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KRAS、BRAF与结直肠癌的靶向治疗

2016-08-04 翱宇 癌度

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KRAS、BRAF与结直肠癌的靶向治疗
结直肠癌是世界的第四大肿瘤类型,每年导致50万的患者死亡。从某种程度讲,肠癌也是一种富贵病,食用红肉和脂肪、缺乏运动会明显地增加罹患肠癌的风险。晚期肠癌患者通过手术治愈的希望不大,唯一有望的是借助基因测序技术使用恰当的靶向治疗、免疫治疗来最大化地获益。结直肠癌很多是遗传的,如APC基因突变、DNA错配修复基因突变的患者(见图1,与结直肠癌相关的基因突变),一生患结直肠癌的概率非常高,预防结直肠癌一个是做遗传性结直肠基因检测,另外是注重生活饮食、每年常规的体检等。对于肠癌的精准医疗方面的知识不可能通过一篇文章完全阐释清楚,该贴的初衷是用来回答一个患者家属的咨询,结直肠癌的KRAS突变频率很高,可以像肺癌那样直接使用下游的MEK抑制剂吗?如司美替尼、曲美替尼,如果一个病友这样做效果好,是不是说明这个方式是合适的,因此我们主要围绕基因,尤其是KRAS基因来做相应的探寻。
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结直肠癌的相关基因概览
对于结直肠癌的分子遗传变异的介绍,我们从多个文献综合出了一个图表,展示出来给大家,需要注意的是这个图表阐释的一些基因并没有包含全面,如EGFR、PIK3CA等。但是一些中心的基因如KRAS、BRAF,以及遗传易感基因都在这里了。详细请见下图1.
图1:结直肠癌相关的原癌基因、抑癌基因及其生物学功能
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肠癌的RAS基因突变
肠癌中一个比较关键的基因是KRAS基因,KRAS的第二号外显子突变存在于45%的结直肠癌中,涉及到肿瘤的发生、增殖和进展等。KRAS的其他外显子突变、NRAS等突变也占了10%的比例。目前的临床研究证实,存在RAS突变的肠癌患者不能从EGFR靶点的靶向治疗中受益,不论是EGFR的单抗西妥昔单抗、帕尼单抗,还是小分子酪氨酸酶抑制剂,如厄洛替尼、吉非替尼这些。KRAS在肠癌的突变频率很高,针对该基因的靶向治疗是一个美丽的理想。但是直接抑制KRAS蛋白比较困难,第一是KRAS蛋白和GTP结合的比较紧密,而且二者经常处于一种结合状态;第二是KRAS的活性位点缺乏像是口袋一样的药物结合区域。一个变通的方式就是攻击KRAS基因的下游,进而阻断整条信号通路。但是由于信号通路之间的交联、下游效应因子的激活、反馈环激活等多种因素(见图2),单独抑制MEK某一条信号通路的临床获益并不理想。策略是联合使用靶向MAPK信号通路的多个基因的多种治疗药物,以此来有效地抑制RAS的活性。
图2:BRAF被反馈后的反馈激活
上面的图展示的是如果使用某种药物抑制某个基因,但是肿瘤会进化出一种机制反馈激活上游的靶点。当然逻辑上讲下游BRAF抑制了,再怎么激活上游不也没有用吗?其实不是这样的。即使使用药物阻断BRAF,抑制剂也不是把所有的BRAF蛋白的活性都抑制了,另外信号通路之间还有交叉,上游靶点的替代性高表达、高活性,可以通过其他旁路绕过被抑制的靶点,进而促进肿瘤细胞增殖。下面有个例子是讲的肠癌患者BRAF基因V600E突变使用维罗非尼和上游的EGFR靶点药物联合会较好,单独抑制BRAF基因则效果不好。
图3:结直肠癌中MAPK、PI3K和Wnt信号通路的交叉
上面这个图是肠癌的信号通路,可以看到它们之间存在一定的交叉关系。图中红色方框里是MEK抑制剂,用来对付KRAS或BRAF突变的。但是肿瘤细胞进化出很多方法去激活平行的信号通路来拮抗MEK的抑制。在体外的肠癌细胞或老鼠模型里证实,存在KRAS或BRAF突变的情况下,不管PI3K信号通路是否激活,如果在抑制MEK的同时,联合抑制PI3K信号通路,比如使用mTOR抑制剂(蓝色方框的药物),或者PI3K的抑制剂(绿色方框的药物),或者AKT的抑制剂(黄色方框的药物MK2206),再或者IGF-1R的抑制剂(粉红色的方框的药物OSI-906),也就是在抑制MEK的同时,在任何一个环节去相应地阻断PI3K信号通路,则可能缓解MEK抑制剂的耐药性问题。同时抑制PI3K和MAPK信号通路的临床I期试验表明,同时使用两个信号通路的抑制剂,肠癌患者的肿瘤缩小范围再2%-64%,呈现出较好的疗效。下图是目前正在开展的一些临床试验,特点都是对结直肠癌患者进行双重抑制。
图3:正在开展的针对结直肠癌患者双重抑制的临床试验,联合用药基本上都涉及对MEK和PI3K信号通路的双重抑制。
患者和家属可以跟进一下上图的临床试验,看是否有参加的可能性,后者跟进一下相应的临床数据,当然“癌度”也会第一时间跟进并给大家报道。
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肠癌患者不要一直用EGFR的爱必拓
对于RAS野生型的患者而言,进行EGFR靶点的靶向治疗,后续会逐渐产生耐药,耐药的一大原因也是RAS或BRAF产生了相应的突变。几个研究表明这一个概率可以高达96%,也就是96%的最初使用西妥昔单抗或帕尼单抗的患者最后会发展出现了KRAS、NRAS、BRAF的突变,这是一个恐怖的数字。但是2015年的一篇研究发现,如果EGFR靶点的西妥昔单抗导致了KRAS突变的产生,把西妥昔单抗撤掉,则KRAS这一耐药突变也慢慢消退,肿瘤细胞变得重新对EGFR单抗药物敏感。这一研究是基于对患者的血浆游离ctDNA持续健康获得的,也在后面的第4篇参考文献里,有兴趣的读者可以读一下。
图4:如果移走EGFR靶点的爱必拓,则KRAS耐药基因突变也逐渐丢失。
所以,当某个靶向药物耐药了,就不要一直再用那个药物了,这不是简单地加大计量可以解决的问题,加大计量反而更加促进了耐药基因突变。相反应该移走耐药基因的选择压。这个道理对于EGFR基因的C797S和T790M顺式构型突变是一样的。需要注意的是,这一思维是文献的研究,没有写到指南里,临床上也没有医生会这么用。
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BRAF基因V600E突变不能只使用维罗非尼
肠癌患者如果存在BRAF基因V600E的激活突变,使用维罗非尼。因为这个药物批准用于BRAF基因V600E突变的黑色素瘤患者,所以按照精准医疗的理念,同样存在BRAF基因V600E的结直肠癌患者应该也用维罗非尼才对。其实往往效果不是很好,因为结直肠癌细胞会反馈激活EGFR靶点,使得尽管存在BRAF抑制剂的情况下,EGFG的激活仍可以驱动肿瘤增殖,如果同时使用上BRAF抑制剂联合EGFR的抑制剂(西妥昔单抗或吉非替尼、厄洛替尼都行),结果就可以产生协同效应,至于为何维罗非尼在黑色素瘤可以那么好地抑制BRAF的V600E,原因是黑色素瘤里的EGFR基因表达量较低,所以反馈激活耐药不起作用。这一研究是发表在Nature杂志的研究论文,可不是小杂志,是让我自己比较大跌眼镜的,我一直以为基因突变需要抑制的是下游,而上游是没有必要去管的。
图5:BRAF和EGFR抑制剂联合使用,可有效抑制结直肠癌细胞的增殖。
见上图,WiDr和VACO432是两种存在BRAF突变的结直肠癌细胞,如果维罗非尼(PLX4032)和吉非替尼、厄洛替尼联合使用的话,可以导致肠癌细胞的凋亡,降解产生的PARP片段出现。而C和D图是老鼠的模型里,西妥昔单抗联合维罗非尼(PLX4032)可以导致肿瘤细胞缩小。
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总结
现在我们回到写这个文章的初衷,就是结直肠癌患者既然存在那么高的RAS基因突变,是否可以直接使用AZD6244(司美替尼),或曲美替尼这些MEK抑制剂,如果BRAF突变是否可以直接使用维罗非尼,这在基因检测报告里都是会这么建议的。如果您通篇看完帖子,应该会理解不是这么简单。如果单用MEK抑制剂有效,那么是属于幸运,如果无效不敏感,或者可以试试联合PI3K信号通路的药物,如mTOR的依维莫司、雷帕霉素等。如果BRAF突变无效,则可以考虑下联合EGFR靶点的靶向药物,以解决可能出现的反馈激活的问题,这都是有在进行的临床试验,或相应的高水平文献发布的,可不是瞎胡指挥,如果单独MEK抑制剂无效了,可以往这两个方向去思考,但是究竟该联合哪一种?这个谁也说不情况。一个方式是尽可能最快捷、准确地判断出这些信号通路的基因突变情况,包含基因突变、蛋白高表达等,当然这需要及时准确地获取样本,使用恰当有效的检测手段,如果不能实现这一点,就是属于盲试了,这个需要有一种恰当的监控疗效的方式,如肿瘤标志物,或者影像学指标等。
参考文献:1、Munteanu I,et al. Journal of Medicine and Life Vol. 7, Issue 4, October-December 2014, pp.507-511.2、Prahallad A, et al. Nature, 2012 Jan 26;483(7387):100-103.3、Daniel H Ahn, et al. World J Gastroenterol 2016 July 7; 22(25): 5668-5677.4、Siravegna G, et al., Nat Med. 2015 Jul;21(7):795-801.5、Hoeflich, K.P, et al., Cancer Res. 2012, 72, 210–219.6、Shimizu, T, et al., Clin. Cancer Res.2012, 18, 2316–2325.
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