双驱动基因驱动肺癌分子靶向治疗的耐药机制

Diagnosis of lung cancers with dual oncogenic drivers and their molecularly targeted therapy have been emphasized recently. Our previous study revealed that lung cancer with concurrent EGFR mutation and ALK rearrangement accounts for 1.3% in non-small-cell lung cancer (NSCLC), and 3.9% in EGFR mutant patients and 18.6% in ALK-positive patients. The patients with such EGFR/ALK co-alterations respond to either EGFR tyrosine kinase inhibitor (TKI) (response rate 80%) or ALK TKI (response rate 50%), indicating resistance to either of TKIs, and the resistance might be associated with phosphorylation of EGFR and ALK. However, the molecular mechanism of resistance has not been elucidated, and that could be a challenging problem for the precise treatment of lung cancer with dual oncogenic drivers . The present study sets up cell lines of lung cancer with concurrent EGFR mutation and ALK rearrangement, which are treated with single agent EGFR TKI or ALK TKI, sequential usage of two kinds of TKI and combination of EGFR TKI and ALK TKI respectively, according to the relative phosphorylation of EGFR and ALK. The curves of cell growth are recorded, and oncogenic drivers, bypass genes, key signal molecules and their phosphorylation are also detected before and after treatment for the cell lines using DNA sequencing, FISH and western blotting. Afterthat, the correlationship between the primary resistance to TKI and the level of baseline phosphorylation of receptors will be confirmed. Meanwhile, comparing change of these molecular markers before and after treatment, and analyzing other molecular mechanism of resistance, will lead to better strategies of anti-resistance and precise treatment in lung cancers with dual oncogenic drivers.

双驱动基因型肺癌近年来备受关注。我们前期研究显示，EGFR突变和ALK融合双驱动基因型肺癌占肺癌的1.3%，其中在EGFR突变型和ALK融合型肺癌中各占3.9%和18.6%；该型肺癌要么对EGFR酪氨酸激酶抑制剂（TKI）有效（有效率80%），要么对ALK TKI有效（有效率50%），提示对其中一种TKI是耐药的，这种耐药性可能与受体相对磷酸化程度有关。但具体的耐药分子机制尚不明确，对双驱动基因型肺癌的精准治疗构成了严峻的挑战。本课题从临床病例构建EGFR突变和ALK融合双驱动基因型肺癌细胞株，按照受体的相对磷酸化程度，给予单药TKI、两种TKI序贯或联用等干预，描绘细胞生长曲线，运用基因测序、FISH和western blotting等方法，检测治疗前后驱动基因、旁路基因和信号通路关键分子及其磷酸化，验证耐药性与基线受体磷酸化水平相关，探讨双驱动基因型肺癌的抗药性策略和精准治疗。

双驱动基因型肺癌近年来备受关注。我们前期研究显示，EGFR突变和ALK融合双驱动基因型肺癌占肺癌的1.3%，其中在EGFR突变型和ALK融合型肺癌中各占3.9%和18.6%；该型肺癌要么对EGFR 酪氨酸激酶抑制剂（TKI）有效（有效率80%），要么对ALK TKI有效（有效率50%），提示对其中一种TKI是耐药的，这种耐药性可能与受体相对磷酸化程度有关。但具体的耐药分子机制尚不明确，对双驱动基因型肺癌的精准治疗构成了严峻的挑战。. 本课题从临床病例构建EGFR 突变和ALK 融合双驱动基因型肺癌细胞株，按照受体的相对磷酸化程度，给予单药TKI、两种TKI 序贯或联用等干预，描绘细胞生长曲线，运用基因测序、FISH 和western blotting 等方法，检测治疗前后驱动基因、旁路基因和信号通路关键分子及其磷酸化，验证耐药性与基线受体磷酸化水平相关，探讨双驱动基因型肺癌的抗药性策略和精准治疗。. 通过临床病例和PDX小鼠模型的系列研究，我们发现双驱动基因（如EGF突变与ALK融合）晚期肺癌的总生存期显著差于单个驱动基因阳性的晚期肺癌患者，这种双驱动基因型肺癌可能以其中一个驱动基因为主，接受单一分子靶向治疗后的耐药分子机制与该单个驱动基因阳性肺癌的分子靶向治疗耐药机制相类似。. 在临床上，EGFR突变与MET扩增共存的晚期肺癌，也可能以其中一个驱动基因为主，但也有少数病例EGFR突变与MET扩增都是活化的，此时运用双靶向药物治疗可望取得良好疗效；我们应用MET/PIK3CA双扩增的PDX小鼠模型，初步证实了MET/PIK3CA双靶向药物有协同疗效。.此外，EGFR突变与MET扩增共存的晚期肺癌接受双靶向药物治疗后出现MET基因second-site mutation（第二位点突变），可能是这类双驱动基因型肺癌分子靶向治疗的主要耐药机制之一，动物实验及临床病例初步证实，EGFR靶向药联合METⅡ型靶向药物cabozantinib可以克服这种耐药性。这不但在一定程度上揭示了双驱动基因同时共存型肺癌对分子靶向治疗的原发性耐药机制，而且为精准治疗提供了分子生物学基础。同时，也为探索双驱动基因同时共存的其他恶性肿瘤疗效与耐药机制和精准治疗示范了独特的研究思路。