西妥昔單抗治療轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌療效預(yù)測因子的研究進展

魏曉為， 莊鷺紅， 陳錦飛

1 引言

結(jié)直腸癌是困擾人類的主要腫瘤之一，其中半數(shù)患者會出現(xiàn)轉(zhuǎn)移。而轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌(mCRC)是導(dǎo)致腫瘤患者死亡的一個重要原因。盡管化療方案不斷推陳出新，mCRC患者的5年生存率仍低于10%［1］，人們迫切需要尋找更有效的治療手段。分子靶向藥物西妥昔單抗的問世為mCRC治療帶來了新的希望。

西妥昔單抗(cetuximab)是一種人/鼠嵌合型IgG單克隆抗體，可與細胞表面表皮生長因子受體(EGFR)特異性結(jié)合，競爭性阻斷表皮生長因子(EGF)和其他配體結(jié)合，從而阻斷EGFR下游通路，抑制其相應(yīng)的生物學(xué)功能。EGFR是人類表皮生長因子受體(human epidermal growth factor receptor，HER)家族酪氨酸激酶的4個成員(EGFR，erbB2，erbB3，erbB4)之一，參與胞內(nèi)增殖信號系統(tǒng)，通過激發(fā)RAS/RAF/MAPK通路和PI3K/PTEN/AKT通路來控制細胞生長、分化和增殖。目前已證實，在結(jié)直腸癌、胃癌、肺癌等多種腫瘤中，EGFR信號的失調(diào)可以激活腫瘤細胞增殖、遠處轉(zhuǎn)移、腫瘤內(nèi)血管生成以及導(dǎo)致腫瘤細胞凋亡受抑制等生物學(xué)行為［2］。

臨床上已證實西妥昔單抗在mCRC的一線及二、三線治療中能夠延長患者生存時間，改善生活質(zhì)量。然而并非所有的mCRC患者均會對西妥昔單抗治療敏感，臨床上西妥昔單抗聯(lián)合化療的有效率是23% ～25%，單藥使用客觀有效率僅為9%，并伴有腹瀉、皮疹和輸液反應(yīng)等毒副反應(yīng)［3］。因此，我們需要合適的預(yù)測因子來篩選出西妥昔單抗的獲益人群，從而在減少毒副反應(yīng)和治療費用的同時最大限度提高西妥昔單抗的有效性。

2 EGFR與西妥昔單抗

據(jù)統(tǒng)計，約有70%的mCRC患者存在EGFR過表達，并與其不良預(yù)后有密切關(guān)聯(lián)［2］。自西妥昔單抗被批準(zhǔn)用于治療EGFR過表達的患者以來，隨著時間的推移，人們發(fā)現(xiàn)單純EGFR作為一個預(yù)測因子的敏感性和特異性都十分有限［4］。

最初，人們通過免疫組化檢測腫瘤標(biāo)本中EGFR蛋白表達來決定是否使用西妥昔單抗。但進一步研究顯示，西妥昔單抗有效性和腫瘤中EGFR蛋白過表達程度并不具有明顯相關(guān)性，而且，在EGFR蛋白表達陰性的患者中也同樣觀察到對西妥昔單抗敏感的人群［4］。因此，簡單的免疫組化證據(jù)不再被認為是臨床使用西妥昔單抗有效與否的關(guān)鍵證據(jù)，人們開始尋求EGFR基因狀態(tài)與西妥昔單抗有效性的相關(guān)性。

研究證實，通過熒光原位雜交(FISH)評估出來的EGFR基因擴增可能與西妥昔單抗受益相關(guān)［5］，這在另一個抗EGFR抗體——帕尼珠單抗的研究中也得到證實［6］。不過也有反對的聲音，Italiano等［7］報道一小部分EGFR基因拷貝數(shù)增加的患者使用西妥昔單抗并沒有顯示出明顯的獲益，在其他研究中也觀察到類似的陰性結(jié)果。導(dǎo)致這一矛盾的原因可能有兩點:腫瘤組織混雜正常組織，F(xiàn)ISH檢測標(biāo)準(zhǔn)的不統(tǒng)一［5］?；谶@些因素，將EGFR基因擴增用來預(yù)測西妥昔單抗治療敏感性仍難以在臨床推廣。

此外，近來有研究［8］已經(jīng)表明，同一個患者中原發(fā)灶和轉(zhuǎn)移灶EGFR的表達存在變異，原發(fā)灶和轉(zhuǎn)移灶中到底哪個病灶的EGFR表達狀態(tài)是作為有效與否的決定因素還未得到確定。原發(fā)灶和相應(yīng)轉(zhuǎn)移灶的分子標(biāo)記表達或基因狀態(tài)水平的不同可能對臨床試驗的結(jié)果有所影響。

3 KRAS與西妥昔單抗

除了EGFR，決定西妥昔單抗敏感性的因素可能還有那些可以導(dǎo)致EGFR信號通路激活的突變。在結(jié)腸癌患者中，EGFR下游關(guān)鍵調(diào)解信號的組成性被激活，特別是KRAS/BRAF和PTEN/PIK3CA的突變最為常見［9］。人們對評估EGFR下游信號途徑和西妥昔單抗的活性及有效性是否具有潛在關(guān)聯(lián)越來越有興趣。迄今為止，最引人注目的數(shù)據(jù)是KRAS突變與西妥昔單抗耐藥有關(guān)聯(lián)。

KRAS作為EGFR下游的一個小G蛋白，可以獲得激活突變。KRAS突變可以獨立影響帕尼珠單抗和西妥昔單抗的抗腫瘤療效［10-11］。CRC中約有40%發(fā)生KRAS突變，90%以上涉及12和13密碼子，KRAS的突變能夠誘導(dǎo)細胞周期蛋白Cyclin D1的合成，激活 RAS/MAPK通路加速細胞增殖［10］。所以EGFR靶點的下游信號分子的突變狀態(tài)是預(yù)測EGFR靶向治療臨床獲益的關(guān)鍵。

早在2005年，Moroni等［12］在一項小型回顧性研究中發(fā)現(xiàn)，KRAS野生型的mCRC患者接受西妥昔單抗的治療時緩解率較高。2006年，Lièvre等［13］檢測了30例接受西妥昔單抗治療的mCRC患者KRAS基因狀態(tài)，在治療有效的11例患者中沒有發(fā)現(xiàn)KRAS突變，19例無反應(yīng)患者中KRAS突變達68.4%，KRAS野生型患者的 OS明顯高于突變型(16.3 個月 vs.6.9 個月，P=0.016)。類似的陽性結(jié)果在隨后的幾項大型臨床研究中相繼被證實，如Crystal研究、OPUS 研究等［14-15］。KRAS 基因 12、13密碼子突變的結(jié)直腸癌患者幾乎無法在西妥昔單抗治療中獲益，而KRAS野生型患者接受西妥昔單抗單藥或聯(lián)合化療，中位生存期以及總生存率均有明顯的改善，患者可以得到確切的生存受益［14-15］。這些研究結(jié)果具有顯著的一致性，因此，2009年ASCO會議特別指出，基于相關(guān)文獻的系統(tǒng)回顧，凡是意向接受抗EGFR抗體治療的mCRC患者必須接受KRAS基因突變的檢測［16］。目前，臨床已廣泛接受KRAS基因作為在一線治療或化療耐藥后二線治療中抗EGFR單抗療效預(yù)測因子。

雖然KRAS野生型的患者對EGFR抑制劑顯示出一定的獲益，但并非所有KRAS野生型患者使用西妥昔單抗都有效。西妥昔單抗在KRAS野生型晚期結(jié)直腸癌患者中的有效率一直徘徊在40%左右，說明還有其他的對EGFR抑制劑耐藥機制的存在，在西妥昔單抗治療KRAS野生型結(jié)直腸癌中尋找新的療效預(yù)測因素具有更深遠的意義。

4 BRAF基因與西妥昔單抗

作為KRAS基因下游的直接效應(yīng)因子，BRAF基因在大約8% ～10%的CRC患者中存在突變［14］，該突變與西妥昔單抗的療效是否存在相關(guān)性值得分析。一項對113例接受西妥昔單抗或帕尼珠單抗治療的mCRC患者研究中發(fā)現(xiàn)，BRAF基因突變患者PFS和OS明顯低于 BRAF野生型患者［17］，Souglakos等［18］的研究也證實BRAF基因突變的患者腫瘤復(fù)發(fā)的幾率更高，生存期更短。另一大型Ⅲ期臨床試驗［19］也對 mCRC患者 KRAS和 BRAF基因的突變狀態(tài)進行了分析，在1 000例左右可測患者中，6%存在BRAF突變，但僅存在于KRAS野生型患者中，認為KRAS、BRAF突變是互相排斥的。該研究根據(jù)BRAF狀態(tài)進行的分層分析顯示，在BRAF野生型和突變型患者中西妥昔單抗+化療的PFS與單純化療相比，在數(shù)值上均有占優(yōu)的趨勢，不過BRAF突變的患者預(yù)后較差。在KRAS和BRAF均為野生型的患者中，無論是西妥昔單抗聯(lián)合FOLFIRI組或是單純 FOLFIRI組，均具有較好的 ORR、PFS和 OS，這與 Lambrechts等［20］的研究結(jié)果一致。因此相關(guān)研究者認為，這些結(jié)果提示BRAF狀態(tài)是一種預(yù)后因素而不是西妥昔單抗療效的預(yù)測因素。BRAF本身突變率較低，且無論BRAF狀態(tài)如何，KRAS野生型患者在化療基礎(chǔ)上聯(lián)合西妥昔單抗均可在PFS方面獲益，在臨床上根據(jù)BRAF狀態(tài)篩選一線患者的意義可能并不大。BRAF基因狀態(tài)僅僅在KRAS野生型患者中可以用于對西妥昔單抗敏感與否的進一步評估。

類似的結(jié)果同樣發(fā)生在胰島素樣生長因子-1(IGF-1)、表皮調(diào)節(jié)素(EREG)與角化細胞內(nèi)分泌因子(AREG)上，EREG與AREG均是EGFR的配體，二者結(jié)合EGFR的作用弱于EGF，但結(jié)合效力更強，結(jié)合時間也更長。近期的研究結(jié)果顯示，在接受西妥昔單抗治療的KRAS野生型患者中，IGF-1陰性患者具有更高的有效率和更長的 mTTP［21］，EREG與AREG的高表達與 RR、PFS、OS呈一定的正相關(guān)［22］。這些研究提示 IGF-1陰性、EREG和(或)AREG高表達可能是KRAS野生型患者西妥昔單抗療效陽性預(yù)測因素。但由于目前仍缺乏相應(yīng)的循證醫(yī)學(xué)證據(jù)支持，相比KRAS基因，這些基因能否作為西妥昔單抗的療效預(yù)測因子仍缺乏有說服力的結(jié)論。

5 PIK3CA突變與西妥昔單抗

EGFR另一個信號通路是 PI3K/PTEN/AKT。PIK3CA基因編碼脂質(zhì)激酶與KRAS并列調(diào)控EGFR下游信號，PIK3CA基因在大約20%的CRC中存在突變，發(fā)生于外顯子9(E542K，E545K)和外顯子20(H1047R)，這種突變在CRC細胞模型中有著明確的致癌作用［23］。此外，由PIK3CA編碼的PI3K的p110α亞基可以通過與RAS蛋白相互作用被激活，PI3K的啟動信號通常受磷酸酶和PTEN的缺失所抑制。

最近Perrone等［24］調(diào)查了32例西妥昔單抗治療的晚期結(jié)直腸癌患者，不僅證實了KRAS突變的陰性預(yù)測作用，還確定在對西妥昔單抗耐藥的患者中PIK3CA基因中存在4個突變，即PI3K的p110a催化亞基，因此指出因為PI3KCA/PTEN失調(diào)而導(dǎo)致EGFR信號通路的激活可能促進西妥昔單抗治療無效。但是在Prenen等［25］的研究中，調(diào)查了200例使用西妥昔單抗治療或聯(lián)合伊力替康治療的mCRC患者中 PIK3CA和KRAS的突變狀態(tài)，結(jié)果顯示PIK3CA突變在KRAS野生型患者中與西妥昔單抗耐藥并沒有顯著關(guān)聯(lián)。PIK3CA突變是否具有與KRAS類似的預(yù)測作用，現(xiàn)有的研究證據(jù)尚無法得出一個明確的結(jié)論。

6 PTEN缺失與西妥昔單抗

PTEN基因是繼p53基因之后另一改變較為廣泛、與腫瘤發(fā)生關(guān)系密切的抑癌基因，是一種調(diào)控PI3K/AKT信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的腫瘤抑制蛋白。PTEN編碼磷酸酶的主要作用底物為磷脂酰肌醇(3，4，5)-3磷酸肌醇(PIP-3)，是PI3K激活的產(chǎn)物，在PI3K-AKT信號途徑中起重要的抑制作用。PTEN功能的缺失導(dǎo)致PIP-3濃度增加，隨后AKT磷酸化保護腫瘤細胞避免凋亡刺激素的刺激。AKT在EGFR其他信號通路中扮演抗細胞凋亡的角色［26］。在肺癌中，AKT磷酸化與吉非替尼療效相關(guān)。在早期CRCs中，AKT大約有60%出現(xiàn)磷酸化。PTEN的缺失與AKT信號的內(nèi)在活性相關(guān)，其的缺失也可以使腫瘤對HER家族抑制劑耐藥［27］。

在多種腫瘤中均發(fā)現(xiàn)存在PTEN缺失，如乳腺癌、結(jié)直腸癌、肺癌等。Jhawer等［28］研究發(fā)現(xiàn)，散發(fā)結(jié)直腸癌中大約有30%存在PTEN缺失，同時存在PIK3CK突變/PTEN表達缺失和RAS/BRAF突變的細胞系對西妥昔單抗有很高的耐藥性。這進一步提示，關(guān)于 PIK3CK突變/PTEN表達缺失和 RAS/BRAF突變情況的篩選可能有助我們鑒別出能從西妥昔單抗治療中獲益的患者。

Frattini等［29］研究分析了27例接受西妥昔單抗治療的EGFR高表達的mCRC患者，發(fā)現(xiàn)PTEN正常表達者的部分緩解率為62.5%，而PTEN缺失者均無效，提示PTEN是判斷西妥昔單抗治療預(yù)后的重要生物學(xué)標(biāo)志。Loupakis等［30］做了一個關(guān)于西妥昔單抗聯(lián)合伊立替康治療伊力替康耐藥mCRC患者的回顧性分析。他們將PIK3CA和KRAS聯(lián)合PTEN表達突變進行分析，共有22/55(40%)的患者存在PTEN缺失，其中95%的患者與其耐藥情況相符。相比之下，那些PTEN沒有缺失的患者的有效率是36%。同時提出轉(zhuǎn)移灶中PTEN缺失也可能是對西妥昔單抗聯(lián)合伊立替康治療耐藥的預(yù)測因子，而聯(lián)合PTEN的IHC檢測和KRAS突變分析可以幫助篩選出那些有較大可能從EGFR抑制劑中獲益的mCRC患者。

7 結(jié)論

靶向藥物在腫瘤個體化治療中占有十分重要的地位。尋找合理可靠的療效預(yù)測因子可以更好地發(fā)揮靶向治療的優(yōu)勢和作用，減少治療的盲目性。目前，在西妥昔單抗用于mCRC的治療中，僅有KRAS基因的預(yù)測作用得到臨床醫(yī)生的認可，EGFR過表達和EGFR基因擴增作為西妥昔單抗治療mCRC有效的預(yù)測因子仍存在爭議，PIK3CA的作用尚不明確，IGF-1、EREG/AREG、PTEN表達缺失的預(yù)測意義也無足夠的循證醫(yī)學(xué)證據(jù)支持。我們深刻認識到，任何單一因素的評估對西妥昔單抗獲益人群的篩選都是不完全的，需要對患者原發(fā)灶及其相關(guān)轉(zhuǎn)移灶中EGFR信號通路進行綜合評估。關(guān)于結(jié)直腸癌患者對EGFR抑制劑(西妥昔單抗和帕尼珠單抗)敏感性的檢測仍需進一步研究。

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