在泛實體瘤中發現的BRAF V600突變，以及BRAF和MEK靶向藥物的聯合開發改變了組織無關的腫瘤精準治療格局，並對患者生存結局產生了影響。儘管靶向藥物最初有效，但耐藥性仍會出現，因此需了解其耐藥機制。本文報告了1例攜帶BRAF V600E突變的復發性膠質母細胞瘤（GBM）患者，最初對BRAF和MEK抑制劑聯合治療獲得部分緩解，隨後病灶組織學轉化為膠質肉瘤，獲得致癌性KRAS G12D和NF1 L1083R突變，從而產生耐藥機制。該病例提供了首例證據，初步證明在BRAF和MEK聯合抑制的情況下，獲得性KRAS G12D/NF1 L1083R突變伴組織學轉化與原發性BRAF V600E突變的膠質母細胞瘤共發生，這是之前未被報道的獲得性耐藥機制。這一新發現不僅為RAS/MAPK通路提供了新的思路，而且還突出了組織學轉化為膠質肉瘤的潛力，強調了進一步研究的迫切性。
背 景
鼠類肉瘤濾過性毒菌致癌同源體B1（BRAF）是一種被鼠肉瘤病毒（RAS）激活的快速加速纖維肉瘤（RAF）激酶，可激活絲裂原活化蛋白激酶激酶（MEK）通路。BRAF是泛實體瘤患者的主要致癌驅動基因之一。BRAF基因對於正常細胞的生長至關重要，但不受抑制的BRAF信號傳導會促進腫瘤的發生髮展。癌細胞中大部分活化的BRAF突變發生在胺基酸V600的激酶結構域內，最常見的是V600E。BRAF和MEK抑制劑組合療法已成為黑色素瘤、非小細胞肺癌和甲狀腺未分化癌患者的標準治療。最近，FDA批准了達拉非尼和曲美替尼聯合治療成人和兒童實體瘤患者（結直腸癌除外），其依據是在包括BRAF V600突變型低級別膠質瘤（LGG）和高級別膠質瘤（HGG）在內的20多種不同的癌症組織學中顯示出抗腫瘤活性。然而，通過BRAF抑制劑（BRAFi）耐藥機制指導治療策略的更大推動力正在出現。除黑色素瘤外，BRAF和MEK抑制劑的耐藥機制在肺癌和甲狀腺癌中已有報道，但在膠質瘤中少有報道。Lehmann等人報道了兒童HGG, RAS/細胞外調節蛋白激酶（ERK）的激活增加通過1型神經纖維瘤病（NF1）錯義突變引起RAS信號通路異常。BRAFi靶向治療的耐藥機制也與PIK3C2基因變異導致的磷脂醯肌醇3-激酶（PI3K）/蛋白激酶B（AKT）信號通路異常激活有關。
本文報告了1例攜帶BRAF V600E突變的復發性膠質母細胞瘤（GBM）患者，最初對BRAF和MEK抑制劑聯合治療獲得部分緩解，隨後病灶組織學轉化為膠質肉瘤，並新出現了獲得性KRAS G12D和NF1 L1083R突變，從而產生耐藥機制。據知，本文是首例報道KRAS G12D和NF1 L1083R突變與原發性BRAF V600E突變的膠質母細胞瘤共發生的病例，作為BRAF和MEK聯合抑制背景下的獲得性耐藥機制，導致組織學轉化為膠質肉瘤。
病 例
患者女，30歲，因頭痛、言語不清和精細運動技能協調障礙5天到德克薩斯大學安德森癌症中心就診。顱腦增強MRI基線成像顯示右側額頂葉皮層下白質區有3.3 cm環形強化病灶，疑似膠質瘤。患者的臨床病程時間線如圖1所示。
圖1 患者臨床病程時間線。
患者接受了開顱手術全切除腫瘤，術後病理證實為膠質母細胞瘤。免疫組化檢測顯示異檸檬酸脫氫酶-1 （IDH1）突變蛋白呈陰性，Ki-67指數為32%，但當時未進行BRAF檢測。術後患者接受同步放化療，放療總劑量為60 Gy，同時使用替莫唑胺（每日75 mg/㎡）。不久之後，作為臨床試驗的一部分，患者接受了輔助治療：替莫唑胺（150 mg/㎡，第1 -5天），美金剛（10 mg，每日2次），二甲雙胍（500 mg，每日2次），甲氟喹（250 mg，每周2次）（NCT01430351）。由於嚴重的毒性反應（嚴重的噁心和疲勞），二甲雙胍和甲氟喹被停用。
在開始輔助化療後2個月，複查掃描顯示疾病進展（PD），改用貝伐珠單抗（10 mg/kg，每2周1次）。1個月後加用卡培他濱1250 mg/㎡，每2周1次。治療5個月後，患者因手足綜合徵相關毒性停用卡培他濱。隨後，患者開始每6周第3日服用洛莫司汀75 mg/㎡，並持續服用4個月。不幸的是，最終出現了持續性G2級血小板減少症，並停用洛莫司汀。患者重新開始接受貝伐珠單抗單藥治療，並在接下來的18個月里耐受性良好。複查MRI顯示，右側額下葉和右側枕葉有兩個新的硬腦膜病變。2016年9月因硬腦膜病灶接受放療，總劑量40 Gy分15次。此後，患者繼續使用貝伐珠單抗維持治療1年。
2017年9月，複查MRI顯示2個硬腦膜病變進展，1個在右側額下葉，另1個在右側枕葉。再次進行開顱手術全切除腫瘤，病理證實為復發性膠質母細胞瘤。NGS檢測顯示BRAF V600E突變和MET N375S突變，免疫組織化學檢測顯示IDH 1/2為野生型。
基於BRAF V600E突變，患者參加了達拉非尼（每日2次、每次150 mg）聯合曲美替尼（每日2 mg）治療的ROAR籃子試驗（NCT02034110）。最初，患者的最佳應答是疾病穩定，但經10個周期治療後，顱腦MRI顯示病灶部分緩解（PR）。根據神經腫瘤學療效評估（RANO）標準，患者的最佳緩解為腫瘤縮小至55%。患者對治療方案的耐受性良好，沒有降低劑量或中斷治療。
在接受18個周期的達拉非尼和曲美替尼聯合治療後，複查顱腦MRI顯示右額下葉有1個新病灶，而其他病灶保持穩定。經多學科腫瘤委員會討論，患者接受了開顱手術，新病灶完全切除。該標本的組織學顯示在膠質母細胞瘤背景下局灶性組織轉化為膠質肉瘤。圖2突出顯示了患者的原發性膠質母細胞瘤在治療過程中向膠質肉瘤轉化的影像學變化。圖3突出了原發性膠質母細胞瘤和繼發性膠質肉瘤病變的組織病理學差異。對該標本進行的重複NGS檢測顯示，出現了與原發性BRAF V600E突變共存的新的激活性且可採取治療措施的獲得性致癌基因KRAS G12D和NF1 L1083R突變。
圖2 隨時間推移患者的影像學變化。
圖3 具有代表性的組織病理學圖像。
患者繼續接受了4個多月的達拉非尼和曲美替尼聯合治療。隨後的顱腦MRI顯示病情進一步進展。3個月後，患者因病情惡化被轉診至臨終關懷醫院，因此退出試驗。
討 論
BRAF V600突變是實體瘤患者的主要致癌驅動基因之一。在IDH野生型膠質母細胞瘤中，BRAF V600E突變的發生率約8%。BRAF抑制劑（BRAFi）靶向治療在攜帶BRAF V600E突變的實體瘤患者中，率先證明了總生存期和無進展生存期的臨床獲益。這導致FDA於2022年6月批准了達拉非尼和曲美替尼聯合治療作為腫瘤不可知療法。在攜帶BRAF V600E突變的成人腦腫瘤患者中，31例高級別膠質瘤患者中有15例的客觀緩解率（ORR）為33%，其中3例完全緩解（CR）， 12例部分緩解（PR），所有高級別腫瘤的緩解持續時間為13.6個月。中位無進展生存期為3.8個月，總生存期為17.6個月。值得注意的是，本文患者從達拉非尼和曲美替尼聯合治療中獲益的時間比之前觀察到的中位生存結局高出21.4個月。
在黑色素瘤中，BRAFi靶向治療後出現的耐藥機制已眾所周知，其主要是通過BRAF擴增和選擇性剪接或RAS/MEK/ERK變異，來恢復MEK/ERK信號轉導通路或激活PI3K/AKT信號通路。其耐藥機制包括藥物作用靶點的變異、藥物泵的表達、解毒機制的表達、通過p53降低對細胞凋亡的易感性、DNA損傷修復能力的增強以及增殖的改變。
在表皮生長因子受體（EGFR）變異的非小細胞肺癌（NSCLC）患者中，3-15%發生小細胞肺癌（SCLC）的組織學轉化，這是EGFR靶向藥物治療NSCLC患者的耐藥機制之一。發生組織學轉化為小細胞肺癌患者的治療結局不佳。1項關於治療結局的系統綜述表明，轉化後的SCLC患者中位生存期為6個月。
本文患者在長時間接受BRAFi治療以及組織學轉化為膠質肉瘤後，觀察到具有致癌潛能的KRAS和具有未知作用的NF1獲得性突變。膠質肉瘤是1種罕見的膠質母細胞瘤組織病理學變體，約占GBM變體的2%。組織病理學上，這些腫瘤顯示出神經膠質區、肉瘤樣和間葉分化成分的組合。繼發性膠質肉瘤常在原發性膠質母細胞瘤治療後發生。這些腫瘤不同於放射誘發性膠質肉瘤，後者發生於既往無膠質母細胞瘤患者的顱內放療後。本文患者右額下葉硬腦膜病變向膠質肉瘤的組織學轉化發生在接受達拉非尼和曲美替尼聯合治療期間，最初緩解，之後出現突破性進展（影像學和病理學轉化）。應該注意的是，在初步診斷時，該腫瘤的組織病理學存在診斷為間變性多形性黃色星形細胞瘤（PXA）的可能性。但在2019年的復發灶中，該標本的組織學更符合IDH野生型膠質母細胞瘤。然而，該腫瘤起源於間變性PXA的可能性仍然存在，尤其是考慮到患者相對年輕。此外，還必須考慮病灶鄰近軟腦膜的鄰接位置，這可能是促成肉瘤轉化的1個因素。
與BRAF類似，RAS基因家族也通過絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）信號通路發揮作用，並以獨立的途徑激活下游RAF和PI3K。通過胰島素樣生長因子1受體（IGF1R）的受體酪氨酸激酶信號傳導促進PI3K的激活和AKT的磷酸化。這並不像通常認為的那樣會影響MAPK活性，但MAPK和PI3K通路共同調節Mcl-1（1種可能促進癌細胞的生存和生長的抗凋亡因子）。因此，MAPK和IGF1R通過PI3K和AKT信號通路參與了BRAFi耐藥的發生。在對BRAFi耐藥黑色素瘤進行的1項研究中，發現MEK抑制劑和PI3K抑制劑聯合使用具有抗腫瘤作用。然而，此研究未觀察到獲得性BRAF耐藥後新突變的發生。
此外，需要注意的是，KRAS和BRAF突變通常不會同時出現於膠質瘤中，但RAS信號通路異常在GBM中是常見現象。1篇研究影響RAS信號通路異常因素的論文報道，在1小部分GBM患者中，RAS和BRAF突變導致了RAS信號通路異常。在本文病例中，考慮到最初病理學檢查未發現這2種基因異常，隨後依次觀察到BRAF、KRAS和NF1突變，這些突變的獲得機制似乎是通過降低對細胞凋亡的易感性以及改變分子信號通路（因為它們都存在於共同的通路中）。1項研究表明，針對這2條通路，通過聯合抑制比單獨抑制更有效地誘導細胞凋亡。
據知，本文是首例攜帶BRAF V600E突變的GBM患者，同時在RAS/MAPK通路中獲得KRAS G12D和NF1 L1083R突變，其作為對BRAF/MEK抑制劑聯合治療的耐藥機制，組織學轉化為膠質肉瘤。MAPK通路的恢復可能是攜帶BRAF V600E的GBM患者經BRAFi治療後的繼發性耐藥機制。
參考文獻：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