七百七十九.對立
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表皮生長因子受體(EGFR)基因的激活突變發生在10-20%的白人和至少50%的亞洲非小細胞肺癌(NSCLC)患者中。兩個突變，外顯子19缺失和外顯子21的單個氨基酸替換L858R，通常被稱為「經典的」表皮生長因子受體突變，合計約佔觀察到的非小細胞肺癌表皮生長因子受體突變的85%，並賦予對錶皮生長因子受體酪氨酸激酶抑製劑(EGFRi)的敏感性增加。罕見突變約佔非小細胞肺癌基因突變的15%，包括EGFR基因18-25外顯子的點突變、缺失和插入。儘管是低頻率的突變，但考慮到肺癌的總體發病率很高，估計每年有超過3萬名NSCLC患者的新診斷將包含罕見的EGFR突變。
因此，了解罕見的EGFR突變的生物學並評估當前治療方案的有效性是至關重要的。理解罕見EGFR突變與經典EGFR突變在生物學上的差異的一個障礙是缺乏患者來源的含有內源性罕見EGFR突變的NSCLC細胞系模型。因此，許多臨床前研究依賴於罕見的EGFR突變體在模型細胞系中的外源性表達，如小鼠PRO-B細胞系Ba/F3和小鼠成纖維細胞系NIH-3T3。儘管有這些局限性，結構和臨床前數據已經被用來預測不同EGFRi對特定的罕見EGFR突變的療效。
然而，很少有臨床試驗能系統而有力地評估EGFRi對攜帶罕見EGFR突變的非小細胞肺癌患者的療效。由於臨床數據的缺乏，該領域在很大程度上依賴於臨床試驗和病例系列的匯總後分析來評估EGFRi在這組不同類型的患者中的反應。例如，2018年，FDA批准了第二代EGFRiafatinib用於治療S768I、L861Q和G719X罕見的EGFR點突變，這是基於對三項臨床試驗LUX-LONG2、LUX-LONG3和LUX-LONG6的彙集分析得出的證據。在接下來的章節中，我們將描述罕見的EGFR突變的結構特徵，並詳細闡述攜帶這種罕見的EGFR突變的患者的EGFRi反應的臨床前和臨床證據。
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【經典的EGFR突變】
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圖片【罕見的EGFR18外顯子突變】
【E709X和18外顯子的缺失】
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【臨床前數據】
為了研究E709X突變，Kobayashi等人在Ba/F3和NIH-3T3細胞中表達E709K和delE709-T710insD。表達E709X突變的BA/F3細胞在沒有IL-3的情況下生長，而表達突變結構的NIH-3T3細胞在病灶形成實驗中形成病灶，表明這些突變是致癌驅動因素。為了檢測這些突變的EGFRi敏感性，作者使用7種不同的EGFRi對Ba/F3細胞進行了劑量反應實驗；第一代抑製劑gefitinib和erlotinib，第二代抑製劑afatinib，daitinib和neratinib，以及第三代抑製劑osimertinib和rociletinib。他們發現E709K和delE709-T710insD對gefitinib、erlotinib和osimertinib的敏感性明顯低於表達Ex19Del的Ba/F3細胞，
其中delE709-T710insD對這些抑製劑的抗藥性最強。
然而，E709K和delE709-T710insD對第二代抑製劑afatinib和neratinib的敏感性與Ex19Del相當。同時，對表達E709K、delE709-T710insD和Ex19Del的HEK293細胞進行Westernblot分析，結果表明，經阿法替尼和奈拉替尼處理后，各細胞系EGFR的酪氨酸磷酸化均受到抑制。相反，只有Ex19Del在相同劑量的gefitinib、erlotinib或osimertinib治療后表現出EGFR抑制，這表明第二代EGFRi與第一代或第三代抑製劑相比，對罕見的E709X和外顯子18缺失突變的EGFR有最大的親和力。
【臨床數據】
表1總結了評估具有罕見EGFR外顯子18突變的非小細胞肺癌患者預后的試驗結果。由於E709X替換和外顯子18缺失突變的發生率很低，人們對這些突變對EGFRi的臨床反應知之甚少。Kobayashi等人報道了15
名E709X複合突變患者的RR為53%，接受第一代EGFRi治療的4名delE709_T710insD患者的RR為25%。
這一數據支持臨床前證據，即與外顯子18缺失相比，E709的替換突變總體上對第一代EGFRi更敏感。一份評估阿法替尼使用情況的報告發現，在4名E709X突變患者中，藥物活性與治療失敗時間(TTF)gt;12個月有關，然而所有患者都有複雜的突變，帶有額外的L858R或G719XEGFR突變。將需要進一步的臨床研究來驗證臨床前數據，即第二代EGFRi對E709X突變更有效，這反過來可能取決於對能夠檢測這些罕見EGFR變體的診斷測試的吸收。
圖片【G719X】
在NSCLC罕見的EGFR突變中，G719X替換(包括G719S、G719A、G719C和G719D替換)是僅次於外顯子20插入的較常見的突變之一，約佔NSCLC所有EGFR突變的1.5-3%。G719X突變可以作為獨立的EGFR突變出現，也可以作為複雜的EGFR突變與其他點突變(如S768I或L819Q)結合出現。
【臨床前數據】
圖片【臨床數據】
在一項規模最大的臨床研究中，Chiu等人重點研究了不常見的EGFR突變。評估了吉非替尼和厄洛替尼在78例單一G719X突變患者中的療效，並與常見的Ex19Del和L858R突變進行了比較。G719X單突變患者對EGFRi治療敏感(總有效率(ORR)=36.8%，疾病控制率(DCR)=72.4%，n=78)，但與L858R突變(ORR=67.5%，DCR=95.6%，n=256)或Ex19Del(ORR=65.3%，DCR=94.5%，n=222)相比，其敏感性明顯降低。這些發現伴隨着較差的患者預后，G719X患者的中位PFS為6.3個月，而L858R和Ex19Del患者的中位PFS為10-13個月。與臨床前研究一致，第二代EGFRi已被證明在G719X患者中比第一代抑製劑更有效。在neratinib的早期II期臨床試驗(NCT00266877)中，儘管EGFR突變肺癌的總體結果令人失望，但4名攜帶罕見EGFR突變G719X的患者中有3名對neratinib有部分反應，而第4名患者在40周內病情穩定。然而，在這項試驗中觀察到了奈拉替尼嚴重的劑量限制毒性，這阻礙了對EGFR突變的非小細胞肺癌的進一步研究。G719X突變也被證明對第二代EGFRiafatinib有反應。對來自LUX-LONG2、LUX-LONG3和LUX-LONG6試驗的32名患者進行的事後分析顯示，afatinib對罕見的EGFR突變(G719X、S786I、L861Q)肺癌具有臨床活性。在8名攜帶單一G719X突變和6名攜帶複雜G719X突變的患者中，阿法替尼治療導致77.8%的RR和13.8個月的PFS，這導致FDA在2018年1月擴大了阿法替尼的適應症，將攜帶G719X突變的非小細胞肺癌患者包括在內。最近的一項II期試驗表明，第三代抑製劑osimertinib在該患者群體中也可能具有臨床活性，據報道，在19名攜帶G179X突變的患者中有52.6%的RR。然而，還需要進一步的試驗來確定奧西替尼與阿法替尼治療相比是否能提供顯著的生存益處。
【罕見的EGFR19外顯子突變】
據報道，在非小細胞肺癌中，低發病率的外顯子19插入約佔外顯子19異常的2%，佔所有EGFR突變的1%。外顯子19插入的特徵是18個鹼基對的插入，導致增加了6個氨基酸序列，在大多數情況下，該序列始於EGFR基因的744或745密碼子。雖然插入的氨基酸序列是不同的，但PVAI的4個氨基酸序列與所有已報道的第19外顯子插入序列是相同的。
【臨床前數據】
儘管外顯子19插入突變的確切序列存在細微差別，但對3D結構有兩個保守的影響：將6個殘基序列添加到連接β3-鏈和αC-螺旋的環中(圖3)，以及WTEGFR中β3-鏈的最後2個殘基E746和L747的改變。由於該環在WTEGFR的結構中是靈活的，所以插入6-殘基序列可能具有很好的耐受性。插入6-殘基序列后，氨基酸的移動改變了E746殘基的同一性，也可能沒有什麼結構影響，
因為它暴露在激酶的表面。相比之下，L747殘基參與了一個重要的疏水核心，穩定了激酶結構域的非活性形式。He等人報告了11例含有第19外顯子插入的患者，在每個患者中，插入的共同影響是WTEGFR中747位亮氨酸殘基的同一性被改變為該位置的脯氨酸殘基(L747P)。據預測，L747P不利於這種疏水核心的形成，從而導致EGFR的結構性激活；這一機制類似於L858R替代的機制，L858R替代位於疏水核心中與L747緊鄰的位置。為了評估外顯子19插入突變對EGFRi的敏感性，他們在Ba/F3細胞中表達2種不同的外顯子19插入片段(I744_K745insKIPVAI和K745_E746insTPVAIK)。劑量反應實驗表明，與表達Ex19Del的Ba/F3s相比，這些外顯子19的插入對吉非替尼和阿法替尼的敏感性相似。表達外顯子19插入的NIH-3T3細胞的Westernblot分析顯示，吉非替尼或阿法替尼處理后EGFR磷酸化缺失，與Ex19Del表達細胞中觀察到的情況相似。
這一數據導致作者得出結論，外顯子19插入突變是EGFRi敏感的，並建議攜帶這些突變的NSCLC患者應該接受EGFRi治療。
【臨床數據】
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【罕見的EGFR20外顯子突變】圖片圖片
表3總結了評估外顯子20罕見EGFR突變的非小細胞肺癌患者的EGFRi的臨床試驗。臨床研究顯示，在這組支持臨床前觀察的不同類型的突變中，不同類型的外顯子20插入的EGFRi敏感性有顯著差異。大多數攜帶EGFR外顯子20插入的NSCLC患者對第一代和第二代EGFRi具有耐藥性，報告的應答率在0-27%之間。然而，正如體外藥物結合的結構數據和動力學分析所預測的那樣，發生在編碼αC-螺旋的EGFR基因部分的插入，而不是發生在緊隨其後的環內的插入，是規則的例外。多份報告顯示，攜帶A763_Y764insFQEA插入的患者對厄洛替尼有部分反應，這種插入對第一代EGFRi的敏感性與經典EGFR突變相似。雖然目前獲得許可的EGFRi還沒有顯示出對其他EGFR外顯子20插入的患者有任何顯著的益處，但新興的EGFRi包括、TAK-788和tarloxotinib正在臨床開發中，對這一亞群的NSCLC患者具有很好的活性。我們其他地方的實驗室最近對這些藥物的更多細節進行了深入的審查。
雖然S768I突變可以單獨發生，但更常見的情況是，S768I與EGFR中的其他點突變共存，形成複雜的突變，這可能會混淆對臨床數據的解釋。例如，在對S768I突變患者的多個案例研究中，報告了對第一代EGFRi反應的巨大差異，從無反應和進行性疾病到良好的部分反應和中等敏感性。Leventakos等人強調了反應耐久性的異質性。報道了9例S768I單獨突變或S768I/G719X或S768I/L858R複合突變的患者的3-30個月的無癥狀生存時間。這些突變的低頻率和共同出現的EGFR點突變的變異對剖析臨床數據中這些不一致的原因是一個巨大的挑戰。有趣的是，Chiu等人觀察到與單一S768I點突變相比，S768I/G719X複合突變對第一代EGFRi治療更敏感，S768I複合突變的RR為50%(n=10)，單一S768I突變的RR為33%(n=7)。臨床前數據表明，第二代抑製劑afatinib可能比第一代抑製劑對S768I突變EGFR更有效。在LUX-LONG2、LUX-LONG3和LUX-LONG6試驗的後期分析中，第二代EGFRiafatinib在8名S768I突變NSCLC患者中獲得了100%的ORR和14.7個月的中位PFS，導致FDA批准該藥用於EGFRS768I突變的NSCLC患者。圖片【罕見的EGFR21外顯子突變】
圖片【臨床前數據】
分子動力學模擬表明，L861Q通過在αC-螺旋的C-末端附近形成新的氫鍵來穩定活性的αC-In構象。在Ba/F3模型系統中對L861Q的研究表明，與S768I突變相似，與L858R相比，L861Q對第一代EGFRi具有耐藥性，但與S768I不同的是，L861Q對阿法替尼和奧西替尼治療都敏感。這與蛋白質印跡分析顯示，表達L861Q的細胞經erlotini
b處理后，EGFR磷酸化得以保留，但經10nM的afatinib或100nM的osimertinib處理后，EGFR磷酸化消失。含有內源性EGFRL861Q突變的食管癌細胞系KYSE270也顯示出與Ba/F3模型系統相似的結果。這些數據表明，第二代和第三代抑製劑都可能有效地靶向L861Q突變。
【臨床數據】
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【其他罕見的EGFR突變】
圖片【EGFR激酶結構域複製（EGFR-KDD）】
【臨床前數據】
當在小鼠成纖維細胞系NR6和Ba/F3細胞中表達EGFR-KDD時，與WTEGFR相比，EGFR-KDD顯示出高水平的組成性受體磷酸化。等人還發現，A1235細胞，一種含有內源性EGFRKDD的人膠質母細胞瘤細胞系，在有血清和無血清的情況下，顯示出高水平的組成性EGFR磷酸化。計算模型顯示EGFR-KDD能夠形成分子內N-葉到C-葉的不對稱二聚體，從而導致受體的結構性激活。為了評估EGFR-KDD對當前可用的EGFRi的敏感性，等人用厄洛替尼、阿法替尼和奧西替尼處理表達EGFR-KDD的Ba/F3細胞。他們發現EGFR-KDD對阿法替尼最敏感。他們還表明，在EGFRi處理后，下游信號節點ERK的磷酸化減少，在NR6-EGFR-KDD和A1235細胞中觀察到類似的結果，表明ERK信號對EGFR-KDD依賴的細胞存活很重要。