ros1基因在非小細(xì)胞肺癌中的研究進(jìn)展

ros1基因在非小細(xì)胞肺癌中的研究進(jìn)展

現(xiàn)在，在世界范圍內(nèi)，肺癌是與癌有關(guān)死亡的主要原因。在所有肺癌患者中，非小細(xì)胞肺癌（nic）約占85%。針對肺癌的治療,肺癌傳統(tǒng)的方法包括手術(shù)、放療和化療。肺癌晚期的患者,則往往只能以姑息治療,通常效果不佳,而很多患者確診時便已是腫瘤晚期。近年來,隨著對肺癌的不斷深入研究,發(fā)現(xiàn)NSCLC的發(fā)生發(fā)展與多種信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的紊亂息息相關(guān),它是一種因遺傳變異而產(chǎn)生顯性促癌基因驅(qū)動的一種異質(zhì)性疾病,NSCLC腫瘤細(xì)胞的增殖常常依賴于這些活化的癌基因。通過抑制癌基因的活性阻止細(xì)胞增殖和細(xì)胞信號傳導(dǎo),可以最終導(dǎo)致生長停滯和/或細(xì)胞死亡。因此,針對基因的靶向治療占據(jù)著越來越重要的地位。ROS1是新近發(fā)現(xiàn)的肺癌相關(guān)驅(qū)動基因,本文將對其與肺癌的關(guān)系予以綜述。1ros1蛋白的結(jié)構(gòu)ROS1是一種原癌基因,野生型的ROS1定位于染色體6q21上,編碼2347個氨基酸;受體酪氨酸激酶(receptortyrosinekinase,RTK)家族是由58個跨膜蛋白組成,調(diào)節(jié)細(xì)胞的增殖、遷移和細(xì)胞周期進(jìn)程。ROS1是RTK超家族成員之一,屬于II類RTK,是由9個重復(fù)的纖維蛋白樣模體、一個短的跨膜域和一個胞內(nèi)TK區(qū)組成的胞外配體結(jié)合的結(jié)構(gòu)域組成,雖然目前很少知道這個胞外孤兒受體的功能,但是ROS1的結(jié)構(gòu)提示它可以直接耦合細(xì)胞外粘附介質(zhì)產(chǎn)生以酪氨酸磷酸化為基礎(chǔ)的細(xì)胞內(nèi)信號傳導(dǎo)。ROS1蛋白在成年人中表達(dá)最高的是腎臟,但也發(fā)現(xiàn)在小腦,周圍神經(jīng)組織,胃,小腸和結(jié)腸。目前發(fā)現(xiàn),ROS1和間變性淋巴瘤激酶(anaplasticlymphomakinase,ALK)之間在氨基酸激酶結(jié)構(gòu)域范圍內(nèi)有49%的同源性,并且在ATP結(jié)合位點(diǎn)77%的存在同一性,這使得運(yùn)用ALK激酶抑制劑治療ROS1重排陽性的NSCLC成為可能。ROS1激酶的激活導(dǎo)致了幾種致癌途徑下游信號PI3K/AKT/mTOR,STAT3,RAS/MAPK/ERK,VAV3和PLCγ的激活,通過染色體重排可以促進(jìn)癌細(xì)胞的生長。2羅斯1基因的異常和臨床特征2.1ros1融合基因ROS1基因重排是1987年第一次在神經(jīng)膠質(zhì)母細(xì)胞瘤中被發(fā)現(xiàn)的,隨后發(fā)現(xiàn)存在于8.7%膽管癌和0.5%的卵巢癌患者中,ROS1在6q21的微缺失導(dǎo)致FIG融合,從而形成FIG-ROS1融合基因,這種融合蛋白是一種強(qiáng)效致癌基因,它的轉(zhuǎn)化潛力在于它能夠與高爾基體相互作用的能力;2007年,Rikova等在41例NSCLC細(xì)胞株和150例NSCLC臨床樣本中發(fā)現(xiàn)ROS1基因重排(SLC34A2-ROS1,CD74-ROS1);隨著對癌基因ROS1融合蛋白的不斷認(rèn)識,發(fā)現(xiàn)ROS1在多種癌中促進(jìn)癌的惡性轉(zhuǎn)化,包括肺癌,膽管細(xì)胞癌,漿液性卵巢癌以及胃癌等,目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)ROS1有9種融合基因亞型(FIG-ROS1,CD74-ROS1,SLC34A2-ROS1,TPM3-ROS1,SDC4-ROS1,EZR-ROS1,LRIG3-ROS1,KDELR2-ROS1和CCDC6-ROS1)。ROS1所有已確定的斷點(diǎn)均位于外顯子32、34、35,這使得所有融合基因保留了ROS1的激酶結(jié)構(gòu)域,并被證實(shí)在實(shí)驗(yàn)動物體內(nèi)均有致癌作用。SLC34A2-ROS1和CD74-ROS1ROS1是基因重排中最常見的兩種,其中CD74-ROS1約占30%,CD74-ROS1的表達(dá)具有高度侵襲性和轉(zhuǎn)移能力,此與突觸延長樣蛋白的E-SYT1的磷酸化有關(guān)。Preusser等研究表明,ROS1重排不是肺癌腦轉(zhuǎn)移的危險(xiǎn)因素,但此結(jié)果仍有待進(jìn)一步研究。2.2ros1融合陽性與其他靶基因突變的關(guān)系在一些大樣本的研究中,ROS1的重排陽性率在NSCLC中為(18/1073、1.7%,13/1476、0.9%,5/482、1.2%);在單純腺癌中的比率為(18/694、2.6%,13/1116、1.2%,3/244、1.2%);在單純鱗癌中的比率為(0/200、0%,0/233、0%,2/138、1.4%)。上述研究提示ROS1在NSCLC中的比率約為1%~2%,且大部分為肺腺癌患者。絕大多數(shù)ROS1重排陽性是與其他靶基因突變是互斥的,但在Go等和Rimkunas等的研究中,分別檢測到了一例和兩例ROS1/EGFR融合突變患者。在EGFR/ALK/KRAS三陰的患者中其重排陽性率可提高到7.4%~14.5%;Sholl等在其他已知的靶向基因均為野生型的情況下,在不吸煙的患者中檢測到ROS1的重排陽性率為13%;而Kima等在單純未吸煙的患者中檢出率為3.1%。ROS1重排陽性的患者臨床特征與ALK重排陽性者類似,其優(yōu)勢人群均傾向于亞裔、從不吸煙的肺腺癌年輕患者,但Yoshida等也檢測到一例ROS1融合陽性存在于腺鱗癌患者中;在組織病理學(xué)的形態(tài)中往往局部存在伴有印戒細(xì)胞的實(shí)性區(qū),以及富含細(xì)胞外粘液的篩狀結(jié)構(gòu),或者局部為乳頭狀腺泡細(xì)胞癌,在性別上趨向于女性[13,19,20,21,23,24];所有ROS1重排陽性的病人其腫瘤細(xì)胞的免疫組織化學(xué)染色(亦稱免疫組化,immunohistochemistry,IHC)中TTF-1均陽性,而p63有些報(bào)道全為陰性,有些則有少數(shù)陽性。ROS1陽性和陰性的病人總體生存期并無大的差異,但是ROS1陽性的病人比陰性的無進(jìn)展生存期(progressfreesurvival,PFS)短,預(yù)后差,ROS1重排陽性可能是NSCLC不良預(yù)后的一個獨(dú)立因素,因此融合陽性的患者在手術(shù)切除后可能需要更積極的輔助治療和復(fù)發(fā)監(jiān)測。2.3ros1在膜瘤中的生長用組織芯片的方法分析NSCLC發(fā)現(xiàn)20%~30%的病例中有ROS1的表達(dá)量顯著升高,且其擴(kuò)增大部分是在肺腺癌患者中,并且發(fā)現(xiàn)在33%~56%的腦膜瘤和脊膜瘤中均有擴(kuò)增。在NSCLC中ROS1過表達(dá)率比基因重排的1%~2%的頻率顯著增高,這種差異的存在表明可能存在其他機(jī)制,如NSCLC中ROS1的激活除了基因重排外,還可通過表觀遺傳機(jī)制,如DNA啟動子的甲基化。但是,此基因的替代性的活化在下游信號通路中起著什么樣的作用,還有待于進(jìn)一步研究。此外,ROS1突變也發(fā)現(xiàn)在NSCLC中,但卻是非腺癌的患者,在結(jié)腸、卵巢、乳腺、上呼吸道和皮膚的癌癥患者中也報(bào)告了非常低頻率的ROS1的體細(xì)胞突變。3分子靶向治療ROS1原癌基因的出現(xiàn),給NSCLC定義了一個新的分子亞型,而ROS1重排陽性的患者通常對ALK抑制劑克唑替尼有效。因此,快速和高效的識別出這種分子亞型的患者顯得越來越重要,從而使這種病人能夠及時的接受有效的分子靶向治療。最常見的三種方法為熒光原位雜交(fluorescentinsituhybridization,FISH),IHC,RT-PCR。FISH目前被認(rèn)為是檢測融合基因的金標(biāo)準(zhǔn)。IHC它是一種快速篩選試驗(yàn),對于低發(fā)生率的遺傳改變?nèi)鏡OS1的檢測較為理想,目前所運(yùn)用的IHC一抗為兔抗ROS1(克隆號D4D6)。RT-PCR法可以鑒定具體的融合伙伴和斷點(diǎn)變種。此外,新一代的測序和顯色原位雜交(chromogenicinsituhybridization,CISH)的方法也可以檢測ROS1的重排,這兩種方法已經(jīng)被運(yùn)用于ALK重排的臨床檢測中。在2014年ASCO會議上報(bào)道,二代測序技術(shù)可以提高ROS1的陽性檢測率。4羅斯1號以重排陽性非小細(xì)胞肺癌的治療為基礎(chǔ)4.1ros1融合陽性nsclc的臨床應(yīng)用ROS1是與ALK密切相關(guān)的RTK,它同ALK基因一樣在NSCLC以及其他癌癥中通過基因重排產(chǎn)生融合基因,這些融合蛋白便變成了致癌驅(qū)動基因,ROS1的抑制劑是通過抑制ROS1融合基因驅(qū)動的腫瘤細(xì)胞增殖。Park等合成了兩種吡唑類ROS1抑制劑KIST301072和KIST301080(IC50分別為199和209nmol)。在這兩種的基礎(chǔ)上,又設(shè)計(jì)合成了三代吡唑類化合物16種,這些化合物通過與ROS1的ATP結(jié)合位點(diǎn)相互作用,從而起到強(qiáng)效抑制ROS1激酶的作用,其IC50(13.6~283nm)。在這些化合物中,化合物9a(IC50=13.6nm)相當(dāng)于克唑替尼強(qiáng)度的五倍?？诉蛱婺崾嵌喟邢蚶野彼峒っ敢种苿?它能夠抑制細(xì)胞的增殖并誘導(dǎo)細(xì)胞的凋亡。Yasuda等研究中,0.1μM的克唑替尼可以抑制HCC78(此種細(xì)胞中隱藏了SLC34A2:ROS1融合基因,可以檢測到ROS1磷酸化)細(xì)胞株中31.3%的腫瘤細(xì)胞的增殖,1μM的劑量時可抑制58.1%,并且克唑替尼可以誘導(dǎo)HCC78細(xì)胞的凋亡。Bos等報(bào)道了用克唑替尼(250mg/bid)治療一個55歲的ROS1融合陽性的IV期肺腺癌患者,患者在用藥一周之內(nèi)呼吸困難及咳嗽等癥狀明顯得到改善,連續(xù)用藥四周,CT復(fù)查時腫瘤明顯縮小。Chiari等用克唑替尼(250mg/bid)治療8例ROS1融合陽性患者,其中一例完全緩解,其他7例部分緩解(ORR,100%),中位治療時間為9個月。ROS1融合基因陽性的NSCLC患者的1期臨床試驗(yàn)證明克唑替尼能有效地抑制ROS1。色銳替尼(LDK378)是二代ALK抑制劑,于2014年4月經(jīng)FAD批準(zhǔn),可以臨床運(yùn)用于ALK陽性的NSCLC患者;Alice的細(xì)胞實(shí)驗(yàn)證明色銳替尼同樣作用于ROS1重排陽性的細(xì)胞,Shen等利用分子模擬顯示,色銳替尼有可能有效作用于克唑替尼耐藥的ROS1陽性患者,但Alice證明色銳替尼在耐藥突變的ROS1細(xì)胞上的藥效呈5~10倍降低,但這些都有待于大量臨床實(shí)驗(yàn)的進(jìn)一步證實(shí)。2014年ASCO會議上,周清報(bào)道了其正在進(jìn)行的一項(xiàng)將LDK378(750mg每日1次)用于ALK或ROS1基因重排患者的II期臨床實(shí)驗(yàn)。TAE684,一種有效的ALK選擇性抑制劑,在對HCC78細(xì)胞系體外研究中發(fā)現(xiàn)TAE684可以減弱下游ROS1信號的磷酸化,并誘導(dǎo)FIG-ROS陽性的BaF細(xì)胞凋亡,從而起到抑制腫瘤細(xì)胞的作用。AP26113和ASP3026為兩種ALK抑制劑,目前有嘗試用于ROS1陽性的患者。GTx-186是一種新型的RTK抑制劑,同克唑替尼進(jìn)行比較,用這兩種藥同時作用于HCC78肺癌細(xì)胞,發(fā)現(xiàn)GTx186用3d時間抑制了磷酸化,而克唑替尼需要6d,同磷酸化的結(jié)果類似,GTx186在3d內(nèi)被G0/G1細(xì)胞所捕獲,而克唑替尼需要6d。并且在NIH3T3:FIG-ROS1細(xì)胞株中,GTx-186和克唑替尼的IC50值分別為39和26nM,均有效抑制細(xì)胞的增殖。在A549細(xì)胞中(此肺癌模型不表達(dá)ROS1),GTx-186和克唑替尼均無作用。此研究表明GTx-186有可能成為針對ROS1融合蛋白陽性的這一類人群的靶向治療的新方法。Davare等發(fā)現(xiàn)foretinib(一種C-met抑制劑,GSK1363089)比克唑替尼更有效,foretinib強(qiáng)有力地抑制FIG-ROS和SLC-ROS(IC50分別為2和10nM),其抑制強(qiáng)度相當(dāng)于克唑替尼的20倍(IC50分別38和220nM)。新近的研究證明運(yùn)用克唑替尼治療ROS1陽性的NSCLC一段時間后會出現(xiàn)一定的耐藥,但是在臨床的安全范圍內(nèi),卻仍對foretinib敏感,此研究證明foretinib是一種強(qiáng)有力的抗ROS1陽性的非小細(xì)胞癌藥物。另外,培美曲塞抑制胸苷酸合成酶(thymidylatesynthase,TS)和其它葉酸依賴性酶,在Jonathan的一項(xiàng)回顧性研究表明ROS1陽性的病人運(yùn)用培美曲塞與其他的化療方案相比有更長的PFS,但是由于研究案例較少,仍有待進(jìn)一步研究。4.2egfr-ros1的耐藥機(jī)制用激酶抑制劑藥物治療ROS1陽性的病人不但提高了療效,并且與傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化治療相比,副作用相對較小。盡管這些藥物在篩選陽性的NSCLC中獲得初始療效,但通常在一年之內(nèi)便獲得耐藥。有患者經(jīng)歷了兩個28d的治療周期后腫瘤縮小了57%,然而,盡管連續(xù)治療,在治療開始后約18w發(fā)現(xiàn)了疾病出現(xiàn)了進(jìn)展。在細(xì)胞水平上,這種耐藥的發(fā)生有幾個機(jī)制:其中第一種機(jī)制是目標(biāo)激酶結(jié)構(gòu)域的突變,降低了藥物的抑制激酶的能力;第二種是目標(biāo)激酶的擴(kuò)增;第三種重要的機(jī)制是替代信號的激活;在愛華德等人的研究中,此耐藥是因?yàn)樵赗OS1融合基因的密碼子2032獲得突變(CD74-ROS1),這種突變被證明是干擾了克唑替尼和ROS1ATP結(jié)合位點(diǎn)的結(jié)合,這與ALK重排的耐藥機(jī)制是相似的。Sun等研究表明G2032R突變耐藥的主要原因是P-loop環(huán)的穩(wěn)固性,它一方面削弱了克唑替尼的直接結(jié)合,另一方面,縮短了藥物的停留時間。也有研究表明EGFR通路的激活可能是ALK和ROS1耐藥一個共同的機(jī)制,表皮生長因