为，口服INC280联合吉非替尼耐受性良好，RP2D尚未确定，初步疗效支持进一步研究INC280联合吉非替尼治疗克服MET阳性患者的EGFRTKI耐药性。

点评：据该研究全球PI——广东省医学科学院、广东省人民医院、广东省肺癌研究所吴一龙教授介绍，早在2010年初，研究者们就大胆地设计了INC280联合吉非替尼克服EGFR突变NSCLC患者EGFRTKI治疗后c-MET扩增或过表达所致耐药性的试验方案。现在ⅠB期试验所达到的疗效，显示了当年研究者们的前瞻性决策，也展示了INC280与EGFRTKI联合方案可喜的深入研究价值和潜在的临床应用前景。

第二，该研究引入了“≥50%肿瘤细胞METIHC2～3+”也可以作为MET阳性的新概念。使INC280与EGFRTKI联合克服MET阳性的耐药可能覆盖更多的NSCLC患者。

第三，该研究从Ⅰ期试验开始就从分子水平有选择地挑选患者入组，极大地提高了临床试验的运作效率，符合精准医学和转化医学的最基本原则，也是克服EGFRTKI耐药性临床试验设计的典范。

当然，该试验还未完全公布METFISH法扩增、IHC过表达和DNA测序法检测基因突变的数据，三者是否具有显著的相关性?何者是客观疗效与生存期的最佳预测因子?另外，对于MET阳性与T790M共存的双重耐药机制，也是该研究面临的挑战之一。

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6、KRAS基因突变

KRAS是RAS家族的一员。KRAS的突变会持续刺激细胞生长，并阻止细胞死亡，从而导致肿瘤的发生。有KRAS突变的患者会对EGFR抑制剂耐药。伴有KRAS基因突变的NSCLC患者会有更高的复发和转移几率。腺癌、吸烟史及白色人种是KRAS突变的危险因素。目前并没有治疗KRAS基因突变的晚期非小细胞肺癌药物，各大公司的研究重点也都集中在KRAS的下游通路上，如MEK。

在一项随机研究中，口服的MEK抑制剂司美替尼（selumetinib）联合化疗用于经治的KRAS突变非小细胞肺癌患者。与单纯化疗相比，其ORR(37%：0%)、PFS（5.3个月：2.1个月）、OS（9.4个月：5.2个月）均有了长足的进步。

7、HER-2基因突变

HER-2（又名ErbB2）和EGFR一样，也是ErbB受体家族四大成员之一。HER-2是一个增殖驱动，它在NSCLC中的异常表现为扩增、过表达和突变。在NSCLC中，HER-2扩增和HER-2过表达大约占20%和6%-35%，HER-2突变占1%-2%。大部分出现HER-2基因突变的NSCLC患者是女性、不吸烟者和腺癌患者。

虽然在乳腺癌中，HER-2抑制剂（如曲妥珠单抗、帕托珠单抗和拉帕替尼等）对于HER-2阳性的患者有效，但是这并不适用于肺癌。一项研究对比了单独化疗与化疗联合曲妥珠单抗治疗HER-2阳性的非小细胞肺癌，结果差异并没有统计学意义。

目前仍有曲妥珠单抗和阿法替尼治疗HER-2阳性非小细胞肺癌患者的研究在进行，我们只能拭目以待。

8、RET易位

RET基因可以与CCDC6，KIF5B，NCOA4和TRIM33等易位融合。这种现象可以在1%的腺癌患者中发生。但对于年轻的，不吸烟的患者来说，概率可以提升到7%-17%。卡博替尼（cabozantinib）、凡德他尼（vandetanib）、舒尼替尼（sunitinib）和普纳替尼（ponatinib）等酪氨酸激酶抑制剂早已被批准应用于RET阳性的其他肿瘤。而对于非小细胞肺癌的临床试验也正在紧锣密鼓的进行当中。

另外，瑞戈非尼（regorafenib）和lenvatinib也是RET抑制剂。

9、NTRK1（神经营养酪氨酸激酶1型受体）基因融合

NTRK1基因能编码高亲和力的神经生长因子受体（TRKA），从而促进细胞分化。MRRIP-NTRK1及CD74-NTRK1融合都可以导致结构性的TRKA激酶活性的改变，从而发挥癌基因的作用。据报道，约有3%的没有其他已知癌基因突变的NSCLC患者肿瘤中可以发现NTRK1基因融合现象。NTRK1抑制剂正在临床试验阶段，如克唑替尼、ARRY-470和来他替尼（lestaurtinib）。

10、FGFR1（成纤维生长因子受体1）扩增

FGFR1是一种受体型酪氨酸激酶，它通过MAPK和PI3K通路介导肿瘤发生。13%-25%的肺鳞癌可以检测出该种突变，肺腺癌中罕见。

吸烟史FGFR1突变的危险因素。FGFR1突变对预后的影响仍不可知，因为各项报道的结论并不一致。用FGFR抑制剂来治疗肺鳞癌的研究刚刚起步。初步研究的数据表明，用BGJ398（一种广泛的FGFR抑制剂）来治疗FGFR1阳性的肺鳞癌，反应率为11.7%。

11、DDR2（盘状死亡受体2）基因突变

DDR2是一种只能被胶原激活而非肽类生长因子激活的酪氨酸激酶受体，它能促进细胞迁移、增殖和存活。4%-5%的肺鳞状细胞癌中可以出现DDR2突变。达沙替尼（dasatinib）是一种酪氨酸激酶抑制剂，曾经被用于慢性粒细胞性白血病。最新研究发现，达沙替尼治疗DDR2突变的肺鳞癌同步慢性粒细胞性白血病有效。而达沙替尼治疗DDR2突变的肺鳞癌的临床研究仍在进行中。

12、PI3K信号通路异常

PI3K信号通路是肿瘤存活和增殖的核心通路。PI3KCA和AKT1基因功能的放大、PTEN基因功能的丧失都会引起PI3K信号通路的改变。据报道，PI3KCA扩增和突变分别占非小细胞肺癌的37%和9%。PI3KCA突变是肺鳞状细胞癌的不良预后因素。

PI3K抑制剂Buparlisib——BKM120

PI3K或者Akt的过度表达并不能导致肿瘤形成，但它们能在其他致癌因素诱导的肿瘤发生过程中起重要的辅助作用。此外，PI3K—Akt途径还参与了肿瘤的发展过程，即通过抑制细胞凋亡，增强细胞对低氧和营养缺乏的耐受能力，辅助肿瘤生长。PI3K是一个复杂的大家族，根据其结构可分为3类：I型、Ⅱ型、Ⅲ型。BKM120是I型PI3K抑制剂。

肺腺癌病人中PI3K的突变率是2%，扩增率是6-19%，PTEN突变率是1%，缺失率是77%；肺鳞癌病人中PI3K的突变率是2-7%，扩增率是33-70%，PTEN突变率是6%，缺失率是70%。

一项92例非小肺癌（男性63人，女性29人，腺癌64人，鳞癌28人，抽烟59人，从不抽烟33人）的肿瘤组织基因检测结果显示，PI3K扩增的病人为男性（11人），女性（0人）；抽烟（11人），从不抽烟（0人）；鳞癌10人，腺癌1人。

一项1125例肺腺癌的肿瘤组织基因检测结果显示，PI3K突变的病人共有23人，占2%；其中女性13人，从不抽烟的8人，曾经抽烟的10人，一直抽烟的5人。另外有2人服用特罗凯耐药后获得PI3K突变。PI3K突变可与KRAS，MEK1，BRAF，ALK和EGFR突变共存。

一项113例肺鳞癌的肿瘤组织基因检测结果显示，PI3K突变的病人共有6人，占5.3%，

该6人无EGFR突变。脑转病人7人，其中有2人PI3K突变，提示PI3K突变与脑转可能有关联。

展望

肿瘤的EGFR和ALK基因检测正逐步成为常规检测项目，而更多的检测也亟待进行。现在的问题是，连续的检测多个基因会导致该项工作效率低下。最近的一项研究证明，原则上多重检测是可行的。通过多重检测，可以快速的为肺腺癌患者找到突变的基因并选择对应的分子靶向药物，可以显著的改善患者生存期。

与此同时，新的癌驱动基因正源源不断的被发现。在一个肺腺癌的全面基因组学研究上，人们发现75%以上的遗传改变是靶向性的。另一项针对肺鳞状细胞癌的基因组研究结果则表明，长时间暴露于致癌微环境会致癌，不管你是什么人种，也不管你生活在哪里。

从非小细胞肺癌分子靶向研究中得出的最新结论将会给患者带来新的治疗希望。接下来的基因组测序将与临床密切相关。

虽然本综述仅仅论述了分子靶向治疗和相关的癌驱动基因，其他的非小细胞肺癌靶向治疗也正欣欣向荣。比如贝伐单抗（一种抗血管生成剂）联合紫杉醇+铂类治疗可以改善患者总生存期。另一个如火如荼的治疗领域是分子调节免疫应答。

随着人们对肿瘤免疫生物学理论的认知不断加深，新的免疫疗法正在飞速发展。比如单克隆抗体的诞生。这些疗法已经在黑色素瘤的治疗中展现了威力。不出意外的话，它们也将在非小细胞肺癌治疗中一展拳脚。

总结

非小细胞肺癌的基因检测已经完全改变了它原来的分型和治疗方式。非小细胞肺癌不再被视为一个疾病，它是一类由不同分子亚型构成的异质性疾病。其结果是，针对性的应用分子靶向药物改善了无数患者的临床疗效。比如在肺腺癌领域，EGFR基因突变和ALK基因重组意味着单纯化疗不再是首选治疗。

不久以前，肿瘤的活检目的仅仅是为了诊断肿瘤。但现在，这种情况已经改变。对非小细胞肺癌患者进行组织活检来测定EGFR和ALK状态已经是一个重要的诊疗步骤。