动态监测循环肿瘤DNA解码ALK阳性NSCLC靶向治疗耐药进化过程

近日，国际知名期刊《胸部肿瘤学杂志》（Journal of Thoracic Oncology, JTO）正式发表了中山大学肿瘤防治中心肺癌首席专家张力教授团队与贝达药业及瑞普基因合作的最新研究成果：通过动态循环肿瘤DNA（ctDNA）测序解码间变性淋巴瘤激酶（ALK）阳性非小细胞肺癌（NSCLC）患者对恩沙替尼的进化反应。该研究由张力教授牵头，贝达药业作为申办方，瑞普基因作为基因检测及数据分析方共同完成，是目前已知的在ALK阳性NSCLC患者中规模最大的动态ctDNA相关研究。

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研究背景

非小细胞肺癌患者中，约有3%～7%的患者携带有ALK融合突变，ALK基因融合因更加容易获得长期生存，因而被称为“钻石突变”。目前全球已有多款ALK TKI上市，如克唑替尼、阿来替尼、塞瑞替尼、布格替尼和劳拉替尼等，文章发表时，恩沙替尼作为全球首个率先在中国上市再申请美国上市的ALK TKI，也是中国第一个自主知识产权ALK TKI已经获得中国国家药品监督管理局（NMPA）批准上市，用于接受过克唑替尼治疗后进展的或者对克唑替尼不耐受的ALK阳性的局部晚期或转移性非小细胞肺癌患者的治疗。ALK TKI给患者带来巨大临床获益的同时，最终都不可避免地产生耐药，导致疾病进展。既往文献报道，ALK耐药机制包括ALK激酶区二次突变、基因扩增以及ALK非依赖性耐药机制比如旁路激活、病理类型转换等。ALK激酶区二次突变是最常见的耐药机制，不同ALK抑制剂的耐药位点也不尽相同。但是，相当比例的患者通过ALK非依赖性耐药机制产生耐药进展，具体机制还不明确。因此，了解药物耐药机制和提供耐药后的治疗办法，是临床应用和研究中的热点。

ctDNA是肿瘤细胞释放到外周血中的降解DNA片段，由于无创等特点，被认为是组织检测的必要补充手段。研究表明，与基于单病灶的分子研究相比，ctDNA异质性更小，灵敏度足够高的时候可以更全面地分析肿瘤异质性及亚克隆信息。NGS高通量测序技术及分析是研究关于ALK药物治疗响应，肿瘤异质性以及监测耐药情况的利器。

因此，为了解ALK阳性非小细胞肺癌患者在靶向治疗过程中的进化耐药的过程，使更多患者能够从治疗中长期获益，张力教授团队在恩沙替尼Ⅱ期临床研究（BTP-42322研究）中动态收集患者外周血的ctDNA，采用NGS基因测序及分析方法（212 基因panel；瑞普基因），对治疗过程中的基因突变状态进行了深入研究，揭示出TP53突变在耐药进化过程中的重要作用，并揭示了恩沙替尼的ALK依赖性及ALK非依赖性耐药机制，为恩沙替尼在一线应用提供了更丰富的参考和依据。

研究的主要创新点

  1. 发现基线ALK/TP53突变是重要的预后因素
    基线ALK/TP53突变显著影响患者预后。基线有ALK二次突变患者的中位无进展生存期（Progression Free Survival，PFS）与没有发现ALK二次突变的患者相比明显较短（4.2个月[95%CI, 3.9～4.4个月] vs 13.6个月[95%CI, 11.4～15.8个月],P< 0.0001）。基线有TP53突变患者的中位PFS与没有发现TP53突变的患者相比也明显较短（4.2个月[95%CI,3.9～4.6个月] vs 11.7个月[95%CI,9.0～14.5个月],P< 0.0001）。多因素分析进一步提示，淋巴结转移、TP53突变和ALK二次突变数量与PFS孤立相关。

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  1. 动态ctDNA分析显示TP53突变通过增加基因组不稳定性加速耐药的发生
    根据突变图谱分析，发现基线TP53突变患者具有更高的基线突变负荷（Mutation Burden）。并且，无论TP53是否存在突变，患者的突变负荷均会在治疗后显著下降至同一水平。但在耐药时，基线TP53突变患者将再次检出更高的突变负荷，提示TP53突变削弱了肿瘤抑制功能，增加了基因组的不稳定性，加速了靶向治疗过程中的遗传进化，并最终加速耐药的发生。

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  1. 动态ctDNA分析揭示恩沙替尼的ALK依赖性耐药机制
    该研究从突变频率和突变丰度两个维度出发，对患者接受恩沙替尼治疗前、治疗中及耐药时的ALK突变位点进行了动态分析。研究结果提示，与基线相比，恩沙替尼治疗进展时ALK G1269A、G1202R、E1210K突变频率及丰度显著升高。并且，上述突变也是治疗中及耐药时最常见的新发ALK二次突变位点。提示上述突变在治疗过程中积累，可能与耐药机制相关。

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进一步的PFS分析提示，基线即检出上述突变的患者的PFS与基线没有发现突变的患者相比明显更短，进一步明确了ALK的依赖性耐药机制主要由ALK G1269A, G1202R和E1210K突变导致。

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  1. 动态ctDNA分析揭示恩沙替尼的ALK非依赖性耐药机制
    在疾病已经进展的115名患者中，一共有68名患者在进展时未能检出ALK二次突变，其耐药可能与ALK非依赖性耐药机制相关。为此，该研究利用动态ctDNA检测获取的突变信息，进行克隆进化分析，筛选出耐药时扩增较为明显的亚克隆（扩增大于1.5倍），并进一步对扩增亚克隆所包含的基因突变进行蛋白功能影响预测，最终识别出丰度增加且可能影响蛋白质功能的突变。该研究发现，这些与ALK非依赖性耐药相关的突变涉及旁路信号激活、下游效应蛋白再激活、上皮-间充质转化以及表观遗传学调控等多种方面，可能在ALK抑制剂的耐药过程中发挥重要作用。

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结语

中山大学肿瘤防治中心张力教授团队、贝达药业、瑞普基因强强联手贡献的这项研究发现，在恩沙替尼靶向治疗过程中，TP53突变可以促进肿瘤进化，加速耐药的发生。同时，该研究还揭示了恩沙替尼的ALK依赖性耐药机制及ALK非依赖性耐药机制，进一步明确了恩沙替尼的耐药机制。该研究强调了动态ctDNA分析在监测药物疗效响应，肿瘤进化方面的巨大应用潜力，为恩沙替尼药物一线应用及ctDNA检测在临床上的广泛应用增添了新证据。

中肿张力教授团队、贝达药业、瑞普基因合作成果发布