BRAF突变的一代靶向药耐药后，肿瘤中发生了什么？

        作者 | 罗光睿 思路迪生物医药（上海）有限公司

        作者 | 王冰 APExBIOTechonology, LLC

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        1. BRAF基因的融合和突变在儿童低级别的脑胶质瘤中和其他一些肿瘤中很常见。

        2. 携带BRAFV600E基因突变的患者有更差的生存期和预后，这类患者可以使用靶向BRAFV600E的特异性抑制剂达拉菲尼（Dabrafenib，商品名Tafinlar）。

        3. 在2018年9月发表的Cancer Discovery中首次发现，携带BRAFV600E突变的患者，经第一代BRAF抑制剂治疗耐受后，其再次进展的肿瘤中产生了新的突变L514V。

        4. 在细胞实验中发现，使用ERK信号通路抑制剂或第二代BRAF抑制剂，可以在细胞上抑制肿瘤生长。

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BRAF基因是什么？

信号通路又是什么？

他们在肿瘤生长中发挥了什么作用？

        人体内的细胞在协同工作时，需要有效地感受外界环境的变化，并且把信号向细胞内传递。

        整个传递过程就像古代皇帝发布圣旨到边关。“圣旨”在驿站之间传递。每个驿站都有责任人来检查“圣旨”是不是正确。信号通路就是这么一条传递“圣旨”的驿路。

        “圣旨”就是细胞外信号，类似“现在急需这种细胞，要快快分裂”，“够了够了，不要生长了”，“现在要休息了”这样的信息传递到细胞内。这样就可以调节细胞生长、分化、周期等多种行为。

        信号通路中的蛋白，就像驿路上的责任人，负责检查“圣旨”并继续传递。但当蛋白发生突变的时候，“责任人”就不负责任了，有时候是“圣旨”丢失，有时候是“矫诏”，或干脆来个“假传圣旨”，导致细胞不能正常感受外界信号，从而发生异常变化，甚至癌变。

        ERK-MAPK信号通路就是这样一条从细胞外向细胞内传递“圣旨”的“驿路”。其中由BRAF基因表达的BRAF蛋白起到了关键的“承上启下”的作用。

        在儿童脑胶质瘤中，这个蛋白有两种常见的突变：第600位缬氨酸（V）变成了谷氨酸（E）（BRAFV600E），或者与其他蛋白融合表达在一起，形成融合突变。

        这些突变就会导致BRAF蛋白一直处于活跃状态，没有上级的命令，也一直向下级“假传圣旨”，一直要求细胞持续分裂，导致癌症发生。

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ERK-MAPK信号通路示意图​

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针对BRAF蛋白

目前有什么靶向治疗药物？

        第一代靶向药包括Vemurafenib和达拉菲尼，特异性针对BRAFV600E突变蛋白，可以很专一地抑制突变蛋白的“非正常”活跃工作状态。

        但是如果BRAF蛋白没有这个突变，就不能使用第一代靶向药，因为这些抑制剂反而加剧整个“驿路”的活跃，造成细胞持续分裂。

        目前第一代靶向药的临床反应和耐药性问题，随癌症种类不同而不同，因此研究人员尝试从基因突变角度解释耐药性的由来，同时可以为下一步治疗提供线索和参考。

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图片来源：Unsplash

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脑肿瘤中新的BRAF

基因突变是如何发现的？

        最初的肿瘤组织是来自于一名15岁的带有左侧颞叶脑肿瘤的男性儿童患者。

        患者最早在33个月的幼儿时期被确诊（低级别的胶质瘤，世卫组织标准二级），约十年后复发（间变性神经节胶质瘤，世卫组织标准三级），并经过放化疗治疗。

        患者第三次复发时进行了活检，并发现有BRAFV600E突变，入组了儿童I/II期达拉菲尼的临床试验（美国临床实验注册编号为NCT01677741）。经过了8周的治疗后，这位患者的病情得到部分缓解，最终的拍片结果说明肿瘤减小。

        但40周时，病情又再次进展，患者出现达拉菲尼耐药。此后，临床试验的研究人员停止对该患者使用达拉菲尼，同时再次对患者新进展的肿瘤组织进行了取样。

        研究人员对这名患者病情进展前后的样品进行了基因测序，最终发现除了第一次就带有的突变外，达拉菲尼用药后出现的肿瘤细胞中，有30%在原有的V600E突变之外还带有新发生的L514V突变。该项研究完全是基于这一名患者的。

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图片来源：Unsplash​

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L514V突变有什么特点？

        在比较达拉菲尼耐药前后的组织测序结果时，研究人员发现在耐药前只有V600E突变，在耐药后才产生了L514V突变。

        突变很大可能是携带V600E突变的肿瘤细胞在分裂增殖的过程中发生的二次突变。

        L514V的特殊性在于，它很可能改变达拉菲尼对BRAFV600E特异性抑制作用。

        细胞水平的研究也表明，L514V突变发生后，两个BRAF蛋白更容易“抱团”工作，绕开达拉菲尼的抑制作用，重新激活下级通路，最终产生耐药性。

        针对这些可能的耐药机制，研究人员在细胞上尝试了MEK抑制剂（Tramenitib）和达拉菲尼联合用药，但起效时间较短。

        另外，研究人员还尝试了作用于BRAF二聚体（即两个“抱团”的BRAF蛋白）的二代BRAF抑制剂BGB3245或BGB3290（两种化合物均来自百济神州，BGB3245正在进行新药申请）。在细胞实验中，这两种化合物都较好地抑制了肿瘤细胞的生长。

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BRAF二次突变L514V的

 发现有什么重要的临床意义？

        提示了耐药发生的一种可能机制，以及对带有BRAFL514V突变的儿童低级别胶质瘤患者的可能治疗手段，包括可减少BRAF“抱团”的二代BRAF抑制剂，或者下游信号的抑制剂。

        合适的联合用药通常可以在减少毒副作用的情况下减少原始耐药的发生，甚至可能帮助减少肿瘤异质性导致的获得性耐药的发生。

小编有话说

        这项研究第一次发现达拉菲尼耐药患者脑肿瘤中出现了新的突变，同时提示了对于耐药的可能用药方案。

        但需要注意的是，该突变只在一例患者中发现，并且肿瘤的抑制效果仅在细胞水平上进行了测试，这只是简单的体外测试，不能说明在人体内的真实情况。

        这一突变的功能和意义需要更进一步的验证，后续的二代BRAF药物在病人中的效果也需要在临床试验中进行更多的验证。

参考文献：

        1. Wang J, PratilasCA and et.al..A Secondary Mutation in BRAF Confers Resistance to RAF Inhibitionin a BRAFV600E-Mutant Brain Tumor. Cancer Discov. 2018 Sep;8(9):1130-1141.doi: 10.1158/2159-8290.CD-17-1263. Epub 2018 Jun 7.

        2. RomanoG, KwongLN, BRAFDimerization: An Underlying Resistance Mechanism in Low-Grade Pediatric Gliomas.Cancer Discov. 2018 Sep;8(9):1064-1065.doi: 10.1158/2159-8290.CD-18-0784.

        3. SlackC. Ras signaling in aging and metabolic regulation. Nutr Healthy Aging. 2017 Dec 7;4(3):195-205. doi:10.3233/NHA-160021.

        4. DownwardJ.Targeting RAS signalling pathways in cancer therapy. Nat Rev Cancer. 2003 Jan;3(1):11-22.