驱动突变与恶性肿瘤的诊断与治疗课件整理

ClonaloriginImmortalityandtelomeresGeneticinstabilityLossofcontactinhibitionandanchorage-dependentgrowthProgressiveindependenceofproliferationfromgrowthfactorsandnutrientsMetastasisCharacteristicsofcancercellsClonaloriginCharacteristicso1CauseofoverproductionofcancercellsFailureofabnormalcellstoundergoapoptosisGeneticabnormalitiesthatinappropriatelystimulatecellproliferationAbnormalitiesoftumor-suppressorgenesTumorangiogenesisCauseofoverproductionofcan2Theessenceofmalignanttumor肿瘤的发生是环境因素和遗传因素共同作用的结果环境因素只有改变遗传物质的结构和功能才能使正常细胞转变为癌细胞肿瘤发生的本质是体细胞遗传物质的改变Theessenceofmalignanttumor3TheessenceofmalignanttumorTheessenceofmalignanttumor4驱动突变与恶性肿瘤的诊断与治疗课件整理5Drivermutationdefinition驱动突变被定义为可增加肿瘤细胞的适应性（增殖潜能），同时导致癌症发生发展的基因突变。常见的驱动突变形式:活化突变；短片段插入或缺失突变；基因的重排或扩增从统计学角度：某一位点上非沉默突变的频率显著高于背景突变/passengermutations的频率（沉默突变因不改变基因编码的氨基酸；不影响蛋白质功能和活性，因而被认为是passengermutations）Drivermutationdefinition驱动突变6与passengermutations区别在于：passengermutations通常为无功能突变，不导致肿瘤的发生发展

drivermutations可影响癌症的表型；passengermutations与肿瘤发展无关，随DNA复制而不断累积OncogeneAddiction：驱动突变常发生于与细胞信号传导和调节通路有关的基因；突变的基因驱动肿瘤形成并维持肿瘤的生长。因此，即便是在抑癌基因正常表达的情况下，癌细胞也可依赖于这种单个突变基因的异常表达而得以生长Drivermutationdefinition与passengermutations区别在于：Drive7NSCLC中BRAF突变率约1%-3%，大多与KRAS、EGFR突变不共存；BCR-ABL基因异位与慢性粒细胞性白血病：Drivermutation----HER2小分子EGFRTKIs可阻断ATP结合至EGFR铬氨酸激酶区域催化位点，从而抑制EGFR信号通路的活化。血浆VeriStrat与EGFRTKIs疗效G469A（39%）PaikPK,etal.I-II期临床试验发现该药在具有ERBB2突变的肺腺癌患者中具有显著的抗肿瘤活性8%，中位PFS9.VictoriaZazulina,PaulSmith,IanSmith,LucioCrinòPanomics:genomics,proteomics,epigenomics,etcIV期BRAFV600E-突变阳性的NSCLC(N=17)大多数突变发生于编码催化亚单位的PIK3CA检测KRAS,EGFR,HER2,BRAF,PIK3CA,AKT1,MEK1，NRAS突变，ALK重排和MET扩增吉非替尼+水飞蓟素840mg/day(280mgpotid)+培美曲塞在西方高加索肺癌患者中，10-15%存在EGFR活化突变，在亚裔人群，这一突变比例更高是EGFRTKIs疗效的负性预测分子从血浆DNA检测EGFR活化突变作为

FAST-ACT2研究中有利的生存预测标志物肿瘤发生的本质是体细胞遗传物质的改变Howtoidentifydrivermutations?统计学检测+体内、体外实验证实癌症相关的驱动突变多集中于有限的一些涉及重要生物功能的信号通路，近年来不少学者主张采用信息网络、数据整合分析的方法来探索驱动突变并已获得初步成功三类A基于对突变影响功能的预测B基于对已知driver/passengermutations参数的机器设置用以发现新的突变C基于driver/passengermutations不同的突变频率NSCLC中BRAF突变率约1%-3%，大多与KRAS、E8驱动突变与恶性肿瘤的诊断与治疗课件整理9BigstepinNSCLCbasedondrivermutationBigstepinNSCLCbasedondri10PasiAJne,AliceTShaw,JoséRodriguesPereira,GaleJeannin,JohanVansteenkiste,CarlosBarrios,FabioAndreFranke,LyndaGrinsted,2007年，Nature上首次报道在肺癌中发现一种新的驱动基因——EML4-ALK；次要观察终点：PFS，缓解持续时间，OS，安全性，耐受性，人体药代动力学SelumetinibplusdocetaxelforKRAS-mutantadvanced2011年11月，PRdrivermutations可影响癌症的表型；Lossofcontactinhibitionandanchorage-dependentgrowthVictoriaZazulina,PaulSmith,IanSmith,LucioCrinò仍有30%左右存在EGFR敏感突变的NSCLC患者TKIs无效Carbone,etal.733例行多重基因组检测的患者中，465例检测到至少一个基因状态改变EGFRmutationsandEGFRTKIsA基于对突变影响功能的预测从血浆DNA检测EGFR活化突变作为

FAST-ACT2研究中有利的生存预测标志物Drivermutationsinothertumors

不同瘤种的共同“分子分型”17%),而K-RAS突变则在白种人群的发生率远高于亚裔人群2013年，韩国的学者在胃腺癌中证实了ROS1基因重排的存在，从而为具有这一分子亚型的胃癌患者采取相应的靶向药物治疗奠定了基础是EGFRTKIs疗效的负性预测分子Drivermutation----EGFROncogeneAddiction：驱动突变常发生于与细胞信号传导和调节通路有关的基因；突变多见于正在吸烟或既往吸烟者首个评估生物标志物配对治疗疗效的前瞻性临床研究EGFR（ERBB-1），是表皮生长因子受体(HER)家族成员之一，通过影响细胞增殖、凋亡等在癌症发生发展中发挥重要作用在西方高加索肺癌患者中，10-15%存在EGFR活化突变，在亚裔人群，这一突变比例更高EGFR突变多见于肺腺癌、不吸烟或轻度吸烟、女性、亚裔。突变可导致EGFR通路不依赖配体的持续激活，同时对EGFRTKIs治疗敏感小分子EGFRTKIs可阻断ATP结合至EGFR铬氨酸激酶区域催化位点，从而抑制EGFR信号通路的活化。Drivermutation----EGFRPasiAJne,AliceTShaw,José11Drivermutation----EGFRDrivermutation----EGFR12驱动突变与恶性肿瘤的诊断与治疗课件整理13EGFR

mutationsandEGFRTKIsEGFRmutationsandEGFRTKIs14EGFR

mutationsandEGFRTKIsEGFRmutationsandEGFRTKIs15EGFR

mutationsandEGFRTKIsEGFRmutationsandEGFRTKIs16驱动突变与恶性肿瘤的诊断与治疗课件整理17“IndividualizedTherapy”OR“PrecisionTherapy”“IndividualizedTherapy”OR“P18TypicalPFS/OSinEGFRmutantNSCLCtreatedwithEGFRTKIsSLCG=SpanishLungCancerGroup

RR=responserate;MUT+=mutationpositive

CR=completeresponse;PR=partialresponse

SD=stabledisease;PD=progressivedisease

DCR=CR+PR+SD;TTP=timetoprogressionRosell,etal.NEJM2009TypicalPFS/OSinEGFRmutant19驱动突变与恶性肿瘤的诊断与治疗课件整理20ClinicalHistory+ClinicalHistory+ClinicalHistory+=LungCancer++=Adenocarcinoma oflung+CancerdiagnosismodelshiftClinical+Clinical+Clinical+=21首个评估生物标志物配对治疗疗效的前瞻性临床研究肿瘤发生的本质是体细胞遗传物质的改变DDR2基因第768位点的突变导致丝氨酸被替换为精氨酸（S768R）统计学检测+体内、体外实验证实Dabrafenib治疗BRAFV600E突变NSCLCProblemsandChallenge

EmergeofnewdrivermutationsPatientswithsamediagnosis,butdifferentMolecularProfiles统计学检测+体内、体外实验证实当靶向治疗后出现耐药时，临床上面临众多治疗困惑，也是当今肺癌个体化治疗的研究热点之一MET扩增活化——肺癌、头颈部鳞癌、胃癌、结直肠癌等RET融合基因——肺癌、甲状腺癌、少数乳腺癌、肉瘤等KRAS突变——胰腺癌、结直肠癌、肺癌、头颈鳞癌、黑色素瘤等JouranlofThoracicOncol.JouranlofThoracicOncol.脑转移在鳞癌中不常见，但在癌症相关的驱动突变多集中于有限的一些涉及重要生物功能的信号通路，近年来不少学者主张采用信息网络、数据整合分析的方法来探索驱动突变并已获得初步成功规模最大的生物标志物研究以驱动基因分型进行个体化靶向治疗仍然是研究热点关注，几个常见驱动基因的研究已经比较深入，开始探索罕见的驱动基因，哪些人能够获益？怎么来找到这种病人？可能这是我们在未来几年中需要回答的问题NSCLC中BRAF突变率约1%-3%，大多与KRAS、EGFR突变不共存；=LungCancerBCR-ABL基因异位与慢性粒细胞性白血病：ProblemsandChallenge同一突变在不同病种中的差异CurrentclinicaltrialsondrivermutationsinSCCCancerdiagnosismodelshift首个评估生物标志物配对治疗疗效的前瞻性临床研究Cancer22CancertreatmentmodelshiftCancertreatmentmodelshift23DrivermutationsinNSCLCModifiedfromKrisM,etal.IASLC2012TargetedTherapiesConference.KRASEGFR未知60%KRAS未知75%200419992005-2013未知25%KRASEGFRRETROS1MEKHER2METBRAFPIK3CAALKNRASNTRK1DrivermutationsinNSCLCModif24Drivermutation----EML4-ALK棘皮动物微管相关蛋白4-间变性淋巴瘤酶（EML4-ALK）融合基因由第2号染色体短臂插入引起，由ALK基因的3’端与EML4基因的5’端倒位融合形成2007年，Nature上首次报道在肺癌中发现一种新的驱动基因——EML4-ALK；肺癌患者中EML4-ALK的阳性率约为3%-8%。不吸烟或轻度吸烟的腺癌患者中比例更高EML4-ALK统和基因通常与EGFR、KRAS突变不共存，其存在常常预示着EGFRTKIs耐药迄今为止，在肺腺癌中至少已发现11种EML4-ALK融合基因变异体Drivermutation----EML4-ALK棘皮25克唑替尼（Crizotinib）是一口服的ALK/MET抑制剂，在针对具有ALK重排肿瘤患者的I期临床实验中客观有效率（ORR）达60.8%，中位PFS9.7个月。随后的II期临床实验（PROFILE）证实了前期临床实验的良好疗效，在III期临床试验结果尚未公布时，美国FDA就于2011年批准了克唑替尼的临床应用。针对EML4-ALK的最佳检测方法？——IHC,FISH,RT-PCRDrivermutation----EML4-ALK克唑替尼（Crizotinib）是一口服的ALK/MET抑制26Drivermutation----KRAS

NSCLC中最常见的驱动突变之一（5%-30%），多见于吸烟的腺癌NSCLC。97%的KRAS突变发生在codon12、13的exon2。突变导致RAS信号通路持续处于激活状态在25%-35%的EGFRTKIs无效患者中存在KRAS突变；是EGFRTKIs疗效的负性预测分子目前该突变仍然是undruggable，未来？Drivermutation----KRAS

NSCLC27Drivermutation----KRAS

Drivermutation----KRAS

28SelumetinibplusdocetaxelforKRAS-mutantadvancednon-small-celllungcancer:arandomised,multicentre,placebo-controlled,phase2studyPasiAJne,AliceTShaw,JoséRodriguesPereira,GaleJeannin,JohanVansteenkiste,CarlosBarrios,FabioAndreFranke,LyndaGrinsted,VictoriaZazulina,PaulSmith,IanSmith,LucioCrinòDrivermutation----KRAS

Selumetinibplusdocetaxelfor29

Findings44patientstoreceiveselumetinibanddocetaxel(selumetinibgroup)and43toreceiveplaceboanddocetaxel(placebogroup）Medianoverallsurvivalwas9∙4monthsintheselumetinibgroupand5∙2monthsintheplacebogroup。Findings44patients30MEK1/2抑制剂Trametinib治疗KRAS突变晚期NSCLCMEK1/2抑制剂Trametinib治疗KRAS突变晚期N31MEK1/2抑制剂Trametinib治疗KRAS突变晚期NSCLCMEK1/2抑制剂Trametinib治疗KRAS突变晚期N32Drivermutation----HER2HER2(ERBB2/EGF2)是一跨膜的酪氨酸激酶受体家族成员HER2扩增发生频率10%-35%(在NSCLC中)

腺癌比鳞癌多见常表现为对EGFRTKIs敏感

HER2突变（1%-2%），在非吸烟、亚裔、腺癌、女性患者中突变比率更高。具有HER2突变的肿瘤细胞对同时靶向EGFR和/或HER2信号通路的酪氨酸激酶抑制剂敏感Drivermutation----HER2HER2(33SelumetinibplusdocetaxelforKRAS-mutantadvanced某些在肿瘤发展晚期阶段如转移，发挥生物学功能的驱动突变不易被发现，要求临床扩大样本进行研究癌症相关的驱动突变多集中于有限的一些涉及重要生物功能的信号通路，近年来不少学者主张采用信息网络、数据整合分析的方法来探索驱动突变并已获得初步成功Dabrafenib治疗BRAFV600E突变NSCLC从血浆DNA检测EGFR活化突变作为

FAST-ACT2研究中有利的生存预测标志物WuYL,etal.ProblemsandChallengePlanchardD,etal.2007年，Nature上首次报道在肺癌中发现一种新的驱动基因——EML4-ALK；B基于对已知driver/passengermutations参数的机器设置用以发现新的突变Drivermutation----KRAS次要观察终点：PFS，缓解持续时间，OS，安全性，耐受性，人体药代动力学首个评估生物标志物配对治疗疗效的前瞻性临床研究仍有30%左右存在EGFR敏感突变的NSCLC患者TKIs无效Drivermutationsinothertumors

不同瘤种的共同“分子分型”PI3K(Phosphatidylinositol-3kinases,磷脂酰肌醇(-3)激酶)将PIP2转化为PIP3，后者激活下游的AKT/mTOR通路，调节细胞生长、存活和迁徙(EGFR,KRAS,ALK,ROS1)克唑替尼（Crizotinib）是一口服的ALK/MET抑制剂，在针对具有ALK重排肿瘤患者的I期临床实验中客观有效率（ORR）达60.仍有30%左右存在EGFR敏感突变的NSCLC患者TKIs无效从血浆DNA检测EGFR活化突变作为

FAST-ACT2研究中有利的生存预测标志物同一个体，同一肿瘤内部的异质性单臂，开放性，2期临床研究BIBW2992，小分子酪氨酸激酶抑制剂，同时抑制EGFR和HER2下游信号通路。I-II期临床试验发现该药在具有ERBB2突变的肺腺癌患者中具有显著的抗肿瘤活性在化疗抵抗的具有ERBB2Gly776Leu位点突变的肺癌患者中，曲妥珠单抗（抗ERBB2抗体）联合紫杉醇的方案有效。Drivermutation----HER2Selumetinibplusdocetaxelfor34Drivermutation----BRAFBRAF基因编码的蛋白在KRAS信号通路的下游发挥作用突变导致激酶活性增加并激活MAPK2和MAPK3NSCLC中BRAF突变率约1%-3%，大多与KRAS、EGFR突变不共存；突变多见于正在吸烟或既往吸烟者目前有多种B-RAF的抑制剂正在肺癌患者中进行相关临床试验。Drivermutation----BRAFBRAF基因35Dabrafenib治疗BRAFV600E突变NSCLC主要观察终点：研究者评估的ORR次要观察终点：PFS，缓解持续时间，OS，安全性，耐受性，人体药代动力学IV期BRAFV600E-突变阳性的NSCLC(N=17)既往至少接受过一线化疗且失败第一阶段N=20PlanchardD,etal.2013ASCOAbstract8009.Dabrafenib，150mgopBID第二阶段N=20单臂，开放性，2期临床研究Dabrafenib治疗BRAFV600E突变NSCLC主36BRF113928中期结果：

最初前20例患者最佳确认疗效－病灶直径总和的最大减少结论：Dabrafenib治疗复治BRAFV600E突变阳性NSCLC有早期抗肿瘤活性，ORR达52%且最长缓解持续49周，耐受性良好。满足前20例患者中至少出现3例缓解，已扩大样本量进入第2阶段，并纳入一线患者这是NSCLC治疗中首个证明BRAF可作为治疗靶点的研究BRF113928中期结果：

最初前237MET基因位于染色体7q21，编码一跨膜酪氨酸激酶，激活信号可通过RAS、PI3K/AKT、STAT通路传递。突变/扩增均可导致激酶异常活化MET突变在NSCLC中发生率较低（1%），鳞癌中更为少见MET扩增与EGFRTKIs耐药有关，在有EGFR敏感突变的耐药NSCLC中20%与MET扩增有关阻断MET通路（MET抑制剂/单克隆抗体）可抑制具有MET异常活化的肿瘤细胞生长。相关药物正处於临床试验中Drivermutation----METMET基因位于染色体7q21，编码一跨膜酪氨酸激酶，激活信号38METandEGFR-TKIs

resistanceNSCLC

(N=44)EGFR-TKI治疗收集细针穿刺或胸腔积液样本评估EGFR和其他受体酪氨酸激酶(RTKs如ErbB2,ErbB3,cMET,IGF1R,ALK等)，和下游AKT和MAPK通路蛋白的表达和激活研究目的：1)根据RTKs和通路蛋白的表达/激活比较ORR2)评价EGFR-TKI治疗期间RTK和通路蛋白的调节3)在接受EGFR-TKI治疗的患者中，评估EGFR基因突变的激活和RTK激活的相关性RTK=络氨酸激酶E/M-指数>E/M-指数(n)/<E/M-指数(n)mPFS(月)P值10010/1912.2/50.0548011/1812.2/50.0266014/1511.2/1.10.00014019/109.8/1.10.0012025/46.1/0.10.018AhnMJ,etal.2013ASCOAbstract11113.METandEGFR-TKIsresistanceN39无论EGFR突变状态如何，EGFR/cMET相对水平高的患者PFS显著更好随着cMET参与的程度越高或E/M指数越低，NSCLC的临床获益越差结论：cMET在NSCLC患者对EGFR-TKI产生耐药过程中具有重要作用E/M指数及其活化可作为选择EGFR抑制剂和cMET抑制剂的预测标志物，但还需要前瞻性临床研究的验证AhnMJ,etal.2013ASCOAbstract11113.METandEGFR-TKIs

resistance无论EGFR突变状态如何，EGFR/cMET相对水平高的患者40I-II期临床试验发现该药在具有ERBB2突变的肺腺癌患者中具有显著的抗肿瘤活性单臂，开放性，2期临床研究2013年，韩国的学者在胃腺癌中证实了ROS1基因重排的存在，从而为具有这一分子亚型的胃癌患者采取相应的靶向药物治疗奠定了基础HER2(ERBB2/EGF2)是一跨膜的酪氨酸激酶受体家族成员2007年，Nature上首次报道在肺癌中发现一种新的驱动基因——EML4-ALK；SCC中DDR2突变比例3%-4%，较Ad高JohnsonBE,etal.SLCG=SpanishLungCancerGroup

RR=responserate;MUT+=mutationpositive

CR=completeresponse;PR=partialresponse

SD=stabledisease;PD=progressivedisease

DCR=CR+PR+SD;TTP=timetoprogression68例IV期肺鳞癌患者的FFPE肿瘤标本1007例至少一个基因检测的患者中，622例检测到至少一个驱动基因状态的改变；单臂，开放性，2期临床研究在化疗抵抗的具有ERBB2Gly776Leu位点突变的肺癌患者中，曲妥珠单抗（抗ERBB2抗体）联合紫杉醇的方案有效。733例行多重基因组检测的患者中，465例检测到至少一个基因状态改变PatientswiththesameDiagnosis&ClinicalFeatures475例已行手术切除的I-III期NSCLCSelumetinibplusdocetaxelforKRAS-mutantadvanced2013ASCOAbstract8023.统计学检测+体内、体外实验证实某些在肿瘤发展晚期阶段如转移，发挥生物学功能的驱动突变不易被发现，要求临床扩大样本进行研究不吸烟或轻度吸烟的腺癌患者中比例更高收集EGFR-TKI治疗前及EGFR-TKI耐药后的FFPE标本，使用NGS进行398个肿瘤相关基因的外显子测序评估EGFR和其他受体酪氨酸激酶(RTKs如ErbB2,ErbB3,cMET,IGF1R,ALK等)，和NTRK1基因融合作为肺癌新的癌基因靶点结论在肺腺癌中通过NGS/FISH发现了一种新的癌基因NTRK1融合需要开展更多研究以明确NTRK1融合在肺癌中的发生率和特征我们的发现提示需要在NTRK1融合阳性患者中开展前瞻性Trk抑制剂的临床研究35例泛阴性(EGFR,KRAS,ALK,ROS1)肺腺癌样本新的Break-Apart

FISH检测

第2代测序技术(CLIA认证实验室)对表现为新NTRK1基因融合的细胞进行转录及药理抑制分析56例泛阴性(EGFR,KRAS,ALK,ROS1,RET)肺腺癌样本DoebeleRC,etal.2013ASCOAbstract8023.3/91(3.3%)I-II期临床试验发现该药在具有ERBB2突变的肺腺癌患者中41法国生物标志物研究—驱动突变法国生物标志物研究—驱动突变42通过驱动基因选择靶向治疗可以延长患者OS14家LCMC成员单位入组1102例转移性肺腺癌患者检测KRAS,EGFR,HER2,BRAF,PIK3CA,AKT1,MEK1，NRAS

突变，ALK

重排和

MET扩增1007例至少一个基因检测的患者中，622例检测到至少一个驱动基因状态的改变；733例行多重基因组检测的患者中，465例检测到至少一个基因状态改变JohnsonBE,etal.2013ASCOAbstract8019.LCMCIncidenceofMutationDetected通过驱动基因选择靶向治疗可以延长患者OS14家LCMC成员单43通过驱动基因选择靶向治疗可以延长患者OS279例(28%)伴驱动基因突变患者的数据用于选择靶向治疗或入组靶向研究在有后续临床随访信息的938例患者中，总生存分析如下：中位生存时间(年)伴驱动突变没有接受靶向治疗的患者(n=313)伴某种驱动突变接受靶向治疗的患者(n=264)不伴驱动突变的患者(n=361)P<0.0001结论：伴有已确定驱动突变的患者中，接受靶向治疗者的生存时间较未接受靶向治疗者明显延长多重基因组检测有助于临床医生选择适当的患者进行靶向治疗和入组靶向治疗临床研究JohnsonBE,etal.2013ASCOAbstract8019.通过驱动基因选择靶向治疗可以延长患者OS279例(28%)伴44Disparityindrivermutations驱动突变在不同人种中的差异驱动突变在同一病种，不同病理类型之间的差异：NSCLC腺癌VS鳞癌同一突变在不同病种中的差异Disparityindrivermutations驱45NSCLC腺癌驱动突变谱：欧美人群迄今晚期NSCLC患者中开展的规模最大的生物标志物研究BarlesiF,etal.2013ASCOAbstract8000;GiacconeG,etal.2013ASCOAbstract7513.首个评估生物标志物配对治疗疗效的前瞻性临床研究NSCLC腺癌驱动突变谱：欧美人群迄今晚期NSCLC患者中开46NSCLC腺癌驱动突变谱：亚洲研究EGFR依然是亚裔腺癌最常见的驱动基因KohY,etal.2013ASCOAbstract7572.WuYL,etal.2011.140例日本肺腺癌370例中国肺腺癌BRAFM+2%PI3KM+4%C-METAmp5$PTENM+6%EML4-ALK7%KRAS7%EGFRM+40%未知29%KRAS17.6%EGFR43%PIK3CA14.1%MLH14.9%STK116.3%CTNNB15.6%GNAS0.7%PTPN110.7%VHL11.4%SMAD41.4%NSCLC腺癌驱动突变谱：亚洲研究EGFR依然是亚裔腺癌最常47即使同样的病理类型中，东方人群与西方国家人群(高加索人种)并不完全相同常见的突变基因方面，EGFR突变在亚裔(包括中国)人群中的发生率明显高于白种人群(30%vs.17%),而K-RAS突变则在白种人群的发生率远高于亚裔人群Disparityindrivermutations---Race即使同样的病理类型中，东方人群与西方国家人群(高加索人种)并48DrivermutationsinSCC：鳞癌患者的基因型较腺癌或更加复杂，其对生存的预后预测作用更加明显Disparityindrivermutations---PathologyDrivermutationsinSCC：鳞癌患者的基49驱动突变与恶性肿瘤的诊断与治疗课件整理50FGFR1FGFR1(Fibroblastgrowthfactorreceptortype1gene,纤维母细胞生长因子受体)20%-40%SCC患者中存在FGFR1的扩增具有FGFR1扩增的肿瘤对FGFR抑制剂治疗敏感FGFR1FGFR1(Fibroblastgrowthf51FGFR1基因拷贝数增加475例已行手术切除的I-III期NSCLC多因素分析，在校正吸烟、性别和肿瘤大小后，伴FGFR1基因扩增的I/II期肺鳞癌患者的OS显著短于FGFR1未扩增的患者（HR=0.26;95%CI:0.08-0.84,P=0.02）18%的脑转移出现FGFR1拷贝数增加TangXM,etal,etal.2013ASCOAbstract7552.FISH&IHC检测FGFR1基因扩增FGFR1基因拷贝数增加475例已行手术切除的I-III期N52DrivermutationdefinitionPatientswiththesameDiagnosis&ClinicalFeaturesBRAF突变——肺癌、黑色素瘤、结直肠癌等不同组织来源的肿瘤有可能越来越多地依据共同“分子分型”，采取同一靶向治疗模式突变/扩增均可导致激酶异常活化在有后续临床随访信息的938例患者中，总生存分析如下：733例行多重基因组检测的患者中，465例检测到至少一个基因状态改变吉非替尼+水飞蓟素840mg/day(280mgpotid)+培美曲塞统计学检测+体内、体外实验证实FGFR1(Fibroblastgrowthfactorreceptortype1gene,纤维母细胞生长因子受体)在人类H3255NSCLC细胞株(携带EGFRL858R，但无BRAFV600E，对厄洛替尼敏感)中，BRAFV600E的过表达会导致耐药性的产生癌症相关的驱动突变多集中于有限的一些涉及重要生物功能的信号通路，近年来不少学者主张采用信息网络、数据整合分析的方法来探索驱动突变并已获得初步成功恶性黑色素瘤V600E（90%）DrivermutationdefinitionBRAF、KIT与恶性黑色素瘤Geneticinstability68例IV期肺鳞癌患者的FFPE肿瘤标本TheessenceofmalignanttumorDrivermutation----HER2Dabrafenib治疗BRAFV600E突变NSCLCPTEN突变(外显子测序)通过驱动基因选择靶向治疗可以延长患者OSPI3K/PTEN/AKT/mTORpathwayPI3K(Phosphatidylinositol-3kinases,磷脂酰肌醇(-3)激酶)将PIP2转化为PIP3，后者激活下游的AKT/mTOR通路，调节细胞生长、存活和迁徙PI3K包括调节和催化亚单位，分别由不同基因编码。大多数突变发生于编码催化亚单位的PIK3CAPIK3CA扩增（3q26位点，SCC中近43%），较PIK3CA突变常见。PI3K/AKT途径的激活与EGFR敏感的NSCLC对EGFRTKIs抵抗有关PIK3CA突变常与EGFR突变共存，在EGFRTKIs抵抗的EGFR敏感突变NSCLC中5%存在PI3KCA突变DrivermutationdefinitionPI3K53PI3K通过使PIP3去磷酸化，PTEN负向调节PI3K/AKT通路，从而抑制肿瘤生长PTEN的失活可导致PI3K/PTEN/AKT/mTOR通路活性增加，促进肿瘤生长PTEN失活使EGFR敏感突变NSCLC患者对EGFRTKIs敏感性降低PTEN失活可增加PI3K/AKT抑制剂和mTOR抑制剂的疗效PI3K通过使PIP3去磷酸化，PTEN负向调节PI3K/A54ImpactofPI3KpathwayinthemodelofmetastasesandsurvivalinstageIVSCC68例IV期肺鳞癌患者的FFPE肿瘤标本FGFR1扩增(FISH)PIK3CA突变(Sequenom)PTEN缺失(IHC)PTEN突变(外显子测序)采用Kaplan-Meier法估算生存率采用Log-rank检验和Cox比例风险法

进行组间比较PaikPK,etal.2013ASCOAbstract8022.ImpactofPI3Kpathwayinthe55OS单因素分析：OS多因素分析：考虑到年龄、性别、KPS因素后，仍然显示PI3K与生存期短相关HR=3.3，(95%CI:1.5-7,p=0.03)转移部位的驱动基因分析脑转移在鳞癌中不常见，但在PI3K异常肿瘤高达22%脑转移仅出现在PI3K异常肿瘤PaikPK,etal.2013ASCOAbstract8022.OS95%CIP值(vs其他)FGFR1扩增19.510.8-NR0.059PI3K9.498.1-NR0.004其他13.79.7-NR结论：IV期PI3K异常肺鳞癌患者的生存较差脑转移在PI3K异常的患者中更常见，且仅出现在PI3K异常的患者中PI3K通路活化具有不同的生物学特点，以该通路为靶点的治疗方法可能是伴脑转移的肺鳞癌患者的一种有效治疗策略ImpactofPI3KpathwayinthemodelofmetastasesandsurvivalinstageIVSCCOS单因素分析：PaikPK,etal.2013A56DDR2DDR2(discoidindomainthreceptor2,盘状结构域受体2)通过与丝状胶原结合激活下游信号通路DDR2下游信号通路包括Shp-2、Src、STAT、MAPKDDR2基因第768位点的突变导致丝氨酸被替换为精氨酸（S768R）DDR2DDR2(discoidindomainthr57DDR2SCC中DDR2突变比例3%-4%，较Ad高Dasatinib，商品化的多靶点激酶抑制剂，可阻断DDR2通路体内、体外实验证实dasatinib对DDR2突变细胞有效前期临床实验初步证实了在SCC中的疗效DDR2SCC中DDR2突变比例3%-4%，较Ad高58CurrentclinicaltrialsondrivermutationsinSCCCurrentclinicaltrialsondri59BRAF突变位点

恶性黑色素瘤V600E（90%）NSCLC：V600E（50%）；G469A（39%）

D594G（11%）Disparityindrivermutations---

differentmutationsofBRAFBRAF突变位点Disparityindrivermu60DrivermutationsinothertumorsBCR-ABL基因异位与慢性粒细胞性白血病：相应靶向药物——伊马替尼（格列卫）ROS1与胃癌2013年，韩国的学者在胃腺癌中证实了ROS1基因重排的存在，从而为具有这一分子亚型的胃癌患者采取相应的靶向药物治疗奠定了基础BRAF、KIT与恶性黑色素瘤相应靶向药物——BRAF:伊匹单抗（Ipilimumab，抗CTLA4单克隆抗体）、vemurafenib（BRAF抑制剂）KIT----CML（慢性粒粒细胞性白血病）和GIST（胃肠间质瘤）的治疗靶点之一，同样也是恶性黑色素瘤的驱动突变，在3%左右的恶黑患者中有KIT突变存在，为相应靶向药物在恶性黑色素瘤患者的使用奠定了基础。Drivermutationsinothertumo612013ASCOAbstract8023.NSCLC腺癌驱动突变谱：欧美人群迄今晚期NSCLC患者中开展的ModifiedfromKrisM,etal.在肺腺癌中通过NGS/FISH发现了一种新的癌基因NTRK1融合B基于对已知driver/passengermutations参数的机器设置用以发现新的突变placebo-controlled,phase2studyDrivermutation----HER2EGFRmutationsandEGFRTKIs迄今晚期NSCLC患者中开展的需要开展更多研究以明确NTRK1融合在肺癌中的发生率和特征8%，中位PFS9.主要观察终点：研究者评估的ORR在化疗抵抗的具有ERBB2Gly776Leu位点突变的肺癌患者中，曲妥珠单抗（抗ERBB2抗体）联合紫杉醇的方案有效。ImpactofPI3KpathwayinthemodelofmetastasesandsurvivalinstageIVSCC耐药后驱动基因图谱发生了变化，且这种变化在靶向治疗的同时不断演变。突变可导致EGFR通路不依赖配体的持续激活，同时对EGFRTKIs治疗敏感97%的KRAS突变发生在codon12、13的exon2。不影响蛋白质功能和活性，因而被认为是passengermutations）drivermutations可影响癌症的表型；统计学检测+体内、体外实验证实PI3K(Phosphatidylinositol-3kinases,磷脂酰肌醇(-3)激酶)将PIP2转化为PIP3，后者激活下游的AKT/mTOR通路，调节细胞生长、存活和迁徙Drivermutationsinothertumors

不同瘤种的共同“分子分型”ALK变异肿瘤，日本学者最早称之为ALK肿瘤（ALKoma）已经在多种肿瘤中检测到ALK变异活化，例如炎症肌母细胞瘤、三阴性乳腺癌、胃肠道肿瘤、少数神经母细胞瘤、间编大细胞淋巴瘤、前列腺癌等Crizotinib是否有效？

针对这些ALKoma的ALK靶向治疗研究将会建立基于分子分型的多瘤种统一个体化治疗模式2013ASCOAbstract8023.Driver62ROS1融合在肺癌中的变异频率约为1%，并对crizotinib也有很好的反应。crizotinib对ROS1阳性肺癌有效率可达56%，6个月PFS率71%ROS1变异——胃肠道肿瘤、黑色素瘤、肉瘤等BRAF突变——肺癌、黑色素瘤、结直肠癌等MET扩增活化——肺癌、头颈部鳞癌、胃癌、结直肠癌等RET融合基因——肺癌、甲状腺癌、少数乳腺癌、肉瘤等KRAS突变——胰腺癌、结直肠癌、肺癌、头颈鳞癌、黑色素瘤等Drivermutationsinothertumors

不同瘤种的共同“分子分型”ROS1融合在肺癌中的变异频率约为1%，并对crizotin63不同组织来源的肿瘤有可能越来越多地依据共同“分子分型”，采取同一靶向治疗模式Drivermutationsinothertumors

不同瘤种的共同“分子分型”不同组织来源的肿瘤有可能越来越多地依据共同“分子分型”，采取64Enough？仍有30%左右存在EGFR敏感突变的NSCLC患者TKIs无效

——正确认识多重驱动突变，联合靶向治疗？药物敏感的肿瘤初始对靶向药物治疗有效，但大多在6-12月内出现治疗抵抗耐药后驱动基因图谱发生了变化，且这种变化在靶向治疗的同时不断演变。更多的实验认为这种变化是靶向治疗后基因筛选的结果Chengetal,NatureMed2012Enough？仍有30%左右存在EGFR敏感突变的NSCLC65PatientswiththesameDiagnosis&ClinicalFeaturesHeterogeneityoftumorPatientswiththesameDiagnos66Patientswithsamediagnosis,butdifferentMolecularProfiles不同个体之间的异质性Patientswithsamediagnosis,67同一个体，同一肿瘤内部的异质性同一个体，同一肿瘤内部的异质性68ProblemsandChallenge:

Oncogenicchangeduringthetreatment在肿瘤不断进展或接受治疗过程中，面对各种选择压力，原先在肿瘤发生发展中占主导地位的驱动突变“让位”于新的驱动突变ProblemsandChallenge:

69在靶向治疗过程中，原先以很小比例存在的突变在治疗筛选过程中成为优势突变ProblemsandChallenge:

Oncogenicchangeduringthetreatment在靶向治疗过程中，原先以很小比例存在的突变在治疗筛选过程中成70针对驱动基因突变研制的分子靶向药物在晚期NSCLC治疗方面已经显现出巨大的优势。表皮生长因子受体(EGFR)敏感突变的患者，可从EGFR酪氨酸激酶抑制剂(EGFR-TKI)治疗中获得更好的疗效，但几乎所有患者迟早均要发生EGFR-TKI获得性耐药，中位无进展时间只有8~12个月当靶向治疗后出现耐药时，临床上面临众多治疗困惑，也是当今肺癌个体化治疗的研究热点之一ProblemsandChallenge--resistance针对驱动基因突变研制的分子靶向药物在晚期NSCLC治疗方面71FISH&IHC检测ProblemsandChallenge:

OncogenicchangeduringthetreatmentDrivermutation----EGFR腺癌比鳞癌多见ModifiedfromKrisM,etal.1007例至少一个基因检测的患者中，622例检测到至少一个驱动基因状态的改变；针对EML4-ALK的最佳检测方法？——IHC,FISH,RT-PCRDabrafenib治疗复治BRAFV600E突变阳性NSCLC有早期抗肿瘤活性，ORR达52%且最长缓解持续49周，耐受性良好。2013ASCOAbstract8023.G469A（39%）仍有30%左右存在EGFR敏感突变的NSCLC患者TKIs无效NSCLC中BRAF突变率约1%-3%，大多与KRAS、EGFR突变不共存；Dabrafenib治疗BRAFV600E突变NSCLC这是NSCLC治疗中首个证明BRAF可作为治疗靶点的研究733例行多重基因组检测的患者中，465例检测到至少一个基因状态改变PI3K包括调节和催化亚单位，分别由不同基因编码。Panomics:genomics,proteomics,epigenomics,etcplacebo-controlled,phase2studySerum:EGFRExon19del15bp+andT790M+在化疗抵抗的具有ERBB2Gly776Leu位点突变的肺癌患者中，曲妥珠单抗（抗ERBB2抗体）联合紫杉醇的方案有效。次要观察终点：PFS，缓解持续时间，OS，安全性，耐受性，人体药代动力学CharacteristicsofcancercellsProblemsandChallenge

SecondmutationsandemergeofnewdrivermutationsFISH&IHC检测ProblemsandChall72EGFR

T790MEGFR野生型：外显子20中第790个氨基酸位点是苏氨酸（T）EGFR突变型：苏氨酸中第二个碱基由C突变为TT790突变：790位点苏氨酸被甲硫氨酸（G）替代T790突变改变了ATP的亲和性，导致EGFR-TKI不能有效阻断信号产生耐药EGFRT790MEGFR野生型：外显子20中第790个氨73女性，75岁,非吸烟，腺癌2010年10月，诊断为肺腺癌IV期（骨，脑）开始吉非替尼治疗Tissue:EGFRExon19del15bp+Serum:EGFRExon19del15bp+2011年9月,肺部病灶进展Serum:EGFRExon19del15bp+andT790M+Plasma:TSmRNAlowlevel吉非替尼+水飞蓟素840mg/day(280mgpotid)+培美曲塞2011年11月，PRSerum:EGFRExon19del15bp-andT790M-2011-09

2011-11

AfterEGFRTKIs

resistance……2011-092011-11AfterEGFRTKI74在人类H3255NSCLC细胞株(携带EGFRL858R，但无BRAFV600E，对厄洛替尼敏感)中，BRAFV600E的过表达会导致耐药性的产生BRAFV600E介导的厄洛替尼耐药可通过BRAF抑制剂Vemurafenib逆转结论：EGFR突变NSCLC可包含额外BRAF致癌驱动突变且在治疗前发生率低EGFRTKI治疗可以导致BRAFV600E表达肿瘤细胞扩增，产生获得性EGFRTKI耐药，而BRAF抑制剂治疗后可逆转突变率治疗前EGFRL858R95%BRAFV600E～6%获得耐药性后EGFRT790M～14%BRAFV600E60%10倍BlakelyCB,etal.2013ASCOAbstract11004.收集EGFR-TKI治疗前及EGFR-TKI耐药后的FFPE标本，使用NGS进行398个肿瘤相关基因的外显子测序ProblemsandChallenge

Emergeofnewdrivermutations在人类H3255NSCLC细胞株(携带EGFRL858R75进一步发现少见驱动突变某些在肿瘤发展晚期阶段如转移，发挥生物学功能的驱动突变不易被发现，要求临床扩大样本进行研究由于肿瘤异质性的存在，不同研究发现的驱动突变重叠比例较低ProblemsandChallenge进一步发现少见驱动突变ProblemsandChalle76治疗前后肿瘤组织驱动基因状态将可能发生明显变化，重复多次基因检测对二线后治疗变得尤为重要以驱动基因分型进行个体化靶向治疗仍然是研究热点关注，几个常见驱动基因的研究已经比较深入，开始探索罕见的驱动基因，哪些人能够获益？怎么来找到这种病人？可能这是我们在未来几年中需要回答的问题合适的肿瘤标本进行研究ProblemsandChallenge治疗前后肿瘤组织驱动基因状态将可能发生明显变化，重复多次基因77驱动突变与恶性肿瘤的诊断与治疗课件整理78血清血浆分子生物标志物的探索血清血浆分子生物标志物的探索79血浆VeriStrat与EGFRTKIs疗效OSPFSCarbone,etal.JouranlofThoracicOncol.2012;7:1653-1660

血浆VeriStrat与EGFRTKIs疗效OSPFSCa80从血浆DNA检测EGFR活化突变作为

FAST-ACT2研究中有利的生存预测标志物从血浆DNA检测EGFR活化突变作为

FAST-ACT2研究81从血浆DNA检测EGFR活化突变作为

FAST-ACT2研究中有利的生存预测标志物从血浆DNA检测EGFR活化突变作为

FAST-ACT2研究82从血浆DNA检测EGFR活化突变作为

FAST-ACT2研究中有利的生存预测标志物从血浆DNA检测EGFR活化突变作为

FAST-ACT2研究83通过驱动基因选择靶向治疗可以延长患者OS体内、体外实验证实dasatinib对DDR2突变细胞有效CurrentclinicaltrialsondrivermutationsinSCCCauseofoverproductionofcancercellsPI3K通路活化具有不同的生物学特点，以该通路为靶点的治疗方法可能是伴脑转移的肺鳞癌患者的一种有效治疗策略2013ASCOAbstract8022.Disparityindrivermutations---PathologyDasatinib，商品化的多靶点激酶抑制剂，可阻断DDR2通路肿瘤发生的本质是体细胞遗传物质的改变驱动突变在不同人种中的差异IV期BRAFV600E-突变阳性的NSCLC(N=17)drivermutations可影响癌症的表型；Causeofoverproductionofcancercells这是NSCLC治疗中首个证明BRAF可作为治疗靶点的研究MEK1/2抑制剂Trametinib治疗KRAS突变晚期NSCLCDisparityindrivermutations相应靶向药物——伊马替尼（格列卫）以驱动基因分型进行个体化靶向治疗仍然是研究热点关注，几个常见驱动基因的研究已经比较深入，开始探索罕见的驱动基因，哪些人能够获益？怎么来找到这种病人？可能这是我们在未来几年中需要回答的问题统计学检测+体内、体外实验证实JouranlofThoracicOncol.合适的肿瘤标本进行研究不同组织来源的肿瘤有可能越来越多地依据共同“分子分型”，采取同一靶向治疗模式Panomics:genomics,proteomics,epigenomics,etc通过驱动基因选择靶向治疗可以延长患者OSPanomics:84谢谢谢谢85Howtoidentifydrivermutations?统计学检测+体内、体外实验证实癌症相关的驱动突变多集中于有限的一些涉及重要生物功能的信号通路，近年来不少学者主张采用信息网络、数据整合分析的方法来探索驱动突变并已获得初步成功三类A基于对突变影响功能的预测B基于对已知driver/passengermutations参数的机器设置用以发现新的突变C基于driver/passengermutations不同的突变频率Howtoidentifydrivermutatio86Drivermutation----EGFRDrivermutation----EGFR87驱动突变与恶性肿瘤的诊断与治疗课件整理88Drivermutation----EML4-ALK棘皮动物微管相关蛋白4-间变性淋巴瘤酶（EML4-ALK）融合基因由第2号染色体短臂插入引起，由ALK基因的3’端与EML4基因的5’端倒位融合形成2007年，Nature上首次报道在肺癌中发现一种新的驱动基因——EML4-ALK；肺癌患者中EML4-ALK的阳性率约为3%-8%。不吸烟或轻度吸烟的腺癌患者中比例更高EML4-ALK统和基因通常与EGFR、KRAS突变不共存，其存在常常预示着EGFRTKIs耐药迄今为止，在肺腺癌中至少已发现11种EML4-ALK融合基因变异体Drivermutation----EML4-ALK棘皮89克唑替尼（Crizotinib）是一口服的ALK/MET抑制剂，在针对具有ALK重排肿瘤患者的I期临床实验中客观有效率（ORR）达60.8%，中位PFS9.7个月。随后的II期临床实验（PROFILE）证实了前期临床实验的良好疗效，在III期临床试验结果尚未公布时，美国FDA就于2011年批准了克唑替尼的临床应用。针对EML4-ALK的最佳检测方法？——IHC,FISH,RT-PCRDrivermutation----EML4-ALK克唑替尼（Crizotinib）是一口服的ALK/MET抑制90Dabrafenib治疗BRAFV600E突变NSCLC主要观察终点：研究者评估的ORR次要观察终点：PFS，缓解持续时间，OS，安全性，耐受性，人体药代动力学IV期BRAFV600E-突变阳性的NSCLC(N=17)既往至少接受过一线化疗且失败第一阶段N=20PlanchardD,etal.2013ASCOAbstract8009.Dabrafenib，150mgopBID第二阶段N=20单臂，开放性，2期临床研究Dabrafenib治疗BRAFV600E突变NSCLC主91驱动突变与恶性肿瘤的诊断与治疗课件整理92PatientswiththesameDiagnosis&ClinicalFeaturesHeterogeneityoftumorPatientswiththesameDiagnos93ClonaloriginImmortalityandtelomeresGeneticinstabilityLossofcontactinhibitionandanchorage-dependentgrowthProgressiveindependenceofproliferationfromgrowthfactorsandnutrientsMetastasisCharacteristicsofcancercellsClonaloriginCharacteristicso94CauseofoverproductionofcancercellsFailureofabnormalcellstoundergoapoptosisGeneticabnormalitiesthatinappropriatelystimulatecellproliferationAbnormalitiesoftumor-suppressorgenesTumorangiogenesisCauseofoverproductionofcan95Theessenceofmalignanttumor肿瘤的发生是环境因素和遗传因素共同作用的结果环境因素只有改变遗传物质的结构和功能才能使正常细胞转变为癌细胞肿瘤发生的本质是体细胞遗传物质的改变Theessenceofmalignanttumor96TheessenceofmalignanttumorTheessenceofmalignanttumor97驱动突变与恶性肿瘤的诊断与治疗课件整理98Drivermutationdefinition驱动突变被定义为可增加肿瘤细胞的适应性（增殖潜能），同时导致癌症发生发展的基因突变。常见的驱动突变形式:活化突变；短片段插入或缺失突变；基因的重排或扩增从统计学角度：某一位点上非沉默突变的频率显著高于背景突变/passengermutations的频率（沉默突变因不改变基因编码的氨基酸；不影响蛋白质功能和活性，因而被认为是passengermutations）Drivermutationdefinition驱动突变99与passengermutations区别在于：passengermutations通常为无功能突变，不导致肿瘤的发生发展

drivermutations可影响癌症的表型；passengermutations与肿瘤发展无关，随DNA复制而不断累积OncogeneAddiction：驱动突变常发生于与细胞信号传导和调节通路有关的基因；突变的基因驱动肿瘤形成并维持肿瘤的生长。因此，即便是在抑癌基因正常表达的情况下，癌细胞也可依赖于这种单个突变基因的异常表达而得以生长Drivermutationdefinition与passengermutations区别在于：Drive100NSCLC中BRAF突变率约1%-3%，大多与KRAS、EGFR突变不共存；BCR-ABL基因异位与慢性粒细胞性白血病：Drivermutation----HER2小分子EGFRTKIs可阻断ATP结合至EGFR铬氨酸激酶区域催化位点，从而抑制EGFR信号通路的活化。血浆VeriStrat与EGFRTKIs疗效G469A（39%）PaikPK,etal.I-II期临床试验发现该药在具有ERBB2突变的肺腺癌患者中具有显著的抗肿瘤活性8%，中位PFS9.VictoriaZazulina,PaulSmith,IanSmith,LucioCrinòPanomics:genomics,proteomics,epigenomics,etcIV期BRAFV600E-突变阳性的NSCLC(N=17)大多数突变发生于编码催化亚单位的PIK3CA检测KRAS,EGFR,HER2,BRAF,PIK3CA,AKT1