桐树科研 硕果累累丨全外显子测序 细胞实验助力拨开ALK-TKIs早期耐药重重迷雾

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本文发表于Onco Targets and Therapy

 

 

 

间变性淋巴瘤激酶(ALK)融合基因是非小细胞肺癌(NSCLC)中致癌驱动基因的一个重要部分,约占全球所有病例的3%-7%。小分子酪氨酸激酶抑制剂(TKIs)是ALK基因重排阳性NSCLC患者的标准治疗方法,一代TKI克唑替尼是最常用的靶向药物。然而有研究显示大约20%的ALK重排NSCLC患者在治疗的前6个月对克唑替尼或阿来替尼(二代TKI)产生耐药性,且生存时间不超过12个月,即早期对TKIs产生耐药性的患者预后较差。ALK重排NSCLC患者对一代和二代TKIs的耐药是由多种机制介导的,其中20%-30%的病例发生ALK继发突变,10%的病例发生ALK重排基因扩增。目前尚不清楚ALK融合基因NSCLC患者早期对TKI耐药或预后不良的分子机制。
 
本研究旨在通过对克唑替尼早期反应较差(PFS≤3个月)与反应良好(PFS≥36个月)的肺腺癌标本进行全外显子测序(WES)和细胞实验以全面了解ALK重排NSCLC对TKI早期耐药的分子机制和预后。

 

研究内容

 

 

研究涉及的患者概况

研究涉及87例具有ALK重排并接受克唑替尼治疗的NSCLC患者。为了探讨克唑替尼耐药的分子机制,根据克唑替尼的疗效,选取10例ALK重排NSCLC患者的肿瘤样本进行WES测序。其中5例患者对克唑替尼的反应(中位PFS 2±1个月)显著低于另外5例患者(中位PFS 36±12.8个月)。两组患者在年龄、性别等临床特征上无明显差异。其中有完整随访数据以及样本合格的19例患者用于验证研究(中位PFS和OS分别为15个月和19个月)。

 

 

涉及克唑替尼原发抗性体细胞遗传改变分析

WES测序结果显示10例患者的样本中平均有264个体细胞突变,反应较差组的体细胞突变数较高(P <0.001)。共同突变的中位数在反应良好组为31(10 – 48),而在反应较差组为136(72 – 180),如图1所示。反应较差组的中位TMB高于反应良好组(18 vs 8, P=0.002)。因此,对克唑替尼反应较差的NCLSC患者比反应较好的NCLSC患者有更多的体细胞突变。此外,通路分析的结果与STRING数据库中的功能蛋白分析一致,揭示ALK阳性NSCLC患者的这些遗传变异参与了对克唑替尼治疗或生存的不同反应,而TP53是这些变异的关键因素。

 

图1. 对克唑替尼反应较差或良好患者组中具有共同基因突变的数量

 

 

NGS验证结果

为了验证WES识别的基因突变,本研究选择了43个与肿瘤生长、转移和药物治疗相关的常见突变基因,对19例有ALK重排的NSCLC患者进行基于杂交捕获测序。共有774个基因组变异可以与克唑替尼反应相匹配,它们位于DNA修复、线粒体凋亡和肿瘤血管生成靶基因的区域。这些变异中有20个位于18个基因的编码区,包括SNV、移码缺失和终止突变,如图2所示。其中有TP53外显子3 G245S突变和移码缺失。

 

图2. NGS是在一个单独合成的面板上进行的,该面板包含了19例验证患者的43个靶基因区域

 

 

TP53突变类型与生存分析

与野生型TP53或外显子3缺失的患者相比,携带TP53 G245S突变的29例患者在克唑替尼治疗后生存时间更短(P<0.05),中位PFS为3个月(95% CI: 1.9-4.1),如图3A所示;中位OS为7个月(95% CI: 3.4-10.5),如图3B所示。这些患者无一存活超过12个月。TP53外显子3缺失组与野生型组PFS或OS无显著性差异。这些结果表明,早期TKI抗性可能是一个包含内在和外在因素的复杂事件。仅TP53 G245S不足以引起TKI抗性。

 

图3. TP53突变类型与生存分析的关系图

 

 

肺癌细胞TP53 G245S突变的功能分析

为了确定TP53突变对EML4-ALK重排H3122细胞的影响以及细胞对克唑替尼反应的影响,本研究建立了稳定表达野生型或突变型TP53的细胞,如图4A所示。TP53突变促进H3122细胞增殖约3倍,如图4B所示 (P<0.001)。经过克唑替尼处理后,TP53突变细胞对克唑替尼的敏感性比对照组细胞高,如图4C所示。

图4. 具有TP53 G245S突变的H3122细胞对克唑替尼反应的影响

 

结论

 

虽然样本量较小,但本研究表明,高TMB和包括TP53在内的DNA修复基因突变可能主要与ALK重排NSCLC对克唑替尼早期耐药相关,从而导致较差的生存结果。所以需要进一步的前瞻性临床研究来深入证实TP53或DNA修复相关基因变异在ALK-TKI治疗应答或免疫检查点抑制策略对ALK重排NSCLC的作用,有助于为ALK重排NSCLC患者提供更加有效的治疗方法。

 

文献来源:

Xiao D, Deng Q, He D, et al. High Tumor Mutation Burden and DNA Repair Gene Mutations are Associated with Primary Resistance to Crizotinib in ALK-Rearranged Lung Cancer. Onco Targets Ther. 2021;14:4809-4817. Published 2021 Sep 15. 

 

 

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