在泛实体瘤中发现的BRAF V600突变，以及BRAF和MEK靶向药物的联合开发改变了组织无关的肿瘤精准治疗格局，并对患者生存结局产生了影响。尽管靶向药物最初有效，但耐药性仍会出现，因此需了解其耐药机制。本文报告了1例携带BRAF V600E突变的复发性胶质母细胞瘤（GBM）患者，最初对BRAF和MEK抑制剂联合治疗获得部分缓解，随后病灶组织学转化为胶质肉瘤，获得致癌性KRAS G12D和NF1 L1083R突变，从而产生耐药机制。该病例提供了首例证据，初步证明在BRAF和MEK联合抑制的情况下，获得性KRAS G12D/NF1 L1083R突变伴组织学转化与原发性BRAF V600E突变的胶质母细胞瘤共发生，这是之前未被报道的获得性耐药机制。这一新发现不仅为RAS/MAPK通路提供了新的思路，而且还突出了组织学转化为胶质肉瘤的潜力，强调了进一步研究的迫切性。
背 景
鼠类肉瘤滤过性毒菌致癌同源体B1（BRAF）是一种被鼠肉瘤病毒（RAS）激活的快速加速纤维肉瘤（RAF）激酶，可激活丝裂原活化蛋白激酶激酶（MEK）通路。BRAF是泛实体瘤患者的主要致癌驱动基因之一。BRAF基因对于正常细胞的生长至关重要，但不受抑制的BRAF信号传导会促进肿瘤的发生发展。癌细胞中大部分活化的BRAF突变发生在氨基酸V600的激酶结构域内，最常见的是V600E。BRAF和MEK抑制剂组合疗法已成为黑色素瘤、非小细胞肺癌和甲状腺未分化癌患者的标准治疗。最近，FDA批准了达拉非尼和曲美替尼联合治疗成人和儿童实体瘤患者（结直肠癌除外），其依据是在包括BRAF V600突变型低级别胶质瘤（LGG）和高级别胶质瘤（HGG）在内的20多种不同的癌症组织学中显示出抗肿瘤活性。然而，通过BRAF抑制剂（BRAFi）耐药机制指导治疗策略的更大推动力正在出现。除黑色素瘤外，BRAF和MEK抑制剂的耐药机制在肺癌和甲状腺癌中已有报道，但在胶质瘤中少有报道。Lehmann等人报道了儿童HGG, RAS/细胞外调节蛋白激酶（ERK）的激活增加通过1型神经纤维瘤病（NF1）错义突变引起RAS信号通路异常。BRAFi靶向治疗的耐药机制也与PIK3C2基因变异导致的磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）/蛋白激酶B（AKT）信号通路异常激活有关。
本文报告了1例携带BRAF V600E突变的复发性胶质母细胞瘤（GBM）患者，最初对BRAF和MEK抑制剂联合治疗获得部分缓解，随后病灶组织学转化为胶质肉瘤，并新出现了获得性KRAS G12D和NF1 L1083R突变，从而产生耐药机制。据知，本文是首例报道KRAS G12D和NF1 L1083R突变与原发性BRAF V600E突变的胶质母细胞瘤共发生的病例，作为BRAF和MEK联合抑制背景下的获得性耐药机制，导致组织学转化为胶质肉瘤。
病 例
患者女，30岁，因头痛、言语不清和精细运动技能协调障碍5天到得克萨斯大学安德森癌症中心就诊。颅脑增强MRI基线成像显示右侧额顶叶皮层下白质区有3.3 cm环形强化病灶，疑似胶质瘤。患者的临床病程时间线如图1所示。
图1 患者临床病程时间线。
患者接受了开颅手术全切除肿瘤，术后病理证实为胶质母细胞瘤。免疫组化检测显示异柠檬酸脱氢酶-1 （IDH1）突变蛋白呈阴性，Ki-67指数为32%，但当时未进行BRAF检测。术后患者接受同步放化疗，放疗总剂量为60 Gy，同时使用替莫唑胺（每日75 mg/㎡）。不久之后，作为临床试验的一部分，患者接受了辅助治疗：替莫唑胺（150 mg/㎡，第1 -5天），美金刚（10 mg，每日2次），二甲双胍（500 mg，每日2次），甲氟喹（250 mg，每周2次）（NCT01430351）。由于严重的毒性反应（严重的恶心和疲劳），二甲双胍和甲氟喹被停用。
在开始辅助化疗后2个月，复查扫描显示疾病进展（PD），改用贝伐珠单抗（10 mg/kg，每2周1次）。1个月后加用卡培他滨1250 mg/㎡，每2周1次。治疗5个月后，患者因手足综合征相关毒性停用卡培他滨。随后，患者开始每6周第3日服用洛莫司汀75 mg/㎡，并持续服用4个月。不幸的是，最终出现了持续性G2级血小板减少症，并停用洛莫司汀。患者重新开始接受贝伐珠单抗单药治疗，并在接下来的18个月里耐受性良好。复查MRI显示，右侧额下叶和右侧枕叶有两个新的硬脑膜病变。2016年9月因硬脑膜病灶接受放疗，总剂量40 Gy分15次。此后，患者继续使用贝伐珠单抗维持治疗1年。
2017年9月，复查MRI显示2个硬脑膜病变进展，1个在右侧额下叶，另1个在右侧枕叶。再次进行开颅手术全切除肿瘤，病理证实为复发性胶质母细胞瘤。NGS检测显示BRAF V600E突变和MET N375S突变，免疫组织化学检测显示IDH 1/2为野生型。
基于BRAF V600E突变，患者参加了达拉非尼（每日2次、每次150 mg）联合曲美替尼（每日2 mg）治疗的ROAR篮子试验（NCT02034110）。最初，患者的最佳应答是疾病稳定，但经10个周期治疗后，颅脑MRI显示病灶部分缓解（PR）。根据神经肿瘤学疗效评估（RANO）标准，患者的最佳缓解为肿瘤缩小至55%。患者对治疗方案的耐受性良好，没有降低剂量或中断治疗。
在接受18个周期的达拉非尼和曲美替尼联合治疗后，复查颅脑MRI显示右额下叶有1个新病灶，而其他病灶保持稳定。经多学科肿瘤委员会讨论，患者接受了开颅手术，新病灶完全切除。该标本的组织学显示在胶质母细胞瘤背景下局灶性组织转化为胶质肉瘤。图2突出显示了患者的原发性胶质母细胞瘤在治疗过程中向胶质肉瘤转化的影像学变化。图3突出了原发性胶质母细胞瘤和继发性胶质肉瘤病变的组织病理学差异。对该标本进行的重复NGS检测显示，出现了与原发性BRAF V600E突变共存的新的激活性且可采取治疗措施的获得性致癌基因KRAS G12D和NF1 L1083R突变。
图2 随时间推移患者的影像学变化。
图3 具有代表性的组织病理学图像。
患者继续接受了4个多月的达拉非尼和曲美替尼联合治疗。随后的颅脑MRI显示病情进一步进展。3个月后，患者因病情恶化被转诊至临终关怀医院，因此退出试验。
讨 论
BRAF V600突变是实体瘤患者的主要致癌驱动基因之一。在IDH野生型胶质母细胞瘤中，BRAF V600E突变的发生率约8%。BRAF抑制剂（BRAFi）靶向治疗在携带BRAF V600E突变的实体瘤患者中，率先证明了总生存期和无进展生存期的临床获益。这导致FDA于2022年6月批准了达拉非尼和曲美替尼联合治疗作为肿瘤不可知疗法。在携带BRAF V600E突变的成人脑肿瘤患者中，31例高级别胶质瘤患者中有15例的客观缓解率（ORR）为33%，其中3例完全缓解（CR）， 12例部分缓解（PR），所有高级别肿瘤的缓解持续时间为13.6个月。中位无进展生存期为3.8个月，总生存期为17.6个月。值得注意的是，本文患者从达拉非尼和曲美替尼联合治疗中获益的时间比之前观察到的中位生存结局高出21.4个月。
在黑色素瘤中，BRAFi靶向治疗后出现的耐药机制已众所周知，其主要是通过BRAF扩增和选择性剪接或RAS/MEK/ERK变异，来恢复MEK/ERK信号转导通路或激活PI3K/AKT信号通路。其耐药机制包括药物作用靶点的变异、药物泵的表达、解毒机制的表达、通过p53降低对细胞凋亡的易感性、DNA损伤修复能力的增强以及增殖的改变。
在表皮生长因子受体（EGFR）变异的非小细胞肺癌（NSCLC）患者中，3-15%发生小细胞肺癌（SCLC）的组织学转化，这是EGFR靶向药物治疗NSCLC患者的耐药机制之一。发生组织学转化为小细胞肺癌患者的治疗结局不佳。1项关于治疗结局的系统综述表明，转化后的SCLC患者中位生存期为6个月。
本文患者在长时间接受BRAFi治疗以及组织学转化为胶质肉瘤后，观察到具有致癌潜能的KRAS和具有未知作用的NF1获得性突变。胶质肉瘤是1种罕见的胶质母细胞瘤组织病理学变体，约占GBM变体的2%。组织病理学上，这些肿瘤显示出神经胶质区、肉瘤样和间叶分化成分的组合。继发性胶质肉瘤常在原发性胶质母细胞瘤治疗后发生。这些肿瘤不同于放射诱发性胶质肉瘤，后者发生于既往无胶质母细胞瘤患者的颅内放疗后。本文患者右额下叶硬脑膜病变向胶质肉瘤的组织学转化发生在接受达拉非尼和曲美替尼联合治疗期间，最初缓解，之后出现突破性进展（影像学和病理学转化）。应该注意的是，在初步诊断时，该肿瘤的组织病理学存在诊断为间变性多形性黄色星形细胞瘤（PXA）的可能性。但在2019年的复发灶中，该标本的组织学更符合IDH野生型胶质母细胞瘤。然而，该肿瘤起源于间变性PXA的可能性仍然存在，尤其是考虑到患者相对年轻。此外，还必须考虑病灶邻近软脑膜的邻接位置，这可能是促成肉瘤转化的1个因素。
与BRAF类似，RAS基因家族也通过丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）信号通路发挥作用，并以独立的途径激活下游RAF和PI3K。通过胰岛素样生长因子1受体（IGF1R）的受体酪氨酸激酶信号传导促进PI3K的激活和AKT的磷酸化。这并不像通常认为的那样会影响MAPK活性，但MAPK和PI3K通路共同调节Mcl-1（1种可能促进癌细胞的生存和生长的抗凋亡因子）。因此，MAPK和IGF1R通过PI3K和AKT信号通路参与了BRAFi耐药的发生。在对BRAFi耐药黑色素瘤进行的1项研究中，发现MEK抑制剂和PI3K抑制剂联合使用具有抗肿瘤作用。然而，此研究未观察到获得性BRAF耐药后新突变的发生。
此外，需要注意的是，KRAS和BRAF突变通常不会同时出现于胶质瘤中，但RAS信号通路异常在GBM中是常见现象。1篇研究影响RAS信号通路异常因素的论文报道，在1小部分GBM患者中，RAS和BRAF突变导致了RAS信号通路异常。在本文病例中，考虑到最初病理学检查未发现这2种基因异常，随后依次观察到BRAF、KRAS和NF1突变，这些突变的获得机制似乎是通过降低对细胞凋亡的易感性以及改变分子信号通路（因为它们都存在于共同的通路中）。1项研究表明，针对这2条通路，通过联合抑制比单独抑制更有效地诱导细胞凋亡。
据知，本文是首例携带BRAF V600E突变的GBM患者，同时在RAS/MAPK通路中获得KRAS G12D和NF1 L1083R突变，其作为对BRAF/MEK抑制剂联合治疗的耐药机制，组织学转化为胶质肉瘤。MAPK通路的恢复可能是携带BRAF V600E的GBM患者经BRAFi治疗后的继发性耐药机制。
参考文献：Nelson, B.E., Reddy, N.K., Huse, J.T. et al. Histological transformation to gliosarcoma with combined BRAF/MEK inhibition in BRAF V600E mutated glioblastoma. npj Precis. Onc. 7, 47 (2023). https://doi.org/10.1038/s41698-023-00398-5