BRAF突变非小细胞肺癌(NSCLC)靶向治疗耐药不可避免,本文深度剖析了可能的耐药机制以及相对应的治疗策略,并简要介绍了正在进行的靶向BRAF突变NSCLC治疗的临床研究,期待这些理论研究与临床研究为BRAF突变NSCLC的治疗带来新的方向。
BRAF突变非小细胞肺癌的耐药机制
BRAF和/MEK抑制治疗尽管能改善BRAF突变NSCLC的ORR和PFS,但治疗反应并不持续,多数患者1年内对靶向治疗耐药。耐药可分为三类:原发耐药、适应性耐药和获得性耐药。原发耐药指对初始治疗缺乏治疗反应,无治疗获益;获得性耐药指对治疗有最大临床获益后疾病进展;适应性耐药指初始有治疗反应后早期发生耐药。BRAF/MEK抑制剂联合治疗BRAFV600E NSCLC缓解率很高,少有原发耐药,而获得性耐药几乎不可避免。
Lin的临床前研究显示,长期维莫非尼单药治疗后出现二组不同的耐药BRAFV600E突变NSCLC细胞系:(1)第一组全长BRAFV600E缺失并表达截短突变蛋白(p61VE);(2)第二组增强的EGFR信号通过BRAF非依赖性c-Jun信号促进细胞增殖。BRAF/MEK抑制剂联合或新一代BRAF抑制剂(如PLX8394)可阻止BRAF抑制剂单药治疗耐药。
另一项研究表明,BRAFV600E突变肺腺癌和黑色素瘤的异种移植物模型靶向治疗后,BRAF扩增亚克隆得以筛选,联合RAF、MEK和ERK抑制剂治疗可抑制肿瘤生长,无论是否存在其他可能产生耐药的分子改变。
对BRAF/MEK双重抑制治疗耐药的BRAF突变细胞系的临床前研究发现了一种新的适应性耐药,主要通过FGFR途径介导激活ERK,已知FGFR上调也是KRAS突变NSCLC模型MEK抑制耐药的机制。FGFR抑制可克服BRAF/MEK双重抑制治疗耐药。
BRAF突变NSCLC细胞的基因筛查显示,Hippo途径效应子YAP也可能有助于RAF和MEK抑制剂治疗耐药,YAP表达增加可作为RAF和MEK抑制剂治疗反应较差的标志物,YAP、RAF和MEK抑制剂联合治疗可对几种BRAF和RAS突变肿瘤产生协同致死。
丝氨酸生物合成途径异常也是BRAF抑制剂耐药的潜在机制,使用吉西他滨靶向叶酸循环重新致敏BRAF抑制剂耐药细胞也可治疗多种BRAFV600E突变细胞系(包括NSCLC)。
有关BRAFi/MEK抑制剂治疗后肿瘤进展的遗传学数据很少,与患者数量少以及活检样本获取困难相关,有限的数据来自病例报告和小型队列研究。一例BRAFV600E阳性患者达拉非尼治疗,初始反应后疾病进展时发现新的获得性KRASG12D突变以及TP53和CDKN2A核苷酸替代。另一研究中,1例达拉非尼+曲美替尼治疗后进展患者的再活检标本发现KRAS c.35G>T p.(G12V)突变。一项回顾性分析采用高灵敏度方法分析原始活检标本的KRAS状态,结果发现KRAS突变已存在于小的亚克隆(0.26%)中,只是低灵敏度方法未能检出。这说明BRAF/KRAS突变双阳性克隆是选择性生长,而非治疗诱导产生。
Abravanel等报道,1例BRAF/MEK双重抑制治疗进展患者的组织和血浆中,除原始BRAFV600E突变外,还获得了NRASQ61K突变。七例BRAFV600E NSCLC患者BRAF抑制剂治疗,治疗前后配对样本分析发现与获得性耐药相关的基因改变,如BRAF融合、MAP2K4缺失和SMARCA4双等位基因失活以及KRAS/NRAS激活突变。MATCH-R研究中7例患者BRAF和/MEK抑制治疗耐药时获得了完整分子数据,其中4例检测到可能导致耐药的分子改变,1例达拉非尼单药治疗进展患者发生PTEN移框突变,3例达拉非尼+曲美替尼联合治疗进展患者发生MEK1K57N、NRASQ61和KRASQ61R突变。
最近1例BRAF突变NSCLC患者达拉非尼+曲美替尼治疗后,CDK4表达增加,CDK4是促进细胞周期持续的核心蛋白。衍生自BRAFV600E突变患者的细胞系如果诱导CDK4表达,可导致达拉非尼部分耐药,但确切机制尚待阐明。
总之,靶向治疗后的BRAF耐药主要来自三个层面的不同变化:(1)BRAF本身及其下游改变,如BRAF扩增、框内缺失、ERK激活等;(2)BRAF上游激活,如RAS激活;(3)旁路激活,如EGFR激活、PTEN突变等(图1)。
图1.RAF信号通路及其抑制剂和主要耐药机制
克服BRAF突变非小细胞肺癌靶向治疗耐药的策略
1.靶向治疗耐药后的现有治疗推荐
BRAF突变NSCLC患者靶向治疗进展后的后续治疗是巨大的临床挑战。根据指南,未接受过含铂双药治疗的患者可接受二线含铂化疗,并可联合免疫治疗,尤其是有吸烟史患者。与其他致癌突变驱动的NSCLC免疫治疗无效相反,免疫检查点抑制剂(ICIs)可能对BRAF突变NSCLC患者有效,但证据主要来自回顾性研究。对于寡进展疾病,建议在局部治疗同时继续靶向治疗。已接受过BRAF/MEK双重抑制治疗和含铂化疗±免疫治疗的患者,无进一步治疗建议。
2.RAF和ERK抑制剂单药或联合治疗
针对上文提到的可能耐药机制,对耐药的BRAF突变NSCLC进行了探索性的治疗研究。
任何级联信号异常都可导致MAPK途径上调,并最终导致ERK激酶激活,因此抑制ERK可作为治疗策略。Ulixertinib是口服可逆的ERK1/2的ATP竞争性抑制剂,可阻断MAPK/ERK途径,临床前研究和1期研究中都取得较好结果。另一有较好前景的ERK1/2竞争性抑制剂是LY3214996,目前正在进行早期临床研究,体内外研究中LY3214996对获得性耐药的BRAF突变模型显示出抗肿瘤活性。此外还有多种ERK抑制剂已进入I期研究:CC-90003、GDC-0094、MK-8353和HH2710。
新型RAF和MEK抑制剂也可能对耐药有预防或延迟作用。最近证实,新一代BRAF抑制剂的治疗结果优于现有BRAF抑制剂,并可预防临床前模型耐药。新型RAF抑制剂如RAF二聚体阻断剂和泛RAF抑制剂,可用于治疗RAF蛋白二聚化增多的耐药肿瘤。
此外同时抑制相互交通的几个途径可能会延迟获得性耐药。目前正在评估RAF和/MEK抑制剂与PI3K/AKT/mTOR途径抑制剂联合,如泛PI3K抑制剂buparlisib、选择性PI3K抑制剂alpeliib和mTOR抑制剂依维莫司、sapanistib等。但二项I期研究报告维莫非尼/依维莫司和曲美替尼/buparlisib在NSCLC中活性很低。
最近认为CDK4上调也是耐药机制之一,因此BRAF/MEK抑制剂与CDK抑制剂联合可能是合理的治疗方法。临床前研究显示,CDK4/6和MEK抑制剂联合可克服BRAF/MEK抑制剂获得性耐药。CDK4/6和BRAF抑制剂一线靶向治疗可增加肿瘤消退,预防BRAF抑制剂单药治疗耐药。该联合策略已在黑色素瘤中进行了早期研究,虽然抗肿瘤活性很有前景,但毒性显著。
3.免疫单药或联合治疗
已经证明BRAFV600突变晚期黑色素瘤患者达拉非尼+曲美替尼+免疫治疗有效,毒性可控。临床前证据表明,MAPK抑制具有免疫调节作用。此外BRAF突变NSCLC多发生于吸烟患者,PD-L1表达增高,且多具有较高TMB,这些均为BRAF突变肿瘤免疫单药或与靶向治疗联合奠定了基础。
一项多机构回顾性研究中,22例BRAF突变患者(不论治疗线数),12例V600E(A组),10例非V600E(B组),ICIs治疗(10例帕博利珠单抗、11例纳武利尤单抗、1例阿替利珠单抗),二组ORR分别为25%和33%,PFS分别为3.7和4.1个月,这些结果与未选择NSCLC人群结果相当。另一项多机构队列研究中,≥2线治疗的38例BRAF突变患者接受ICIs治疗,ORR、PFS和OS分别为28.1%、3.0和13.1个月。意大利扩展计划研究中的11例BRAF突变晚期非鳞状NSCLC患者纳武利尤单抗治疗,OS为10.3个月。B-FAST是一项晚期NSCLC患者的II/III期多队列研究,队列中E纳入的是经液体活检发现的V600突变患者,接受维莫非尼+cobimetinib+阿替利珠单抗三药联合治疗,研究结果将于2024年公布。
4.抑制EGFR信号途径及其他探索性治疗策略
抑制RTK配体依赖性刺激,如EGFR信号途径,也有相关研究。一项评估lifirafenib(BRAFV600E、野生型A/B/C-RAF和EGFR的抑制剂)的I期研究中,1例BRAF突变NSCLC有未经证实的部分缓解。
其他可供探索的治疗方法包括利用细胞焦亡和铁死亡理论进行治疗,靶向蛋白质组如HSP90,靶向氨基酸代谢,联合自吞噬治疗、ON-OFF策略促进敏感克隆扩增以保持肿瘤治疗反应,化疗后的BRAF/MEK抑制剂再引入等。
正在进行的BRAF突变非小细胞肺癌临床研究
Encorafenib是新一代BRAF抑制剂,药效更持久,作为ATP竞争性RAF激酶抑制剂,能减少ERK磷酸化,下调细胞周期蛋白D1。2期ENCO-BRAF研究中,V600E突变NSCLC分为初治患者和接受过治疗患者二个队列,给予encorafenib 450mg/日+binimetinib 45mg 2/日治疗,主要终点ORR,拟招募119例患者,2026年3月公布结果。另一项2期研究正在招募BRAFV600E突变NSCLC,拟招募V600K或V600D突变NSCLC,encorafenib 450mg/日+binimetinib 45mg 2/日治疗,主要终点ORR,拟招募97例患者,2024年3月公布结果。
Landscape 1011是一项1/2期伞式研究,BRAF突变NSCLC接受新型抗PD1药物Sasanlimab(皮下给药)+encorafenib+binimetinib治疗,主要终点是ORR,拟招募375例患者,2024年公布结果。
ROME是一项概念验证性2期研究,包括NSCLC在内多种肿瘤患者,BRAFV600E突变NSCLC随机接受维莫非尼+cobimetinib或SOC治疗,主要终点ORR,拟招募384例患者,2024年公布结果。
新型RAF抑制剂正在研究中(目前主要在黑色素瘤),主要分为二类:对BRAF突变单体和同源单体均有效的RAF抑制剂(TAK632、TAK580、LY3009120、CCT383);既能抑制BRAF突变细胞,又可同时避免BRAF野生型细胞或有上游RAS突变或RTK上调的细胞反常激活的RAF抑制剂(PLX7904或PLX8394)。I期研究正在评估泛RAF抑制剂belvarafenib治疗BRAF或K/NRAS突变实体瘤的作用,另有研究正在评估belvarafenib联合cobimetinib或西妥昔单抗治疗晚期肿瘤的作用。
MCC 号 TML2212576 有效期 2023-12-08,资料过期,视同作废。
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