基因組時(shí)代癌癥的靶向治療.

　　20年間化療藥物已從相對非特異性時(shí)代走向針對分子靶點(diǎn)的靶向治療時(shí)代。分子靶向藥物主要針對生長(cháng)因子受體或相關(guān)激酶，改變了很多疾病的治療現狀，甚至完全顛覆了某些特殊癌癥的治療。分子靶向治療雖然不斷在進(jìn)步，但也存在諸多限制，需要發(fā)展新的治療手段。美國Anosheh博士在TheCancerJournal上發(fā)文，對癌癥靶向治療進(jìn)行回顧并展望新的治療方法。

　　靶向治療的基礎

　　自上世紀90年代起，對癌癥生物學(xué)特點(diǎn)的了解促進(jìn)了大量靶向治療的發(fā)展。早期的成功包括伊馬替尼治療慢性粒細胞白血?。–ML）、曲妥珠單抗治療HER2陽(yáng)性乳腺癌。治療前提是預先鑒定出分子損害并檢驗其活性，然后研發(fā)藥物抑制其功能，許多靶向藥物就是針對癌細胞的癌基因途徑進(jìn)行治療。

　　最負盛名的藥物是酪氨酸激酶抑制劑（TKI）伊馬替尼治療CML。CML是骨髓增殖性腫瘤，其特征是異常調節導致成熟粒細胞過(guò)度增殖，與BCR和ABL基因產(chǎn)生的融合基因BCR-ABL1有關(guān)，異常融合基因產(chǎn)生BCR-ABL1融合蛋白，發(fā)生結構性活化導致CML。

　　伊馬替尼是一種口服TKI，能競爭性地與BCR-ABL融合蛋白結合，抑制其活性，伊馬替尼使得對CML的認識和治療產(chǎn)生了革命性的變化。在伊馬替尼的III期試驗之前，首個(gè)伊馬替尼試驗就清楚地確立了其改變世界的地位，替代了毒性更多、較少可能實(shí)現的移植治療。

　　幾乎在發(fā)現伊馬替尼的同時(shí)，革命性的針對HER2陽(yáng)性乳腺癌的靶向治療正在醞釀中。ErbB蛋白受體家族是首個(gè)鑒定的經(jīng)膜受體酪氨酸激酶，包括表皮生長(cháng)因子受體（EGFR或ErbB1）、HER2（ErbB2）、HER3（ErbB3）和HER4（ErbB4）。配體與EGFR、HER3和HER4的胞外區域結合，誘導激酶聚合活化，并順序活化下游信號途徑。

　　HER2與EGFR或HER3異二聚體化，誘導磷酸化，刺激活化胞內重要信號如RAS/RAF/MEK/ERK和PI3K/AKT/TOR。過(guò)去10年里越來(lái)越多證據表明ErbB家族在幾種癌癥的發(fā)生發(fā)展中起著(zhù)重要作用，這促進(jìn)了特異性ErbB抑制劑作為治療藥物的發(fā)展。

　　曲妥珠單抗是第一個(gè)人源化單克隆抗體，靶向HER2經(jīng)膜受體，破壞配體依賴(lài)的胞內信號途徑。Slamon等第一次證實(shí)大約20%的乳腺癌存在HER2原癌基因擴增，導致患者預后很差。

　　首個(gè)III期試驗證實(shí)曲妥珠單抗可使HER2陽(yáng)性轉移性乳腺癌患者生存獲益，隨后針對高危早期乳腺癌的多個(gè)III期臨床試驗迅速開(kāi)展并完成。對多個(gè)試驗的聯(lián)合分析顯示，輔助治療中加入曲妥珠單抗增加HER2陽(yáng)性乳腺癌患者總生存37%，無(wú)病生存改善40%。

　　針對HER2區域的治療藥物接連取得成功，帕妥珠單抗是另一個(gè)人源化抗體，阻滯配體依賴(lài)的HER2二聚體化，與多西他賽、曲妥珠單抗聯(lián)合一線(xiàn)治療HER2陽(yáng)性轉移性乳腺癌能明顯改善總生存。最近發(fā)現非HER2擴增乳腺癌中存在HER2突變，它在腫瘤發(fā)生中的地位以及小分子TKIs對其作用正在臨床試驗中。

　　針對HER2區域的抗體與CML的TKIs一樣，先證實(shí)癌癥高度依賴(lài)某個(gè)特定的與生長(cháng)相關(guān)的分子改變，鑒定出具有損害的人群，給予相應藥物干預，通過(guò)臨床試驗驗證療效，這個(gè)過(guò)程非常重要，這是繼伊馬替尼和曲妥珠單抗后，近10年來(lái)新藥發(fā)展的基礎模式。

　　靶向其它ErbB家族經(jīng)膜受體也獲得了成功。自發(fā)現非小細胞肺癌（NSCLCs）中EGFR突變活化后，EGFR在腫瘤發(fā)生中的地位已確立。NSCLC的EGFR突變主要位于激酶區域（外顯子18-21），對EGFRTKIs高度敏感，RECIST治療反應55%-75%。有趣的是這種活性突變在不同人群存在變化，美國約15%腺癌存在突變，易發(fā)于女性和非吸煙者，亞洲人群發(fā)生率更高，約22%-62%。

　　靶向治療不斷進(jìn)展，每年的ASCO和AACR都有新的報道，這些被腫瘤醫師廣泛使用的藥物極為昂貴，而且幾乎無(wú)一例外，與伊馬替尼和曲妥珠單抗相比，療效較差，且毒性較多。大多數靶向藥物中位生存的改善是以月計算，而非以年計算，化療所致的發(fā)熱性中性粒細胞減少被疲勞、腹瀉、皮膚異常、肺炎以及其它一系列毒性所替代。究竟哪里錯了？

　　靶向治療存在的問(wèn)題

　　從效果講，根據基因組學(xué)獲得的信息看，許多靶向治療的相對無(wú)效是可理解的。目前測序全癌癥基因并不復雜，科學(xué)家可以評估不同類(lèi)型腫瘤的突變負荷和分布，探討是否存在類(lèi)似于HER2或EGFR的基因改變，試圖發(fā)現新的治療靶點(diǎn)。

　　但現有所知讓人對靶向治療失去信心，幾乎所有常見(jiàn)癌癥都不是單一突變導致，許多癌癥是基因組異常所致，如吸煙相關(guān)NSCLC，BRCA突變三陰乳腺癌或UV誘導的黑色素瘤，其最突出特征就是基因組異常，包括多個(gè)驅動(dòng)突變、快速代償性的耐藥機制、天生對單一靶向治療耐藥?；仡櫺匝芯勘砻?，上述改變導致靶向藥物幾個(gè)月后失敗幾乎是注定的。

　　現在基因組測序很方便，鑒定腫瘤驅動(dòng)基因和過(guò)路基因是目前的主要任務(wù)。Miller最近報告使用商業(yè)化下一代測序（NGS）鑒定常規福爾馬林固定石蠟包埋實(shí)體瘤組織DNA中「與腫瘤有關(guān)的」突變。2112/2221個(gè)腫瘤成功測序，85%基因存在改變，76%的病例至少存在一種與腫瘤有關(guān)的突變，可能成為潛在的藥物靶點(diǎn)。

　　究竟什么是「與腫瘤有關(guān)的」？共識指南中沒(méi)有給出明確定義，但通常指遺傳學(xué)改變，具有預后或診斷作用，而「可作為靶點(diǎn)的」和「可作為藥物的」則意味著(zhù)特殊的遺傳學(xué)改變，藥物可以作用于這種遺傳學(xué)改變。

　　目前有試驗正在試用商業(yè)化NGS方法發(fā)現腫瘤特異的遺傳學(xué)改變，用于個(gè)體化癌癥治療。MATCH試驗就是采用上述研究方法，對超過(guò)1000余例一線(xiàn)標準治療后進(jìn)展的患者，根據腫瘤DNANGS結果選擇適合的治療藥物。

　　現在仍不清楚試驗中患者是否會(huì )產(chǎn)生持續的客觀(guān)反應，根據以往的經(jīng)驗，不知道靶向這些「與腫瘤有關(guān)的」基因是否會(huì )產(chǎn)生抗癌活性。特異性的BCR-ABL易位驅動(dòng)CML發(fā)生發(fā)展，很容易成為藥物靶點(diǎn)，而且看起來(lái)它是單一的決定性突變，其它突變的負荷很小。

　　然而癌癥進(jìn)展通常依賴(lài)腫瘤基因組的大量改變，基因組改變的相對復雜性決定了腫瘤藥物治療的有效性。CML是一種相對簡(jiǎn)單的癌癥，只是單一基因組水平改變就驅動(dòng)了腫瘤發(fā)生，這樣單藥伊馬替尼治療就可以誘發(fā)持續的治療反應。而且如果伊馬替尼無(wú)效，轉換為二代TKI如達沙替尼或尼洛替尼治療，大部分患者對治療有反應，而其它癌癥則沒(méi)有這么幸運。

　　問(wèn)題是癌癥基因組變化十分復雜，隨著(zhù)不同信號途徑的一系列突變，大多數癌癥不斷進(jìn)化。很小比例的癌癥突變頻度很高，大部分癌癥基因突變?yōu)橹械阮l度，在2%和20%之間。大部分基因改變都與癌癥的標志性改變相關(guān)，如細胞增殖、凋亡、基因組穩定性、染色質(zhì)調節、免疫逃避、RNA加工和蛋白穩態(tài)。

　　基因組異常相關(guān)的癌癥包括外源性致癌因素引起的癌癥，如大部分惡性黑色素瘤、NSCLC和頭頸鱗癌（HNSCCs）。分析HNSCCs的全外顯子組序列，發(fā)現某些腫瘤突變與煙草暴露突變一致，同乳頭瘤狀病毒引起的HNSCCs相比，這種腫瘤存在雙重突變負荷，分別為2.28突變/Mb和4.83突變/Mb。HNSCC由煙草誘發(fā)的高突變負荷同其它煙草相關(guān)惡性腫瘤一致。

　　更重要的是高突變腫瘤負荷可能是單藥小分子TKIs治療有效性下降的預測標志。Wagle等證實(shí)轉移性黑色素瘤對BRAF抑制劑獲得性耐藥時(shí)，是由于靶激酶下游MEK1發(fā)生活化性突變，相似的繼發(fā)耐藥機制在曲妥珠單抗和拉帕替尼治療HER2陽(yáng)性乳腺癌時(shí)也存在，主要是活化了PI3K途徑。

　　腫瘤內遺傳學(xué)具有異質(zhì)性，導致治療失敗和耐藥。Gerlinger等對腎細胞癌多處活檢，發(fā)現基因組分析單個(gè)活檢標本會(huì )低估腎細胞癌突變負荷，可能無(wú)法預測繼發(fā)于預先存在的耐藥細胞克隆導致的治療拮抗。研究顯示單個(gè)活檢中有70個(gè)突變，只占所有突變的55%，只有34%的突變存在于所有活檢標本中，再一次說(shuō)明單次活檢并不能代表整個(gè)腫瘤的突變全貌。

　　無(wú)細胞腫瘤DNA，也稱(chēng)作液體活檢，Diaz等采用該方法研究證實(shí)抗EGFR藥物帕尼單抗治療后，轉移性KRAS野生型結直腸癌在經(jīng)歷藥物選擇后，預先存在的KRAS突變克隆突顯，導致耐藥。上述例子說(shuō)明復雜基因組腫瘤，靶向藥物治療耐藥與達爾文的進(jìn)化壓力選擇有關(guān)，耐藥機制的出現導致靶向治療失敗，特別是腫瘤包含多個(gè)驅動(dòng)基因時(shí)。

　　基因組復雜性和癌癥免疫治療

　　許多癌癥的基因組異常復雜，存在代償性耐藥機制，都可能導致靶向治療失敗。大多數癌癥不象CML那樣簡(jiǎn)單，抑制單一信號途徑難以長(cháng)期控制疾病。對驅動(dòng)突變了解越多，就越意識到罕見(jiàn)癌癥信號途徑實(shí)際上很常見(jiàn)，存在一系列所謂的「孤兒疾病」。目前仍不清楚大部分新的癌癥亞型對靶向治療的反應，因為罕見(jiàn)突變影響的人群數量很小，難以開(kāi)展大型臨床試驗。

　　現在舉例說(shuō)明「孤兒疾病」，如雖然缺乏HER2擴增，但卻由HER2突變驅動(dòng)癌癥發(fā)生和轉移的乳腺癌，通過(guò)基因組測序研究，這種活性突變在所有乳腺癌患者中不足2%，突變位于HER2受體的不同區域內。有試驗采用奈拉替尼治療這種乳腺癌，目前試驗進(jìn)行中。奈拉替尼是不可逆TKI，靶向HER2/EGFR。

　　「孤兒疾病」臨床試驗的最大挑戰是試驗資源與患者招募的不平衡，為了適應這種情況，出現了稱(chēng)作「籃子」或「雨傘」的臨床試驗，「籃子」試驗評估一系列癌癥中單一靶向藥物對單一突變或途徑的效應，NCIMATCH試驗包括多個(gè)II期臨床試驗，這就是「籃子」試驗；「雨傘」試驗是檢測單一類(lèi)型癌癥中不同藥物對不同突變的影響。

　　單純基因組學(xué)驅動(dòng)靶向治療很困難，特別對那些基因組高度復雜的癌癥，因此需要有不同于單藥單突變的治療方法。一種新方法就是操控免疫系統靶向癌癥，特別是新出現的治療模式-免疫節點(diǎn)阻滯，使操控免疫系統進(jìn)行治療成為可能。

　　易普利姆瑪是針對細胞毒T淋巴細胞相關(guān)抗原4（CTLA-4）的抗體，pembrolizumab是針對PD-1抗體，美國FDA已批準二藥治療進(jìn)展期黑色素瘤，nivolumab也是PD-1抗體，獲批治療進(jìn)展期鱗狀NSCLC。除了黑色素瘤和NSCLC，pembrolizumab和nivolumab在I期試驗中證實(shí)對其它實(shí)體瘤也有持續治療效果，且毒性小，腫瘤包括腎細胞癌和尿道上皮癌。

　　最近的研究重點(diǎn)是明確免疫節點(diǎn)抑制劑治療有效的生物標志。沒(méi)有單一免疫或腫瘤特征能確定免疫治療反應，目前有研究證實(shí)突變負荷與治療獲益間存在關(guān)聯(lián)。

　　Snyder等報告進(jìn)展期黑色素瘤患者對易普利姆瑪的治療反應與突變負荷間存在關(guān)聯(lián)，長(cháng)期獲益和獲益甚微患者間的突變負荷明顯不同。有趣的是不是所有突變高負荷腫瘤都對易普利姆瑪治療有反應。

　　根據假說(shuō)煙草誘導的肺癌具有更高的突變頻度，對抗PD-1治療反應良好，Rizvi等對NSCLC外顯子組測序明確突變負荷。和預測的一樣，與DNA修復和復制相關(guān)基因的缺失性突變和具有煙草誘導的經(jīng)典基因改變患者從pembrolizumab治療中獲益最多，說(shuō)明可能存在選擇腫瘤突變新表位作為新抗原。

　　突變負荷增加怎樣影響腫瘤的免疫原性呢？對治療有反應的腫瘤同無(wú)反應者相比，具有更高的新抗原負荷，說(shuō)明存在針對特異性新抗原的抗腫瘤反應，免疫節點(diǎn)阻滯可以擴增治療效應。

　　假設腫瘤突變負荷的增加能促進(jìn)免疫治療，目前有試驗正在研究高突變負荷腫瘤中免疫治療的作用。癌癥免疫學(xué)的新發(fā)現將對癌癥產(chǎn)生巨大影響，尤其是基因組異常、治療困難的腫瘤?；蚪M時(shí)代靶向治療帶來(lái)了震撼發(fā)現，如伊馬替尼、曲妥珠單抗和厄洛替尼，大大改善了患者的生存和生活質(zhì)量，然而癌癥基因組非常復雜，接下來(lái)的飛躍可能會(huì )是癌癥免疫治療。