結直腸癌獲得型耐藥的分子特徵

撰文丨木木

KRAS 是人類癌症中突變最多的致癌基因

【1】

。KRAS和GTP結合後，啟動調節細胞增殖和存活的訊號通路。等位基因特異性 KRAS G12C 的抑制劑，可以將 KRAS 抑制在非活性的 與GDP 結合的狀態

【2, 3】

，並對 30-50% 的攜帶 KRAS G12C 突變的非小細胞肺癌 （NSCLC） 患者中有效

【4, 5】

。但是，該抑制劑對 KRAS G12C 突變的結直腸癌 （CRC） 療效不佳。之前的研究表明抑制劑的效果受限是因為上皮生長因子受體（epidermal growth factor receptor，EGFR）的啟用會重新啟用 ERK 訊號，因此聯合 KRAS G12C 和 EGFR 抑制更有效地靶向 KRAS G12C CRC

【6】

。然而，透過聯合用藥的患者最終還是會產生耐藥性，無論對單一藥物或者聯合治療的反應都是短暫的。

來自紀念斯隆-凱特琳癌症中心的

Sandra Misale

團隊在

Cancer Discovery

上發表了題為

Molecular characterization of acquired resistance to KRAS G12C-EGFR inhibition in colorectal cancer

的文章，

確定結直腸中對EGFR-KRAS G12C 抑制有耐藥性的分子特徵，並提出可能克服耐藥性的新方法。

作者用兩株耐藥性結直腸癌細胞 （C106-R和RW7213-R） 以及具有KRAS G12C 突變體患者來源的異種移植模型發現：1。 耐藥性細胞表達更高的 RAS-GTP 水平，藥物治療會導致 RAS-GTP 的不完全抑制。2。 抗性 RW7213 細胞的複製數分析顯示存在超過20 個 KRAS 複製。3。 異種移植模型產生的耐藥性也與 KRAS G12C 和 RAF1 S259F 的擴增有關。這些資料表明耐藥機制可能是因為KRAS G12C 突變細胞的存活和KRAS G12C 擴增共同作用的結果。

從 12 名接受聯合治療的患者中收集的迴圈腫瘤 DNA （circulating tumor DNA， ctDNA） 中發現和耐藥性有關的基因改變包括了KRAS G12C 擴增、KRAS 突變、NRAS 突變、下游 ERK 通路改變、受體酪氨酸激酶 （receptor tyrosine kinase， RTK） 啟用和 MYC 擴增。在一位患者中可以發現了多個與耐藥相關的基因改變。於是作者縱向檢測患者用藥時的基因改變，在治療期間每 6 周連續收集 4 名患者的 ctDNA。作者發現耐藥性的基因改變通常在臨床耐藥性發展前數週出現，並保持低頻率。資料表明耐藥性克隆不能有效生長，也無法檢測到單一克隆增值到控制種群。在患者身上檢測到的許多低頻耐藥性改變中，唯一與腫瘤標誌物反應同步增加的耐藥性基因改變是 KRAS G12C 的擴增。

之後，作者想要調查對耐藥性的細胞撤藥後的改變。在沒有藥物情況下培養的 RW7213-R維持 KRAS 擴增，並且進一步增加 MAPK 和 PI3K-mTOR 通路活性。在RW7213-R中還發現了細胞衰老 （cellular senescence） 的一些特徵 （增加 β-半乳糖苷酶活性；減少細胞增殖；下調細胞凋亡標誌物） 和標誌物 （uPAR）。細胞衰老的特徵並沒有在C106-R中發現。這表明需要高水平的 KRAS 訊號來驅動對藥物的耐藥性，從而在停藥後觸發致癌基因誘導的衰老。在對一位患者治療前後的肝活檢進行 IHC 染色和測序顯示在停藥8天后獲得性高水平 KRAS 擴增，進一步增加 p-ERK，磷酸化核糖體蛋白 S6，以及p16的表達。然而，作者進一步發現在具有獲得性 KRAS G12C 擴增的兩位患者停藥4周後的ctDNA中，KRAS 擴增訊號減少了 2 倍，而其他存在的改變基本保持不變。由此得到的結論是KRAS G12C 擴增是一種繼發性耐藥機制，只有在藥物治療的情況下。

當RW7213-R再次用相同的藥物治療時，mTOR訊號通路會被啟用。這些細胞對mTOR抑制劑AZD8055更加敏感。在耐藥 KRAS G12C 癌症中，在停藥後對增強的mTOR活性和選擇性進行阻斷是作為克服對 EGFR-KRAS G12C 獲得性耐藥的一種潛在策略。

綜合上述結果，作者發現結直腸癌對KRAS G12C 和 EGFR 抑制聯合用藥耐藥性是透過KRAS G12C擴增，擴增只存在於用藥時，在停藥之後，具有高表達 KRAS 訊號的細胞會觸發致癌基因誘導的衰老，減少細胞凋亡。再重新用藥後，抑制mTOR通路可能是克服耐藥性的一種方法。

原文連結：

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36355783

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