综述：胃肠道肿瘤的精准肿瘤学：作用机制、适应症及克服原发性和继发性耐药的持续策略

《Seminars in Cancer Biology》：Precision oncology in GI-cancers: Mechanisms of action, indications and ongoing strategies to overcome primary and secondary resistance

　　

摘要

胃肠道（GI）癌症仍然是癌症死亡率的主要原因之一，当前治疗方案仅在部分患者中产生持久获益。精准肿瘤学通过靶向反复发作且可操作的基因改变来扩展治疗选择，特别是在胆管癌（CCA）中，如FGFR2、IDH1、KRAS、BRAF和ERBB2等基因的突变。本文回顾了不断演变的诊疗格局，重点阐述了各种治疗方法的临床疗效和适应证。主要治疗药物包括FGFR抑制剂（第一代和下一代，包括共价抑制剂和FGFR2选择性抑制剂）、IDH1抑制剂、KRAS和BRAF抑制剂联合EGFR阻断和/或化疗，以及HER2靶向单克隆抗体、酪氨酸激酶抑制剂（TKIs）和抗体偶联药物（ADCs）。本文详细阐述了原发耐药和继发耐药的关键机制，重点关注靶点突变和趋同的脱靶MAPK信号通路。最后，我们讨论了药物耐受持久细胞——这些残余肿瘤细胞状态在未经经典基因耐药改变的情况下即可存活于治疗后，可能导致复发和继发耐药。

引言

胃肠道（GI）癌症仍然是重大的全球健康挑战，也是全球癌症相关死亡的主要原因之一。尽管治疗取得了重大进展，但由于分子异质性显著且治疗耐药性快速出现，全身性治疗的持久获益仍然有限。精准肿瘤学通过识别可操作的基因改变和分子表型，实现了生物标志物驱动的治疗策略，从而改变了特定分子亚组的管理方式。

在胃肠道恶性肿瘤中，已涌现出若干具有临床相关性的分子靶点，特别是FGFR2、IDH1、KRAS、BRAF和HER2的改变，以及微卫星不稳定高度/错配修复缺陷（MSI-H/dMMR）肿瘤，后者代表了一个范式性的生物标志物定义亚组，对免疫检查点阻断敏感。针对这些分子改变的靶向和生物标志物指导治疗已显示出有意义的临床活性，在多个病例中已成为标准治疗[1]、[2]、[3]、[4]。然而，获益的幅度和持久性仍存差异。

值得注意的是，这些致癌驱动因子和分子亚型共享共同的生物学原则。治疗疗效通常受到肿瘤内异质性、克隆演化、通路冗余和适应性耐药机制的限制，这些机制往往趋同于MAPK的重新激活[5]、[6]、[7]、[8]、[9]、[10]。此外，越来越多的证据表明，残余的药物耐受持久细胞群体可能促成了治疗失败和疾病复发。

因此，本综述采用以基因型为中心而非以疾病为中心的框架，讨论胃肠道癌症中具有临床相关性的分子靶点，特别关注原发耐药和继发耐药的机制（图1）、液体活检指导的监测、治疗顺序以及靶向药物耐受持久状态的创新策略。尽管分子指导的治疗策略也在其他胃肠道恶性肿瘤中不断涌现，包括小肠癌、神经内分泌肿瘤和肝细胞癌，但全面讨论这些疾病超出了本综述的范围。

片段节选

靶向FGFR2基因改变

成纤维细胞生长因子受体（FGFRs）是调控增殖、分化、生存、迁移和血管生成的跨膜受体酪氨酸激酶[11]、[12]。配体结合诱导受体二聚化和自磷酸化，激活下游通路，尤其是MAPK、PI3K/AKT、PLCγ和STAT。异常的FGFR信号通过驱动失控的增殖、增强细胞存活和促进肿瘤进展来推动肿瘤发生[13]。

在FGFR家族中

临床疗效和当前适应证

已开发出多种FGFR抑制剂，其中数种已获批准用于FGFR2融合（表1）[15]、[16]。第一代FGFR抑制剂（FGFRi），包括培米替尼（pemigatinib）、达拉替尼（derazantinib）和英非格替尼（infigratinib），为口服可逆的泛FGFR1-3抑制剂。这些药物在既往治疗过的胆管癌中显示出有意义的活性，客观缓解率（ORR）为23-36%，中位无进展生存期（PFS）为6-9个月[7]、[17]、[18]。基于FIGHT-202试验，

原发耐药机制

尽管FGFR抑制剂能诱导有意义且有时持久的应答，但部分患者表现出原发耐药，从治疗中获益有限[22]。现有证据表明，原发耐药主要由共存基因改变和固有通路依赖性决定，这些因素降低了肿瘤对FGFR2信号的依赖性。

回顾性分析提示，CDKN2A/B、TP53和PBRM1的共存改变与FGFR治疗后较差的结局相关

继发耐药机制

尽管初期应答有意义，但对FGFR抑制的继发耐药几乎不可避免。耐药通过靶点和脱靶机制产生，其特征为显著的个体内异质性和动态的克隆演化（图1）。

靶点耐药主要来自FGFR2激酶域的突变，这些突变损害抑制剂结合或使受体稳定在其活性构象中[29]。研究最为透彻的改变是守门突变

克服耐药的创新策略

继发耐药的显著分子异质性为使用具有不同结合特性和突变覆盖范围的药物进行序贯FGFR抑制提供了有力依据。临床观察表明，在可逆性第一代抑制剂治疗进展的肿瘤可能对不可逆抑制剂如富替替尼（futibatinib）仍然敏感，特别是当耐药由分子刹车突变而非守门突变介导时[37]、[38]。

下一代

未来方向

尽管取得了重大治疗进展，仍有若干重要问题尚未解决。FGFR抑制剂治疗后进展的最优序贯策略目前尚未明确，且因先前治疗所选择的耐药突变特征不完整、抑制剂对特定继发突变的活性差异以及耐药演化的高度多克隆性质而变得复杂。

越来越多地，循环肿瘤DNA（ctDNA）谱分析正成为一种特别

IDH1

异柠檬酸脱氢酶（IDH）是细胞代谢的关键调节因子，催化异柠檬酸的氧化脱羧生成α-酮戊二酸（α-KG），同时产生烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADPH），后者是氧化还原稳态和生物合成过程所必需的辅因子[44]。IDH1中的复发性体细胞突变，最常见的是第132密码子，赋予了一种新形成的酶活性，将α-KG转化为致癌代谢物D-2-羟基戊二酸（2-HG）

临床疗效和当前适应证

艾伏尼布（ivosidenib）是一种口服选择性突变IDH1抑制剂，可抑制2-HG的产生，并部分逆转突变IDH信号的下游代谢和表观遗传后果（表1）。III期ClarIDHy试验确立了艾伏尼布在既往治疗过的晚期IDH1突变胆管癌中的临床活性[45]。与安慰剂相比，艾伏尼布显著延长了PFS，并将疾病进展风险降低了约三分之二。尽管客观缓解率……

原发耐药机制

几种生物学机制可能解释了IDH1抑制的敏感性不高。首先，IDH1突变胆管癌以深刻的表观遗传失调为特征，在抑制2-HG产生后可能无法完全逆转。因此，在肿瘤演化期间建立的转录和分化程序可能在有效抑制IDH1后仍然持续，这可能解释了为何许多患者能够实现疾病稳定但很少经历显著的肿瘤消退。

继发耐药机制

尽管对IDH1抑制的继发耐药比FGFR或KRAS靶向治疗的耐药研究较少，但已发现若干机制。研究最为透彻的机制涉及IDH1内的第二位点突变，这些突变损害抑制剂结合，同时保持新形成的酶活性和持续产生2-HG[48]。艾伏尼布治疗进展患者的测序分析已鉴定出如IDH1 D279N等继发替换，通常

克服耐药的创新策略

认识到耐药机制经常保留2-HG产生并利用适应性代谢通路，刺激了下一代突变IDH抑制剂和理性联合方案的发展。

下一代IDH1抑制剂，包括共价和替代二聚体界面结合剂如LY3410738和奥鲁替尼（olutasidenib，FT-2102），已显示出在耐药双突变肿瘤中抑制2-HG产生的能力，并可能克服继发耐药

未来方向

突变IDH抑制剂的开发已将IDH1突变胆管癌确立为胃肠道癌症中精准肿瘤学的一个重要范例。然而，仍存在若干挑战，包括识别IDH1突变之外的预测性生物标志物以及开发有效的联合策略。

联合方案现在正将IDH1抑制推向早期治疗线。一项1b/2期研究显示，艾伏尼布可安全地与度伐利尤单抗（durvalumab）联合

KRAS

Kirsten大鼠肉瘤病毒癌基因同源物（KRAS）是一种小G蛋白（GTPase），在调节细胞增殖、分化、代谢和生存中发挥核心作用。KRAS在活性鸟苷三磷酸（GTP）结合状态和非活性鸟苷二磷酸（GDP）结合状态之间循环，从而协调多个下游信号通路，最显著的是MAPK和PI3K/AKT级联。KRAS中的激活突变损害了内在的GTP……

临床疗效和当前适应证

在转移性结直肠癌（CRC）中，抗EGFR单克隆抗体是胃肠道癌症中最早一例生物标志物驱动的精准肿瘤学，其中患者选择依据缺乏耐药改变而非存在可靶向的驱动因子来指导（表1）。西妥昔单抗（cetuximab）和帕尼单抗（panitumumab）为基础的疗法的临床获益主要限于缺乏RAS和BRAF改变的肿瘤，凸显了致癌依赖性和耐药生物标志物的重要性。

第一个……

原发耐药机制

KRAS抑制原发耐药的机制仍不完全清楚。若干共存基因改变，包括KEAP1、SMARCA4、CDKN2A和STK11，被认为与KRAS抑制敏感性降低有关，尽管其预测价值尚不确定[69]、[70]、[71]。

更根本的是，KRAS抑制的效果似乎取决于致癌依赖程度和信号冗余程度。在结直肠癌中，大量的EGFR信号迅速……

继发耐药机制

KRAS抑制的继发耐药主要通过MAPK重新激活介导，其特征为显著的分子异质性和多克隆演化。进展后的ctDNA分析已鉴定出涉及KRAS本身的常见继发改变，包括继发突变和基因扩增，以及NRAS、HRAS、RAF和MAP2K基因的改变[72]。与肺鳞癌相比，继发RAS/MAPK改变在结直肠癌中似乎更为常见，甚至更加……

克服耐药的创新策略

第一代KRAS抑制剂的局限性加速了下一代治疗方法的发展。若干高度选择性的第二代KRAS G12C抑制剂，包括奥罗拉替尼（olomorasib）、MK-1084、加斯罗拉替尼（garsorasib）和迪瓦拉斯替尼（divarasib），已显示出令人鼓舞的临床活性，并可能克服某些耐药机制，同时保持有利的耐受性特征[74]、[75]、[76]、[77]。

旨在克服耐药的其他策略包括靶向上游……

未来方向

KRAS突变胃肠道癌症的诊疗格局正迅速演变。正在进行的研究正在评估KRAS靶向联合方案在早期治疗线以及与化疗和EGFR抑制联合的疗效。开发有效的联合策略仍是一个重大挑战，正如III期KRYSTAL-10试验（NCT04793958）中阿达拉替尼（adagrasib）联合西妥昔单抗未能改善PFS或OS所凸显的那样。然而，其他KRAS靶向联合策略正在评估中

BRAF V600E

BRAF V600E是MAPK通路的经典激活改变，是胃肠道恶性肿瘤中最具临床相关性的分子亚组之一。尽管BRAF靶向疗法彻底改变了黑色素瘤的治疗，但由于MAPK信号的快速适应性重新激活，其在胃肠道癌症中的活性证明要有限得多。这些观察结果促成了靶向通路多个节点的联合策略的开发，并确立了BRAF V600E作为……

在结直肠癌中靶向BRAF

BRAF是一种丝氨酸/苏氨酸激酶，是RAS/RAF/MEK/ERK信号级联的核心组成部分，调控细胞增殖、分化和生存。BRAF中的激活改变导致MAPK通路的组成性激活和致癌转化。最常见的改变BRAF V600E由第600密码子处的缬氨酸被谷氨酸取代产生，生成一种组成性活性的激酶，该激酶可独立于上游受体激活进行信号传导。

BRAF V600E

临床疗效和当前适应证

尽管BRAF靶向疗法彻底改变了黑色素瘤的治疗，但其在胃肠道癌症中的活性证明要有限得多（表1）。在结直肠癌中，BRAF抑制剂单药和联合BRAF/MEK抑制仅显示出中等疗效，因为尽管BRAF有效阻断，但EGFR介导的反馈迅速恢复了MAPK信号[82]、[83]、[84]、[85]。

这一见解促成了BRAF和EGFR的联合抑制。在关键的III期BEACON试验中，恩考芬尼（encorafenib）联合西妥昔单抗，加或不加比美替尼（binimetinib），

耐药机制

BRAF抑制的原发耐药似乎由MAPK和PI3K/AKT信号通路的持续激活驱动。在结直肠癌中，大量的EGFR信号迅速恢复了下游通路活性，尽管BRAF抑制有效，这代表了适应性信号重编程限制胃肠道癌症靶向治疗疗效的最早和最突出的例子之一。继发耐药最常见地通过BRAF非依赖性……导致MAPK信号的重新激活

克服耐药的创新策略

认识到适应性MAPK重新激活刺激了靶向信号通路多个节点的理性联合策略的开发。BRAF和EGFR的联合抑制已成为结直肠癌的治疗支柱，而对MEK的额外抑制可能在特定具有特别侵袭性疾病生物学的患者中提供增量获益。

对于非V600 BRAF改变，若干新的治疗方法目前正在研究中。这些包括RAF二聚体……

未来方向

BRAF突变癌症的诊疗格局继续迅速演变。将化疗靶向联合方案纳入转移性BRAF V600E突变结直肠癌的一线治疗代表了一项重大进展，并进一步强调了早期分子检测的重要性，以识别可能从精准肿瘤学方法中受益的患者。

越来越多地，ctDNA分析可能促进治疗反应的动态监测和新兴耐药机制的识别，

HER2

人表皮生长因子受体2（HER2，由ERBB2编码）是ERBB受体家族的一种跨膜受体酪氨酸激酶。

与ERBB家族的其他成员不同，HER2没有已知的配体，主要通过与其他ERBB受体发生同源或异源二聚体化发挥作用，从而激活下游信号通路，其中最突出的是MAPK和PI3K/AKT通路。HER2扩增、过表达或激活突变会导致持续性的信号传导。临床疗效与当前适应症：HER2阳性恶性肿瘤的治疗格局已迅速发展，目前涵盖多种HER2靶向治疗药物（表1、表2）。单克隆抗体是首个应用于临床的HER2靶向药物。曲妥珠单抗结合HER2的细胞外结构域IV，抑制下游信号传导并促进抗体依赖性细胞毒性作用。佩妥珠单抗结合结构域II，阻止HER2异源二聚体化，这为联合使用提供了理论依据。耐药机制：HER2靶向治疗的耐药机制是多因素的，涉及基因组和非基因组适应。尽管瘤内HER2异质性会影响治疗反应的可变性，但HER2表达的动态变化在继发性耐药中似乎起着更为重要的作用。HER2表达的异质性在胃癌中尤为常见，并与HER2靶向治疗的疗效不佳相关。继发性耐药进一步涉及多种机制。序贯治疗与未来方向：不断扩展的治疗格局重新引发了人们对于在多线治疗中序贯阻断HER2的兴趣。早期尝试使用曲妥珠单抗艾美汀（T-DM1）未能成功，因为II/III期GATSBY试验未能证明在曲妥珠单抗预处理后的胃癌中，其疗效优于紫杉类化疗。相反，曲妥珠单抗德曲妥珠单抗（T-DXd）在既往HER2靶向治疗失败后显示出显著的疗效，从根本上改变了治疗模式。MSI-H/dMMR靶向免疫治疗：微卫星不稳定性高（MSI-H）和错配修复缺陷（dMMR）是两种不同的分子表型，其特征是DNA错配修复功能受损、体细胞突变积累以及新抗原生成增加。尽管它们在胃肠道恶性肿瘤中的发生率各异，但MSI-H/dMMR肿瘤始终表现出对免疫检查点抑制剂（ICI）的敏感性增强。因此，MSI-H/dMMR状态已成为免疫治疗反应最稳健的预测生物标志物之一。其他靶向方法（BRCA1/2、PALB2、RET、NTRK）：同源重组修复（HRR）和DNA损伤修复（DDR）基因的突变是胃肠道恶性肿瘤中新兴的治疗靶点，尤其在胆管癌（CCA）和胰腺导管腺癌（PDAC）中[153]。在PDAC中，约20-25%的病例存在DDR突变，其中BRCA1、BRCA2和PALB2是铂类敏感性和PARP抑制剂活性最具临床意义的生物标志物[154]。III期POLO试验确立了奥拉帕利维持治疗的地位。通过靶向治疗实现更持久反应的新兴概念：存活细胞的作用：随着靶向治疗成为胃肠道恶性肿瘤的标准治疗手段，一个重要的挑战是，尽管缺乏经典的耐药突变，仍有残余肿瘤细胞在治疗后存活。这些药物耐受性存活细胞（PCs）越来越多地被认识到是疾病复发和继发性耐药的潜在蓄水池。尽管它们在胃肠道癌症中的作用尚不清楚，但其他肿瘤类型的研究表明，PCs是对治疗的适应性反应。结论：精准肿瘤学通过针对FGFR2、IDH1、KRAS、BRAF和HER2等分子改变的靶向治疗，从根本上改变了胃肠道恶性肿瘤的治疗方式。尽管这些治疗取得了有意义的临床获益，在某些情况下甚至确立了新的标准治疗方案，但大多数患者仍难以维持持久缓解。在分子亚组中，几个共同原则已经浮现。治疗疗效受到共发基因突变的影响。贡献声明：Laia Aceituno——研究、撰写初稿、审阅与编辑、可视化；Elena Valenzi——研究、撰写初稿、审阅与编辑、可视化；Oreste Segatto——研究、撰写初稿、审阅与编辑、可视化；Anna Saborowski——研究、撰写初稿、审阅与编辑、可视化；Arndt Vogel——概念化、研究、撰写初稿、审阅与编辑、可视化。利益冲突声明：作者声明以下财务利益/个人关系，可能被视为潜在的利益冲突：咨询和顾问角色：罗氏、阿斯利康、勃林格殷格翰、益普生、因赛特、Cogent、卫材、Zymeworks、Biologix、百时美施贵宝、泰尔茂、Elevar、赛诺菲、默沙东、Tahio、Jazz制药、Medivir、艾伯维、Tyra。作者列表：Laia Aceituno｜Elena Valenzi｜Oreste Segatto｜Anna Saborowski｜Arndt Vogel