RNA“撞上”MET 14号外显子跳跃突变:任你千变万化,我有一定之规

2022-05-27 求臻医学企宣

臻话RNA | 第三期

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近年来,肿瘤精准医疗飞速发展,尤其是ALK、ROS1、RET、NTRK、FGFR等以结构变异为主的靶向药物陆续上市,越来越多患者从中获益。目前,基于DNA变化分析为主的精准医疗正在被临床广泛应用,实际上,基于RNA的NGS检测(RNA-NGS)在结构变异检测上展现出更加优越的性能,已被《NCCN 非小细胞肺癌临床实践指南》、《NCCN 结肠癌临床实践指南》、《骨与软组织肿瘤二代测序中国专家共识》等指南及专家共识收录。同时,RNA种类繁多、功能复杂,RNA-NGS应用也更为广泛。在学习了“精准医疗+RNA,会碰撞出怎样火花?”“RNA融合基因检测在临床中的作用”之后,今天和大家分享RNA“撞上”MET 14号外显子跳跃突变:任你千变万化,我有一定之规


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非小细胞肺癌(NSCLC)靶向治疗的“新贵”

-MET 14 号外显子跳跃突变


间充质-上皮转化因子(MET)是一种酪氨酸激酶受体,主要在上皮细胞中表达,其天然配体是肝细胞生长因子(HGF)。MET信号已被证明涉及细胞增殖、迁移、侵袭和存活[1]。MET的基因组改变包括MET 14号外显子(MET ex14)跳跃突变或激活突变、MET基因扩增和蛋白组学的MET过表达。


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图1.MET ex14跳跃突变作用机制示意图[2]


MET ex14跳跃突变,指的是由于RNA剪接异常而造成MET 信使RNA(mRNA)中14号外显子丢失的现象。其作用机制是在 MET 基因 14 号外显子上游端和下游端的剪接位点发生着多种影响剪接供体及受体位点的突变,这些突变可能导致MET mRNA 的剪接异常,而造成14 号外显子随其两端的内含子一同被剪掉,导致14号外显子缺失;进而导致 c-MET 蛋白泛素化和降解功能下降,引起下游信号的持续激活,最终导致肿瘤发生[3]。MET ex14跳跃突变发生在约3-4%的腺癌患者和约1-2%的其他NSCLC组织学患者(鳞状和肉瘤样肺癌)中。这种突变在不吸烟的老年女性中更为常见[4-5]。MET ex14跳跃突变和MET扩增均与NSCLC患者的不良预后相关。


伴随着NSCLC靶向治疗领域的迅猛发展,越来越多的以MET ex14跳跃突变为靶点的药物在临床研究中显示出令人期待的疗效,其中部分药物也被FDA或NMPA获批,例如克唑替尼、卡马替尼、特泊替尼。在2020年NSCLC NCCN指南中MET ex14跳跃突变,也被NCCN指南推荐为NSCLC用药靶点,成为继EGFR/ALK/ROS1/BRAF/NTRK之后第六个推荐用药的靶点。


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MET ex14跳跃突变检测痛点


2.1 MET ex14跳跃突变发生区域复杂性

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图2.MET ex14跳跃突变的区域复杂性示意图[6]


MET ex14跳跃突变的区域复杂多样,突变主要累及区域包括13号内含子3'剪接受体位点(splice acceptor,SA site)、14号内含子的5'端剪接供体位点(splice donor, SD site)、分支位点(Branch site, BS)和多嘧啶位点(Poly-pyrimidine tract,PPT)等。根据累及功能位点差异突变位置分为两类:一类发生于内含子边缘SA和SD区域的点突变或插入缺失可导致剪切子无法识别剪接受体或供体位点,从而导致MET ex14的异常剪切。另一类是发生在紧邻剪接受体位点上游的BS和PPT区域的碱基替换和插入缺失突变,此类变异可能会导致RNA无法完成正常的剪接过程,而导致MET ex14跳跃突变[6]


2.2 MET ex14跳跃突变具有高度异质性

MET ex14跳跃突变的区域复杂多样最终导致突变高度异质性,包括不等长度的碱基对缺失、点突变和插入缺失等。在2020年ASCO上公布一项研究发现,在对1387例携带MET突变的患者的分析中,检测到的MET ex14跳跃突变有500多种突变形式[7]


2.3 常用检测方法会出现漏检

目前临床实践中针对于MET ex14跳突,常用检测方法有DNA-NGS和RT-PCR。因跳跃突变发生区域复杂性以及有可能会在转录剪接水平发生,因此只用DNA-NGS会造成漏检。而RT-PCR只针对已知的经典突变位点进行检测,但跳跃突变具有高度异质性,无法检测少见或罕见突变,因此也会有造成漏检的可能。所以,对于MET ex14 跳跃突变,需要从DNA和RNA双水平检出,才能有效避免漏检[8]


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RNA-NGS助力MET ex14跳跃突变精准诊疗


根据2022年非小细胞肺癌NCCN 指南推荐:

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基于NGS的检测是检测MET ex14跳跃突变的主要方法,而基于RNA-NGS可能改进了NGS检测。MET ex14跳跃突变形式具有高度异质性。因此,一种有效的NGS分析必须能够捕获这种广泛的突变。其具体优势体现在以下几个方面:


第一,RNA-NGS有助于提高MET ex14跳跃突变检出率,弥补DNA-NGS漏检。首先,DNA-NGS主要检测位于外显子的导致MET ex14跳跃突变,发生于内含子区域或者在RNA剪切水平发生突变,DNA-NGS是检测不到的,RNA-NGS则可以弥补DNA漏检而造成假阴性问题;其次,如果突变位点位于探针引物结合区域,会使得引物与探针无法结合而造成漏检,而用RNA-NGS可以避免此类问题发生[9]。在2020年ASCO上公布的一项研究中,在对644例肺腺癌患者使用DNA-NGS检测时,共检测到16例MET ex14跳跃突变的病例(2.5%),而当进一步使用RNA-NGS技术对剩下的DNA检测阴性样本进一步检测,又发现了另外9例MET ex14跳跃突变,检出率提高了36%(9/25)[10]


其次,RNA-NGS辅助DNA-NGS鉴别确认MET ex14跳跃突变。考虑到MET 14号外显子剪接位点改变的多样性,解释使用DNA-NGS识别的某些突变是否真的导致外显子14跳跃可能是一个挑战[11]。由于mRNA中没有内含子,基于RNA-NGS可以避免因内含子测序相关的挑战。新检测到的少见或罕见突变对MET ex14表达的影响很难用DNA-NGS来解释,但RNA-NGS可以直接从RNA水平确定14号外显子是否已被转录,从而鉴别少见或罕见突变对MET ex14表达的影响。


第三,RNA-NGS检出MET ex14跳跃突变,使用相关靶向药物患者治疗仍然有效。在特泊替尼治疗MET ex14跳跃突变的NSCLC VISION研究中,以RNA-NGS筛选的MET ex14跳跃突变人群与DNA-NGS筛选人群疗效接近,ORR分别为50%和48.5%,mPFS分别为11个月和8.5个月[12]


总之,由于MET ex14跳跃突变位置广泛性、突变形式高度异质性以及发生过程有可能在剪切过程发生突变,因此需要DNA+RNA联合检测,双管齐下,才能使MET ex14跳跃突变检测结果精准,使更多患者从MET TKIs治疗中获益。ChosenOne®泛癌种基因检测方案囊括DNA+RNA,其中RNA 检测全面覆盖MET基因全部编码区,对经典或罕见MET ex14跳跃突变都展现出优秀的检测能力。


在接下来的几期文章中,小编将详细介绍关于RNA-NGS在肿瘤领域的临床应用及相关进展,敬请期待。


参考文献:

1.Smyth EC, et al.. Emerging molecular targets inoncology: clinical potential of MET/hepatocyte growth-factor inhibitors.Onco Targets Ther. 2014;7:1001–14.

2.Ravi Salgia et al.The promise of selective MET inhibitors in non-small cell lung cancer with MET exon 14 skipping. Cancer Treat Rev. 2020 Jul;87:102022.

3.Drilon, Alexander. “MET Exon 14 Alterations in Lung Cancer: Exon Skipping Extends Half-Life.” Clinical cancer research : an official journal of the American Association for Cancer Research vol. 22,12 (2016): 2832-4. 

4.Vuong HG, Ho ATN, Altibi AMA, et al. Clinicopathological implications of MET exon 14 mutations in non-small cell lung cancer—a systemic review and meta-analysis. Lung Cancer. 2018;123:76–82.

5.Fujino, Toshio et al. Lung Cancer with MET exon 14 Skipping Mutation: Genetic Feature, Current Treatments, and Future Challenges. Lung Cancer (Auckl). 2021 May 20;12:35-50.

6.Onozato R, Kosaka T, Kuwano H, et al. Activation of MET by gene amplification or by splice mutations deleting the juxtamembrane domain in primary resected lung cancers. J Thorac Oncol. 2009;4 (1):5–11.

7.Mark M, Awad JKL. Characterization of 1387 NSCLCs with MET exon 14 (METex14) skipping alterations (SA) and potential acquired resistance (AR) mechanisms. 2020 ASCO Virtual Scientific Program. 2020.

8.Guo R, et al. MET-dependent solid tumours - molecular diagnosis and targeted therapy. Nat Rev Clin Oncol. 2020 Sep;17(9):569-587.

9.Davies KD, et al. DNA-Basedversus RNA-Based Detection of MET Exon 14 Skipping Events in Lung Cancer. JThorac Oncol. 2019 Apr;14(4):737-741.

10.Jurkiewicz M, et al.2020ASCO. abstract 9036.

11.Horak, P., Frohling, S. & Glimm, H. Integrating next- generation sequencing into clinical oncology:strategies, promises and pitfalls. ESMO Open. 1, e000094 (2016).

12.Paik PK, et al. Tepotinib in Non-Small-Cell Lung Cancer with MET Exon 14 Skipping Mutations. N Engl J Med. 2020 Sep 3;383(10):931-943.