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【第五届35under35初赛作品】BRAF突变型晚期结直肠癌的治疗进展:一夫当关的破局之路

2021年05月31日
作者:邹建玲
医院:复旦大学附属肿瘤医院


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邹建玲
住院医师,博士研究生

复旦大学附属肿瘤医院肿瘤内科医师。北京大学医学博士,美国Johns Hopkins Medicine联合培养博士。主要研究方向:结直肠癌、胃癌、食管癌等消化道肿瘤的精准治疗及免疫治疗。目前已参与发表SCI论文18篇,其中以第一/共一作者在 Nature等杂志发表SCI论文7篇,单篇最高影响因子42.7分,总影响因子64.5分。研究成果多次在CSCO、CCO等会议作为壁报展示。作为项目负责人,承担上海市杨帆人才项目1项、希思科肿瘤研究基金项目一项、院级课题1项。主要参与国家自然科学基金面上项目2项。中国临床肿瘤学会会员、上海市抗癌协会会员。

结直肠癌(CRC)是最常见的恶性肿瘤之一,全球癌症统计数据显示结直肠癌的发生率位于第3位,死亡率位居第2位,严重威胁人类的健康1。随着对晚期CRC分子生物标志物认识的不断深入,以分子标志物为指导的精准治疗为晚期CRC的个体化治疗带来明显的生存获益。不同于其他类型的CRC,V-raf 鼠肉瘤毒癌基因同源体B(BRAF)突变型的CRC恶性程度高、治疗手段少、患者预后极差。本文就BRAF突变型CRC的临床特点、分子机制和治疗进展进行梳理。

BRAF突变型肠癌的临床特点-一夫当关的治疗困境

晚期结直肠癌(mCRC)患者预后差,5年生存率只有14%左右。近年来随着诊断的进步和治疗的发展,mCRC患者的预后得到极大地改善,中位生存时间可达到23~43个月2-4。但是,mCRC中如果存在BRAF突变,恶性程度明显升高,对包括化疗、靶向治疗等药物反应不佳,患者中位生存时间不到一年5(图1),陷入“一夫当关,万夫莫开”的治疗困境。

BRAF V600E 突变是最常见的突变亚型,约占所有mCRC的8%~12%。这一类型mCRC具有特殊的分子特点和临床病理特征:常发生在老年女性,多发生在右半结肠,60%该类型的肿瘤分化较差,黏液性肿瘤的比率较高,常伴有错配修复基因的缺陷,容易发生腹膜转移和远处淋巴结转移,这些特征也提示BRAF V600E 突变型mCRC预后较差,并且对标准治疗缺乏应答。

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BRAF突变型肠癌的分子机制-起底BRAF身世背景

BRAF是RAF蛋白激酶(ARAF、BRAF和CRAF)家族的一员。RAF蛋白激酶是丝裂原活化蛋白激酶(Mitogen Activated Protein Kinase , MAPK)信号通路的组成部分,该信号通路又称为RAS/RAF/MEK/ERK级联信号通路,可以参与细胞增殖、分化、存活和凋亡。(图2)。

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RAF蛋白由三个保守区域组成:CR1、CR2和CR3。CR1和CR2位于N端,CR1是上游RAS激酶的主要结合域; CR2是调控域;CR3位于C端,起催化激酶结构域的作用。在RAF家族中,BRAF是突变最频繁的,并且是MEK最有效的激活因子。目前在人类肿瘤中目前已经鉴定出大约200个BRAF突变等位基因。根据不同突变类型对BRAF激酶功能的影响、RAS依赖性与否,以及作用形式,可以将BRAF突变分为激活型突变(Ⅰ类突变、Ⅱ类突变)和抑制型突变(Ⅲ类突变)(图3)。Ⅰ类突变,即V600突变激酶激活性单体。BRAF突变可以作为信号通路的单体,且不依赖RAS活性。Ⅱ类突变:即激酶激活性二聚体。BRAF突变可以作为信号通路的二聚体,且不依赖RAS活性。Ⅲ类突变:即激酶失活性异源二聚体。BRAF突变可以作为信号通路的CRAF异源二聚体,且依赖RAS活性。迄今为止,突变频率最高的是BRAF V600E。该突变对应于1799位的胸腺嘧啶转位至腺嘌呤,导致蛋白质的600位谷氨酸取代缬氨酸,其中在mCRC中超过90%的BRAF突变是发生在该位点,在黑素瘤中超过85%、非小细胞肺癌超过50%、胆管癌中超过95%的BRAF突变也是发生在该位点。研究显示,不同突变类型的BRAF预后不尽相同,非BRAF V600E突变型结直肠癌患者的特征似乎与BRAF V600E突变患者并不一致,前者更常见于年轻患者,男性更多,多为左侧微卫星稳定肿瘤。此外,大多为低分化,并且不经常转移到腹膜。非BRAF V600E突变患者对治疗的反应性及预后均明显优于V600 EBRAF突变患者6,7。 

23.png在基因特征上,BRAF V600E突变的肿瘤通常与肿瘤突变符负荷较高高(TMB)、微卫星不稳定(MSI)和CpG岛甲基化表型(CIMP)相关,并通过DNA甲基化对基因表达进行高水平的表观遗传调节。研究显示,BRAF突变肿瘤70%为CIMP高;并且相对于微卫星稳定(MSS)肿瘤,在MSI高(MSI-H)肿瘤(30%-50%)中更常见。最近,有研究根据肿瘤内在的分子表达谱将CRC分为4种不同的分子亚型 (即CMS分型)。大多数BRAF突变的CRCs属于CMS 1亚型(MSI免疫型),这与DNA修复缺陷、高甲基化和高突变负担相关8。CMS亚组与BRAF突变型 mCRC的预后分层显著相关,但CMS分型不能解释BRAF V600E突变型mCRC亚群中靶向治疗反应的高度异质性。因此,Barras等人根据基因表达谱,将BRAF V600E突变体分为2个亚型:BM1和BM29。其中BM1的特点是KRAS/AKT通路的激活,而BM2的特点是以细胞周期和周期检查点的失调。这种分型有助于解释BRAF突变型肠癌对治疗反应的差异,并可能有助于预测个别患者的预后。

BRAF突变型mCRC的治疗进展

1. 三药强化治疗-治疗的主流

化疗仍是mCRC治疗中的基石。以奥沙利铂、氟尿嘧啶类、伊利替康为基础的两药联合化疗,包括: FOLFOX方案、FOLFIRI方案和XELOX方案,联合或者不联合贝伐珠单抗在很长一段时间内都是BRAF V600E 突变型mCRC患者的标准治疗方法。近年来,随着研究的发展5-氟尿嘧啶、奥沙利铂和伊立替康联合或者不联合贝伐珠单抗(FOLFOXIRI±Bev)的三联方案已被提出。III期TRIBE研究探索了FOLFIRI +贝伐珠单抗、FOLFOXIRI+贝伐珠单抗在BRAF突变型CRC中的疗效,虽然没有统计学差异, FOLFOXIRI +贝伐珠单抗在无进展生存期(progression-free survival, PFS)(7.5个月vs. 5.5个月,HR =0.57)和总生存期(overall survival, OS)(19.0个月vs. 10.7个月,HR =0.54)显示出获益的趋势10。基于此,三药化疗联合贝伐珠单抗的方案已被推荐用于BRAF突变的 mCRC患者。其他VEGF抑制剂11 12 13,也有潜在的治疗效果,但仍然缺乏有效的证据。

尽管三药强化治疗在一定程度上改善了患者的PFS和OS,但相比于其他类型的mCRC,BRAF突变型mCRC治疗效果仍然不尽人意。因此,如何根据BRAF的分子特征和信号通路,探索更有效的治疗方案,是BRAF突变型mCRC的研究方向。

2. 靶向治疗

随着对mCRC分子生物标志物认识的不断深入,以分子标志物为指导的精准靶向治疗为mCRC的个体化治疗带来明显生存的获益。关于BRAF V600E突变的mCRC患者,人们也进行了一系列的探索。

2.1  EGFR抑制剂-折戟沉沙

表皮生长因子受体(EGFR)参与RAS-RAF-MEK-ERK通路上游信号传递,抑制EGFR的治疗在晚期CRC的治疗中具有里程碑的意义。针对EGFR的西妥昔单抗和帕尼单抗已被证明在无选择的mCRC中有效。然而,KRAS和BRAF突变被认为是EGFR治疗反应的阴性预测因子。Therkildsen等回顾性分析了17项研究中患者在一线和后续类似治疗中接受了西妥昔单抗或帕尼单抗治疗的治疗效果14。结果显示,与BRAF野生型患者相比,BRAF V600E突变的患者有着更短的PFS (HR 2.95)和OS (HR 2.52)。PRIME研究评估了在晚期CRC中FOLFOX添加帕尼单抗的治疗情况。结果发现在BRAF突变的肿瘤中,联合帕尼单抗没有使得患者生存获益(HR 0.9, P = 0.76)。Pietrantonio等15进行了一项荟萃分析,研究了西妥昔单抗和帕尼单抗对CRC患者的PFS、OS和总反应率(ORR)的影响,结果发现RAS野生型/BRAF MT CRC患者463例。加入EGFR抗体治疗对PFS (HR 0.88, P = 0.33)、OS (HR 0.91, P = 0.63)和ORR(相对危险度1.31, P = 0.25)均无显著改善。

2.2 BRAF抑制剂-南橘北枳

BRAF抑制剂的出现让及其在BRAF 突变型的黑色素瘤中的良好疗效让人们对此寄予厚望。BRAF突变CRC细胞系的临床前研究显示维罗非尼能够抑制MAPK信号通路。Kopetz等报道了维罗非尼在21例mCRC患者中的II期研究,有效率仅为5%16。此外,达拉菲尼和曲美替尼在BRAF V600E突变的mCRC中也未能显示出有效的疾病缓解。针对BRAF抑制剂在黑色素瘤和mCRC的不同表现进行机制研究发现:在mCRC中抑制BRAF可通过ERK依赖的负反馈环路快速激活EGFR。EGFR 的反馈激活导致 MAPK 信号通路重新激活。而与mCRC相比,黑色素瘤细胞不是上皮细胞,通常不表达EGFR。这就部分解释了为什么同样是BRAF V600E突变的肿瘤,对BRAF抑制剂治疗反应大相径庭。

2.3 联合靶向治疗-柳暗花明

BRAF抑制剂的失败应用促使研究者开始调整研究方向,把目光投向了同时阻断反馈调节通路:

(1)同时阻断MER:鉴于达非替尼联合曲美替尼在黑色素瘤里的良好表现,研究者尝试了BRAF抑制剂和MEK抑制剂联合治疗BRAF突变型CRC。Corcoran团队 2015年在JCO上发表了达非替尼联合曲美替尼治疗BRAF突变CRC的结果17。在43例经治的BRAF突变的CRC患者中, ORR为12%,疾病控制率(DCR)为56%。

(2)同时阻断EGFR:CRC细胞表达高水平的EGFR,为EGFR抑制剂联合BRAF抑制剂提供了理论基础。既往有研究在体内、外实验中发现BRAF抑制剂联合抗EGFR单抗能够抑制BRAF突变CRC模型的生长18。基于有研究者开展了维莫非尼联合帕尼单抗用于标准治疗失败的BRAF突变CRC患者的临床探索性研究,研究结果显示:在可评估疗效的12例患者中,2例达到PR(13%)。PFS为3.2个月(95% CI:1.6~5.3个月),中位OS为7.6个月19。随后考虑到伊立替康联合西妥西单抗均为mCRC RAS野生型患者的治疗用药,并且在临床前研究中,研究者也发现对BRAF V600E突变CRC接受维莫非尼、伊立替康和西妥昔单抗联合(VIC)具有较好的疗效。随后有研究者开展了ⅠB期单臂临床研究,结果显示的VIC方案在治疗反应和生存上均能使BRAF突变的CRC患者获益16。该研究的成功使得研究者开始思考VIC是否在既往治疗失败的BRAF突变的mCRC中优于于伊立替康联合西妥昔单抗的IC方案 。为了进一步解答这个问题,Scott Kopetz教授团队开展了SWOG S1406研究,并于2020年11月 JCO上发表该研究结果20。该研究显示在BRAF V600E突变CRC患者应用VIC方案比伊立替康联合西妥昔单抗(IC)具有更好的反应率(17% vs. 4%, p=0.05)和更长的PFS (4.4月 vs. 2月, HR=0.5, p=0.001)。基于SWOG S1406研究,维莫非尼+伊立替康+西妥昔单抗或帕尼单抗被NCCN结直肠癌指南推荐用于BRAF V600E突变mCRC患者标准治疗失败后的治疗。

(3)同时阻断MER+EGFR:尽管前期研究显示EGFR抑制剂联合BRAF抑制剂能显著改善 BRAF V600E 突变mCRC患者的预后,使其总体生存期有所延长,但患者生存时间仍然较短。在EGFR抑制剂联合BRAF抑制剂的基础上加入MEK抑制剂是否可进一步优化MAPK通路抑制作用并改善预后?2018年Ryan B. Corcoran等人的研究似乎回答了这个问题21。该研究评估了BRAF抑制剂达拉非尼(D)+EGFR抑制剂帕尼单抗(P)+MEK抑制剂曲美替尼(T)对比D+P、T+P在BRAF V600E CRC中的疗效。三组的ORR分别为:21%、10%和0%;中位PFS分别为4.2个月、 3.5个月和2.6个月;中位OS三组分别为9.1个月、13.2个月、8.2个月。这个研究看到了三药靶向联合方案提高了治疗的反应性,但是OS并没有较抗BRAF抑制剂+抗EGFR两药方案延长。同样, BEACON CRC研究是一项多中心、随机、开放标签的3臂Ⅲ期研究,旨在评估康奈非尼+ 西妥昔单抗±比美替尼(三药联合或双药联合)与研究者选择的伊立替康+西妥昔单抗(对照)或FOLFIRI(5-FU+伊立替康)+西妥昔单抗(对照)对于BRAF V600E突变mCRC患者的疗效和安全性。患者均为在疾病转移后接受过1或2个治疗方案后进展。主要终点是三药联合对比对照组的OS和ORR。 研究结果显示三药靶向组的中位OS为9.0个月,对照组为5.4个月( HR=0.52;  P<0.001)。三药组ORR为26%,对照组仅为2%( P<0.001)。两药靶向组的中位OS为8.4个月( HR=0.60;  P<0.001)。基于BEACON研究结果,康奈非尼联合西妥昔单抗被FDA和欧盟委员会分别于2020年4月和6月批准用于治疗BRAF V600E突变mCRC的一线后的治疗。此外,探索三联疗法作为BRAF V600E突变mCRC患者一线治疗疗效的Ⅱ期研究ANCHOR-CRC(NCT03693170)正在进行。

3. 免疫治疗

在BRAF V600E突变的CRC中, MSI比例约为20%,这部分患者往往预后较好。Sinicrope 等22研究发现 MSI 结直肠癌比 MSS结直肠癌具有更好的预后和更少的转移。此外,有研究显示,BRAF突变型的CRC也与MSI状态密切相关:BRAF突变型/MSI 肿瘤预后良好,其次是 BRAF 野生型/MSS 癌症,而BRAF 突变型/MSS的肿瘤预后最差,提示MSI可以作为BRAF突变型肠癌预后标志物23,24。CheckMate 142是一项II期临床研究,探索了PD-1单抗Nivolumab以及Nivolumab联合Ipilimumab在MSI-H/dMMR CRC中的应用25。74例接受Nivolumab治疗的患者中有12例存在BRAF突变。其中3例(25%)患者有客观缓解,9例患者病情控制时间超过12周,联合免疫治疗的ORR为55%,疾病控制率为79%。目前Nivolumab已被美国 FDA 批准应用于各类MSI-H 的恶性肿瘤。BRAF V600E突变的mCRC患者中约 20% 患者同时存在 MSI 表型,这为该部分患者的临床获益提供了出路。

4. 新型靶向药物-曙光微现

目前针对BRAF突变型 mCRC的治疗研究仍在如火如荼的进行。Alpelisib (BYL719)是PI3Kα亚基的抑制剂。一项二期临床研究探索了BRAF 抑制剂恩克菲尼联合EGFR 抑制剂西妥昔单抗联合或者不联合PI3Kα 抑制剂Alpelisib (BYL719)26。73个事件后的中期数据显示,相较于既往研究,无论是两药还是三药组,患者PFS(4.2月vs. 5.4月)和OS(未达到 vs. 15.4月)均有较大延长。目前有研究也正在对其他PI3K抑制剂进行进一步的探索 (NCT01337765, NCT01363232)。此外,针对其他潜在靶点如AKT、HER2、ERK、CRAF、SHP2和PD-1、Wnt/β-catenin通路的抑制剂及不同的联合方案在BRAF突变型CRC中的探索也在进行中。

总结与展望

BRAF V600E 突变是mCRC中独特的亚型,这部分患者预后极差。近年来,随着人们对BRAF突变型mCRC分子生物学特征的了解和基于分子特征的治疗探索,这部分患者的预后已经得到一定程度的改善。未来需要更加精准评估BRAF V600E 突变型mCRC的肿瘤微环境,了解机体免疫与肿瘤发生、发展和治疗之间的关系,争取早日实现该类型肿瘤的精准靶向和免疫治疗。




参考文献

1. Sung HA-O, Ferlay J, Siegel RA-O, et al. Global Cancer Statistics 2020: GLOBOCAN Estimates of Incidence and Mortality Worldwide for 36 Cancers in 185 Countries. (1542-4863 (Electronic)).

2. Cremolini C, Loupakis F, Antoniotti C, et al. FOLFOXIRI plus bevacizumab versus FOLFIRI plus bevacizumab as first-line treatment of patients with metastatic colorectal cancer: updated overall survival and molecular subgroup analyses of the open-label, phase 3 TRIBE study. (1474-5488 (Electronic)).

3. Schwartzberg LS, Rivera F, Karthaus M, et al. PEAK: a randomized, multicenter phase II study of panitumumab plus modified fluorouracil, leucovorin, and oxaliplatin (mFOLFOX6) or bevacizumab plus mFOLFOX6 in patients with previously untreated, unresectable, wild-type KRAS exon 2 metastatic colorectal cancer. (1527-7755 (Electronic)).

4. Heinemann V, von Weikersthal LF, Decker T, et al. FOLFIRI plus cetuximab versus FOLFIRI plus bevacizumab as first-line treatment for patients with metastatic colorectal cancer (FIRE-3): a randomised, open-label, phase 3 trial. (1474-5488 (Electronic)).

5. Cohen R, Liu H, Fiskum J, et al. BRAF V600E Mutation in First-line Metastatic Colorectal Cancer: an Analysis of Individual Patient Data from the ARCAD Database. LID - djab042 [pii] LID - 10.1093/jnci/djab042 [doi]. (1460-2105 (Electronic)).

6. Calegari MA, Salvatore LA-O, Di Stefano B, et al. Clinical, Pathological and Prognostic Features of Rare BRAF Mutations in Metastatic Colorectal Cancer (mCRC): A Bi-Institutional Retrospective Analysis (REBUS Study). LID - 10.3390/cancers13092098 [doi] LID - 2098. (2072-6694 (Print)).

7. Jones JC, Renfro LA, Al-Shamsi HO, et al. (Non-V600) BRAF Mutations Define a Clinically Distinct Molecular Subtype of Metastatic Colorectal Cancer. (1527-7755 (Electronic)).

8. Guinney J, Dienstmann R, Wang X, et al. The consensus molecular subtypes of colorectal cancer. (1546-170X (Electronic)).

9. Barras D, Missiaglia E, Wirapati P, et al. BRAF V600E Mutant Colorectal Cancer Subtypes Based on Gene Expression. (1557-3265 (Electronic)).

10. Cremolini C, Loupakis F, Antoniotti C, et al. FOLFOXIRI plus bevacizumab versus FOLFIRI plus bevacizumab as first-line treatment of patients with metastatic colorectal cancer: updated overall survival and molecular subgroup analyses of the open-label, phase 3 TRIBE study. The Lancet Oncology. 2015;16(13):1306-1315.

11. Hurwitz H, Fehrenbacher L Fau - Novotny W, Novotny W Fau - Cartwright T, et al. Bevacizumab plus irinotecan, fluorouracil, and leucovorin for metastatic colorectal cancer. (1533-4406 (Electronic)).

12. Tabernero J, Yoshino T, Cohn AL, et al. Ramucirumab versus placebo in combination with second-line FOLFIRI in patients with metastatic colorectal carcinoma that progressed during or after first-line therapy with bevacizumab, oxaliplatin, and a fluoropyrimidine (RAISE): a randomised, double-blind, multicentre, phase 3 study. (1474-5488 (Electronic)).

13. El-Deiry WS, Winer A, Slifker M, et al. Disease Control With FOLFIRI Plus Ziv-aflibercept (zFOLFIRI) Beyond FOLFIRI Plus Bevacizumab: Case Series in Metastatic Colorectal Cancer (mCRC). (2234-943X (Print)).

14. Therkildsen C, Bergmann Tk Fau - Henrichsen-Schnack T, Henrichsen-Schnack T Fau - Ladelund S, Ladelund S Fau - Nilbert M, Nilbert M. The predictive value of KRAS, NRAS, BRAF, PIK3CA and PTEN for anti-EGFR treatment in metastatic colorectal cancer: A systematic review and meta-analysis. (1651-226X (Electronic)).

15. Pietrantonio F, Petrelli F, Coinu A, et al. Predictive role of BRAF mutations in patients with advanced colorectal cancer receiving cetuximab and panitumumab: a meta-analysis. (1879-0852 (Electronic)).

16. Hong DS, Morris VK, El Osta B, et al. Phase IB Study of Vemurafenib in Combination with Irinotecan and Cetuximab in Patients with Metastatic Colorectal Cancer with BRAFV600E Mutation. (2159-8290 (Electronic)).

17. Corcoran RB, Atreya CE, Falchook GS, et al. Combined BRAF and MEK Inhibition With Dabrafenib and Trametinib in BRAF V600-Mutant Colorectal Cancer. (1527-7755 (Electronic)).

18. Corcoran RB, Ebi H Fau - Turke AB, Turke Ab Fau - Coffee EM, et al. EGFR-mediated re-activation of MAPK signaling contributes to insensitivity of BRAF mutant colorectal cancers to RAF inhibition with vemurafenib. (2159-8290 (Electronic)).

19. Yaeger R, Cercek A, O'Reilly EM, et al. Pilot trial of combined BRAF and EGFR inhibition in BRAF-mutant metastatic colorectal cancer patients. (1557-3265 (Electronic)).

20. Kopetz S, Guthrie KA, Morris VK, et al. Randomized Trial of Irinotecan and Cetuximab With or Without Vemurafenib in BRAF-Mutant Metastatic Colorectal Cancer (SWOG S1406). (1527-7755 (Electronic)).

21. Corcoran RB, André T, Atreya CE, et al. Combined BRAF, EGFR, and MEK Inhibition in Patients with BRAF(V600E)-Mutant Colorectal Cancer. (2159-8290 (Electronic)).

22. Kawakami H, Zaanan A Fau - Sinicrope FA, Sinicrope FA. Microsatellite instability testing and its role in the management of colorectal cancer. (1534-6277 (Electronic)).

23. Wu M, Kim YS, Ryu HS, et al. MSI status is associated with distinct clinicopathological features in BRAF mutation colorectal cancer: A systematic review and meta-analysis. (1618-0631 (Electronic)).

24. Clarke CN, Kopetz ES. BRAF mutant colorectal cancer as a distinct subset of colorectal cancer: clinical characteristics, clinical behavior, and response to targeted therapies. (2078-6891 (Print)).

25. Overman MJ, McDermott R, Leach JL, et al. Nivolumab in patients with metastatic DNA mismatch repair-deficient or microsatellite instability-high colorectal cancer (CheckMate 142): an open-label, multicentre, phase 2 study. (1474-5488 (Electronic)).

26. Tabernero J, Geel RV, Guren TK, et al. Phase 2 results: Encorafenib (ENCO) and cetuximab (CETUX) with or without alpelisib (ALP) in patients with advanced BRAF-mutant colorectal cancer (BRAFm CRC). Journal of Clinical Oncology. 2016;34(15_suppl):3544-3544.


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评论
2021年06月10日
高嵩
上海市第十人民医院 | 肿瘤科
学习了,点赞👍
2021年06月10日
杨杰智
洛阳市中心医院 | 肿瘤科
学习到很多知识,点赞