基底转换？非小细胞肺癌 EGFR 靶向治疗耐药新机制

在 EGFR 突变的肺腺癌（LUAD）治疗中，EGFR 酪氨酸激酶抑制剂（EGFR-TKIs）虽有效，但耐药问题突出。研究人员建立 EGFR 突变肺癌类器官生物样本库，发现基底转换表型会导致耐药，且相关肿瘤对 CDK4/6 抑制剂敏感。该研究为攻克耐药难题提供新思路。

　　

在肺癌治疗领域，表皮生长因子受体（EGFR）突变的肺腺癌（LUAD）是一个重要的研究方向。EGFR 酪氨酸激酶抑制剂（EGFR-TKIs）的出现，为这类患者带来了新的希望。它能够精准地靶向癌细胞中突变的 EGFR，抑制肿瘤的生长和扩散，显著提高了患者的生存率和生活质量 。然而，随着时间的推移，耐药问题逐渐凸显。患者在使用 EGFR-TKIs 一段时间后，肿瘤往往会再次复发或进展，这让医生和患者都面临着巨大的挑战。

目前，虽然已经明确了部分耐药机制，比如二次 EGFR 突变（像 T790M 突变）、基因扩增等，但仍有近一半的耐药肿瘤，在全基因组水平测序中找不到与耐药直接相关的基因病变。此外，组织学转化为小细胞肺癌（SCLC）或鳞状细胞癌（SQ）等情况也能导致耐药，但并非所有耐药病例都存在这种转化，这意味着还有其他潜在的耐药机制等待被发现。在这样的背景下，研究人员迫切需要深入探究 EGFR-TKI 耐药的分子机制，找到新的治疗靶点和策略，以改善患者的预后。

来自日本庆应义塾大学（Keio University）等机构的研究人员开展了相关研究。他们建立了一个包含 39 条 EGFR 突变肺癌类器官系的生物样本库，其中包括对 EGFR-TKI 产生耐药的治疗后类器官。通过一系列研究，他们发现了一种独特的基底转换（basal-shift）表型，这种表型在 EGFR-TKI 耐药的 LUAD 类器官中出现，表现为同时表达 LUAD 和鳞状细胞癌相关基因。他们还证实了 NKX2-1 基因敲除会引发基底转换和 EGFR-TKI 耐药，并且发现基底转换的 LUAD 常常伴有 CDKN2A/B 缺失，对 CDK4/6 抑制剂敏感。这一研究成果发表在《Nature Communications》上，为解决 EGFR-TKI 耐药问题提供了新的方向。

研究人员主要运用了以下几种关键技术方法：一是建立患者来源的 EGFR 突变肺癌类器官库，样本来自手术切除、胸腔积液引流、支气管镜检查等多种途径获取的临床标本；二是进行全外显子测序（WES）和转录组分析，以探究基因变异与 EGFR-TKI 敏感性之间的关系；三是开展单细胞 RNA 测序（scRNA-seq），更深入地了解细胞层面的基因表达特征；四是利用基因工程技术，如 CRISPR - Cas9 敲除 NKX2-1 基因，研究其对细胞表型和耐药性的影响。
研究结果如下：

• 建立患者来源的 EGFR 突变肺癌类器官库：从 31 名 EGFR 突变肺癌患者中建立了 39 个肺癌类器官系，其中 28 名患者接受过 EGFR-TKI 治疗。这些类器官呈现出多种组织学特征，部分发生了组织学转化，如转化为 SQ、大细胞神经内分泌癌（LCNEC）或 SCLC，这为研究 EGFR-TKI 耐药机制提供了丰富的样本资源。

• 基因型 - 表型关联研究：通过 WES 分析，在所有类器官系中都验证了 EGFR 突变的存在，并且发现了一些与 EGFR-TKI 耐药相关的基因改变，如 RB1 突变、MET 扩增等。对类器官进行奥希替尼（Osimertinib）处理后发现，来源于临床耐药肿瘤的类器官对奥希替尼的耐药性更高，但仍有近三分之二的经 EGFR-TKI 治疗的肿瘤来源类器官，缺乏已知的耐药相关基因病变，这表明仅靠基因组学预测临床对 EGFR-TKI 的反应存在局限性。

• 转录组分析揭示耐药肺癌中的基底样亚型：对类器官转录组进行主成分分析（PCA），发现部分 LUAD 类器官呈现出介于未治疗的 LUAD 和 SQ 类器官之间的中间基因特征，这些类器官被称为基底转换 LUAD。它们部分上调了 SQ 标记基因，同时保留了一些肺泡标记基因的表达。单细胞 RNA 测序进一步证实了中间肿瘤细胞同时表达 LUAD 和 SQ 基因，且免疫组化分析显示这些细胞中相关标记基因的表达具有异质性。

• NKX2-1 缺失通过基底转换介导 EGFR-TKI 耐药：分析发现基底转换的 LUAD 类器官中 CDKN2A/B 缺失的频率更高，但 CDKN2A/B 缺失不足以导致基底转换和 EGFR-TKI 耐药。进一步研究发现，NKX2-1 基因的活性在基底转换的 LUAD 类器官中降低，敲除 NKX2-1 基因会导致 TP63 及其靶基因上调，使细胞获得对奥希替尼的耐药性，并且改变细胞的生长特性，使其更接近基底细胞来源的气道类器官。

• CDK4/6 抑制剂治疗基底转换 LUAD 类器官的研究：通过高通量筛选发现，基底转换的 LUAD 类器官对 CDK4/6 抑制剂（如帕博西尼 Palbociclib 和阿贝西利 Abemaciclib）更为敏感。在体内实验中，帕博西尼能够抑制基底转换 LUAD 类器官和 SQ-T 类器官的异种移植瘤生长，而对非基底转换的 LUAD 类器官异种移植瘤生长无明显影响，这表明 CDKN2A/B 缺失是对 CDK4/6 抑制剂敏感的关键因素。

• 临床标本中基底转换的验证：对重新活检的样本进行病理评估，依据 NKX2-1 表达阳性率、TAp63 或 ΔNp63 以及 AQP5 的表达情况，在部分样本中诊断出基底转换 LUAD，验证了其在临床中的存在。
  研究结论和讨论部分指出，该研究发现了基底转换是 EGFR-TKI 耐药的一种机制，约占二次耐药病例的四分之一。这一发现强调了利用患者来源的类器官等耐药模型，理解耐药机制和开发治疗策略的重要性。虽然研究发现基底转换 LUAD 对 CDK4/6 抑制剂敏感，但 CDKN2A/B 缺失是否是唯一决定因素仍不明确，未来还需要更多临床研究来评估 CDK4/6 抑制剂在治疗基底转换 LUAD 中的疗效。总之，这项研究为 EGFR 突变肺癌的治疗提供了新的理论依据和潜在的治疗方向，有望改善患者的治疗效果和预后。