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【IF=10.1】不仅仅是ALK：临床检测揭示实体瘤多种RTK融合图谱

导语

酪氨酸激酶受体(RTK)的基因融合是癌症的常见驱动变异之一，常导致下游分子通路的激活。随着越来越多酪氨酸激酶抑制剂(TKI)的问世，RTK融合在指导临床决策方面具有重要的诊断和预后价值。近年来，融合基因及融合形式的多样性逐渐被揭示，相比传统检测方法如FISH和RT-PCR，高通量测序逐渐成为融合基因、尤其是罕见融合基因的重要检测手段。

近日，世和基因团队与临床专家合作，回顾性描绘了临床检测中16种泛实体瘤肿瘤组织或体液样本中潜在可靶向的RTK融合谱。针对1324例RTK融合阳性实体瘤，探究了融合基因的癌种分布及基因组特征、治疗前后的共突变及潜在的耐药机制。该项成果已于近日发表Nature Publishing Group旗下Precision Oncology（影响因子10.1分）。

专家简介

王哲教授

中国医学科学院肿瘤医院深圳医院胸外科副主任医师

德国慕尼黑大学胸部肿瘤专业医学博士；深圳市孔雀人才、深龙人才

深圳市抗癌协会胸部肿瘤MDT专委会主委

世界华人肿瘤医师协会胸部肿瘤青委会副主委

欧美同学会医师协会青委

CSCO 食管癌指南编委

欧洲临床肿瘤学会（ESMO）会员

国际肺癌研究学会（IASLC）会员

中国医促会肺癌预防与控制分会委员

中国医促会胸外科分会秘书

中国医药教育协会胸外科专委会常委

深圳市医师协会胸外科医师分会理事

深圳市抗癌协会青年委员会常委

陈展洪教授

中山大学附属第三医院肿瘤内科科室副主任；副主任医师、医学博士、硕士研究生导师

广东省医学会肿瘤学分会生物标志学组副组长

广东省临床医学学会头颈肿瘤综合治疗专委会副主委

广东省器官医学与技术学会重症肿瘤学专委会副主委

广东省精准医学应用学会肿瘤综合治疗分会副主委

广东省器官医学与技术学会肿瘤精准专委会副主委

广州抗癌协会肿瘤化疗专业委员会副主委

广东省抗癌协会大肠癌专委会青委会常委

广东省基层医药学会肿瘤多学科综合诊治专委会肝癌学组副组长

广东省临床医学学会肝癌与肝转移瘤专委会常委

广东省药学会第一届肝胆肿瘤多学科综合治疗专委会常委

广东省基层医药学会肺癌专委会常委

广东省健康管理学会胸部肿瘤及肺结节专委会常委

2018年中国临床肿瘤学会35 under 35最具潜力青年肿瘤医生

汪田甜教授

中山大学附属第三医院肿瘤内科副主任医师、医学博士、硕士生导师

广东省器官医学与技术学会重症肿瘤学专委会常委
广东省药学会第一届妇科肿瘤专家委员会委员
广东省肝脏病学会肝胆肿瘤精准治疗青委会委员
广东省基层医药学会肺癌专业委员会委员
广东省精准医学应用学肿瘤综合治疗分会委员
广州市抗癌协会转化医学委员会委员

研究亮点

1、真实世界多癌种（16个癌种）、大样本（1324例组织和体液）RTK融合特征研究；

2、全面分析潜在可靶向的RTK融合突变基因组特征；

3、充分证实RTK融合筛查在实体肿瘤中的诊断及预后价值。

研究内容

RTK融合在不同癌种中的发生频率

研究检测了共16种实体瘤样本，对具有完整激酶结构域的RTK融合进行分析。结果显示，在总人群当中，RTK融合的发生频率为4.7%，共1324例检测为RTK融合阳性。其中，甲状腺癌（7.8%）、肺癌（7.1%）、神经内分泌肿瘤（3.7%）、泌尿系肿瘤（3.6%）和胃癌（2.2%）中RTK融合的发生频率较高（图1a）。

在肺癌、胃癌、结直肠癌和乳腺癌中均检出了复杂多样的RTK融合。胃癌和乳腺癌中最常见为FGFR和ErbB家族基因的融合，而结直肠癌中最高频的融合基因为RET、ALK和NTRK1。相比之下，在甲状腺癌、泌尿系癌症和神经内分泌肿瘤中的RTK融合基因则较为单一。在77例甲状腺癌中，共6例检测为RTK融合阳性，均为RET融合。在泌尿系统肿瘤中检出的主要为FGFR2/3融合，而在神经内分泌肿瘤中则是ALK融合较为常见。另外，RTK融合检出涉及多种样本类型，包括肿瘤组织（n=963）和各种体液样本【血浆（n=268）、胸腔积液（n=79）、脑脊液（n=6）以及腹水和心包积液（n=8）】，且基于组织或者体液检测的RTK融合频率并无显著差异（图1b）。

同时，研究还观察到性别和年龄与特定RTK融合的发生显著相关。在总人群中，ROS1、ERBB2、ALK和MET融合在女性中更为常见（图1c）。排除了癌种的差异后，发现ROS1和ALK融合在女性肺癌中仍存在更高的突变频率。此外，在总人群以及肺癌人群中，ALK、ROS1和RET融合都与较早发病年龄相关 (图1d)。

图1. RTK融合在不同癌症中的发生率、不同样本类型中的检出率与性别年龄相关性

RTK融合基因的结构和伴侣特征

ALK具有最为丰富的伴侣基因谱，共检测到高达227种不同的伴侣基因。除了EML4（66.5%），一些常见的伴侣基因包括STRN（1.0%）、TOGARAM2（0.5%）、KIF5B（0.4%）等。绝大多数（95%）断裂位点发生在ALK的19号内含子（图2a）。研究另检测到50种不同的RET融合伴侣，最为常见的是KIF5B（44%），其次是CCDC6（18%）和NCOA4（5%），断点多发生在RET 11号内含子。除了肺癌之外，RET融合常见于肠癌和甲状腺癌。然而，不同癌种中RET融合亚型的分布也大不相同。肠癌RET融合以NCOA4伴侣为主（44%）且未检测到CCDC6-RET亚型。同样，在甲状腺癌中，也未检测到常见的KIF5B-RET亚型（图2b）。在肺腺癌和宫颈软组织肉瘤中分别检出一例新型的JCAD-RET融合，均发生在JCAD基因5’非编码区。

ROS1融合伴侣共检测到39种，在肺癌中主要为CD74（38.4%）、EZR（13.0%）和SDC4（12.0%）等，在宫颈癌、泌尿系统肿瘤、以及肉瘤中也有检出。相较于ALK和RET（融合伴侣多位于ALK/RET相近的染色体区域），ROS1的融合伴侣在基因组上的分布较为分散，且ROS1本身的断点也涉及更多的外显子或内含子区域（图2c）。

FGFR2和FGFR3融合分别占FGFR融合总数的39%和51%，其中FGFR2的融合伴侣多样，而FGFR3的融合90%以上都是以FGFR3-TACC3的形式发生（图2d、e）。大多数ErbB家族融合亚型呈非复发性，常发生于激酶结构域下游（图2f）。MET和NTRK融合发生频率相对较低，MET融合伴侣多样，在不同癌种中均有发生（图2g）。NTRK融合中较为常见的是TPM3-NTRK1，除此之外其他伴侣也呈多样化特点（图2h）。

图2. 常见RTK融合基因的结构和伴侣特征

RTK融合阳性共突变图谱和潜在耐药机制

研究进一步探索了靶向TKI治疗前后RTK融合样本的共突变特征。结果显示在基线样本中，EGFR、ERBB2和MET的融合很可能伴随着各自RTK基因的扩增（图3a）。此外，最常见的伴随突变基因为TP53，与超过90%的ErbB家族基因融合共发生，但与ALK融合共突变的频率较低（35%）（图3b）。除了TP53，不同RTK融合的其他伴随突变同样存在差异。比如，相较于其他RTK融合，ALK融合存在显著较低的PIK3CA或APC共突变，而RET和ROS1融合则分别伴随更多的PTEN及RB1变异（图3b）。

图3. 不同RTK融合的基线伴随突变图谱

另外，78例ALK融合患者分别接受了克唑替尼或多线ALK-TKI治疗，分别在30.5%（14/46）和43%（14/32）的患者中检出靶点依赖性（on-target）耐药机制，且接受多线ALK-TKI比仅接受克唑替尼治疗的患者更容易出现多个on-target耐药突变（21.9% vs 2.2%；图4a）。

不同ALK融合亚型对ALK-TKI的响应也存在差异。EML4-ALK V3亚型相较于V1亚型，在接受克唑替尼治疗后，无进展生存（PFS）结果更差（HR=2.46，95%CI=1.21-4.98，p<0.01；图4b），较差的PFS可能和其更复杂的on-target耐药机制相关（图4c、d）。此外，非ALK靶点依赖性（off-target）的耐药机制更多富集在MAPK和PI3K通路，以及STAT3和MET基因的改变(图4e)。

图4. ALK融合患者TKI治疗后的潜在耐药机制

在ROS1融合患者中也存在类似的特征，相比克唑替尼，接受多线ROS1-TKI的患者更易出现on-target耐药。潜在off-target耐药机制包括NF1/2、PDGFR和PBRM1基因的改变(图5)。

图5. ROS1融合患者TKI治疗后的潜在耐药机制

最后，研究还报道了罕见RTK融合接受TKI治疗的案例。值得一提的是，研究发现2例肺癌患者，分别携带HLA-DRB1-MET和IRF2BP2-NTRK1融合。样本中并未检测到其他已知的致癌基因变异，提示融合可能为单一驱动事件。世和基因自主研发的靶向RNA测序进一步验证HLA-DRB1-MET融合基因的表达。在接受克唑替尼治疗之后，MET和NTRK1融合阳性患者分别获得了6个月和18.5个月的无进展生存期。

结语

RTK融合的复杂性和非复发性、多样的体细胞伴随突变，以及不同融合亚型之间获得性耐药突变的差异，都使得高通量测序技术的优势越来越凸显。本研究通过对不同实体瘤临床样本进行回顾性分析，描述了RTK融合及其相关突变谱在不同癌症患者中的特征。结果显示，RTK融合筛查在临床诊疗和预后评估中具有重要价值，同时也为新药研发及临床研究提供了重要的参考信息。

【IF=10.1】不仅仅是ALK：临床检测揭示实体瘤多种RTK融合图谱

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