FIRE-3研究又火了,NGS测序可以挖掘mCRC治疗的更多分子标志物

2020-09-30

摘要

本文报道了FIRE-3研究中的患者接受了二代测序(NGS)的分析结果,结果证实SMAD4基因突变患者接受西妥昔单抗治疗疗效较差, FBXW7突变的患者发生MSI-H和TMB-H几率较高,MSI-H患者的OS、PFS和ORR较差,可能更适合接受免疫治疗。本研究对肠癌的靶向治疗又挖掘了崭新的标志物,并提示MSI-H患者应积极接受免疫治疗方可获得较好的预后。


研究背景

转移性结直肠癌(mCRC)的抗表皮生长因子受体(EGFR)和抗血管内皮生长因子(VEGF)靶向治疗的选择和治疗顺序仍存在争议。RAS(KRAS和NRAS)和BRAF以外的基因突变状态越来越重要,扩展分子检测可发现标准治疗之外的药物靶点,如高度微卫星不稳定(MSI-H)和高肿瘤突变负荷(TMB-H)可确定免疫治疗获益患者。但进一步的疗效预测分子标志物尚不清楚。


研究方法

FIRE-3研究中的患者接受Foundation One 315 gene panel检测单核苷酸变异(SNVs)、拷贝数改变(CNA)、TMB-H和MSI-H,并探索这些标志物与患者的客观反应率(ORR)、无进展生存(PFS)和总生存(OS)之间的关联。


研究结果

752例患者中有373例(49.6%)可供分析。常见的SNVs包括TP53、APC、KRAS、PIK3CA、BRAF、SMAD4和FBXW7(图1),KRAS、BRAF V600E和SMAD4突变证实为ORR的分子标志物。当患者接受西妥昔单抗治疗时,SMAD4野生型(WT)肿瘤患者的OS明显长于SMAD4突变肿瘤患者(风险比= 0.59[95% CI=0.34-1.01],p=0.05),有更高的ORR可能性[比值比,SMAD4 SNV和WT=0.32[95% CI= 0.10-0.98],p=0.05](图2)。MSI-H(30.0%,p=0.03)和TMB-H(17.3%,p=0.003)肿瘤中FBXW7突变富集。当患者肿瘤处于MSI-H状态时,其ORR、OS和PFS均差于MSS患者群体(图2)


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图1 与焦磷酸测序相比,NGS能发现更多突变。(A)KRAS;(B)BRAF;(C)右半、横结肠、左半结肠和直肠肿瘤;(D)TP53和SMAD4突变肿瘤百分比从右到左增加,KRAS、BRAF和PIK3CA突变从右到左减少


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图2(A) BRAF V600E与非V600E突变肿瘤的OS;(B)BRAF V600E与非V600E突变肿瘤的PFS;(C)西妥昔单抗治疗的SMAD4 WT与SMAD4突变肿瘤的OS;(D)西妥昔单抗治疗的SMAD4 WT与SMAD4突变肿瘤的PFS


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图3 根据突变、MSI-H和TMB-H对CMS分型进行描述性评估


讨论

这项研究报告了FIRE-3研究中373例患者的NGS结果。总体而言,SNVs和CNAs发生率与既往研究有良好相关性,NGS较焦磷酸测序检测RAS和BRAF突变的敏感性更高。根据mCRC原发肿瘤位置对突变情况进行了描述性分析:RAS/BRAF-MUT、SMAD4-MUT与MSI-H肿瘤的预后相关(图2)。

NGS是检测低频基因突变的敏感方法,与焦磷酸测序相比,NGS在KRAS密码子59、61和146发现了更多突变,两种方法对于12和13密码子突变的检出有很好的一致性。需要说明的是,这项研究中RAS突变率相对较低,源于FIRE-3研究选择的是KRAS-WT肿瘤,因此这项分析结果不代表mCRC的总体情况。

较高的初始诊断敏感性有助于优化一线抗EGFR治疗。然而,NGS作为标准检测的实施会导致常规诊断成本增加,因此NGS检测的使用可能会仅限于某些中心。此外,低频突变的临床影响可能会被过度解释,但由于靶向抑制剂如KRAS G12C的研发,罕见RAS突变检测会有更重要的意义。

根据NGS结果,13个已知BRAF突变中12个是非V600E突变。与V600E突变相比,携带这些突变的患者具有更好的预后、更好的分化和更多的左半原发肿瘤,但抗EGFR治疗获益尚不清楚。精准分类BRAF突变状态很有必要,因为这些肿瘤可能会获益于某些个体化治疗(如MEK抑制)。

SMAD4是肿瘤抑制基因,大约10%肿瘤中失活,抗EGFR抗体治疗反应较低,源于转化生长因子β(TGFß)介导的MAPK/JNK信号过度激活。这项研究中,SMAD4突变与RAS突变并不互斥,但与西妥昔单抗治疗低反应相关。由于样本量有限,未行RAS分层分析,但今后应进一步评估SMAD4突变对RAS-WT肿瘤的潜在预测作用。

除激活突变外,原发肿瘤位置也影响mCRC结果,即使RAS WT状态下,抗EGFR治疗右半肿瘤的疗效较差。横结肠肿瘤目前归类为右半肿瘤,但最近研究显示其具有不同突变特征。FIRE-3研究中,横结肠肿瘤的PIK3CA和SMAD4突变发生率较高,KRAS和BRAF突变率较低。这些描述性数据支持横结肠肿瘤是具有不同分子特征的亚群的假说。为证明这一假说,必须对横结肠肿瘤位置进行准确归类,明确肿瘤是在横结肠自然边界,即横结肠三分之二之前还是之后。

MSI-H被认为是mCRC细胞毒治疗的负性标志物,但由于其新生抗原较高,所以接受免疫治疗效果较佳。这项研究中,MSI-H肿瘤与BRAF突变和右半结肠原发肿瘤相关,证实了既往研究结果。MSI-H和TMB-H肿瘤中,FBXW7突变发生率显著增高。FBXW7是肿瘤抑制基因,认为其与MSI-H锯齿状病变的进展相关,源于各种致癌信号的积累。MSI-H肿瘤的OS、PFS和ORR较差,TMB无更多预后作用,可能与阈值较低有关。

这项研究还描述了基于CMS(CMS1:免疫,CMS2:经典;CMS3:代谢;CMS4:间充质)分类的基因改变,CMS1分类中MSI-H、TMB-H和BRAF V600E-MUT肿瘤富集,BRAF非V600E-MUT肿瘤与CMS4相关,表明可能存在不同亚群,尽管与TGFß相关,但SMAD4-MUT肿瘤与特异性CMS无关(图3)。CMSs评估为mCRC亚型提供了描述性的预后信息,但某些突变亚组的CMS分层分析结论可能会因低突变率而受到影响,CMS的预测作用也因此有争议。因此,全面基因组分析在确定个性化治疗方面更具可行性。


点评

基于二代测序指导下的FIRE-3研究结果证实SMAD4基因突变的患者接受西妥昔单抗治疗疗效较差,横结肠肿瘤可能具有不同的突变特征,明确BRAF非V600E突变可以进一步识别靶向治疗获益亚群。FBXW7突变及MSI-H肠癌患者应充分重视免疫治疗,方可更佳获益。


参考文献:

 Single-nucleotide variants, tumour mutational burden and microsatellite instability in patients with metastatic colorectal cancer: Next-generation sequencing results of the FIRE-3 trial. Eur J Cancer. 2020;137:250-259.

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