《Lung Cancer》:Characterization of a rare EGFR resistance mutation in a lung cancer patient with a long response to osimertinib: case report
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奥希替尼(Osimertinib,第三代EGFR酪氨酸激酶抑制剂/TKI)是EGFR突变晚期非小细胞肺癌(NSCLC)一线标准治疗用药,但患者终会经EGFR依赖或EGFR非依赖机制产生获得性耐药。研究人员报告一例伴EGFR外显子19缺失(p.(Glu746_A
奥希替尼(Osimertinib,第三代EGFR酪氨酸激酶抑制剂/TKI)是EGFR突变晚期非小细胞肺癌(NSCLC)一线标准治疗用药,但患者终会经EGFR依赖或EGFR非依赖机制产生获得性耐药。研究人员报告一例伴EGFR外显子19缺失(p.(Glu746_Ala750del))的IVA期肺腺癌患者,奥希替尼治疗5年后局部进展,再活检(re-biopsy)检出新发获得性EGFR外显子20 p.(Cys797Ala)突变——此前未被表征且未收录于变异数据库。免疫组化(IHC)显示再活检标本磷酸化EGFR(p-EGFR)阳性,提示双突变受体及下游通路仍被激活;分子建模预测该突变使EGFR对奥希替尼共价结合受阻而产生耐药,但对第四代TKIs敏感。基于上述结果,患者入组奥希替尼联合SOS1抑制剂(EGFR通路下游效应因子靶向药)临床试验并获得临床获益。本研究提示分子建模与磷酸化蛋白IHC可用于表征意义未明变异(VUS),辅助临床决策。
一、研究背景与立题依据
表皮生长因子受体(Epidermal Growth Factor Receptor,EGFR)激活突变见于10%–20%高加索人群的非小细胞肺癌(Non-Small Cell Lung Cancer,NSCLC)中,EGFR突变型晚期NSCLC标准一线治疗为第三代EGFR酪氨酸激酶抑制剂(Tyrosine Kinase Inhibitor,TKI)——奥希替尼(Osimertinib),但其无进展生存期(Progression-Free Survival,PFS)仅约9–15个月。二代测序(Next-Generation Sequencing,NGS)揭示奥希替尼获得性耐药机制可分为EGFR依赖型(如EGFR扩增及Cys797、Gly796、Leu792、Leu718、Gly712等位点二级突变)与EGFR非依赖型(如MET原癌基因受体酪氨酸激酶(MET)扩增、KRAS原癌基因GTP酶(KRAS)突变或组织学转化)。其中EGFR依赖型耐药约占10%–20%,最常见为p.(Cys797Ser)突变致奥希替尼无法共价结合ATP结合口袋半胱氨酸残基;Cys797位其他少见突变如p.(Cys797Gly)、p.(Cys797Asn)也有报道,但尚未充分功能表征。针对Cys797突变的第四代EGFR TKI仍在临床试验阶段,尚未获批。本研究由Beatriz García-Peláez等人发表于《Lung Cancer》,报告一例奥希替尼治疗超5年才进展、检出极罕见获得性EGFR p.(Cys797Ala)双核苷酸替换突变的肺腺癌病例,通过免疫组化(Immunohistochemistry,IHC)与分子动力学模拟(molecular dynamics simulations)对该意义未明变异(Variant of Unknown Significance,VUS)进行功能注释,并依此指导后续临床试验入组,旨在展示非常见EGFR耐药突变的功能验证思路及个体化治疗探索。
二、主要关键技术方法
研究人员对一例初诊IVA期肺腺癌(EGFR外显子19缺失p.(Glu746_Ala750del),Variant Allelic Fraction / VAF=30%)男性患者行一线奥希替尼治疗并长期随访;疾病进展后行肿瘤再活检(re-biopsy),提取福尔马林固定石蜡包埋(Formalin-Fixed Paraffin-Embedded,FFPE)组织DNA,采用定制30基因panel行Illumina MiSeq平台NGS检测VAF及顺式(cis)关系,并以荧光原位杂交(Fluorescence In Situ Hybridization,FISH)排除MET及EGFR扩增;再活检切片行磷酸化EGFR(Tyr1068)IHC染色计算H-score评估受体活化状态;应用Combined Annotation Dependent Depletion(CADD)工具预测突变有害性;基于蛋白数据银行(Protein Data Bank,PDB)结构PDB ID: 8D76构建EGFR外显子19缺失合并p.(Cys797Ala)双突变蛋白模型,进行500 ns分子动力学模拟及配体均方根偏差(Root Mean Square Deviation,RMSD)分析,评估奥希替尼共价结合能力及第四代TKI BLU-945的结合自由能(ΔGb);患者最终入组奥希替尼联合SOS1(SOS Ras/Rac Guanine Nucleotide Exchange Factor 1)抑制剂I期/Ⅰb期临床试验并按RECIST 1.1标准评估疗效。
三、研究结果
1 Introduction
目前已知奥希替尼EGFR依赖型耐药中Cys797位突变最常见为p.(Cys797Ser),其他Cys797置换突变极为罕见且缺乏功能表征及临床处理证据,此为研究的科学问题出发点。
2 Case presentation
68岁既往吸烟男性,2019年10月诊断为IVA期(T2N3M1a)肺腺癌,基线活检示EGFR外显子19 p.(Glu746_Ala750del)缺失(VAF 30%),配对血检未检出突变提示肿瘤为非 shedding型。2019年11月起口服奥希替尼,耐受良好并获得持续部分缓解(Partial Response,PR),治疗4年后血NGS仍无法检出EGFR突变。2025年2月影像学示肺部疾病进展,再行组织再活检:NGS检出EGFR外显子19缺失(VAF 56%)及新发获得性EGFR外显子20 p.(Cys797Ala)(c.2389_2391delinsGCT,VAF 43%),两突变处于顺式(cis);p.(Cys797Ala)未收录于ClinVar、COSMIC数据库,OncoKb标注为"not specifically reviewed"。再活检NGS未见其他突变/融合/基因扩增,MET与EGFR FISH阴性。IHC示再活检肿瘤细胞中磷酸化EGFR(p-EGFR)阳性(H-score=230,基线H-score=270),证明奥希替尼存在下双突变EGFR受体仍活化。CADD评分28.9预测为有害(deleterious)。分子建模显示Cys797被Ala取代后,奥希替尼无法形成共价键(配体RMSD呈多构象态转换、无稳定共价前反应几何构象);而第四代TKI BLU-945对接双突变EGFR显示结合稳定(RMSD标准差=0.1 ?,ΔGb=–9.2 kcal/mol)。2025年3月患者入组奥希替尼联合SOS1抑制剂(KQB098-102/KQB198-101)Ⅰ期试验,2025年5月复查示靶病灶缩小(右上叶由76 mm×14 mm缩至38 mm×0 mm),达部分缓解(PR),自最低点变化0%、自基线变化–57.8%;2025年7月出现肺及胸膜新进展,2025年8月死于支气管肺炎。
3 Discussion
本例EGFR外显子19缺失患者在奥希替尼进展时检出罕见获得性顺式p.(Cys797Ala)突变且无其他已知耐药机制;IHC示p-EGFR阳性、分子建模示奥希替尼共价结合受阻,共同证实p.(Cys797Ala)为EGFR依赖型奥希替尼耐药机制。患者奥希替尼PFS超过5年(远超中位9–15个月),长时程药物选择压力可能促使Cys797位发生三核苷酸改变(codon triple nucleotide change)形成Ala置换。虽BLU-945等第四代TKI在研但当时本院无药且多限定Cys797Ser入组,考虑肺外病灶仍对奥希替尼敏感故维持奥希替尼并联合靶向EGFR下游SOS1抑制剂,获部分缓解,提示肿瘤仍依赖EGFR信号。NGS日益检出未表征新变异(VUS),常规难行体外功能验证时,磷酸化蛋白IHC与分子建模可提供额外功能信息以辅助非常规临床决策。
四、讨论与结论总结
研究人员通过1例奥希替尼治疗逾5年进展的EGFR外显子19缺失NSCLC患者的再活检分析,确认罕见获得性顺式EGFR p.(Cys797Ala)突变为奥希替尼EGFR依赖型耐药机制——C797位半胱氨酸被丙氨酸取代破坏了奥希替尼丙烯酰胺基团所需的共价结合位点,IHC证实双突变EGFR在用药状态下仍磷酸化活化,分子动力学模拟预测其对第四代TKI敏感。在无上市第四代TKI情况下,基于肿瘤持续EGFR依赖性,予奥希替尼联合SOS1抑制剂临床试验方案使患者获部分缓解。结论:对于NGS检出的罕见/未表征EGFR耐药变异,联合磷酸化蛋白免疫组化与分子建模可对其进行功能注释以指导临床决策;奥希替尼长期暴露后可筛选获得需三联核苷酸改变的Cys797非Ser置换突变;SOS1抑制联合奥希替尼或为Cys797突变所致奥希替尼耐药NSCLC的一种探索性策略。