非小细胞肺癌中BRAF突变的多样性及其对治疗的影响

《npj Precision Oncology》：Diversity of BRAF mutations in non-small cell lung cancer and implications on treatment

BRAF突变NSCLC患者治疗反应与分子分型研究显示，Class I（如V600E）患者接受BRAF-MEK抑制剂显著延长生存期（40 vs 10个月），而Class II/III突变常共突变其他MAPK通路基因（如CRAF、NRAS），对BRAF抑制剂耐药但对EGFR抑制剂敏感。结构建模揭示Class III突变影响药物结合。

　　在非小细胞肺癌（NSCLC）中，携带BRAF基因第一类突变（class I）和非典型变异（atypical variants）的患者，其最佳治疗顺序仍存在不确定性。为了更全面地了解这些突变的治疗策略，研究人员对多个机构的BRAF突变NSCLC患者群体（共97例）以及一个独立的临床基因组学数据库（共342例）进行了回顾性分析，并通过结构建模和化学筛选的方法研究了BRAF突变细胞系的特性。结果显示，对于携带第一类BRAF突变的患者，无论是在一线治疗还是后续治疗中使用BRAF- MEK联合抑制剂，其中位总生存期（OS）显著高于未接受该联合治疗的患者（40个月 vs 10个月，Log-rank p=0.043）。然而，对于接受免疫检查点抑制剂治疗的患者，其生存期并未显示出明显优势。此外，携带第二类或第三类BRAF变异的肿瘤更有可能同时存在其他MAPK通路的基因改变，而第一类突变则较少出现这种情况。

BRAF基因突变在肺癌中的发现可以追溯到2002年，当时它首次被描述为一种与肿瘤发生相关的基因突变，并在其他实体瘤中也观察到了其致癌作用。在一项包含1046例NSCLC患者的回顾性研究中，腺癌样本中BRAF突变的发生率约为4.9%，而鳞状细胞癌样本中则为0.3%。其中，最常见的是V600E突变，约占所有BRAF突变的40%，以及占所有NSCLC患者的2%。G469和G466突变也较为常见，分别占所有BRAF突变的22%和11%。目前，针对第一类BRAF突变的靶向治疗已获得监管批准，而针对第二类和第三类突变的靶向药物仍在积极研究中。

在BRAF V600E突变的NSCLC患者中，BRAF- MEK联合治疗已被证明具有良好的疗效。2017年，达拉非尼（dabrafenib）和曲美替尼（trametinib）成为首个获批用于晚期BRAF V600E突变NSCLC患者的联合靶向治疗药物。该药物的批准基于一项II期临床试验，结果显示在之前接受过治疗的患者中，总体缓解率（ORR）为63%，无进展生存期（PFS）为9.7个月（95% CI: 6.9–19.6）。在未经治疗的患者中，ORR为64%，PFS为10.9个月（95% CI: 7.0–16.6）。2023年底，美国食品药品监督管理局（FDA）又批准了恩科拉芬尼（encorafenib）联合比美替尼（binimetinib）用于BRAF V600E阳性的转移性NSCLC患者。在59例未经治疗的患者中，ORR达到75%，而中位缓解持续时间（DoR）未达到（NE）。在39例先前接受过治疗的患者中，ORR为46%，DoR为16.7个月（95% CI: 7.4–NE）。然而，这些研究并未包含与免疫检查点抑制剂的直接比较，因此关于如何在其他治疗手段中合理整合BRAF- MEK抑制剂的时机仍不明确。

对于非V600E突变的BRAF变异，其功能意义和治疗潜力尚不清晰。Yao等人基于预临床模型的数据，将BRAF突变分为三类：第一类突变是持续激活的单体，第二类突变则需要二聚化才能发挥活性，第三类突变则表现出降低的激酶活性或被称为“激酶死”突变。第一类突变包括V600E、V600K和V600L，它们通过持续激活BRAF激酶，导致MEK的磷酸化和下游激活，而这一过程并不依赖于RAS蛋白。第二类突变虽然也表现出增强的激酶活性，但需要二聚化来发挥作用，而第三类突变则依赖于RAS蛋白，可能通过变构相互作用发挥致癌作用。由于这些变异的RAS依赖性，它们通常与其他基因改变如NF1和RAS共同存在，这些改变可能进一步扰乱RAS信号通路。目前，尚无针对第二类和第三类BRAF突变的FDA批准的靶向药物，因此需要更深入的分子机制研究以指导未来的治疗策略。

为了更全面地了解不同BRAF突变类型的治疗效果，研究人员对多个机构的NSCLC患者群体进行了回顾性分析。该群体包含所有类型的BRAF突变患者，共计97例。研究还分析了独立的临床基因组学数据库，以进一步评估第二类和第三类变异的治疗机会。结果显示，第二类和第三类变异的肿瘤更有可能同时存在其他MAPK通路的基因改变，而第一类突变的肿瘤则较少出现这种情况。此外，研究人员还发现，第二类和第三类变异的肿瘤中，TMB（肿瘤突变负荷）和基因组变异的比例显著高于第一类变异的肿瘤。这表明，携带非典型BRAF变异的肿瘤可能具有更高的突变负荷，从而对免疫治疗可能更加敏感。

在体外分析中，研究人员利用DepMap软件的功能基因组数据，探讨了非典型BRAF突变的致癌依赖性。对于携带第二类变异的细胞系（如NCI-H2087），BRAF基因敲除导致显著的细胞生长抑制，这表明第二类突变可能使肿瘤细胞对BRAF的依赖性更强。然而，对于第三类变异的细胞系（如NCI-H1666和CAL-12T），BRAF基因敲除并未表现出明显的细胞生长抑制，这提示第三类突变可能并不依赖BRAF的持续活性。此外，研究人员发现，第三类变异的细胞系对EGFR抑制剂表现出较高的敏感性，这与结直肠癌中某些非典型BRAF突变的治疗反应相似。

为了进一步评估BRAF第二类和第三类变异的治疗反应，研究人员对携带这些变异的细胞系进行了体外药效学实验，测试了多种小分子激酶抑制剂的活性。结果显示，专门针对BRAF V600E突变的药物如维莫非尼（vemurafenib）和恩科拉芬尼（encorafenib）对第二类和第三类变异的细胞系没有显著的抑制作用。然而，某些EGFR抑制剂如奥西替尼（osimertinib）在较高剂量下表现出一定的活性，这可能为非典型BRAF变异的患者提供新的治疗选择。

研究人员还通过结构建模的方法，分析了BRAF第二类和第三类变异的蛋白质结构与BRAF抑制剂的结合情况。结果显示，某些BRAF抑制剂在与第二类和第三类变异的BRAF蛋白结合时，存在空间障碍和电荷排斥现象，这可能是导致这些抑制剂无效的原因之一。这些发现进一步支持了体外实验的结果，即非典型BRAF变异的细胞系对BRAF抑制剂的敏感性较低。因此，针对这些变异的患者，可能需要开发新的药物策略，如针对RAF二聚化的药物或联合抑制其他信号通路的药物。

在讨论部分，研究人员指出，BRAF变异在功能和治疗方面具有显著差异。对于携带BRAF V600E突变的患者，生存期最长的情况出现在接受了BRAF- MEK联合治疗的患者中，而免疫检查点抑制剂的治疗并未显示出显著的生存优势。此外，研究人员还提到，当前正在进行的临床试验正在评估针对非典型BRAF变异的新药，包括一些新型的RAF抑制剂和MEK抑制剂。这些试验可能为未来的治疗策略提供新的方向。

综上所述，BRAF基因突变在NSCLC中的功能和治疗意义各不相同。对于携带BRAF V600E突变的患者，BRAF- MEK联合治疗可能带来更长的生存期。通过结构和功能分析重新定义BRAF变异类别，有助于为这一多样化的致癌基因在NSCLC中的治疗研究提供新的思路。未来的治疗策略需要进一步探索针对非典型BRAF变异的药物，以及如何在不同治疗手段之间合理整合，以提高患者的治疗效果和生存质量。