厄達替尼是唯一獲得FDA批准用於FGFR2/3變異轉移性尿路上皮癌的靶向治療藥物。本研究分析了FGFR變異尿路上皮癌的基因圖譜和真實世界厄達替尼治療的臨床結局,包括治療期間基因特徵的變化。在39%的(199/504)非肌層浸潤性膀胱癌(NMIBC)患者,14%的(75/526)MIBC患者,43%的(81/187)局限性上尿路腫瘤患者,26%的(59/228)遠處轉移患者中發現了預測厄達替尼敏感性的致癌FGFR3變異。1例患者存在潛在敏感 FGFR2 融合。27 例患者對原發灶和異時性轉移灶均進行了基因檢測,在 7 例(26%)患者中觀察到 FGFR3 變異情況的不一致。厄達替尼的緩解率為40%,但中位無進展生存期和總生存期分別僅為2.8個月和6.6個月(n=32)。劑量減少(38%,12/32)和中斷(50%,16/32)較常見。在 cfDNA 中檢測到的假定耐藥突變涉及 TP53(n = 5)、AKT1(n = 1)和 FGFR3 第二位點突變(n = 2)。FGFR3突變在尿路上皮癌中較常見,而FGFR2突變較罕見。原發灶和轉移灶之間FGFR3突變狀態的不一致經常發生,這引起了對存檔原發腫瘤測序來指導患者厄達替尼治療選擇的擔憂。厄達替尼的反應通常較短暫,劑量受到毒性的限制。在 cfDNA 中檢測到的 FGFR3、AKT1 和 TP53 突變為推定的厄達替尼獲得性耐藥機制。
研究背景
致癌 FGFR3 突變和融合在尿路上皮癌中較常見,發生率根據腫瘤分級、分期和原發腫瘤部位的不同存在顯著差異。FGFR3 突變和 FGFR2/3 融合是目前唯一公認的能夠預測轉移性尿路上皮癌對 FDA 批准的激酶抑制劑erdafitinib(厄達替尼)反應的標準基因標誌物(RRID:SCR_012945)。FDA 加速批准厄達替尼依據的是一項 II 期單臂試驗(BLC2001),該試驗顯示,在腫瘤攜帶致癌 FGFR3 突變或 FGFR2/3 融合的轉移性尿路上皮癌患者中,客觀緩解率(ORR)為 40%,無進展生存期(PFS)為 5.5 個月。回顧性研究還表明,FGFR3 變異與尿路上皮癌化療和免疫治療反應存在相關性。
厄達替尼耐藥機制在很大程度上仍未確定。根據對其他激酶抑制劑的觀察,靶內突變(如 FGFR3 守門人突變)和平行或下游信號通路(致癌旁路)激活都可能導致耐藥性。有研究在接受 FGFR 抑制劑 infigratinib(英菲格拉替尼)治療的轉移性尿路上皮癌患者中分析了縱向收集的游離 DNA(cfDNA),在少數患者中檢測到 FGFR3 守門人突變,但關於厄達替尼尚未報道類似的發現。此外,原發灶和轉移灶之間 FGFR3 變異的不一致程度是 FGFR 抑制劑敏感性的潛在決定因素,值得進一步探索。
為了確定不同疾病狀態和接受不同治療的尿路上皮癌的 FGFR2/3 變異情況,原發灶和轉移灶之間 FGFR2/3 變異的一致性,以及可能影響 FGFR 抑制劑敏感性的共突變,我們將腫瘤基因組數據與詳細的患者人口統計學和治療反應數據相結合,是目前最大的尿路上皮癌前瞻性測序計劃的一部分。我們還評估了接受厄達替尼治療的轉移性尿路上皮癌患者的臨床結局和毒性特徵,並對cfDNA進行縱向分析,以分析在厄達替尼治療選擇性壓力下腫瘤基因組的進化。
研究結果
識別了紀念斯隆凱特琳癌症中心(MSK)接受MSK-IMPACT腫瘤基因檢測的尿路上皮癌患者。所有在 MSK 開始厄達替尼治療並同意基因檢測的患者都有資格進行並被納入前瞻性縱向 cfDNA 分析。在基線、治療期間每 4 周一次、進展時收集血漿樣本。使用 MSK-ACCESS 對在基線、治療期間第 8 周、進展時以及單獨選擇的其他時間點收集的樣本進行 cfDNA 分析。
FGFR2/3變異尿路上皮癌的臨床和基因組特徵
1421 例尿路上皮癌患者進行了腫瘤基因檢測,在414/1507個(27.5%)腫瘤樣本中發現了預測厄達替尼反應的 FGFR2/3 變異(圖 1A)。這414個腫瘤樣本收集自391例患者,27.5%(391/1421)的患者至少一個腫瘤檢測到致癌FGFR3變異。只有一個腫瘤攜帶潛在可操作的 FGFR2 變異(生物學和臨床意義未明的 FGFR2:MARVELD3 基因融合)。在39%的(199/504)非肌層浸潤性膀胱癌(NMIBC)患者,14%的(75/526)MIBC患者,43%的(81/187)臨床局限性上尿路腫瘤患者,26%的(59/228)遠處轉移患者中觀察到致癌FGFR3變異。與先前的研究相比,本研究中NMIBC腫瘤FGFR3變異的發生率較低,可能反映了我們數據集中高級別腫瘤的顯著比例(88%)。在所有臨床狀態的腫瘤中,FGFR3 S249C是最常見的FGFR3變異(圖1B),而R248C突變在上尿路腫瘤(22%,18/81)中比在膀胱腫瘤(11%,37/333,P = 0.01,X2 test)中更常見。
圖1
表1列出了致癌FGFR3變異患者的臨床人口統計學特徵。與無致癌FGFR3變異的患者相比,有致癌FGFR3變異的患者中女性比例更高(P = 0.0002)。FGFR3融合患者相比突變患者更年輕(P = 0.03),有煙草使用史的可能性更低(P = 0.005),這與先前的研究一致。與該研究相比,我們未觀察到FGFR3融合與亞裔存在顯著相關性,儘管我們隊列中的亞裔患者總數較低,限制了統計學功效(亞裔n = 53,其中2例存在致癌FGFR3融合,9例存在致癌FGFR3突變)。此外,致癌FGFR3融合腫瘤的腫瘤突變負荷(TMB)低於FGFR3突變腫瘤(中位5 vs 9個突變/兆鹼基,P=0.0006)。總體而言,有和無致癌FGFR3變異的腫瘤的TMB無顯著差異(P = 0.44)。
表1
接下來,分析了FGFR2/3變異腫瘤的共突變情況(圖1A)。PI3K信號通路致癌變異較常見,最常涉及PIK3CA(28%,n = 115/414),TSC1(13%,n = 52/414)和AKT1(2.7%,n = 11/414;總共37%,n = 154/414)。在 5% 的 FGFR3 變異腫瘤(19/414)中發現 ERBB2 和 FGFR3 共突變,範圍從 NMIBC 的 2.5%(5/199)到 MIBC 的 11%(8/75)。細胞周期調節基因CDKN2A和CDKN1A致癌變異分別發生於42%(174/414)和15%(62/414)的腫瘤,而RB1突變和缺失見於1.2%(5/414)的腫瘤。比較 FGFR3 變異與野生型腫瘤的基因圖譜,觀察到致癌 FGFR3 變異與 ERBB2、TP53 和 RB1 變異呈負相關,而 CDKN2A、CDKN2B 和 KDM6A 經常與 FGFR3 共突變(圖 1C)。FGFR3變異腫瘤中選定基因的共突變率如圖1D所示。FGFR3 變異 NMIBC 的 ERBB2 共突變頻率顯著低於 FGFR3 變異 MIBC 和 FGFR3 變異局限性上尿路腫瘤,而 FGFR3 變異 MIBC 腫瘤的 TP53 共突變頻率高於 FGFR3 變異 NMIBC 和 FGFR3 變異轉移性腫瘤。FGFR3變異MIBC的RB1共突變頻率高於FGFR3變異NMIBC(圖1D)。
27 例患者對原發灶和轉移灶均進行了基因檢測,在 7 例(26%)患者中觀察到 FGFR3 變異情況的不一致。在不一致的病例中,4例患者僅轉移灶活檢樣本檢出FGFR3變異,2例患者僅存檔原發腫瘤樣本檢出FGFR3變異。1例患者原發灶和轉移灶攜帶不同的FGFR3變異。
接受免疫檢查點阻斷治療的FGFR3變異尿路上皮癌的臨床結局
先前關於轉移性尿路上皮癌中 FGFR3 變異與免疫治療效果相關性的研究報告了相互矛盾的結果。在 1421 例進行腫瘤基因檢測的尿路上皮癌患者中,181 例轉移性尿路上皮癌患者接受了免疫檢查點阻斷治療,有(n = 26)和無(n = 155)致癌 FGFR3 變異的患者的PFS(P = 0.47)和OS(P = 0.52)沒有顯著差異。
厄達替尼治療FGFR2/3變異轉移性尿路上皮癌
2019 年 8 月至 2022 年 7 月期間,32 例轉移性尿路上皮癌患者接受了厄達替尼治療。表 2 總結了基線人口統計學特徵。治療前,FGFR3 S249C(19/32,59%)是最常見的FGFR3變異,其次是FGFR3-TACC3融合(4/32,13%)、Y373C(3/32,9%)和R248C(3/32,9%)。27/32 例患者在治療前同時進行了腫瘤和 cfDNA 檢測,在 70%(19/27)的 cfDNA 樣本中檢測到致癌 FGFR3 變異。
表2
最近的一項分析表明,在真實世界實踐中,厄達替尼較少用於治療轉移性尿路上皮癌。在本中心,38 例 FGFR2/3 變異的轉移性尿路上皮癌患者在 FDA 加速批准厄達替尼後死亡,其中 24 例(63%)接受了厄達替尼或研究性 FGFR 抑制劑治療。8/38例(21%)患者在厄達替尼治療可能可行的情況下選擇了最佳支持治療,14/38例(16%)經歷了快速臨床惡化,排除了厄達替尼的使用。在選擇最佳支持治療的 8 例患者中,7 例既往接受過化療,7 例接受過抗 PD-1/L1 藥物治療,2 例接受過抗體-藥物偶聯物(ADC)治療。在 6 例未接受 ADC 治療的患者中,5 例在加速批准 ADC 用於轉移性尿路上皮癌之前死亡。
在可評估的患者中,厄達替尼的ORR為40%(12/30),下游信號通路變異與反應無關(圖2A)。儘管 PIK3CA、TSC1 和 ERBB2 致癌變異理論上可以預測由於 FGFR3 下游信號通路激活而導致的對受體酪氨酸激酶抑制的耐藥性,但我們沒有觀察到基線這些基因變異與對厄達替尼的反應之間存在相關性。在 17 例既往接受過免疫檢查點阻斷治療的可評估患者中,厄達替尼的 ORR 為 35%(6/17)。值得注意的是,BLC2001 研究顯示,既往接受過免疫檢查點阻斷治療的 22 例患者的 ORR 為 59%。最佳反應為進展的患者治療前 cfDNA 中 FGFR3 變異丰度(VAF)為部分緩解患者的1/5(中位 VAF 0.007 vs. 0.035,P = 0.4)。治療前腫瘤組織檢出FGFR3 Y373C突變的3例患者均獲得客觀緩解。截至最近隨訪,只有 1 例患者在 9.8 個月時仍繼續使用厄達替尼,1 例患者治療中斷,但在 2.4 個月時未進展(圖 2B)。厄達替尼治療的中位PFS和OS分別為2.8個月(95% CI,2.6-5.4)和6.6個月(95% CI,4.6-17.3)(圖2C)。
圖2
厄達替尼的毒性特徵與既往研究一致。根據劑量指南,5/32例(16%)患者基於第 14 天的磷水平劑量增至每日 9 mg。12/32例(38%)患者需要劑量減少,16/32例(50%)患者需要劑量中斷。21/32例(66%)患者因疾病進展停止治療,7 例因毒性停止治療,2 例因與治療相關毒性或疾病進展無關的死亡而停止治療。最常見的治療相關不良事件(TEAE)是高磷血症(84%,27/32)、疲勞(59%,19/32)、黏膜炎(47%,15/32)、手足綜合徵(38%,12/32)和味覺障礙(31%,10/32)。最常見的 ≥3 級 TEAE 為黏膜炎(16%, 5/32)和手足綜合徵(9%, 3/32)。
27 例接受厄達替尼治療的患者進行了連續 cfDNA 分析,以識別厄達替尼耐藥機制。FGFR3 熱點突變的 cfDNA VAF 變化通常與厄達替尼臨床獲益相關,VAF 降低對應影像學緩解(圖 3A-C)。儘管在少數病例中,cfDNA VAF 的變化和影像學反應不一致,但這些病例的特徵是極小的 VAF 變化(大約 0.02%),被認為較基線變化沒有意義。在治療期間,幾例患者在影像學疾病進展之前或之時獲得新的 cfDNA 體細胞變異,包括 TP53(n = 5/27)、FGFR3(n = 2/27)和 AKT1致癌突變(n = 1/27;表3;圖3D和E)。在 10 例經厄達替尼治療達到部分緩解隨後出現疾病進展的患者中,4 例在疾病進展之前或之時 cfDNA 獲得新的 FGFR3 信號通路變異或 TP53 變異。獲得這些體細胞變異的患者相比未獲得的患者中位厄達替尼治療時間在數值上更長(P = 0.16)。在 2 例患者治療期間新獲得的 8 個 FGFR3 變異中,2 個 FGFR3 變異是 OncoKB 先前報告的熱點突變。激酶結構域突變也發生在 FGFR3 和 FGFR1 之間進化保守的殘基,包括 FGFR3 N540S、V553M、K650M 和 R669G,提示功能意義(圖 3F)。N540S 突變在體外干擾厄達替尼結合,計算機分析預測 V553M 作為守門人突變變構抑制厄達替尼結合(圖 3G)。後一種突變有 2 例患者在治療期間獲得,這 2 例患者最初經厄達替尼治療達到部分緩解,隨後在檢測到 FGFR3 V553M 後出現疾病進展。
圖3
表3
基於在EGFR突變肺癌中,TP53共突變與EGFR抑制劑耐藥性相關,探索了我們隊列中TP53共突變與治療反應的相關性。基線時具有致癌 TP53 變異的患者ORR為 22%(2/9),低於總體的 40%(12/30)。在3/5例(60%)厄達替尼治療後最初疾病進展的患者中也發現了致癌 TP53 變異(圖 2A)。在尿路上皮癌TCGA中,FGFR3和TP53致癌變異很少同時發生,Log2比值比為1.8(P < 0.001)。對我們 1507 個尿路上皮癌腫瘤隊列的分析也證實了 FGFR3 和 TP53 變異之間的這種負相關性。
討 論
為了優化FGFR抑制劑在轉移性尿路上皮癌中的應用,我們對臨床和基因組數據進行了綜合分析。我們證實,不同臨床狀態的尿路上皮癌,FGFR3 變異頻率存在顯著差異,與轉移性和 MIBC 腫瘤相比,FGFR3 變異在 NMIBC 和上尿路腫瘤中富集,這與先前的報道一致。值得注意的是,在對原發灶和轉移灶均進行基因檢測的患者亞群中,FGFR3突變是原發灶或轉移灶樣本所獨有的。這些結果提示,對存檔原發腫瘤組織的分析可能並不總是準確描述患者轉移灶的 FGFR3 變異狀態,可能導致患者錯誤的 FGFR 抑制劑治療選擇。最後,雖然 FDA 批准的厄達替尼適應症包括致癌 FGFR2 融合,但在我們的隊列中僅檢測到一例生物學和臨床意義未明的 FGFR2 融合。
儘管已有超過 15 種癌症類型有獲批的靶向療法,但由於原發性和獲得性耐藥,只有少數患者具有持久的臨床反應。耐藥機制之一是靶內耐藥,例如在非小細胞肺癌中,第一代 EGFR 抑制劑治療後出現 EGFR T790M 突變,以及黑色素瘤BRAF 抑制劑治療後常見的耐藥機制BRAF 剪接變體。在我們的厄達替尼治療隊列中,cfDNA 縱向分析識別了治療期間獲得 FGFR3 潛在守門人突變(包括 V553M 和 N540S)、下游信號通路激活(AKT1 激活突變)和 TP53 致癌變異,是潛在的獲得性耐藥機制。有限的臨床前數據表明,獲得性 FGFR3 突變可干擾藥物結合,導致厄達替尼耐藥。在我們的隊列中,治療期間很少獲得可能改變厄達替尼結合特性的第二位點突變,對應更長的治療持續時間,可能隨著時間的推移產生耐藥激酶突變。獲得性耐藥突變率相對較低,部分原因可能是厄達替尼相關毒性導致大多數患者無法長期連續服藥。然而,我們的數據提示,FGFR3 V553M和N540S可能介導厄達替尼獲得性耐藥,這對新型FGFR抑制劑的開發具有重要意義,這些抑制劑或能克服由這些假定的守門人突變介導的治療耐藥。
鑒於尿路上皮癌 TCGA 和 MSK-IMPACT 隊列中 FGFR3 和 TP53 變異之間存在很強的負相關性,在我們接受厄達替尼治療的患者隊列中觀察到治療期間獲得 TP53 變異很有趣。TP53 變異與幾種靶向治療的結果不佳有關,包括非小細胞肺癌中的 EGFR 抑制劑和 HER2 陽性乳腺癌中的奈拉替尼。在我們的隊列中,在最初厄達替尼治療進展的患者中,基線TP53共突變也在數值上更高。儘管本研究無法確定造成 TP53 變異與靶向治療耐藥潛在相關性的機制,但先前的研究已確定 TP53 功能喪失是細胞可塑性和上皮-間充質轉化(EMT)的先驅,與體外 FGFR 抑制劑耐藥性相關。如果得到未來研究的證實,TP53 變異與厄達替尼耐藥性之間的相關性可能對臨床實踐有影響。例如,TP53 共突變可能為選擇厄達替尼的替代療法(如果可及)提供依據。此外,與 MIBC 相比,NMIBC 中 TP53 共突變的發生率相對較低,這可能提示非肌層浸潤性疾病對厄達替尼有反應的可能性更高。最近一項針對 FGFR2/3 變異復發性中危 NMIBC 的 II 期研究顯示,8 例可評估患者中有 6 例經厄達替尼治療達到完全緩解。
在我們的隊列中,對厄達替尼的原發性耐藥性很常見,這可能反映了旁路共突變的存在或預先存在的 FGFR3 變異的異質性,無論是腫瘤內還是腫瘤間。在我們的隊列中觀察到的原發灶和轉移灶之間以及腫瘤組織和 cfDNA 之間 FGFR3 變異狀態的顯著不一致強調了膀胱癌中預先存在的高度基因組異質性,高於 BRAF 驅動的黑色素瘤或 EGFR 驅動的肺癌。這些發現還強調了液體活檢能夠用於捕獲對FGFR靶向治療耐藥的亞克隆腫瘤細胞群和發現治療期間新出現的耐藥性。
儘管一些研究表明 FGFR3 變異,「冷」免疫微環境的存在與 FGFR3 變異腫瘤免疫檢查點阻斷治療耐藥性相關,但其他分析,以及我們的分析表明,FGFR3 變異狀態不顯著影響免疫檢查點阻斷治療的獲益。因此,應向 FGFR3 變異腫瘤患者提供檢查點阻斷治療作為標準治療。
厄達替尼是目前唯一獲得 FDA 批准用於轉移性尿路上皮癌患者的靶向治療藥物,但最近對 761 例鉑類化療進展的轉移性疾病患者的分析發現,只有 45% 接受了 FGFR2/3 變異檢測,其中只有 42% 的 FGFR2/3 變異患者接受了厄達替尼治療。我們的單中心經驗同樣表明,厄達替尼通常作為三線或以上治療,並且並非提供給所有存在潛在靶點的患者,這與EGFR突變NSCLC中幾乎普遍使用EGFR抑制形成鮮明對比。儘管基因組檢測不足可能是一個原因,但厄達替尼治療的顯著毒性可能導致這種低用藥率。此外,在我們的真實世界患者群體中,中位PFS僅為2.8個月,提示對具有更強抗腫瘤活性和更耐受毒性特徵的FGFR抑制劑的需求。與已發表的BLC2001試驗數據相比,我們的厄達替尼治療隊列的臨床結果相對較差,這可能反映了真實世界患者隊列(例如我們的隊列)中存在的相對不良的預後因素。這些不良因素包括內臟轉移率較高、既往治療線數較多、體能狀態較差和年齡較大,不幸的是,這些因素可能會限制臨床試驗數據對真實世界實踐的普遍性。值得注意的是,在我們厄達替尼治療隊列的 4 例 FGFR3 融合患者中,有 3 例對厄達替尼的最佳反應為疾病進展,這與試驗數據一致,FGFR3 融合患者的客觀緩解率低於FGFR3 突變患者。
本研究存在幾個局限。首先,我們基因組分析的回顧性性質受到抽樣偏倚和隱匿混雜因素的影響。然而,本研究隊列包括 1507 例腫瘤,是目前最大的單中心尿路上皮癌測序隊列,我們目前為在我們中心治療的所有轉移性尿路上皮癌患者提供NGS的做法降低了顯著患者選擇偏倚的可能性。其次,並非所有使用厄達替尼的患者都在同一時間點收集了cfDNA,這主要是由於COVID19疫情期間面對面就診次數減少。最後,儘管MSK-IMPACT基因panel包括尿路上皮癌中常見的所有基因,但如果耐藥機制涉及未包含在panel中的基因或源於轉錄組變化,則不會被發現。例如,本研究中使用的 DNA 測序panel不會捕獲FGFR3或其他酪氨酸激酶表達的改變。
總之,本真實世界研究評估了厄達替尼用於FGFR3變異腫瘤患者,發現該療法具有中等的臨床活性和潛在的顯著毒性,這限制了其在常規臨床實踐中的應用。與破壞泛FGFR信號通路相關的脫靶毒性是在厄達替尼和類似藥物中觀察到的毒性特徵的重要因素,這一結果強調了FGFR3亞型特異性抑制劑需要對這方面進行改善。目前,兩種亞型特異性藥物 TYRA300 和 LOXO435 的早期試驗正在招募 FGFR3 變異患者,這些研究的耐受性和療效數據備受期待。最後,原發灶和轉移灶之間 FGFR3 變異的高度不一致提示,在診斷為轉移性疾病後進行轉移灶樣本或 cfDNA 檢測或能更準確地識別可能獲益於 FGFR 抑制劑治療的患者,或發現 FGFR3 第二位點突變,這些突變是治療耐藥性發生的早期預兆。
參考文獻:
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