NKX2-1

撰文丨王聪编辑丨王多鱼排版丨水成文KRAS是肺腺癌（肺癌的一类，约占肺癌总数的一半）中最常见的突变基因之一，常在密码子12、13和61处发生突变。KRAS突变已被证明通过介导下游信号通路的激活，包括RAF、MEK和ERK通路，发挥致癌驱动作用。虽然KRAS长期以来一直被认为是一个不可成药靶点，但最近开发的KRASG12C抑制剂已经改变了携带该基因突变的癌症的治疗策略。两种KRASG12C抑制剂——Sotorasib和Adagrasib，已被FDA批准用于携带KRASG12C突变的肺癌治疗，这些抑制剂还在结直肠癌和胰腺癌中也观察到了早期疗效的迹象。此外，针对其他KRAS突变的抑制剂，包括KRASG12D，也正在开发中。虽然这些药物在治疗KRAS突变型肺癌方面有效，但原发性和获得性耐药性普遍存在，因此了解KRAS抑制剂产生耐药的机制至关重要。2024年2月22日，中国科学院分子细胞科学卓越创新中心季红斌团队联合纽约大学医学院Kwok-Kin Wong团队、哈佛医学院丹娜法伯癌症研究所Andrew J. Aguirre团队以及清华大学张奇伟团队，在 Cancer Cell 期刊发表了题为：Adeno-to-squamous transition drives resistance to KRAS inhibition in LKB1-mutant lung cancer 的研究论文。该研究表明，肺腺鳞癌转分化（AST）驱动了KRAS抑制剂耐药性的产生，并进一步确定了KRT6A的表达水平可有效预测肺腺癌患者对KRAS抑制剂治疗的响应，为肺腺癌的KRAS靶向治疗提供了预测性生物标志物。KRASG12C抑制剂（Adagrasib和Sotorasi）在针对KRASG12C突变的肺癌方面显示出临床前景，但大多数患者最终会产生耐药性。目前已有多项研究报道了KRASG12C抑制剂耐药的遗传和非遗传机制。2021年6月，Andrew J. Aguirre团队在《新英格兰医学杂志》（NEJM）发表论文【2】，描述了从腺癌（ADC）到鳞状细胞癌（SCC）的组织学转变可能作为获得性耐药的机制。在这项研究中，在获得性耐药时进行重复肿瘤活检的9名肺腺癌患者中，有2名患者显示出SCC组织学，没有证据表明同时存在可以解释耐药的基因组改变。虽然这些数据表明这种肺腺鳞癌转分化（adeno-to-squamous transition，AST）与KRASG12C抑制剂耐药性之间存在潜在联系，但需要更多的临床前和临床数据来确定AST在介导耐药性中的因果关系。以往的研究已经注意到AST作为一种新兴的靶向治疗耐药机制。例如，在接受第三代EGFR酪氨酸激酶抑制剂Osimertinib治疗后复发的肺腺癌患者中，有8%（5/62）出现了AST。虽然AKT通路激活和MYC和SOX转录因子家族的异常活动已被暗示在酪氨酸激酶抑制剂治疗前后存在差异激活，但KRAS抑制导致AST的机制仍有待阐明。基于两种常见的KRAS突变——G12C和G12D，已经建立了基因工程小鼠模型，用于人类肺腺癌研究。LKB1基因通常在15%-30%的人类肺腺癌中与KRAS同时突变，在小鼠中敲除Lkb1会敲除促进肺癌进展。LKB1是染色质可及性的中心调节器，导致在具有NKX2基序的基因组区域可及性降低，而在具有SOX基序的基因组区域可及性增加。有趣的是，Lkb1缺陷诱导KrasG12D突变的肺腺癌向鳞状细胞癌转分化。这一过程与鳞状上皮标志物的逐渐增加有关，包括ΔNp63、SOX2和KRT5/14，并逐渐降低NKX2-1的表达。在这项最新研究中，研究团队分析了KRYSTAL-1试验（Adagrasib治疗KRASG12C突变的肺癌）中Adagrasib治疗结果的转录水平相关因素，并提出了临床获益的生物标志物，还利用基因工程小鼠模型和类器官模型进行了机制研究，并确定了控制肺腺鳞癌转分化（AST）过程的转录因子轴。具体来说，该研究发现，在具有KRASG12C和LKB1共突变的腺癌肺患者中，治疗前活检中鳞状细胞癌基因特征的富集与Adagrasib响应不佳相关。对Lkb1缺陷的KRASG12C和KrasG12D肺癌小鼠模型和类器官进行KRAS抑制剂治疗的研究表明，肿瘤调用一种谱系可塑性程序——肺腺鳞癌转分化（AST），从而使KRAS抑制产生耐药性。转录组和表观基因组分析表明，ΔNp63驱动AST并调节对KRAS抑制的反应。该研究还发现了一个中间的高可塑性细胞状态，其标志是AST可塑性特征和Krt6a的表达。值得注意的是，基线AST可塑性特征和KRT6A的表达与Adagrasib的响应不佳相关。这些数据揭示了AST在KRAS抑制剂耐药中的作用，并为肺癌的KRAS靶向治疗提供了预测性生物标志物。论文链接：1. https://www-cell-com.libproxy1.nus.edu.sg/cancer-cell/fulltext/S1535-6108(24)00036-92. https://www-nejm-org.libproxy1.nus.edu.sg/doi/10.1056/NEJMoa2105281声明：发表/转载本文仅仅是出于传播信息的需要，并不意味着代表本公众号观点或证实其内容的真实性。据此内容作出的任何判断，后果自负。若有侵权，告知必删！长按关注本公众号   粉丝群/投稿/授权/广告等请联系公众号助手 觉得本文好看，请点这里↓

引言KRASG12C抑制剂（阿达格拉西布（adagasib）和索托拉西布（sotorasib）已显示出靶向KRASG12C突变肺癌的临床前景；然而，大多数患者最终会产生耐药性。2024年2月22日，中国科学院分子细胞科学卓越创新中心季红斌、纽约大学Kwok-Kin Wong、哈佛医学院Andrew J. Aguirre及清华大学张奇伟共同通讯在Cancer Cell 在线发表题为“Adeno-to-squamous transition drives resistance to KRAS inhibition in LKB1 mutant lung cancer”的研究论文，该研究在KRASG12C和STK11/LKB1共突变的肺腺癌患者中，发现治疗前活检中鳞状细胞癌基因特征的富集与阿达格拉西布的不良反应相关。对Lkb1缺陷KRASG12C和KrasG12D肺癌小鼠模型和KRAS抑制剂治疗的类器官的研究表明，肿瘤调用谱系可塑性程序，即腺-鳞状转化(AST)，使其能够抵抗KRAS抑制。转录组学和表观基因组学分析显示ΔNp63驱动AST并调节对KRAS抑制的反应。通过AST可塑性特征和Krt6a的表达确定了中间高塑性细胞状态。值得注意的是，AST可塑性特征和KRT6A在基线时的表达与阿达格拉西布不良反应相关。这些数据表明AST在KRAS抑制剂耐药中的作用，并为肺癌KRAS靶向治疗提供了预测性生物标志物。KRAS是肺腺癌(ADC)中最常发生突变的基因之一，常在密码子12、13和61处发生突变。KRAS突变已被证明通过介导下游信号的激活作为致癌驱动因素，包括快速加速纤维肉瘤(RAF)、有丝分裂原激活蛋白激酶(MEK)和细胞外调节蛋白激酶（ERK）通路。虽然KRAS长期以来一直被认为是一个具有挑战性的治疗靶点，但最近开发的KRASG12C的无活性、GDP结合形式的共价抑制剂已经改变了含有这种突变的肿瘤的治疗策略。两种KRASG12C抑制剂sotorasib (AMG510)和adagrasib (MRTX849)已经证明了KRASG12C突变肺癌的临床疗效，现在被批准用于二线或其他治疗。此外，已经观察到这些KRASG12C抑制剂在结直肠癌和胰腺癌中的早期疗效迹象。此外，针对其他KRAS突变(包括KRASG12D)的抑制剂正在开发中(例如MRTX1133)。虽然这些治疗策略在治疗KRAS突变肺癌方面是有效的，但原发性和获得性耐药是常见的，了解KRAS抑制的耐药机制对于促进有效的联合治疗策略至关重要。先前的研究已经注意到AST是一种对其他靶向治疗产生耐药性的新兴机制。例如，在接受第三代EGFR酪氨酸激酶抑制剂(TKI)奥希替尼治疗后复发的肺ADC患者中，有8%(5/62)发现AST虽然AKT通路激活和MYC和SOX转录因子家族(TFs)的异常活性在TKI治疗前后被不同地激活，但KRAS抑制导致AST的机制仍有待阐明。模式图（Credit: Cancer Cell）基于两种常见的KRAS突变，包括G12C和G12D替换，例如，KRAS LSL-G12C/+和KRAS LSL-G12D/+，已经建立了基因工程小鼠模型(GEMMs)来重现人类肺ADC。STK11(丝氨酸-苏氨酸激酶11)/LKB1通常在15%-30%的人肺ADC中与KRAS同时突变，小鼠中LKB1敲除促进肺癌进展。LKB1是染色质可及性的中心调节因子，导致NKX2基序基因组区域的可及性降低，而SOX基序基因组区域的可及性增加。有趣的是，Lkb1缺乏诱导KRASG12D突变的肺ADC发生鳞状转变。这一过程与鳞状标记物(包括ΔNp63、SOX2和KRT5/14)的表达逐渐增加以及NKX2-1的表达逐渐降低有关。该研究调查了KRYSTAL-1试验中阿达格拉西布治疗结果的转录相关因素，并揭示了临床获益的生物标志物。此外，利用GEMMs和类器官模型进行了机制研究，并确定了控制AST过程的TF轴。该研究提高了对AST和KRAS抑制剂耐药状态的理解，同时为未来的临床研究提供了重要的生物标志物关系。原文链接https://www-cell-com.libproxy1.nus.edu.sg/cancer-cell/fulltext/S1535-6108(24)00036-9责编|探索君排版|探索君文章来源|“iNature”End往期精选围观一文读透细胞死亡(Cell Death) | 24年Cell重磅综述（长文收藏版）热文Nature | 破除传统：为何我们需要重新思考肿瘤的命名方式热文Nature | 2024年值得关注的七项技术热文Nature | 自身免疫性疾病能被治愈吗？科学家们终于看到了希望热文Nature | 癌症与神经系统的致命舞蹈

作为最早应用酪氨酸激酶抑制剂（TKI）类靶向药的癌症亚型之一， 作为最早应用酪氨酸激酶抑制剂（TKI）类靶向药的癌症亚型之一，EGFR突变阳性非小细胞肺癌（NSCLC）的靶向治疗，确实反映着精准治疗的航向。 在晚期患者的预后被EGFR-TKI显著改善后，2020年关键临床研究ADAURA的提前成功[1]，则标志着以奥希替尼为代表的第三代EGFR-TKI，能够参与到围术期患者的辅助治疗中，开启“靶向辅助治疗”的全新治疗模式。 不知不觉，距离ADAURA研究的成功也有三年了，那么EGFR突变阳性NSCLC的辅助靶向治疗，还有哪些问题悬而未决，亟待科学家和医生们给出答案呢？近期发表在JAMA Oncology上的一篇综述，就深度剖析了这个问题[1]。 论文首页截图 当前临床研究提供的EGFR-TKI辅助治疗证据 较早使用第一代EGFR-TKI辅助治疗的临床研究，如BR19、RADIANT等均未达到阳性结果，我国学者吸取了早期研究未精准选择EGFR突变阳性人群的教训，主持并开展了多项关键研究，如EVAN（使用厄洛替尼）、ADJUVANT（吉非替尼）、EVIDENCE（埃克替尼）等，大多报告了无病生存期（DFS）显著获益。 不过，上述研究的DFS获益存在一定差异，且受到后线治疗等因素的影响，第一代EGFR-TKI均未能在研究中显著延长患者的总生存期（OS），长期DFS获益也仍不够明确（如ADJUVANT研究试验组/对照组5年DFS率无差异）。 而ADAURA研究中奥希替尼的疗效则全面超越了第一代EGFR-TKI：研究最新随访数据显示，对分期在IB-IIIA期的可手术患者，奥希替尼可使患者疾病进展或死亡风险下降73%（HR=0.27），4年DFS率接近翻倍（73%/38%）[2]。虽然目前研究随访时间尚不足以得到成熟OS结果，但奥希替尼已被国内外权威指南所推荐。 ADAURA研究4年随访数据图 值得注意的是，ADAURA研究在设计上“允许但不强制”入组患者使用奥希替尼前，接受传统的含铂双药辅助化疗，且无论患者是否接受化疗，均不显著影响奥希替尼的获益。但从历史数据来看，辅助化疗对EGFR突变阳性NSCLC是否有获益仍存在很大争议，ADAURA研究和权威指南也暂时无法回答这一问题。 EGFR突变阳性NSCLC复发模式及复发后的管理 有真实世界研究显示，EGFR突变阳性NSCLC患者接受根治性治疗后，存在更高的疾病复发/远处转移风险，而最常见的复发部位依次为脑、疾病原位（肺）、骨和肝[3-4]。使用吉非替尼的ADJUVANT研究中，脑转移也仍是患者最常见的远处转移，且第一代EGFR-TKI入脑能力有限，无法显著降低脑转移发生风险。 而ADAURA研究的复发模式数据则显示，奥希替尼可有效降低患者脑转移风险，36个月时仅2%患者新发脑转移（对照组为11%，相应HR=0.24），至于第三代EGFR-TKI对其它部位复发/转移风险的影响，还有待更多数据报告。 奥希替尼可有效降低患者脑转移风险 对出现疾病复发的患者，既往的ADJUVANT、SELECT等研究采用以一代EGFR-TKI再挑战的策略，能一定程度上延缓疾病再次进展，但这仅限于辅助治疗结束后的疾病复发；进入奥希替尼治疗时代后，也可考虑相似的TKI再挑战策略，但由于奥希替尼的耐药机制比第一代EGFR-TKI更复杂，应对策略仍需更多探索。 共突变和免疫微环境的影响 EGFR突变阳性NSCLC较常见的共突变有TP53、RB1等，且大量临床数据显示，TP53共突变与晚期患者不良预后有关，TP53/RB1同时存在则可能介导组织学类型转化（即NSCLC转化为小细胞肺癌）；而可手术的早期肿瘤，也存在显著的瘤内异质性和基因组不稳定性，意味着共突变也将产生深远影响。 我国学者对ADJUVANT研究患者数据（n=171）进行分析后，将EGFR突变阳性可手术NSCLC患者分为三个亚组，而TP53 4/5号外显子突变、RB1突变及NKX2-1、CDK4、MYC基因的拷贝数变异均可作为预测性标志物[5]，但样本量仍嫌不足。 目前ADAURA研究尚无此类分析结果报告，期待未来能看到相关信息，此外还应分析辅助化疗和EGFR-TKI治疗对免疫微环境的影响，寻找新的生物标志物，乃至为免疫治疗的应用铺路。 MRD和ctDNA的应用 液体活检ctDNA可评估可手术NSCLC患者是否仍存在分子残留病灶（MRD），以预测患者疾病复发和远处转移风险，但目前专门分析EGFR突变阳性患者MRD状况与预后关系的研究还很少，只有一项韩国研究显示，手术后4周时仍有MRD（基线ctDNA阳性）与患者较短的DFS有关[6]，该研究也未使用EGFR-TKI治疗。 辅助治疗最优时长是多久？ 早期使用一代EGFR-TKI的临床研究中，普遍将辅助治疗时长定为两年，但生存曲线的快速重合提示治疗时长仍有不足，因此ADAURA研究将奥希替尼辅助治疗的时长设定为3年，目前尚未观察到延长治疗期导致的明显毒性，近期启动的临床II期TARGET研究，则将探索奥希替尼辅助治疗5年的疗效和安全性。 总结 虽然ADAURA研究的OS结果必将受到诸多因素影响，还需要非常长期的随访观察，但奥希替尼即使只能显著延缓疾病复发、改善患者临床症状，也将带来巨大的治疗获益，因此奥希替尼辅助治疗3年（大多推荐在化疗后序贯使用），已成为目前国内外推荐的EGFR突变阳性可手术NSCLC标准辅助治疗方案。 参考文献： [1]Passaro A, Mok T S K, Attili I, et al. Adjuvant Treatments for Surgically Resected Non–Small Cell Lung Cancer Harboring EGFR Mutations: A Review[J]. JAMA Oncology, 2023. [2]Herbst R S, Wu Y L, John T, et al. Adjuvant osimertinib for resected EGFR-mutated stage IB-IIIA non–small-cell lung cancer: updated results from the phase III randomized adaura trial[J]. Journal of Clinical Oncology, 2023, 41(10): 1830-1840. [3]Chouaid C, Danson S, Andreas S, et al. Adjuvant treatment patterns and outcomes in patients with stage IB-IIIA non-small cell lung cancer in France, Germany, and the United Kingdom based on the LuCaBIS burden of illness study[J]. Lung Cancer, 2018, 124: 310-316. [4]Galvez C, Jacob S, Finkelman B S, et al. The role of EGFR mutations in predicting recurrence in early and locally advanced lung adenocarcinoma following definitive therapy[J]. Oncotarget, 2020, 11(21): 1953-1960. [5]Liu S Y, Bao H, Wang Q, et al. Genomic signatures define three subtypes of EGFR-mutant stage II–III non-small-cell lung cancer with distinct adjuvant therapy outcomes[J]. Nature Communications, 2021, 12: 6450. [6]Ahn M J, Jung H A, Ku B M, et al. 933MO Longitudinal monitoring of circulating tumor DNA from plasma in patients with curative resected stage IA-IIIA EGFR mutant non-small cell lung cancer[J]. Annals of Oncology, 2022, 33(Supplement 7): S974.