分子靶向治療在肺鱗癌中的研究進展

馬麗 張樹才

過去的十幾年中，分子靶向治療在肺腺癌的治療中具有里程碑式的作用，至少1/3的肺腺癌患者均能從靶向藥物治療中獲益，如人表皮生長因子受體（epidermal growth factor receptor, EGFR）抑制劑吉非替尼、厄洛替尼和?？颂婺嵋约伴g變性淋巴瘤激酶（anaplastic lymphoma kinase, ALK）抑制劑克唑替尼等，但肺鱗癌卻仍無明確的分子靶點指導臨床實踐[1]。最新報道陸續揭示了新的肺鱗癌相關基因改變。本文旨在綜述近年來肺鱗癌分子靶向治療的相關研究，從肺鱗癌流行病學特征、腫瘤發生及生物學差異、潛在分子靶點的發現與研究進展、臨床研究的進展等方面分析靶向藥物應用于肺鱗癌治療中的臨床價值。

1 肺鱗癌流行病學和病理學特征

肺鱗癌約占非小細胞肺癌的20%-30%，與吸煙密切相關[2]。肺鱗癌的組織病理特征為細胞角質化、細胞間橋呈珍珠狀，腫瘤細胞有大量胞質，不規則胞核，核仁較小[3]。臨床上可通過手術切除的腫瘤標本、細針穿刺細胞學或支氣管刷獲取的細胞學或組織學標本用于診斷。通過免疫組織化學法分析癌基因p63和甲狀腺轉錄因子-1（thyroid transcription factor-1, TTF-1）的表達水平協助診斷肺鱗癌。肺鱗癌均表達P63而不表達TTF1[3]。最近證據[4]表明P40，一個P63同型異構體抗體，對鱗狀細胞核特異性更高（ΔNP63），比傳統P63抗體更敏感。還有一些鱗狀細胞免疫標志物也被廣泛應用于臨床實踐，如高分子量的細胞角蛋白5/6（cytokeratin 5/6, CK5/6），但由于組織學的差異和染色分級系統不完善，其診斷的特異性和敏感性還有待進一步研究[5]。此外，腺鱗癌在非小細胞肺癌約占0.4%-4%，常見于吸煙、EGFR野生型和無ALK基因變異的患者[6]。因此，臨床醫生需進一步鑒別鱗癌和腺鱗癌。 由于分子檢測和臨床診斷多基于病理組織學的鑒定，組織學的誤差可能會導致一些潛在的病例錯失接受靶向治療的機會，因此臨床醫生也應總結臨床特征，加強與病理科醫師的協作，保證診斷的準確性。

2 腫瘤發生和生物學差異

2.1 腫瘤發生的基因變異 臨床治療療效的差異提示肺鱗癌的生物學特征與肺腺癌存在差異。新的分子檢測方法的出現使我們探索到鱗癌基因序列的特征。長期暴露于煙草導致上呼吸道正常上皮形態發生改變。支氣管上皮、粘膜的變化使基底細胞增生，鱗狀上皮化生，導致腫瘤的發生。最早的改變發生在正常上皮包括染色體3p區域性等位缺失（3p21, 3p22-24, 3p25），染色體9p21[細胞周期依賴性激酶抑制基因（cyclin-dependent kinase inhibit gene, CDKN2A）]和8p21-23缺失[7]。這些變異均伴隨著17p13[抑癌基因（P53 tumor protein, TP53）]、13q14[視網膜母細胞瘤基因1（retinoblastoma 1, RB1）]的缺失。證據[8]表明，除了上述位點變異，肺鱗癌可能還存在一些信號通路的改變。如磷脂酰肌醇3-激酶（phosphatidylinositol-3-kinase, PI3K）通路，泛素連接酶復合體銜接蛋白1（Kelch-like ECH-associated protein1,KEAP1）/小鼠核因子E2相關蛋白2（Rat nuclear factor erythroid 2-related factor 2, NFE2L2）通路等。研究者正試圖從中探索特異性鱗癌分子靶點，為開發新的藥物提供依據。

2.1.1 Y染色體性別決定區相關高速泳動族框因子（sryrelated HMG box-containing, SOX2）基因擴增 SOX2基因是一個最新發現的與肺鱗癌患者生存密切相關的癌基因，可以控制胚胎干細胞多能轉化和氣管支氣管上皮的形成。同時，SOX2參與了從正常上皮到惡性腫瘤的發展，促進鱗癌組織標志物的表達，如P63[9]。通過比較基因組雜交技術（comparative genomic hybridization, CGH）發現，60%-80%的鱗癌患者存在SOX2基因擴增，Wilbertz等[10]通過兩個獨立隊列研究發現了SOX2擴增在非小細胞肺癌中的作用。免疫組織化學染色分析指出，與肺腺癌相比，SOX2的表達在肺鱗癌中明顯升高（P＜0.001），熒光原位雜交技術檢測提示大多數肺鱗癌腫瘤組織中SOX2低水平擴增（68%，143/210例），而在肺腺癌中只發現6%例（13/208例）有SOX2低水平擴增。此外，高水平擴增只出現在肺鱗癌中（8%，16/210例）。SOX2蛋白高表達患者總生存期（overall survival, OS）相對延長（P=0.036），但SOX2高水平擴增與OS延長無明顯相關（P=0.078）。研究[8,11]表明，僅SOX2基因擴增雖不是組織惡性轉化的必要條件，但可能參與了腫瘤的發生，并促進鱗癌細胞的增殖、分化、侵襲和遷移。目前雖然未明確SOX2擴增是一個特異性的分子靶點，但由于這些腫瘤的細胞周期蛋白D1（cyclinD1）水平均過表達，因此，細胞周期抑制劑可能是一個潛在可行的治療手段[12]。

2.1.2 TP63擴增 P63是具有轉錄活性的P53的靶基因，而P63截斷體被認為是鱗癌細胞必要因子，是促進鱗癌發生發展的癌基因。截斷型ΔNP63α片段變異體普遍表達于鱗狀上皮和TP63擴增的肺癌細胞中。肺鱗癌中TP63既有基因擴增也有蛋白過表達[13]。一項Massion的研究[13]通過熒光原位雜交技術檢測出88%（191/271例）肺鱗癌有TP63擴增。在鱗狀細胞惡性轉化前就可以檢測到此基因拷貝數的增加，提示其在鱗癌早診中具有潛在的病理學價值。TP63基因擴增和過表達與肺鱗癌患者生存時間密切相關[14]。

2.1.3 KEAP1/NFE2L2基因突變 細胞通過KEAP1-NFE2L2通路調節對氧化應激及異源化合物應激的反應。研究表明，KEAP1基因突變在非小細胞肺癌中約占19%，其中大部分是肺腺癌[15]。NFE2L2是一個轉錄活性因子，參與谷胱甘肽合成，活性氧自由基滅活，抑制異源化合物活性。NFE2L2高表達和KEAP1低表達與非小細胞肺癌生存時間短密切相關[16]。研究[16]表明，NFE2L2突變主要發生在肺鱗癌中，與吸煙有關。在兩個KEAP1相連的區域出現NFE2L2突變，激活NFE2L2轉錄活性，促進細胞增殖分化[17]。Shibata[18]分析了NFE2L2點突變出現在10.7%（11/103例）原發非小細胞肺癌（主要是肺鱗癌）。一項研究[19]報道了mTOR激活存在于NFE2L2突變的腫瘤細胞系中，mTOR抑制劑西羅莫司（sirolimus）可在體內體外抑制該細胞的增殖。但目前尚無特異性的NFE2L2抑制劑。此外，其他基因可能在KEAP1-NFE2L2通路中也起一定修飾作用。Sarkaria[20]發現鱗狀細胞相關蛋白（defective in cullin neddylation 1, domain containing 1, DCUN1D1）擴增出現在48%（21/44例）原發肺癌中，其中63%（20/32例）肺鱗癌患者中存在DCUN1D1的過表達，而在腺癌中只發現了8%（1/12例），兩者具有統計學差異（P=0.004），提示其在鱗癌中的相對特異性表達，但仍需進一步明確其在鱗癌腫瘤發生發展中的作用。

2.2 潛在驅動基因

2.2.1 磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B/哺乳動物雷帕霉素靶蛋白（phosphatidylinositol-3-kinase/protein kinase B/mammalian target of Rapamycin, PI3K/Akt/mTOR）信號通路 PI3K/AKT/mTOR信號通路是一個調節細胞分化、代謝、增殖、血管發生的重要傳導通路。研究[20]表明PI3K/PTEN/AKT/mTOR通路的異常在肺鱗癌中比肺腺癌更常見。PIK3CA突變率在鱗癌中約占3.6%-6.5%，突變發生在第9和20外顯子[21]。Okudela等[22]通過熒光原位雜交技術檢測到43%（12/28例）日本肺鱗癌患者存在PIK3CA基因擴增，而Ji等[23]通過PCR技術檢測到42%（40/95例）中國肺鱗癌患者存在PIK3CA基因擴增。此外，AKT1是PI3K/AKT信號途徑的活性中心，AKT1的E17K突變導致PI3K/AKT信號通路的活化，具有抗腫瘤細胞凋亡，促進腫瘤細胞的增殖和分化的作用[24]。報道稱AKT1突變存在肺鱗癌中約7%（5/73例），但在肺腺癌中尚未發現，提示在肺鱗癌中AKT1 E17K突變可能作為治療肺鱗癌特異候選靶向基因發揮更重要的作用。PTEN是腫瘤抑制基因，可負調節PI3K-AKT-mTOR通路，PTEN缺失可以激活此通路，促進細胞生長和增殖。有研究[25,26]報道了PTEN表達缺失與PTEN甲基化分別發生在24%（30/125例）和35%（7/20例）的非小細胞肺癌中，指出PTEN基因突變在肺鱗癌中占10.2%（6/59例），明顯高于肺腺癌（1.7%，2/117例）（P=0.02）。來自紀念斯隆-凱特琳癌癥中心（MSKCC）的研究[27]發現，經免疫組化確診的肺鱗癌中未發現EGFR/KRAS突變，而發現4%（4/95例）PIK3CA突變和1%（1/95例）AKT1突變，為PIK3CA突變和AKT1突變作為肺鱗癌的靶向基因提供證據。此外，mTOR高表達于非小細胞肺癌中，其中肺鱗癌與肺腺癌的表達無統計學差異（P=0.65），與腫瘤侵襲性高、預后差明顯相關[28]。mTOR抑制劑（依維莫司）體內體外研究均可抑制腫瘤的生長，其應用于肺癌的I期/II期臨床研究獲得良好的安全性和有效性[29]。

一些PI3K通路的抑制劑正在用于實體瘤治療研究中，包括PI3K不同異構體的抑制劑，AKT1和mTOR抑制劑，PI3K/mTOR雙靶點抑制劑。這些研究的要點集中在肺腺癌中PIK3CA基因突變與其他癌基因的變異同時存在的情況下，如KRAS、BRAF、EGFR和EML4-ALK的基因變異。部分靶點陸續應用于肺鱗癌中，研究者試圖通過多靶點聯合抑制達到更好療效已經成為目前靶向治療的新方向[21]。

2.2.2 纖維母細胞生長因子受體1（fibroblast growth factor receptor 1, FGFR1）擴增 FGFR是一個酪氨酸激酶跨膜受體，參與胚胎的發育、細胞增殖、分化和血管生成。FGFR家族有四個成員（FGFR1、FGFR2、FGFR3、FGFR4），通過擴增、突變或易位而導致腫瘤的發生。2010年，FGFR1擴增首次發現于肺鱗癌中，吸煙可能通過破壞FGFR1蛋白的編碼基因而與肺鱗癌的發生密切相關[30]。近期Weiss等[31]在155例原發肺鱗癌標本中，通過單核苷酸多態性（single nucleotide polymorphism, SNP）技術發現22%例標本存在FGFR1擴增，而581例非鱗癌患者中，僅1%存在FGFR1基因擴增。結果顯示，FGFR1擴增可能是肺鱗癌特有的分子標志。進一步動物試驗中還指出在裸鼠致瘤模型中運用FGFR1抑制劑PD173074可使存在FGFR1基因擴增的肺鱗癌小鼠的腫瘤明顯縮小。一些選擇性FGFR1酪氨酸抑制劑（AZD4547、BGJ398）早期臨床試驗（ClinicalTrail.gov NCT01795768）亦在進行中[8]。

2.2.3 盤狀結構域受體（discoidin domain receptor tyrosine kinase 2, DDR2）突變 DDR是一個酪氨酸激酶受體，調節細胞粘連、增殖，通過與配體膠原連接調節胞外重建機制。非小細胞肺癌中DDR1的上調與無病生存時間和總生存時間延長密切相關，尤其是鱗癌[32]。2011年，Hammerman等[33]通過測序法檢測了290例肺鱗癌腫瘤組織和細胞系明確DDR2突變率為3.8%。進一步體外研究表明針對DDR1和DDR2的多激酶抑制劑達沙替尼可以抑制DDR2突變的腫瘤細胞增殖和分化。早期研究還發現了1例EGFR野生型肺鱗癌患者接受達沙替尼和厄洛替尼治療后影像學上病灶明顯縮小。而將治療前腫瘤組織進行DNA測序發現DDR2激酶區突變（S768R）[34]。肺鱗癌DDR2突變率雖然不高，接近于肺腺癌EML4-ALK融合基因的發生率，但若進一步研究發現肺鱗癌DDR2突變者對達沙替尼確實有效，將會對該亞型患者帶來革命性福音。

2.2.4 EGFR vIII變異 研究[35]表明，雖然EGFR敏感突變（19外顯子缺失和L858R點突變）在鱗癌中少見，但可以在部分患者中找到另外一種EGFR突變類型：外顯子2-7的第III類EGFR缺失突變（EGFR vIII）。這個區域缺失導致配體二聚體形成和促進磷酸化激活。這種突變在肺鱗癌的突變率約5%-8%。小樣本研究[36]表明EGFR vIII突變并不是一個對可逆型TKI敏感的突變類型。臨床研究和實踐中，大部分EGFR突變且EGFR-TKI受益者是肺腺癌患者，此突變的鱗癌患者能否獲得與腺癌同樣的療效尚缺乏大樣本研究。未來的研究重點應探索不可逆EGFR/Her2抑制劑Neratinib、Afatinib在肺鱗癌中的作用以及EGFR vIII突變能否作為此類藥物療效預測的分子標志。

3 總結

第二代基因測序技術的快速發展使了解不同種類疾病的基因組學特征成為可能，使肺鱗癌的個體化治療緊隨肺腺癌的發展，成為目前關注的熱點之一。目前可行的靶向治療在PIK3CA突變（20%-30%）、FGFR1擴增（20%）和 DDR2突變（4%）已經成為個體化治療靶點的選擇[8]。DDR2突變和FGFR1擴增導致相應跨膜受體信號下調增加。PIK3CA、PTEN和AKT基因變異導致PI3K通路激活。KEAP1或NFE2L2突變導致NFE2L2介導的細胞保護基因表達增加。SOX2擴增導致控制腫瘤生長的SOX2介導基因激活。此外，突變基因還包括TP53、CDKN2A、MLL2、NOTCH1、RB1和HLA-A。最新研究[37]表明免疫治療在腫瘤治療中也發揮了重要的作用，如程序性死亡分子1（programmed death 1, PD1）和細胞毒T淋巴細胞相關抗原4（cytotoxic T lymphocyte-associated antigen-4,CTLA4）抑制劑。重要的通路包括NFE2L2/KEAP1、PI3K/AKT、CDKN2A/RB1，這些基因也參與鱗狀細胞的惡性轉化。針對這些新靶點的臨床研究正在開展，雖然存在很多爭議和疑惑，但這些發現和探索將會為肺鱗癌的個體化靶向治療提供新的思路和診療方案。