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一个问题,为什么NCCN指南对20外显子插入突变提示 “可能预测临床对TKIs耐药”?
EGFR 20 外显子插入突变通常认为对TKI耐药,NCCN指南并没有给出一个完全耐药的提示。
下面两个研究会使我们对这一位点有更准确的理解。一项来自2013年发表在《Sci Transl Med》对肺癌中20外显子插入突变的结构、生化和临床特征的研究。先来看下20外显子插入在EGFR结构上的位置,20外显子在激酶结构域上构成C-螺旋和环,即图1黄色螺旋和后面紫色环状。再直观看下20外显子不同插入位点所处结构位置,见图1右图所示。
这些不同类型的20外显子插入位点对TKI药物反应如何呢?研究者分析了19例不同20外显子插入类型经吉非替尼或厄罗替尼治疗的患者。其中3例携带EGFR A763_Y764insFQEA的患者2例部分缓解,1例稳定,见图2。尽管患者总数少, A763_Y764insFQEA的RR达到了66.6% (2/3),对比其他C-螺旋上或以外的位点RR为0%(0/16;p=0.0175),同样A763_Y764insFQEA患者的PFS比其他类型20外显子插入的也更长(5.5月vs 1.0月),见图3。
研究者在患者临床试验前也在体外测试了含不同20外显子插入突变的细胞系对TKI的敏感性,选取了C-螺旋内2种A763_Y764insFQEA和Y764_V765insHH,C-螺旋末端环内的M766_A767insAI, A767_V769dupASV [等同于 V769_D770insASV], D770_N771insNPG, D770_N771insSVD [等同于S768_D770dupSVD] 和 H773_V774insH [等同于P772_H773insH])。细胞成活实验结果显示非典型的A763_Y764insFQEA和EGFR-delL747_P753insS和 L858R一样厄罗替尼抑制浓度低于0.1μM (图4),而其他的EGFR 20外显子插入类型和L858R-T790M IC50s均超过2 μM 厄罗替尼。
研究者又从蛋白晶体结构层面对耐药的20外显子插入和不典型的A763_Y764insFQEA做了分析,TKI-不敏感的突变以D770_N771insNPG为代表,晶体结构提示这种类型因为插入的残基在C-螺旋末端形成一个“楔子”导致结合ATP的“口袋”不能变化,意味着这种突变活化EGFR但不能增加对EGFR-TKI的亲和性,也就对TKI不敏感。不典型的A763_Y764insFQEA未能得到晶体结构,通过模型分析提示插入片段使C-螺旋往N端迁移,C-螺旋上重要的E762也恰好被FQEA中的E替代(图5)。在这个基础上,C-螺旋的迁移使I759被丙氨酸所替代,I759,L747,L858和L861都是稳定蛋白非活性构型的疏水基团(图6)。L858R 和 L861Q 是敏感突变,L747突变也是。据此推测FQEA插入引起的I759A与L858R 和 L861Q活化EGFR的机制类似,也同样对TKI敏感,只是敏感程度有差异。
这个研究也得到了法国ERMETIC-IFCT协作组多中心观察研究的认证。法国的研究是对10117例NSCLCEGFR 18外显子和20外显子的罕见突变回顾分析,文章中指出20外显子突变占所有EGFR突变的4%,其插入的形式和位置多变(3-12 bp,该研究观察到18种类型)。20外显子后端的插入(A767-C775)与EGFR-TKI耐药相关,前端插入( E762-Y764 )与EGFR-TKI疾病控制有关。这就解答了最初提出的问题。
指导意义:如果采用测序方法检测到A763_Y764insFQEA的患者可以考虑使用TKI治疗;但目前市售ARMS试剂盒只涵盖三种20外显子后端的插入(V769-D770insASV,H773-V774insH, D770-N771insG),因此ARMS方法检测出的20外显子插入都是耐药突变。
文献来源:
1.Structural, biochemical andclinical characterization ofepidermalgrowth factor receptor (EGFR) exon 20 insertionmutations in lung cancerHiroyuki Yasudaet al. Sci Transl Med. 2013 December 18; 5(216)
2.RareEGFR exon 18 and exon 20 mutations in non-small-cell lung cancer on 10117patients: a multicentre observational study by the French ERMETIC-IFCT network.Beau-Faller M et al.Ann Oncol. 2014 Jan;25(1):126-31
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