【IF=22.8】徐瑞华教授团队：ctDNA动态监测揭示晚期BRAF V600E突变结直肠癌VIC耐药机制

导语

结直肠癌（CRC）是全球发病率第3位、病死率第2位的恶性肿瘤^[1]，其中8-10%的患者存在BRAF驱动突变，V600E突变是BRAF突变的主要形式，占比80-90%^[2]。BRAF V600E突变的转移性结直肠癌（mCRC）具有侵袭性的临床特征，包括较高的肿瘤分级、腹膜侵犯以及治疗耐药等。这类患者接受维罗非尼、伊立替康和西妥昔单抗（VIC）三药联用可获得一定的临床疗效，但是患者仍无法避免由于耐药而导致的疾病进展。因此，研究BRAF/EGFR联合治疗的耐药机制对于发现靶向治疗的优势人群以及克服耐药具有重要意义。中山大学肿瘤防治中心徐瑞华教授、王德深教授、李宇红教授团队与世和基因合作，通过ctDNA动态监测BRAF V600E突变结直肠癌患者靶向治疗过程中基因组改变，综合分析了VIC治疗相关的耐药机制，为VIC在结直肠癌患者中的应用提供了新的思路。研究结果已于近日发表Drug Resistance Updates（IF=22.841）^[3]。

研究内容

研究纳入了中山大学肿瘤防治中心2018年7月-2020年6月期间就诊的41位携带有BRAF V600E突变的mCRC患者，进行世和一号^®大Panel测序或全外显子测序（WES）。同时，研究还纳入了来自TCGA数据库的534例样本数据和来自MSKCC的1400例接受免疫治疗的晚期肿瘤患者数据，作为结果验证。

1、BRAF V600E突变等位基因丰度（VAF）变化与VIC治疗疗效一致

本研究中29位患者进行了ctDNA动态监测，首先探究了BRAF V600E突变丰度对疗效的影响：发现在部分缓解（PR）或疾病稳定（SD）的患者中，83%的患者血浆BRAF V600E突变丰度明显降低，而疾病进展（PD）的患者中仅有1例（25%）ctDNA丰度降低（图1A）。BRAF突变等位基因丰度的动态变化与肿瘤体积变化呈正相关，且PR或SD患者血浆ctDNA中BRAF V600E的VAF明显低于PD患者（图1B、C）。研究根据基线BRAF V600E突变水平将患者进一步分为3个亚组探索其对预后的影响：相比于BRAF V600E高丰度组（VAF>5%），未检测到V600E突变和V600低丰度组（VAF<5%）患者表现出明显更长的无进展生存（PFS）和总生存（OS）（图1D、E），首次检查时BRAF V600E完全清除的5例患者（23%）PFS显著更长（图1F），但可能由于人数原因，OS暂未表现出显著差异（图1G）。

图1. BRAF V600E突变等位基因丰度（VAF）变化与VIC疗效一致

2、ctDNA突变分析新发现TGF-β信号通路与VIC耐药相关

本研究发现MAPK信号通路、PI3K信号通路以及PDGFRB信号通路与VIC耐药相关，其中PI3K信号通路异常是最常见的耐药机制，约50%的原发耐药患者存在PI3K信号通路突变（图2A、B）。而且，本研究也新发现了TGF-β信号通路（TGFBR2和SMAD4）突变可能参与VIC耐药，其中5例患者基线存在TGFBR2或SMAD4基因突变，6例患者在PD时发现TGF-β信号通路基因突变。

图2. VIC耐药相关突变及信号通路

3、基线RNF43基因突变提示VIC治疗预后更好

研究者根据疾病进展的时间将患者分为缓慢进展和快速进展两组，并分析了患者基线血浆中基因突变与进展快慢的关系。结果发现，在缓慢进展的患者中，RNF43基因突变的比例明显更高。RNF43属于WNT信号通路，其突变往往与APC基因突变互斥存在，他们分别通过配体依赖或者不依赖的方式驱动WNT信号通路激活。该研究发现，与野生型患者或者APC/AMER1突变患者相比，治疗前存在RNF43突变的患者疾病进展风险显著更低（图3A）。RNF43突变患者的VIC应答率为80%，中位PFS和OS分别为8.8个月和19.0个月（图3B）。上述结论被Nature Medicine最新发表的一篇文章进一步证实，提示VIC治疗前检测RNF43突变状态有助于区分长期获益人群^[4]。

图3. VIC治疗缓慢进展与快速进展相关信号通路

4、基线PI3K通路或DDR通路突变与VIC治疗快速进展相关

在VIC治疗后出现快速进展的患者中，PI3K和DDR通路变异更加常见。 研究发现，PI3K信号通路变异在7例快速进展患者中发生，而缓慢进展患者中只有5例；DDR通路突变在7例快速进展患者中发生，而缓慢进展患者中仅有1例。VIC治疗前存在PI3K通路或DDR通路变异的患者表现出显著更短的PFS（图4C、E）和OS（图4D、F）。

图4. PI3K和DDR通路变异提示预后更差

总结

本研究通过ctDNA动态监测探索了mCRC患者接受VIC治疗的耐药机制，揭示了BRAF所在的MAPK通路与WNT、PI3K及DDR通路的交叉对话，进一步明确了BRAF/EGFR联合疗法的重要预后标志物，为未来优化BRAF V600E突变mCRC患者的个体化治疗方案提供更多依据。

专家简介

徐瑞华 教授

中山大学肿瘤防治中心

主任、医院院长、研究所所长

• 华南肿瘤学国家重点实验室主任、教授、博士生导师
  

• 中国临床肿瘤学会理事长，中国抗癌协会副理事长，中国抗癌协会靶向治疗专委会首届主任委员，中国抗癌协会化疗专委会候任主任委员，中国临床肿瘤学会肠癌专委会主任委员，《Cancer Communications》主编，研究生教材《肿瘤学》主编，本科生教材《临床肿瘤学》主编

• 从事肿瘤内科临床及科研工作30余年，取得突破性成果：

  第一、实现了肠癌诊治理论和实践的系统创新，使我国肠癌早诊及精准治疗均处于国际先进水平。创新了肠癌早诊及疗效预测的新技术，并已转化为临床应用；建立了晚期肠癌治疗新体系，创建了高效低毒的维持方案和亚洲方案，成为国际治疗新标准，晚期肠癌生存率与国际顶尖的安德森癌症中心达相同水平。

  第二、创新了消化肿瘤免疫治疗体系，引领国际消化肿瘤免疫治疗发展。通过鉴定TMB、POLE/POLD突变等标志物，精准筛选免疫治疗敏感亚型，大幅提高PD-1抗体疗效；首创了食管癌中国免疫联合方案，取得全球最高有效率72%，已成为食管癌治疗应用最广泛的方案；建立了食管癌EGIC分型，可以指导精准免疫治疗策略，引领该领域的发展；揭示了免疫逃逸新机制并推动了药物的开发：发现甲硫氨酸限制饮食可抑制免疫检查点分子PDL1及VISTA的表达，增强抗肿瘤免疫及抗PD1的治疗效果；鉴定出免疫治疗增效肠道活性菌RX-af01，成果已转化。

• 以通讯或第一作者在国际顶级期刊JAMA、Nature Materials、Nature Medicine、Lancet Oncology等发表SCI论文200余篇，连续入选中国高被引学者榜单。以第一完成人获国家科技进步二等奖2项及省部级一等奖6项。入选南粤百杰人才培养工程、国家百千万人才工程、国家卫生计生突出贡献中青年专家。

王德深 教授

中山大学肿瘤防治中心

博士、副主任医师、硕士生导师

• 广东省抗癌协会分子靶向治疗专业青年委员会 常委

• 广东省抗癌协会大肠癌专业青年委员会 常委

• 广东省精准医学应用学会胃肠肿瘤分会 常委

• 中国抗癌协会肿瘤临床化疗专业委员会 委员

• 2012年教育部博士学术新人奖获得者

• 国家自然科学基金评审专家

• 以第一作者在《Gut》等杂志发表论文20余篇，相关研究成果被CSCO胃癌指南和美国Up to date临床循证医学数据库采纳收录。

• 参编论著一部，授权专利一项，担任多个专业杂志审稿人。

• 主持国家自然科学基金2项，参与国家重点研发计划等重大专项。

• 参与获得2018年中华医学会科技奖一等奖、2018年教育部高等学校科学研究优秀成果奖一等奖、2018年广东省科技进步一等奖等殊荣。

李宇红 教授

中山大学肿瘤防治中心

教授、主任医师、博士生导师

• 擅长消化道肿瘤（包括肠癌、食管癌、胃癌、胆道胰腺肿瘤等）内科治疗，专注肠癌肝转移临床及转化研究

• 广东省抗癌协会分子靶向治疗专业委员会主任委员

• 广东省抗癌协会大肠癌专业委员会内科学组组长

• 广东省医学会消化道肿瘤分会副主任委员

• 广东省临床医学学会肝癌与肝转移瘤专业委员会副主任委员

• 广东省抗癌协会食管癌专业委员会副主任委员

• 中国抗癌协会分子靶向专业委员会常委

• CSCO结直肠癌专家委员会委员

• 中国大肠癌专业委员会化疗学组委员

参考文献

[1] Sung H, Ferlay J, Siegel RL, Laversanne M, Soerjomataram I, Jemal A, Bray F. Global Cancer Statistics 2020: GLOBOCAN Estimates of Incidence and Mortality Worldwide for 36 Cancers in 185 Countries. CA Cancer J Clin. 2021 May; 71(3):209-249. doi: 10.3322/caac.21660. Epub 2021 Feb 4. PMID: 33538338.

[2] 张祥涛，刘睿清，张宪祥，等. BRAF V600E基因突变在结直肠癌治疗中的研究进展[J]. 中华结直肠疾病电子杂志,2020,9（03）:292-295.

[3] Ye LF, Huang ZY, Chen XX, Chen ZG, Wu SX, Ren C, Hu MT, Bao H, Jin Y, Wang F, Wang FH, Du ZM, Wu X, Ju HQ, Shao Y, Li YH, Xu RH, Wang DS. Monitoring tumour resistance to the BRAF inhibitor combination regimen in colorectal cancer patients via circulating tumour DNA. Drug Resist Updat. 2022 Sep 29;65:100883. doi: 10.1016/j.drup.2022.100883. Epub ahead of print. PMID: 36202008.

[4] Elez E, Ros J, Fernández J, Villacampa G, Moreno-Cárdenas AB, Arenillas C, Bernatowicz K, Comas R, Li S, Kodack DP, Fasani R, Garcia A, Gonzalo-Ruiz J, Piris-Gimenez A, Nuciforo P, Kerr G, Intini R, Montagna A, Germani MM, Randon G, Vivancos A, Smits R, Graus D, Perez-Lopez R, Cremolini C, Lonardi S, Pietrantonio F, Dienstmann R, Tabernero J, Toledo RA. RNF43 mutations predict response to anti-BRAF/EGFR combinatory therapies in BRAFV600E metastatic colorectal cancer. Nat Med. 2022 Oct;28(10):2162-2170. doi: 10.1038/s41591-022-01976-z. Epub 2022 Sep 12. PMID: 36097219.

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