魏曉為, 莊鷺紅, 陳錦飛
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(huì)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(gè)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(wèn)世為mCRC治療帶來(lái)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(xì)胞表面表皮生長(zhǎng)因子受體(EGFR)特異性結(jié)合,競(jìng)爭(zhēng)性阻斷表皮生長(zhǎng)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(zhǎng)因子受體(human epidermal growth factor receptor,HER)家族酪氨酸激酶的4個(gè)成員(EGFR,erbB2,erbB3,erbB4)之一,參與胞內(nèi)增殖信號(hào)系統(tǒng),通過(guò)激發(fā)RAS/RAF/MAPK通路和PI3K/PTEN/AKT通路來(lái)控制細(xì)胞生長(zhǎng)、分化和增殖。目前已證實(shí),在結(jié)直腸癌、胃癌、肺癌等多種腫瘤中,EGFR信號(hào)的失調(diào)可以激活腫瘤細(xì)胞增殖、遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移、腫瘤內(nèi)血管生成以及導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞凋亡受抑制等生物學(xué)行為[2]。
臨床上已證實(shí)西妥昔單抗在mCRC的一線及二、三線治療中能夠延長(zhǎng)患者生存時(shí)間,改善生活質(zhì)量。然而并非所有的mCRC患者均會(huì)對(duì)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(cè)因子來(lái)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(fèi)用的同時(shí)最大限度提高西妥昔單抗的有效性。
據(jù)統(tǒng)計(jì),約有70%的mCRC患者存在EGFR過(guò)表達(dá),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(guò)表達(dá)的患者以來(lái),隨著時(shí)間的推移,人們發(fā)現(xiàn)單純EGFR作為一個(gè)預(yù)測(cè)因子的敏感性和特異性都十分有限[4]。
最初,人們通過(guò)免疫組化檢測(cè)腫瘤標(biāo)本中EGFR蛋白表達(dá)來(lái)決定是否使用西妥昔單抗。但進(jìn)一步研究顯示,西妥昔單抗有效性和腫瘤中EGFR蛋白過(guò)表達(dá)程度并不具有明顯相關(guān)性,而且,在EGFR蛋白表達(dá)陰性的患者中也同樣觀察到對(duì)西妥昔單抗敏感的人群[4]。因此,簡(jiǎn)單的免疫組化證據(jù)不再被認(rèn)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(kāi)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(shí),通過(guò)熒光原位雜交(FISH)評(píng)估出來(lái)的EGFR基因擴(kuò)增可能與西妥昔單抗受益相關(guān)[5],這在另一個(gè)抗EGFR抗體——帕尼珠單抗的研究中也得到證實(shí)[6]。不過(guò)也有反對(duì)的聲音,Italiano等[7]報(bào)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(méi)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(diǎn):腫瘤組織混雜正常組織,F(xiàn)ISH檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的不統(tǒng)一[5]?;谶@些因素,將EGFR基因擴(kuò)增用來(lái)預(yù)測(cè)西妥昔單抗治療敏感性仍難以在臨床推廣。
此外,近來(lái)有研究[8]已經(jīng)表明,同一個(gè)患者中原發(fā)灶和轉(zhuǎn)移灶EGFR的表達(dá)存在變異,原發(fā)灶和轉(zhuǎn)移灶中到底哪個(gè)病灶的EGFR表達(dá)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(dá)或基因狀態(tài)水平的不同可能對(duì)臨床試驗(yàn)的結(jié)果有所影響。
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(hào)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(hào)的組成性被激活,特別是KRAS/BRAF和PTEN/PIK3CA的突變最為常見(jiàn)[9]。人們對(duì)評(píng)估EGFR下游信號(hào)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(lái)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(gè)小G蛋白,可以獲得激活突變。KRAS突變可以獨(dú)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(xì)胞周期蛋白Cyclin D1的合成,激活 RAS/MAPK通路加速細(xì)胞增殖[10]。所以EGFR靶點(diǎn)的下游信號(hào)分子的突變狀態(tài)是預(yù)測(cè)EGFR靶向治療臨床獲益的關(guān)鍵。
早在2005年,Moroni等[12]在一項(xiàng)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(shí)緩解率較高。2006年,Lièvre等[13]檢測(cè)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(méi)有發(fā)現(xiàn)KRAS突變,19例無(wú)反應(yīng)患者中KRAS突變達(dá)68.4%,KRAS野生型患者的 OS明顯高于突變型(16.3 個(gè)月 vs.6.9 個(gè)月,P=0.016)。類似的陽(yáng)性結(jié)果在隨后的幾項(xiàng)大型臨床研究中相繼被證實(shí),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(wú)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(huì)議特別指出,基于相關(guān)文獻(xiàn)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(cè)[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(cè)因子。
雖然KRAS野生型的患者對(duì)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(shuō)明還有其他的對(duì)EGFR抑制劑耐藥機(jī)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(cè)因素具有更深遠(yuǎn)的意義。
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(xiàng)對(duì)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(shí)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(yàn)[19]也對(duì) mCRC患者 KRAS和 BRAF基因的突變狀態(tài)進(jìn)行了分析,在1 000例左右可測(cè)患者中,6%存在BRAF突變,但僅存在于KRAS野生型患者中,認(rèn)為KRAS、BRAF突變是互相排斥的。該研究根據(jù)BRAF狀態(tài)進(jìn)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(shì),不過(guò)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(wú)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(rèn)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(cè)因素。BRAF本身突變率較低,且無(wú)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(duì)西妥昔單抗敏感與否的進(jìn)一步評(píng)估。
類似的結(jié)果同樣發(fā)生在胰島素樣生長(zhǎng)因子-1(IGF-1)、表皮調(diào)節(jié)素(EREG)與角化細(xì)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(qiáng),結(jié)合時(shí)間也更長(zhǎng)。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(zhǎng)的 mTTP[21],EREG與AREG的高表達(dá)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(dá)可能是KRAS野生型患者西妥昔單抗療效陽(yáng)性預(yù)測(cè)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(cè)因子仍缺乏有說(shuō)服力的結(jié)論。
EGFR另一個(gè)信號(hào)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(hào),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?cè)贑RC細(xì)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(guò)與RAS蛋白相互作用被激活,PI3K的啟動(dòng)信號(hào)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(shí)了KRAS突變的陰性預(yù)測(cè)作用,還確定在對(duì)西妥昔單抗耐藥的患者中PIK3CA基因中存在4個(gè)突變,即PI3K的p110a催化亞基,因此指出因?yàn)镻I3KCA/PTEN失調(diào)而導(dǎo)致EGFR信號(hào)通路的激活可能促進(jìn)西妥昔單抗治療無(wú)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?cè)贙RAS野生型患者中與西妥昔單抗耐藥并沒(méi)有顯著關(guān)聯(lián)。PIK3CA突變是否具有與KRAS類似的預(yù)測(cè)作用,現(xiàn)有的研究證據(jù)尚無(wú)法得出一個(gè)明確的結(jié)論。
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(hào)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(hào)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(hù)腫瘤細(xì)胞避免凋亡刺激素的刺激。AKT在EGFR其他信號(hào)通路中扮演抗細(xì)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(hào)的內(nèi)在活性相關(guān),其的缺失也可以使腫瘤對(duì)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(shí)存在PIK3CK突變/PTEN表達(dá)缺失和RAS/BRAF突變的細(xì)胞系對(duì)西妥昔單抗有很高的耐藥性。這進(jìn)一步提示,關(guān)于 PIK3CK突變/PTEN表達(dá)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(dá)的mCRC患者,發(fā)現(xiàn)PTEN正常表達(dá)者的部分緩解率為62.5%,而PTEN缺失者均無(wú)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(gè)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(dá)突變進(jìn)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(méi)有缺失的患者的有效率是36%。同時(shí)提出轉(zhuǎn)移灶中PTEN缺失也可能是對(duì)西妥昔單抗聯(lián)合伊立替康治療耐藥的預(yù)測(cè)因子,而聯(lián)合PTEN的IHC檢測(cè)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。
靶向藥物在腫瘤個(gè)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(cè)因子可以更好地發(fā)揮靶向治療的優(yōu)勢(shì)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(cè)作用得到臨床醫(yī)生的認(rèn)可,EGFR過(guò)表達(dá)和EGFR基因擴(kuò)增作為西妥昔單抗治療mCRC有效的預(yù)測(cè)因子仍存在爭(zhēng)議,PIK3CA的作用尚不明確,IGF-1、EREG/AREG、PTEN表達(dá)缺失的預(yù)測(cè)意義也無(wú)足夠的循證醫(yī)學(xué)證據(jù)支持。我們深刻認(rèn)識(shí)到,任何單一因素的評(píng)估對(duì)西妥昔單抗獲益人群的篩選都是不完全的,需要對(duì)患者原發(fā)灶及其相關(guān)轉(zhuǎn)移灶中EGFR信號(hào)通路進(jìn)行綜合評(píng)估。關(guān)于結(jié)直腸癌患者對(duì)EGFR抑制劑(西妥昔單抗和帕尼珠單抗)敏感性的檢測(cè)仍需進(jìn)一步研究。
[1]Jemal A,Siegel R,Ward E,et al.Cancer statistics,2006[J].CA Cancer J Clin,2006,56(2):106-130.
[2]Ciardiello F,Tortora G.EGFR antagonists in cancer treatment[J].N Engl J Med,2008,358(11):1160-1174.
[3]Lenz HJ,Van Cutsem E,Khambata-Ford S,et al.Multicenter phase II and translational study of cetuximab in metastatic colorectal carcinoma refractory to irinotecan,oxaliplatin,and fluoropyrimidines[J].J Clin Oncol,2006,24(30):4914-4921.
[4]Hebbar M,Wacrenier A,Desauw C,et al.Lack of usefulness of epidermal growth factor receptor expression determination for cetuximab therapy in patients with colorectal cancer[J].Anticancer Drugs,2006,17(7):855-857.
[5]Laurent-Puig P,Cayre A,Manceau G,et al.Analysis of PTEN,BRAF,and EGFR status in determining benefit from cetuximab therapy in wild-type KRAS metastatic colon cancer[J].J Clin Oncol,2009,27(35):5924-5930.
[6]Sartore-Bianchi A,Moroni M,Veronese S,et al.Epidermal growth factor receptor gene copy number and clinical outcome of metastatic colorectal cancer treated with panitumumab[J].J Clin Oncol,2007,25(22):3238-3245.
[7]Italiano A,F(xiàn)ollana P,Caroli FX,et al.Cetuximab shows activity in colorectal cancer patients with tumors for which FISH analysis does not detect an increase in EGFR gene copy number[J].Ann Surg Oncol,2008,15(2):649-654.
[8]Scartozzi M,Bearzi I,Berardi R,et al.Epidermal growth factor receptor(EGFR)status in primary colorectal tumors does not correlate with EGFR expression in related metastatic sites:implications for treatment with EGFR-targeted monoclonal antibodies[J].J Clin Oncol,2004,22(23):4772-4778.
[9]Parsons DW,Wang TL,Samuels Y,et al.Colorectal cancer:mutationsin a signalling pathway[J]. Nature,2005,436(7052):792.
[10]Lièvre A,Bachet JB,Boige V,et al.KRAS mutations as an independent prognostic factor in patients with advanced colorectal cancer treated with cetuximab[J].J Clin Oncol,2008,26(3):374-379.
[11]Amado RG,Wolf M,Peeters M,et al.Wild-type KRAS is required for panitumumab efficacy in patients with metastatic colorectal cancer[J].J Clin Oncol,2008,26(10):1626-1634.
[12]Moroni M,Veronese S,Benvenuti S,et al.Gene copy number for epidermal growth factor receptor(EGFR)and clinical response to antiEGFR treatment in colorectal cancer:a cohort study[J]..Lancet Oncol,2005,6(5):279-286.
[13]Lièvre A,Bachet JB,Le Corre D,et al.KRAS mutation status is predictive of response to cetuximab therapy in colorectal cancer[J].Cancer Res,2006,66(8):3992-3995.
[14]Van Cutsem E,Khne CH,Hitre E,et al.Cetuximab and chemotherapy as initial treatment for metastatic colorectal cancer[J].N Engl J Med,2009,360(14):1408-1417.
[15]Bokemeyer C,Bondarenko I,Makhson A,et al.Fluorouracil,leucovorin,and oxaliplatin with and without cetuximab in the first-line treatment of metastatic colorectal cancer[J].J Clin Oncol,2009,27(5):663-671.
[16]Allegra CJ,Jessup JM,Somerfield MR,et al.American Society of Clinical Oncology provisional clinical opinion:testing for KRAS gene mutations in patients with metastatic colorectal carcinoma to predict response to anti-epidermal growth factor receptor monoclonal antibody therapy[J].J Clin Oncol,2009,27(12):2091-2096.
[17]Di Nicolantonio F,Martini M,Molinari F,et al.Wild-type BRAF is required for response to panitumumab or cetuximab in metastatic colorectal cancer[J].J Clin Oncol ,2008,26(35):5705-5712.
[18]Souglakos J,Philips J,Wang R,et al.Prognostic and predictive value of common mutations for treatment response and survival in patients with metastatic colorectal cancer[J].Br J Cancer,2009,101(3):465-472.
[19]Van Cutsem E,Khne CH,Hitre E,et al.Cetuximab and chemotherapy as initial treatment for metastatic colorectal cancer.N Engl J Med.2009 Apr 2;360(14):1408-17.
[20]Lambrechts D,De Roock W,Prenen H,et al.The role of KRAS,BRAF,NRAS,and PIK3CA mutations as markers of resistance to cetuximab in chemorefractory metastatic colorectal cancer[C].ASCO Annual Meeting 2009:abstract 4020.
[21]Scartozzi M,Bearzi I,Mandolesi A,et al.Correlation of insulinlike growth factor 1(IGF-1)expression and clinical outcome in K-RAS wild-type colorectal cancer patients treated with cetuximab-irinotecan[C].J Clin Oncol,Vol 27,No 15S(May 20 Supplement),2009:4017
[22]Prenen H,Jacobs B,De Roock W,et al.Use of amphiregulin and epiregulin mRNA expression in primary tumors to predict outcome in metastatic colorectal cancer treated with cetuximab[C].J Clin Oncol,27:15s,2009(suppl;abstr 4019).
[23]Samuels Y,Diaz LA Jr,Schmidt-Kittler O,et al.Mutant PIK3CA promotes cell growth and invasion of human cancer cells[J].Cancer Cell,2005,7(6):561-573.
[24]Perrone F,Lampis A,Orsenigo M,et al.PI3KCA/PTEN deregulation contributes to impaired responses to cetuximab in metastatic colorectal cancer patients[J].Ann Oncol,2009,20(1):84-90.
[25]Prenen H,De Schutter J,Jacobs B,et al.PIK3CA mutations are not a major determinant of resistance to the epidermal growth factor receptor inhibitor cetuximab in metastatic colorectal cancer[J].Clin Cancer Res,2009,15(9):3184-3188.
[26]Di Cristofano A,Pandolfi PP.The multiple roles of PTEN in tumor suppression[J].Cell,2000,100(4):387-390.
[27]Pandolfi PP.Breast cancer--loss of PTEN predicts resistance to treatment[J].N Engl J Med,2004,351(22):2337-2338.
[28]Jhawer M,Goel S,Wilson AJ,et al.PIK3CA mutation/PTEN expression status predicts response of colon cancer cells to the epidermal growth factor receptor inhibitor cetuximab[J].Cancer Res,2008,68(6):1953-1961.
[29]Frattini M,Saletti P,Romagnani E,et al.PTEN loss of expression predicts cetuximab efficacy in metastatic colorectal cancer patients[J].Br J Cancer,2007,97(8):1139-1145.
[30]Loupakis F,Pollina L,Stasi I,et al.PTEN expression and KRAS mutations on primary tumors and metastases in the prediction of benefit from cetuximab plus irinotecan for patients with metastatic colorectal cancer[J].J Clin Oncol ,2009,27(16):2622-2629.