基于分子靶点的非小细胞肺癌个体化治疗现状和未来

       在21世纪的第110年，随着非小细胞肺癌( non-small cell lung cancer，NSCLC)分子生物学研究的不断深入，基于分子标记物的个体化治疗已经从实验室走到了临床，并在晚期NSCLC患者的治疗上取得了显著的临床进展同样重要的是，除了传统的病理组织学分类之外，NSCLC还可以根据各分子标记物表达的不同，进行分子表型分类，并以与肿瘤发生、发展相关的驱动性基因靶点，研发新的药物，进行有针对性的个体化分子靶向治疗，改善患者预后。在理想状态下，所有NSCLC患者应该在治疗进行相关分子标记物的检测，在充分了解患者肿瘤分子表达特征的情况下实施有针对性的治疗，提高治疗效果。广州医学院附属肿瘤医院胸外科薛兴阳
        、靶向药物的个体化治疗

 

      （一）表皮生长因子受体酪氨酸激酶抑制剂

 

       回顾NSCLC分子靶向个体化治疗的发展历史，表皮生长因子受体（epidermal growth factor receptor，EGFR）基因是目前研究最、证据最充分、了解最透彻的一个分子靶点。目前，以EGFR为靶点的治疗应用于晚期NSCLC治疗的各个阶段。

 

       1．二、三线治疗：ISEL的研究结果显示，与安慰剂相比，表皮生长因子受体酪氨酸激酶抑制剂(epidermal growth factor receptor tyrosine kinase inhibition，ECFR-TKI)吉非替尼可明显延长东方和非吸烟的晚期NSCLC患者二、三线治疗的生存时间。BR21的研究结果显示，在未经选择的晚期NSCLC患者二、三线治疗中，ECFR-TKI厄洛替尼的疗效明显优于安慰剂。INTEREST的研究结果进一步证实，在未经选择的NSCLC患者中，吉非替尼与传统的标准二线化疗药物多西他赛的疗效相当，但毒副反应明显降低。由此，确立了EGFR-TKI在晚期NSCLC二、三线治疗中的地位。

 

       2011年晚期NSCLC治疗的一个重要进展是浙江贝达药业有限公司研制的国产新药埃克替尼的上市。埃克替尼是具有完全自主知识产权的一类新药，是全球上市的第3个EGFR-TKI。在我院孙燕院士的率领下，全国27家单位开展了一项埃克替尼和吉非替尼的头对头研究，针对NSCLC -线或二线治疗失败的患者，进行随机、双盲、平行对照的Ⅲ期多中心临床试验，以评价埃克替尼和吉非替尼治疗晚期NSCLC的疗效和安全性，其研究结果已在2011年的美国临床肿瘤学会年会( American Society of Clinical Oncology，ASCO)和世界肺癌会(World Conference on Lung Cancer，WCLC)上报告。研究结果显示，埃克替尼组和吉非替尼组患者的客观缓解率(objective response rate，ORR)、疾病控制率和无进展生存期（progression-free survival，PFS）相当。与吉非替尼组相比，埃克替尼组患者的中位PFS从89 d延长到137 d，延长了48 d(53. 9%；HR=0.82，95% CI为0.65~1.03)；埃克替尼组和吉非替尼组患者的中位疾病进展时间( time to progression，TTP)分别为154 d和109 d，埃克替尼组显著高于吉非替尼组(P=0.0424)。此外，通过对部分NSCLC组织标本进行EGFR基因突变检测，结果显示，EGFR总体突变率为51%( 68/134)。其中EGFR突变型和野生型患者的ORR分别为57%和4.5%，中位PFS分别为6.2个月和2.3个月，差异有统计学意义(P <0.0001)。该研究结果提示，NSCLC二线以后的治疗也应该检测EGFR基因突变状态，将是今后EGFR基因突变状态检测的必然发展方向。

   

       2．一线治疗：IPASS的研究显示，EGFR突变患者在一线治疗时采用吉非替尼的疗效明显优于化疗。WJTOG3405、NEJGSG 002和OPTIMAL等的研究结果显示，EGFR突变患者在一线治疗时采用吉非替尼或厄洛替尼的PFS为9.2~ 13.1个月，而传统含铂两药方案化疗的PFS仅4.6~6.4个月，由此确立了ECFR-TKI在EGFR突变的晚期NSCLC患者一线治疗中的地位。目前，晚期NSCLC患者一线治疗时，首先要检测ECFR基因的突变状态，用以指导治疗的选择。

   

       3．维持治疗：ECFR-TKI在晚期NSCLC二线和一线治疗中的地位得到确定的同时，人们也进行了一线传统化疗后维持治疗的探索，比较有代表性的是SATURN试验和INFORM试验，但是由于受到历史的局限性，没有选择EGFR突变患者作为入组的先决条件，虽然进行了EGFR基因突变状态与临床疗效关系的回顾性研究，也证实了ECFR突变患者EGFR-TKI维持治疗后的PFS延长，但患者例太少，循证医学的证据级别不高。到目前为止，还没有EGFR突变患者应用ECFR-TKI进行维持治疗的前瞻性临床研究。

 

       对于EGFR突变的晚期NSCLC患者，无论一线治疗、维持治疗，还是二线治疗，EGFR-TKI都可以使患者获益，亟待解决的问题是何时应用才能够使患者的获益最大化。这就需要选择EGFR突变的患者，设计一个前瞻性的交叉试验，来回答这个问题。

   

      （二）EGFR-TKI耐药患者的治疗

 

       ECFR-TKI耐药分为两种情况：一是原发性耐药，指使用EGFR-TKI后未曾出现过临床获益；二是获得性耐药，指接受EGFR-TKI治疗有效后又恶化。有关EGFR-TKI获得性耐药的机制，目前了解较多的是T790M突变、MET扩增和ICF-R1的过度表达。尽管如此，大约50%患者的耐药机制仍不清楚。目前，针对已知耐药机制的患者采取不同的治疗策略，如针对T790M研发的不可逆ECFR-TKI（包括BIBW2992和PF299804）、针对MET激活机制的cMET-TKI(XL880、XL184)、针对MET的单克隆抗体(Met mab)和针对IGFR通路的药物（如Figitumumab、MK0646和AMC479），这些药物目前仍处于研究阶段。而其他耐药机制仍需要进一步探索。

   

      （三）重组人表皮生长因子偶联疫苗

   

       EGFR-TKI通过与EGFR的细胞内区域结合，来抑制EGFR信号传导通路的活性。另一种治疗策略是阻断表皮生长因子(epidermal growth factor，EGF)与EGFR的结合，来抑制EGFR的活性。EGF是一种由53个氨基酸残基组成的多肽，配体EGF与EGFR结合导致受体激活，而特异性自身抗体可以结合EGF阻断信号通路。百泰生物药业有限公司与古巴共同研发的重组人表皮生长因子偶联疫苗( hrEGF-p64K/Mont)是一种化学偶联的多肽类疫苗。该疫苗通过特异性主动免疫，阻断EGFR介导的细胞信号传导，抑制肿瘤细胞和滋养血管的生长，从而达到抑制肿瘤的作用。动物试验及临床研究表明，hrEGF-p64K/Mont对EGFR过表达的肺癌、头颈癌、卵巢癌等具有较好的疗效，尤其是对NSCLC患者疗效显著。

   

       在古巴、英国、加拿大和马来西亚等国家，有超过500例Ⅲb期或Ⅳ期NSCLC患者入组的Ⅰ~Ⅱ期临床研究，验证了hrECF-p64K/Mont疫苗的有效性和安全性。患者血清中EGF水平和抗EGF抗体滴度间存在反比关系。抗EGF抗体结合血液中的EGF引起EGF浓度降低，无法与EGFR结合，减少了这种结合所导致的肿瘤细胞增殖。2008年以来，hrEGF-p64K/Mont疫苗先后在古巴、秘鲁被批准上市，在巴西、阿根廷等国家也已经递交了上市申请。值得期待的是，其在中国的I期临床研究即将在我院开始。

   

      （四）EMLA-ALK融合基因抑制剂克唑替尼    

       2011年肺癌治疗领域的另一件大事是克唑替尼  ( Crizotinib)被美国食品与药品管理局(Food and Drug  Administration，FDA)批准上市，用于治疗棘皮动物微管结合蛋白4(echinoderm microtubule-associated protein-like 4,EMIA)与间变淋巴瘤激酶(anaplastic lymphoma kinase，ALK)  融合基因( EMIA-ALK)表达的晚期NSCLC患者。

   

       克唑替尼是2005年合成的、cMET和ALK的强效抑制剂；2006年，人们发现克唑替尼对EML4-ALK融合基因表达的肿瘤细胞具有抑制作用，并开始I期临床试验；2007年，在小鼠模型中的研究显示，EMLA-ALK是肺癌的致瘤基因；2008年，首次在EMIA-ALK阳性的肿瘤患者中观察到克唑替尼的临床疗效；2009年，将Ⅰ期临床试验患者的入选标准调整为EMLl-ALK阳性的晚期NSCLC患者，并首次报道了克唑替尼治疗EMIA-ALK阳性的晚期NSCLC的结果。结果显示，ORR为57%，治疗8个周期时的临床获益率为87%，PFS≥6个月占72%。患者不良反应较轻，主要为恶心、腹泻、呕吐和视觉障碍。I期临床试验的极佳结果使得克唑替尼直接进入Ⅲ期临床试验。值得注意的是，中国的几家医院和患者参加了A8081005、A8081007、A8081013和A8081014等关键性的临床试验。到目前为止，我院贡献了最多的病例，积累了一定的临床经验。

   

       2012年，据美国国家综合癌症网( National ComprehensiveCancer Network．NCCN) NSCLC临床指南推荐，晚期NSCLC患者在开始治疗前应进行EMIA-ALK检测，并建议阳性患者首先接受克唑替尼治疗。

   

       克唑替尼不仅是继EGFR-TKI之后、NSCLC分子靶向治疗发展历程中的一个重要的里程碑，同时也新了分子靶向抗肿瘤药物临床研究的观念，使临床研发的早期就能锁定特殊的优势人群，缩短了临床研发的宝贵时间。从2007年发现EMIA-ALK是NSCLC的驱动基因，到2011年克唑替尼在美国上市，仅用了4午时间。

   

      （五）其他分子标记物指导下的靶向药物治疗

   

       除EGFR突变、EMIA-ALK融合、KRAS突变之外，在NSCLC中还存在其他基因的突变、转位或融合，包括BRAF、cMET、PI3KCA和人表皮生长因子受体2(human epidermal growth factor receptor-2，HER-2)等，基于这些靶点的治疗药物也正在研发之中。

   

       二、分子靶点的检测方法及质量控制

   

       以分子标记物为基础的个体化治疗的前提是分子靶点检测手段的先进性和检测结果的准确性，因此需要不断发展和完善分子靶点的检测技术，提高检测的质量控制水平。

   

       1．检测技术：目前，EGFR基因突变的检测方法有10多种，测序法和扩增阻遏突变系统( amplification refractory mutation system，ARMS)最常用。K-ras突变的检测方法有测序法和实时荧光定量PCR( real time-PCR，RT-PCR)法。EMIJ4-ALK融合基因检测方法包括免疫组化(immunohistochemistry，IHC)、荧光原位杂交(fluorescence in situ hybridization，FISH)和RT-PCR法。值得注意的是，FDA在批准克唑替尼上市的同时，批准美国雅培公司生产的FISH方法检测ALK的探针用于EMIA-ALK融合基因的诊断，并且引入了伴随诊断的概念。未来的发展方向是，随着针对某一特定分子靶点药物的上市，需要建立该靶点检测的标准方法。

   

       2．检测样本的质量控制：高质量的检测样本是获得准确检测结果的前提条件，样本来源包括肿瘤组织（手术、活检）、肿瘤细胞（穿刺细胞、胸水细胞）和循环血（血浆、血清）。目前，肿瘤组织是ECFR、K-ras和ALK等分子靶点检测的最适标本，而细胞学标本和血液标本的检测结果仍不理想，但对于EGF等细胞因子的检测则采用循环血样本。为确保检测结果的准确性，传统的组织病理学非常重要。首先，要保证有足够的肿瘤组织用于靶点检测，外科手术标本要求至少含有10%~ 20%的肿瘤细胞，活检样本要求>100个肿瘤细胞（10?15张切片），还要明确肿瘤的病理类型；另外，样本的新鲜程度也很重要，如果石蜡包埋后放置时间太长，将会影响检测结果，应尽量采用新近处理的标本（例如EMIA-ALK的FISH检测）。

   

       3．检测的规范化：为了建立标准的检测流程，并有章可循，世界各国的学术机构已经开始建立检测标准。2009年，日本肺癌学会制定了日本的《肺癌患者EGFR基因突变检测说明》；2010年，欧洲制定了《非小细胞肺癌患者表皮生长因子受体突变检测共识》。2010年11月20日，中华病理学会和中华病理学杂志联合在北京召开了《中国非小细胞肺癌患者表皮生长因子受体基因突变检测专家共识》启动会，开始制定中国的专家共识，并发表在2011年10月出版的《中华病理学杂志》。

   

       4．抗肿瘤药物分子靶点检测技术平台建设：卫生部高度重视我国肿瘤分子靶向治疗的健康发展，2008年卫生部行业基金设立了“分子靶点标准化检测平台”专项，我院和上海交通大学瑞金医院作为项目的承担单位，重点开展标准化检测流程、质量控制和相关的研究工作。到目前为止，共制定了EGFR、HER-2、K-ras、BRAF、c-kit、血小板衍生生长因子受体  仪( platelet-derived growth factor receptor-alpha,PDGFRa)、BCR-ABL和PML-RARA等8个已经用于临床分子靶点的检测流程，并且建立了区域中心实验室网络，以达到检测流程的统一和检测结果的可重复。

   

       建设分子靶点标准化检测平台，未来还有很多亟待解决的问题，包括尽快建立国家检测标准和监察体系，设立国家标准实验室和区域实验室等，这将是一项意义重大的紧迫任务。

   

        三、临床分子流行病学     

       大样本、多中心、前瞻性的临床分子流行病学研究，对于全面了解、准确把握我国NSCLC患者与西方国家患者的差异，制定符合我国患者临床特征的诊治策略非常重要。

   

       1．ECFR:2010年7月，在英国阿斯利康公司支持下，启动了一项亚洲晚期肺腺癌患者EGFR突变的分子流行病学研究( PIONEER)，旨在了解亚洲晚期肺腺癌患者EGFR基因的突变情况。亚洲的7个国家和地区参加了这项研究，中国大陆有17家医院参加。在全部的1482例患者检测样本中，中国大陆有747例患者，占50.4%。全组患者和中国大陆亚组患者的EGFR突变率分别为51. 4%和50. 2%。表明亚裔患者EGFR突变率明显高于文献报告的高加索人，意味着有50010的亚裔晚期肺腺癌患者能够接受EGFR-TKI治疗。

   

       已经有小样本结果研究显示，中国肺鳞癌患者的EGFR突变率高于高加索人，所以有必要开展大样本、多中心、前瞻性的中国肺鳞癌患者EGFR突变状态的分子流行病学研究。

   

       2．EMIA-ALK:从目前的研究结果看，EMIA-ALK的阳性率要明显低于EGFR基因突变的发生率，因此有必要进行相关研究，以明确中国患者的发生率及其与病理组织学类型和EGFR等其他分子靶点的关系，以便于临床上有的放矢地治疗患者。

   

       3. 10个肺腺癌驱动基因：2011年，ASCO年会上报告了美国国家癌症研究所资助的肺癌突变检测研究的结果。计划在1000例晚期肺腺癌患者中，检测10个肺腺癌驱动基因，包括K-ras、EGFR、EMLA-AI.K、BRAF、HER-2、PIK3CA、NRAS、MEK1、AKT1基因的突变和MET基因的扩增，全组患者的突变率为54%( 280/516)，由高到低依次为K-ras(22%)、EGFR( 17%)、EMIA-ALK(7%)、双突变(3%)、BRAF(2%)。尽管如此，仍有部分患者的驱动基因正在探索，这是未来肺癌转化性研究的热点。即将启动的我国“十二?”科技支撑计划也将资助开展针对我国肺癌患者的相关研究。

   

        四、分子诊断试剂的开发

   

       分子诊断试剂的研发是肿瘤分子靶向治疗健康发展的重要环节，发展国产标准检测试剂盒既可以节省有限的医疗资源，又能够促进我国相关产业的发展，国家“863”高科技计划已经设立重大专项资助相关研究。目前，国家食品药品监督管理局已经批准了国产EGFR、K-ras、HER-2等检测试剂的上市。