讲座从介绍肺癌的现况开始，肺癌的发病率在我国无论城市还是农村均排名首位，非小细胞肺癌（NSCLC）占全部肺癌的80%左右。肺癌已成为城乡居民的第一大死因，占肿瘤死亡的三分之一[1]。随后，邹博士从NSCLC的驱动基因，第一、二、三代EGFR-TKI (Epidermal Growth Factor Receptor – tyrosine kinase inhibitor，即表皮生长因子受体-酪氨酸激酶抑制剂) 药物治疗现状以及肺癌的转化医学未来的发展等方面进一步阐述NSCLC患者的精准治疗之路。

2015年陈海泉教授团队发表在《Oncotarget》上关于中国人群驱动基因的统计分析显示，腺癌人群驱动基因突变阳性的比例非常高，EGFR基因突变，KRAS基因突变以及ALK基因突变分别占35.1%，10.5%和7.0%，如果加上ROS1、MET等其他指南推荐的驱动基因（driver genes），腺癌人群的阳性率高达70-80%[2]。有驱动基因并接受靶向治疗的患者，对比没有驱动基因或者有驱动基因但没有接受靶向治疗的患者，生存获益在1年以上[3]。因为肺癌的分子分型给肺癌的诊疗及预后带来了巨大革命，NCCN指南Ⅰ类推荐晚期肺腺癌患者以及符合条件的肺鳞癌患者（年轻，非吸烟/轻度吸烟，小活检标本）在开始接受治疗前行EGFR和ALK基因高通量分子检测。此外，NCCN指南指出MET/ROS1/RET/BRAF/HER2等驱动基因的靶向治疗已崭露头角，未来对这些基因的突变检测有望识别可以进行靶向药物干预的患者或者指导患者参加合适的临床研究。

回顾肺癌的靶向治疗历程，从2005，2007，2011年一代EGFR-TKI药物吉非替尼（Gefitinib），厄洛替尼（Erlotinib），埃克替尼（Icotinib）先后在中国上市，到2015年二代EGFR-TKI药物阿法替尼（Afatinib）以及达可替尼（Dacomitinib）上市，再到2016年三代EGFR-TKI药物奥希替尼（Osimertinib）、CO1686、HM61713等的上市，肺癌的靶向治疗已经走过了十几载春秋。EGFR-TKI药物会经历一代，二代，三代甚至未来更多代的研发，与肺癌本身的分子分型，肿瘤内部的异质性（intratumoral heterogeneity）以及治疗过程中肿瘤的不断进化产生耐药不无关系。

EGFR（Epidermal Growth Factor Receptor，表皮生长因子受体）广泛分布于哺乳动物上皮细胞、成纤维细胞、胶质细胞、角质细胞等细胞表面，是ErbB受体亚家族的成员之一。这个亚家族包括了四个紧密相关的受体酪氨酸激酶（receptor tyrosine kinase, RTK）：EGFR（ErbB-1）HER2/c-neu（ErbB-2）、Her 3（ErbB-3）以及Her 4（ErbB-4），EGFR高表达或高活性可能引发多种癌症。EGFR下游的信号转导通路主要有两条：一条是RAS/RAF/MEK/ERK通路，主要作用为促进细胞的增殖；而另一条是PI3K/AKT/mTOR通路，主要作用为抗凋亡。EGFR的基因突变在肺癌中主要包括19号外显子缺失（exon 19 deletion）和21号外显子L858R（第858位亮氨酸变成精氨酸）点突变两种类型。当EGFR基因突变，EGFR的酪氨酸激酶结合区域（TK域）的空间构象发生改变，使得与ATP结合的能力增强，有利于信号持续向下游通路传导，增加了细胞的增殖及抗凋亡能力，导致肿瘤的发生。而所有EGFR-TKI类药物的作用机理在于与ATP竞争结合该TK域，但由于不同突变带来的不同的空间构象的改变，因此TKI药物的疗效也不同，19外显子缺失使得TKI药物结合的更为牢固，故往往疗效更好。

第一代EGFR-TKI药物能够可逆地选择性地结合细胞膜内的TK域，阻断TK与ATP的结合，进而阻断EGFR信号通路向下游传导。2008年来自香港的Tony Mok教授发起了一项针对亚洲晚期（ⅢB期或Ⅳ期）NSCLC患者一线应用TKI药物对比卡铂联合紫杉醇两药化疗的III期多中心对照临床研究（IPASS，Iressa™ Pan-Asia Study）[4]，虽然该研究对于总体人群的分析是一个阴性的结果，但亚组分析显示EGFR突变人群应用EGFR-TKI对比应用铂类联合紫杉醇化疗具有显著的无进展生存期（progression-free survival，PFS）获益，而EGFR未突变人群应用TKI药物的PFS时间明显差于化疗，IPASS研究明确了EGFR突变在指导EGFR-TKI临床选择中的重要作用。值得注意的是，该研究的post-hoc分析对比了EGFR基因高拷贝数对不同治疗的影响，结果发现EGFR基因高拷贝数人群中EGFR突变阳性应用TKI药物可以获得更长的PFS时间（对比化疗），而EGFR基因高拷贝数人群中突变阴性的人群应用TKI药物并没有获得PFS时间获益，但后者两组人群病例数太少（TKI药物组及化疗组各只有20几例），不能代表大部分单纯EGFR基因高拷贝数人群应用TKI治疗的结果，故我们应该辩证地看待EGFR基因拷贝数对于治疗的影响。

第二代EGFR-TKI药物是针对ErbB家族的不可逆性阻滞剂，可以选择性地高效阻滞ErbB家族受体(EGFR，HER2[ErbB2]和ErbB4)的信号传导以及ErbB的磷酸转移。LUX-Lung3研究和LUX-Lung6研究这两项Ⅲ期随机对照临床研究旨在评估一线应用第二代TKI药物—阿法替尼（Afatinib）对比化疗对于EGFR突变阳性晚期（ⅢB期或Ⅳ期）肺腺癌患者的总生存获益。两项研究分别入组345例和364例患者，患者按2:1比例随机分入Afatinib组或chemotherapy组（LUX-Lung3研究：培美曲塞+顺铂（Pemetrexed+Cisplatin），LUX-Lung6研究：吉西他滨+顺铂（Gemcitabin +Cisplatin）。根据EGFR突变（exon 19 deletion, L858R或其他）、人种（仅LUX-Lung3研究）分析不同治疗手段对患者总生存期（overall survival, OS）的影响。2015年1月11日在线发表在《Lancet Oncology》上的，针对该两项研究的分析报告[5]显示：阿法替尼可显著改善EGFR基因19外显子缺失患者的总生存时间，而EGFR基因L858R突变的患者总生存时间无显著获益。第二代EGFR-TKI药物再次证实了EGFR突变阳性患者的确切疗效，并细化了EGFR突变的不同类型，但并未解决第一代TKI耐药后的治疗问题，且毒副反应较第一代TKI更大。

临床中应用一、二代EGFR-TKI类药物治疗EGFR突变的晚期肺癌患者无法避免的问题就是治疗过程中的耐药。EGFR T790M突变是目前已知的针对EGFR-TKI产生的获得性耐药（acquired resistance）中最常见的发生机制。T790M突变是苏氨酸被甲硫氨酸取代引起TK域空间构象改变，影响其与TKI药物的结合。第一代及第二代TKI类药物从作用机理上均无法与EGFR T790M突变后的TK域有效结合，导致获得性耐药。而第三代TKI药物的嘧啶环与Met793形成氢键；不饱和丙烯酰基与Cys797形成共价结合[6]，不再依赖与Met790位置关系，对于T790M突变起到了选择性的抑制，成为了TKI类药物耐药后的一个有效的治疗选择。

AURA3研究[7]是一项全球Ⅲ期、随机、多中心、开放研究，旨在观察EGFR突变的NSCLC患者一线EGFR-TKI治疗后出现进展换用三代TKI类药物（奥西替尼, Osimertinib）对比化疗的疗效评估。该研究入组419例患者，按2:1比例随机分入奥西替尼组或化疗组（铂类联合培美曲塞），中位随访时间8.3个月，主要终点：PFS时间。研究结果显示奥西替尼显著延长T790M突变NSCLC患者的PFS时间（10.1月 vs. 4.4月）。值得关注的是，该项研究入组的脑转移患者占30%，第三代TKI类药物能透过血脑屏障作用于脑转移病灶，提示第三代TKI类药物可能为这部分患者带来良好疗效。

但任何治疗都不可避免的面临获得性耐药的问题，第三代TKI类药物也不例外，其耐药机制主要包括：1.EGFR本身位点突变，比如C797S，L718Q；2.下游信号通路激活，像BRAF V600E和PIK3CA E545K突变；3.旁路信号激活，像ERBB2和MET扩增；4.EGFR耐药新位点G796D。

因为肿瘤内部存在异质性，尤其在靶向治疗后变得更加明显，在不同的转移部位会有不同的耐药机制出现，会发生不同的基因突变，同时各种突变基因的峰度也不一样，故目前在获得性耐药治疗这条路上我们还有很长的路要走[8]。

既往对NSCLC的肿瘤异质性（intratumoral heterogeneity）及克隆演化（clonal evolution）的研究局限于小样本回顾性队列研究，而肿瘤内部异质性的临床意义，以及利用驱动事件（driver events）的克隆性（clonality）来指导治疗策略的潜力尚未明确。

2014年4 月启动的一项多中心，前瞻性TRACER X研究是迄今为止样本量最大的NSCLC纵向研究，入组人群为未经过全身性治疗、可接受治愈性切除的ⅠA至ⅢA期NSCLC患者从诊断到死亡的样本。研究目的为探讨瘤内异质性与临床结局的关联。2017年6月在新英格兰杂志（NEJM）上在线发表了前100例患者的研究结果[9]：对327个肿瘤样本区域进行了全外显子测序（whole exome sequencing），并将体细胞基因突变和拷贝数变异按照主克隆（所有癌细胞均有分布）和亚克隆（仅存在于部分癌细胞中）进行分类。

主要结果一：肿瘤内部具有明显的异质性，瘤内的基因多态性可能是自然选择和肿瘤进化的作用基础；该研究30%体细胞突变为亚克隆，48%拷贝数变化为亚克隆提示分子突变和染色体层面的基因组不稳定性（genomic instability）贯穿肿瘤进展进程。同时该研究也分析了亚克隆体细胞突变或拷贝数的变化对临床预后的意义：癌细胞亚克隆中存在基因突变比例的高低对患者的PFS影响不大，而如果癌细胞亚克隆存在拷贝数变异，也就是说一个关键进化事件，导致一些子代癌细胞的基因拷贝数倍增了，那么会导致患者的预后较差。

主要结果二：主克隆/亚克隆驱动变异不同亚克隆之间是一个类似“平行进化”(parallel evolution)的过程，由于瘤内组织的“时空”异质性，亚克隆突变的数量或比例也无法完全代表瘤内异质性的程度。该研究中，86例肿瘤患者中有17例（20%）检出可靶向的亚克隆突变和拷贝数变异，其中12例（12/17）均存在主克隆和亚克隆的变异。未来在临床中根据肺癌患者的主克隆及亚克隆变异应该更优先干预何种靶点是值得进一步探索的。

总结该研究的主要观点为：瘤内异质性决定了肿瘤的进化和药物的耐药性。瘤内异质性和分支进化普遍存在肿瘤患者中，早期克隆性基因组倍增+后期广泛亚克隆分化是最常见的模式。

最后，邹博士总结了作为医生在临床工作中及从事转化医学研究中可能获得的启示：

1）对于新发NSCLC患者争取做到癌病灶多点取样，进行全外显子测序，分析瘤内异质性。2）重新评估基因检测报告的结果，对于基因检测报告出具的单独位点突变除了思考有无针对该靶点的药物之外，还不能忽视瘤内主克隆和亚克隆的基因多态性，未来肿瘤的精准治疗可能需要针对多位点突变同时给药。

3）由于基因组不稳定性(genomic instability)贯穿肿瘤进展进程，液体活检动态检测肿瘤发展及治疗过程中的多位点突变可能成为未来癌症治疗及随诊的常规手段。

4）针对克隆性neoantigen的疫苗或者细胞免疫治疗也是未来肿瘤精准治疗的方向。

讲座结束后大合影 （2018.12.08于德国癌症研究中心）

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