西妥昔单抗治疗转移性结直肠癌疗效预测因子的研究进展

魏晓为， 庄鹭红， 陈锦飞

1 引言

结直肠癌是困扰人类的主要肿瘤之一，其中半数患者会出现转移。而转移性结直肠癌(mCRC)是导致肿瘤患者死亡的一个重要原因。尽管化疗方案不断推陈出新，mCRC患者的5年生存率仍低于10%［1］，人们迫切需要寻找更有效的治疗手段。分子靶向药物西妥昔单抗的问世为mCRC治疗带来了新的希望。

西妥昔单抗(cetuximab)是一种人/鼠嵌合型IgG单克隆抗体，可与细胞表面表皮生长因子受体(EGFR)特异性结合，竞争性阻断表皮生长因子(EGF)和其他配体结合，从而阻断EGFR下游通路，抑制其相应的生物学功能。EGFR是人类表皮生长因子受体(human epidermal growth factor receptor，HER)家族酪氨酸激酶的4个成员(EGFR，erbB2，erbB3，erbB4)之一，参与胞内增殖信号系统，通过激发RAS/RAF/MAPK通路和PI3K/PTEN/AKT通路来控制细胞生长、分化和增殖。目前已证实，在结直肠癌、胃癌、肺癌等多种肿瘤中，EGFR信号的失调可以激活肿瘤细胞增殖、远处转移、肿瘤内血管生成以及导致肿瘤细胞凋亡受抑制等生物学行为［2］。

临床上已证实西妥昔单抗在mCRC的一线及二、三线治疗中能够延长患者生存时间，改善生活质量。然而并非所有的mCRC患者均会对西妥昔单抗治疗敏感，临床上西妥昔单抗联合化疗的有效率是23% ～25%，单药使用客观有效率仅为9%，并伴有腹泻、皮疹和输液反应等毒副反应［3］。因此，我们需要合适的预测因子来筛选出西妥昔单抗的获益人群，从而在减少毒副反应和治疗费用的同时最大限度提高西妥昔单抗的有效性。

2 EGFR与西妥昔单抗

据统计，约有70%的mCRC患者存在EGFR过表达，并与其不良预后有密切关联［2］。自西妥昔单抗被批准用于治疗EGFR过表达的患者以来，随着时间的推移，人们发现单纯EGFR作为一个预测因子的敏感性和特异性都十分有限［4］。

最初，人们通过免疫组化检测肿瘤标本中EGFR蛋白表达来决定是否使用西妥昔单抗。但进一步研究显示，西妥昔单抗有效性和肿瘤中EGFR蛋白过表达程度并不具有明显相关性，而且，在EGFR蛋白表达阴性的患者中也同样观察到对西妥昔单抗敏感的人群［4］。因此，简单的免疫组化证据不再被认为是临床使用西妥昔单抗有效与否的关键证据，人们开始寻求EGFR基因状态与西妥昔单抗有效性的相关性。

研究证实，通过荧光原位杂交(FISH)评估出来的EGFR基因扩增可能与西妥昔单抗受益相关［5］，这在另一个抗EGFR抗体——帕尼珠单抗的研究中也得到证实［6］。不过也有反对的声音，Italiano等［7］报道一小部分EGFR基因拷贝数增加的患者使用西妥昔单抗并没有显示出明显的获益，在其他研究中也观察到类似的阴性结果。导致这一矛盾的原因可能有两点:肿瘤组织混杂正常组织，FISH检测标准的不统一［5］。基于这些因素，将EGFR基因扩增用来预测西妥昔单抗治疗敏感性仍难以在临床推广。

此外，近来有研究［8］已经表明，同一个患者中原发灶和转移灶EGFR的表达存在变异，原发灶和转移灶中到底哪个病灶的EGFR表达状态是作为有效与否的决定因素还未得到确定。原发灶和相应转移灶的分子标记表达或基因状态水平的不同可能对临床试验的结果有所影响。

3 KRAS与西妥昔单抗

除了EGFR，决定西妥昔单抗敏感性的因素可能还有那些可以导致EGFR信号通路激活的突变。在结肠癌患者中，EGFR下游关键调解信号的组成性被激活，特别是KRAS/BRAF和PTEN/PIK3CA的突变最为常见［9］。人们对评估EGFR下游信号途径和西妥昔单抗的活性及有效性是否具有潜在关联越来越有兴趣。迄今为止，最引人注目的数据是KRAS突变与西妥昔单抗耐药有关联。

KRAS作为EGFR下游的一个小G蛋白，可以获得激活突变。KRAS突变可以独立影响帕尼珠单抗和西妥昔单抗的抗肿瘤疗效［10-11］。CRC中约有40%发生KRAS突变，90%以上涉及12和13密码子，KRAS的突变能够诱导细胞周期蛋白Cyclin D1的合成，激活 RAS/MAPK通路加速细胞增殖［10］。所以EGFR靶点的下游信号分子的突变状态是预测EGFR靶向治疗临床获益的关键。

早在2005年，Moroni等［12］在一项小型回顾性研究中发现，KRAS野生型的mCRC患者接受西妥昔单抗的治疗时缓解率较高。2006年，Lièvre等［13］检测了30例接受西妥昔单抗治疗的mCRC患者KRAS基因状态，在治疗有效的11例患者中没有发现KRAS突变，19例无反应患者中KRAS突变达68.4%，KRAS野生型患者的 OS明显高于突变型(16.3 个月 vs.6.9 个月，P=0.016)。类似的阳性结果在随后的几项大型临床研究中相继被证实，如Crystal研究、OPUS 研究等［14-15］。KRAS 基因 12、13密码子突变的结直肠癌患者几乎无法在西妥昔单抗治疗中获益，而KRAS野生型患者接受西妥昔单抗单药或联合化疗，中位生存期以及总生存率均有明显的改善，患者可以得到确切的生存受益［14-15］。这些研究结果具有显著的一致性，因此，2009年ASCO会议特别指出，基于相关文献的系统回顾，凡是意向接受抗EGFR抗体治疗的mCRC患者必须接受KRAS基因突变的检测［16］。目前，临床已广泛接受KRAS基因作为在一线治疗或化疗耐药后二线治疗中抗EGFR单抗疗效预测因子。

虽然KRAS野生型的患者对EGFR抑制剂显示出一定的获益，但并非所有KRAS野生型患者使用西妥昔单抗都有效。西妥昔单抗在KRAS野生型晚期结直肠癌患者中的有效率一直徘徊在40%左右，说明还有其他的对EGFR抑制剂耐药机制的存在，在西妥昔单抗治疗KRAS野生型结直肠癌中寻找新的疗效预测因素具有更深远的意义。

4 BRAF基因与西妥昔单抗

作为KRAS基因下游的直接效应因子，BRAF基因在大约8% ～10%的CRC患者中存在突变［14］，该突变与西妥昔单抗的疗效是否存在相关性值得分析。一项对113例接受西妥昔单抗或帕尼珠单抗治疗的mCRC患者研究中发现，BRAF基因突变患者PFS和OS明显低于 BRAF野生型患者［17］，Souglakos等［18］的研究也证实BRAF基因突变的患者肿瘤复发的几率更高，生存期更短。另一大型Ⅲ期临床试验［19］也对 mCRC患者 KRAS和 BRAF基因的突变状态进行了分析，在1 000例左右可测患者中，6%存在BRAF突变，但仅存在于KRAS野生型患者中，认为KRAS、BRAF突变是互相排斥的。该研究根据BRAF状态进行的分层分析显示，在BRAF野生型和突变型患者中西妥昔单抗+化疗的PFS与单纯化疗相比，在数值上均有占优的趋势，不过BRAF突变的患者预后较差。在KRAS和BRAF均为野生型的患者中，无论是西妥昔单抗联合FOLFIRI组或是单纯 FOLFIRI组，均具有较好的 ORR、PFS和 OS，这与 Lambrechts等［20］的研究结果一致。因此相关研究者认为，这些结果提示BRAF状态是一种预后因素而不是西妥昔单抗疗效的预测因素。BRAF本身突变率较低，且无论BRAF状态如何，KRAS野生型患者在化疗基础上联合西妥昔单抗均可在PFS方面获益，在临床上根据BRAF状态筛选一线患者的意义可能并不大。BRAF基因状态仅仅在KRAS野生型患者中可以用于对西妥昔单抗敏感与否的进一步评估。

类似的结果同样发生在胰岛素样生长因子-1(IGF-1)、表皮调节素(EREG)与角化细胞内分泌因子(AREG)上，EREG与AREG均是EGFR的配体，二者结合EGFR的作用弱于EGF，但结合效力更强，结合时间也更长。近期的研究结果显示，在接受西妥昔单抗治疗的KRAS野生型患者中，IGF-1阴性患者具有更高的有效率和更长的 mTTP［21］，EREG与AREG的高表达与 RR、PFS、OS呈一定的正相关［22］。这些研究提示 IGF-1阴性、EREG和(或)AREG高表达可能是KRAS野生型患者西妥昔单抗疗效阳性预测因素。但由于目前仍缺乏相应的循证医学证据支持，相比KRAS基因，这些基因能否作为西妥昔单抗的疗效预测因子仍缺乏有说服力的结论。

5 PIK3CA突变与西妥昔单抗

EGFR另一个信号通路是 PI3K/PTEN/AKT。PIK3CA基因编码脂质激酶与KRAS并列调控EGFR下游信号，PIK3CA基因在大约20%的CRC中存在突变，发生于外显子9(E542K，E545K)和外显子20(H1047R)，这种突变在CRC细胞模型中有着明确的致癌作用［23］。此外，由PIK3CA编码的PI3K的p110α亚基可以通过与RAS蛋白相互作用被激活，PI3K的启动信号通常受磷酸酶和PTEN的缺失所抑制。

最近Perrone等［24］调查了32例西妥昔单抗治疗的晚期结直肠癌患者，不仅证实了KRAS突变的阴性预测作用，还确定在对西妥昔单抗耐药的患者中PIK3CA基因中存在4个突变，即PI3K的p110a催化亚基，因此指出因为PI3KCA/PTEN失调而导致EGFR信号通路的激活可能促进西妥昔单抗治疗无效。但是在Prenen等［25］的研究中，调查了200例使用西妥昔单抗治疗或联合伊力替康治疗的mCRC患者中 PIK3CA和KRAS的突变状态，结果显示PIK3CA突变在KRAS野生型患者中与西妥昔单抗耐药并没有显著关联。PIK3CA突变是否具有与KRAS类似的预测作用，现有的研究证据尚无法得出一个明确的结论。

6 PTEN缺失与西妥昔单抗

PTEN基因是继p53基因之后另一改变较为广泛、与肿瘤发生关系密切的抑癌基因，是一种调控PI3K/AKT信号转导的肿瘤抑制蛋白。PTEN编码磷酸酶的主要作用底物为磷脂酰肌醇(3，4，5)-3磷酸肌醇(PIP-3)，是PI3K激活的产物，在PI3K-AKT信号途径中起重要的抑制作用。PTEN功能的缺失导致PIP-3浓度增加，随后AKT磷酸化保护肿瘤细胞避免凋亡刺激素的刺激。AKT在EGFR其他信号通路中扮演抗细胞凋亡的角色［26］。在肺癌中，AKT磷酸化与吉非替尼疗效相关。在早期CRCs中，AKT大约有60%出现磷酸化。PTEN的缺失与AKT信号的内在活性相关，其的缺失也可以使肿瘤对HER家族抑制剂耐药［27］。

在多种肿瘤中均发现存在PTEN缺失，如乳腺癌、结直肠癌、肺癌等。Jhawer等［28］研究发现，散发结直肠癌中大约有30%存在PTEN缺失，同时存在PIK3CK突变/PTEN表达缺失和RAS/BRAF突变的细胞系对西妥昔单抗有很高的耐药性。这进一步提示，关于 PIK3CK突变/PTEN表达缺失和 RAS/BRAF突变情况的筛选可能有助我们鉴别出能从西妥昔单抗治疗中获益的患者。

Frattini等［29］研究分析了27例接受西妥昔单抗治疗的EGFR高表达的mCRC患者，发现PTEN正常表达者的部分缓解率为62.5%，而PTEN缺失者均无效，提示PTEN是判断西妥昔单抗治疗预后的重要生物学标志。Loupakis等［30］做了一个关于西妥昔单抗联合伊立替康治疗伊力替康耐药mCRC患者的回顾性分析。他们将PIK3CA和KRAS联合PTEN表达突变进行分析，共有22/55(40%)的患者存在PTEN缺失，其中95%的患者与其耐药情况相符。相比之下，那些PTEN没有缺失的患者的有效率是36%。同时提出转移灶中PTEN缺失也可能是对西妥昔单抗联合伊立替康治疗耐药的预测因子，而联合PTEN的IHC检测和KRAS突变分析可以帮助筛选出那些有较大可能从EGFR抑制剂中获益的mCRC患者。

7 结论

靶向药物在肿瘤个体化治疗中占有十分重要的地位。寻找合理可靠的疗效预测因子可以更好地发挥靶向治疗的优势和作用，减少治疗的盲目性。目前，在西妥昔单抗用于mCRC的治疗中，仅有KRAS基因的预测作用得到临床医生的认可，EGFR过表达和EGFR基因扩增作为西妥昔单抗治疗mCRC有效的预测因子仍存在争议，PIK3CA的作用尚不明确，IGF-1、EREG/AREG、PTEN表达缺失的预测意义也无足够的循证医学证据支持。我们深刻认识到，任何单一因素的评估对西妥昔单抗获益人群的筛选都是不完全的，需要对患者原发灶及其相关转移灶中EGFR信号通路进行综合评估。关于结直肠癌患者对EGFR抑制剂(西妥昔单抗和帕尼珠单抗)敏感性的检测仍需进一步研究。

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