更全面的检测可发现临床难治性NSCLC患者,并提供精准建议

2020-09-30 求臻医学企宣

摘要

开关/蔗糖非发酵(SWI/SNF)染色质重塑复合物可调节细胞基本过程,编码SWI/SNF复合物亚基的基因突变在肿瘤中非常常见。SMARCA4编码SWI/SNF复合物中的ATP酶亚单位BRG1,约10%的非小细胞肺癌(NSCLC)携带SMARCA4突变。研究表明,异常调控的BRG1能改变转录程序,促进肿瘤增殖的基因表达,BRG1失活促进侵袭性肺肿瘤形成。本研究进一步证实,SMARCA4截短突变可导致NSCLCs的BRG1表达缺失,BRG1缺失的NSCLC患者一线接受含铂双药化疗(11例)或化疗+免疫治疗(5例),中位无进展生存(PFS)分别仅为38天和35天,疗效及预后显著差于一般患者群体。但依然有研究报道部分BRG1缺失的患者可以获益于细胞周期抑制剂及免疫治疗,提示这部分患者的治疗方式还有待于深挖其背后的分子机制,更为全面的分子检测有望为这部分临床预后极差的患者提供帮助。


研究背景

SWI/SNF亚基基因在肿瘤中呈现高频突变现象。在一项包含24种肿瘤669例癌症患者的研究中,SWI /SNF亚基基因的平均突变率为19%,仅低于TP53的26%的突变率,在所有基因中居第二位。因此,深入研究SWI /SNF突变体的致病机制具有重要意义。既往研究发现,手术后NSCLC患者,BRG1表达降低预示铂类辅助化疗获益,但当肿瘤处于转移阶段时BRG1表达与化疗反应间的关系尚不清楚;BRG1缺陷NSCLCs使得其侵袭性生物学行为增强而对治疗产生耐药;BRG1缺陷增加其他染色质调节因子(SMARCA2、EZH2和溴结构域)失活的敏感性;BRG1缺陷可增加肿瘤对CDK4/6抑制剂的敏感性。这些发现强调了识别BRG1缺陷肺癌的重要性。


既往研究主要采用免疫组化(IHC)方法检测BRG1缺陷,但由于可用组织有限,因此下一代测序(NGS)识别使BRG1缺陷的SMARCA4突变可能是理想方法。目前,NSCLC中发现了大量SMARC4突变,但缺少SMARC4突变对BRG1表达影响的研究,主要源于SMARCA4突变位点分布散在,少有热点突变,大部分散布于整个基因中。一项研究在RNA水平检测了SMARCA4表达,发现截短突变导致SMARCA4表达减弱程度显著强于错义突变,提示SMARCA4突变类型可能与BRG1缺陷相关。



研究方法

数据集来自麻省总院的检测数据,经回顾性分析确定SMARCA4突变性NSCLC发病率并描述其临床病理特征。IHC检测BRG1表达,并与SMARCA4突变进行关联性分析。回顾性评估治疗结果。


研究结果

麻省总院的检测数据集中,分别检测到9%(117/1422)和11%(3188/27281)NSCLC携带SMARCA4基因突变,两个队列中超过1/3 SMARCA4突变类型为截短突变(图1)。64例SMARCA4突变NSCLCs评估了BRG1表达,其中29例(45%)表达缺失,多数(90%)为SMARCA4截短突变,84%(26/31)SMARCA4截短突变NSCLCs其BRG1表达缺失。BRG1表达缺失主要见于KRAS、TP53、KEAP1和STK11共突变腺癌(图2),BRG1缺陷的NSCLC患者一线接受含铂双药化疗(11)或化疗+免疫治疗(5),中位无进展生存(PFS)分别为38天和35天(图3)。


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图1  SMARCA4突变谱的发生频度


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 图2  BRG1缺陷肺癌的共突变情况


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图3 含铂化疗的PFS


讨论

本研究证实,SMARCA4突变发生于10% NSCLC,超过1/3是截短突变,截短突变常发生于LOH且可导致BRG1表达减少,提示这类SMARCA4突变可能对BRG1表达和功能有着重要影响。研究还显示,SMARCA4突变广泛分布于基因中,以非再现性变异为主,BRG1表达缺失主要发生于SMARCA4截短突变肿瘤,与以往RNA水平研究结果一致。


有5例(16%)SMARCA4截短突变NSCLC显示了完整的BRG1表达,因此尽管SMARCA4截短突变可能高度预测BRG1缺陷,但并不是直接评估蛋白表达的完美替代物。BRG1表达缺失需要双等位基因失活,经IHC证实的29例BRG1缺陷肿瘤中,只有一例SNaPshot-NGS基因分型发现了其他SMARCA4突变(剪接突变),可能是SNaPshot平台无法检测与截短突变伴随的LOH或染色体内缺失所致,因此需要IHC与测序技术结合以发现染色体水平变化,从而明确BRG1缺陷的分子基础。


一些SMARCA4错义突变和剪接突变同样有害,与其他失活突变或LOH同时发生时,可导致BRG1缺陷。本研究的IHC分析中仅包括了两例剪接突变肿瘤,其中一例BRG1缺失。本研究还观察到30例(7%)错义突变(D779H和K953N)肿瘤中有两例BRG1表达缺失,这两例肿瘤均未检测到SMARCA4共突变。由于SNaPshot分析的局限性,故这三例BRG1缺陷肿瘤未评估LOH。在Foundation Medicine数据集中,70%(902/11281)非截短SMARCA4改变肿瘤也都存在LOH,支持LOH常也与非截短SMARCA4突变相关。BRG1表达评估时只发现了少量缺失或剪接突变,且BRG1缺陷主要见于SMARCA4错义和剪接突变肿瘤中,因此本研究认为在可行情况下,筛选SMARCA4突变肿瘤的BRG1表达是有意义的。由于SMARCA4 RNA剪接缺陷、特定microRNA表达、PI3K或AKT通路激活可以下调某些NSCLC的SMARCA4表达,因此仅依赖NGS筛选可能无法检测到非突变机制导致的BRG1失活。


本研究中,多数BRG1缺陷NSCLC患者都有吸烟史,导致BRG1失活的SMARCA4突变和驱动基因敏感性改变很少重叠出现,但有一例BRG1缺失患者同时发生EGFR L858R突变,一线奥希替尼治疗无反应,推测BRG1可能具有调节EGFR的作用,需要研究进一步评估BRG1在EGFR突变肺癌中的功能。本研究中,BRG1缺陷NSCLC中最常见的共突变基因是TP53、KRAS、KEAP1和STK11。STK11(34%和13%)和KEAP1(15%和5%)共突变在Foundation Medicine数据集中均是在SMARCA4 改变患者中的发生率高于SMARCA4野生患者。BRG1缺陷状态与氧消耗增加和氧化应激敏感性增加有关,STK11失活降低氧化应激耐受性,KEAP1是KEAP1-NRF2途径的关键效应子,其失活能促进使癌细胞抵抗氧化应激的酶和抗氧化剂合成,因此,伴随KEAP1失活能抵消BRG1缺陷和STK11共失活引起的代谢紊乱。


KEAP1和STK11突变与免疫治疗和化疗抵抗有关,提示携带上述二种突变的BRG1缺陷肺癌可能同样难以治疗。Foundation Medicine 数据集中SMARCA4截短突变NSCLC常为高肿瘤突变负荷,但少有高PD-L1表达(15%)。前者提示检查点抑制剂敏感,后者则提示缺少免疫治疗反应。本研究中BRG1缺陷患者数量较少,主要伴随突变包括STK11、KEAP1、或 STK11和KEAP1共突变,患者接受化疗或化疗+免疫治疗的中位PFS不足1个月。这些发现与以往研究矛盾,即BRG1表达减少的早期NSCLC对铂类辅助化疗敏感性增强,最近有一病例报告显示,BRG1缺陷且高肿瘤突变负荷的NSCLC患者对四线纳武利尤单抗有持久治疗反应。这些不一致的发现可能反映了研究样本量小以及转移和局限期肿瘤间的生物学差异,甚至是共突变特征的潜在差异。虽然KEAP1和STK1与BRG1缺失突变高度重叠,但利用本研究中的较小数据明确BRG1缺陷对治疗结果的影响具有挑战性,需要更大数据评估导致BRG1失活的SMARCA4突变(不含KEAP1或STK11共突变)对全身治疗敏感性的影响。


点评

SMARCA4突变在肺癌中普遍存在,并可导致BRG1表达缺陷,BRG1缺陷NSCLC主要发生于吸烟、携带SMARCA4截短突变的NSCLC患者中,常伴KRAS、STK11和KEAP1突变。BRG1缺陷可能与多种治疗原发耐药有关,既往有研究报道其中部分患者可能会获益于CDK4/6抑制剂及免疫治疗,说明其背后的复杂分子机制还有待于进一步深入研究,求臻医学大Panel包含SWI/SNF复合物中7个相关基因,可以针对这部分患者进行全面而深入的评估,进而提供精准有效的治疗建议。


参考文献:

Clinicopathologic Characteristics of BRG1 Deficient NSCLC. J Thorac Oncol. 2020 ;15(5):766-776