肺癌的发病率和死亡率均居癌症之首、其中85%以上为非小细胞肺癌（non small cell lung cancer, NSCLC）。晚期肺癌标准含铂双药化疗方案的有效率仅为25%~35%、中位生存期仅为8~10个月、一年生存率不超过40%[1,2]。因此，探索晚期NSCLC的新治疗模式势在必行。随着新型靶向药物的应用，越来越多的证据表明，在制定其治疗方案时，不但要考虑性别、年龄、病理类型、大小部位、分期等临床因素，更要重视肿瘤的基因特征。而以此为基础设计的临床新药试验现状如何、前景怎样？本文就此做一综述。天津市肿瘤医院肿瘤内科蒋日成

　　与肺癌发生有关的分子改变

　　（1）基因的突变

　　基因突变是指细胞中基因的核苷酸顺序或数目的改变，包括点突变或多个碱基的缺失、重复和插入，可导致原癌基因的活化和/或抑癌基因的失活。

　　EGFR是属于erbB(HER)家族的一种具有酪氨酸激酶活性的跨膜蛋白。EGFR酪氨酸激酶功能区由外显子18~24编码、突变主要集中在l8~21外显子[3-5]。其中19外显子747~750 Leu-Arg-Glu-Ala片断的缺失（约45%~50%）和21外显子L858R点突变 （约40%~45%）[5,6]是最常见的类型，主要与酪氨酸激酶抑制剂（TKIs）治疗敏感性有关者为G719X突变（18外显子）、LREA缺失（19外显子）和L858R及L861Q突变（21外显子）。酪氨酸激酶区还有几种突变与耐药有关，包括L747S和D761Y突变（19外显子）、T790M突变（20外显子）和T854A突变（21外显子）。

　　KRAS基因是RAS基因超家族中的一种原癌基因，突变多发生在12、13和61密码子上。15%~20%的 NSCLC中[7]可检测到KRAS突变，与病理组织类型（腺癌高于鳞癌）、种族（高加索人高于亚洲人）、吸烟史（吸烟者高于从未吸烟者）有关[8] 。

　　肺癌中存在棘皮动物微管相关蛋白样4（echinoderm microtubule-associated protein-like 4，EML4）-间变性淋巴瘤激酶（Anaplastic lymphoma Kinase，ALK）融合基因，由位于2号染色体的棘皮动物微管相关蛋白样4（EML4）基因断裂、插入位置相对保守的间变淋巴瘤激酶(ALK)的细胞内酪氨酸激酶结构域、导致产生EML4-ALK融合蛋白，活化PI3K-AKT和MAPK-ERK通路。可见于约2%~7%的非小细胞肺癌中[9]，但在年轻、不吸烟或少量吸烟的腺癌（多为印戒细胞亚型）患者中高达20%~30%[10]，且与EGFR和/或K-RAS突变相互排斥、与晚期EGFR TKI治疗抗拒密切相关[10]。

　　（2）基因扩增、表达水平改变

　　EGFR和MET基因扩增是非小细胞肺癌中的经常事件EGFR基因扩增为其蛋白过表达的重要原因[11]。c-MET扩增也与肺癌预后不良密切相关，在EGFR突变、TKI治疗失败的的NSCLC 患者中c-MET扩增高达20%、但与T790M突变无关，说明其扩增是TKI耐药的重要原因[12]。

　　切除修复交叉互补基因1（ERCC1）是DNA修复系统中的一个关键基因。ERCC1表达产物与XPF形成的异二聚体具有5′DNA核酸内切酶活性、有损伤识别和切除5′端的双重作用[13]。检测癌组织ERCC1蛋白表达可以预测铂类药物的治疗敏感性。

　　RRM1基因编码核糖核苷酸还原酶（RR）的M1亚单位，参与核糖核苷酸还原成脱氧核糖核酸的过程、是DNA合成通路中的限速酶。RRM1是吉西他滨作用的靶点之一，其高水平表达与吉西他滨的耐药相关[14]。

　　胸苷酸合成酶（TS）是嘧啶核苷酸合成的限速酶、在DNA合成与修复中起重要作用。临床研究发现培美曲塞疗效与TS mRNA表达水平呈负相关、检测肿瘤患者中TS的基因表达水平可以预测此类疗效。

　　微管是由αβ微管蛋白异二聚体聚合而成的管状聚合物，参与细胞运动、细胞器定位、胞内物质的运输及真核细胞的有丝分裂过程。β微管蛋白（β-tubulin），尤其是β-tubulin III水平的增高与紫杉醇的耐药性呈正相关，检测肿瘤患者β-tubulin表达水平可作为肺癌紫杉醇化疗疗效的预测因子[15]。

　　基于分子特征设计的肺癌药物临床试验

　　近年来针对肺癌中重要分子改变进行的靶向药物研究及设计的临床试验取得的巨大进展，为探索个体化治疗开创了全新的局面。

　　针对ERCC1、RRM1、TS酶、β-tubulin III表达的临床试验研究

　　Olaussen等利用国际肺癌辅助化疗研究（IALT）临床试验中的761例术后标本、测定ERCC1蛋白表达，发现只有ERCC1低表达者才能从顺铂辅助化疗中受益 （HR 0.65；95% CI 0.50-0.86；p=0.002）[16]。在Cobo等进行的III期随机对照试验中，根据ERCC1 mRNA表达情况按1：2随机入组，对照组用多西他赛和顺铂、试验组根据ERCC1 mRNA表达用药：低表达者用多西他赛和顺铂、高表达者用多西他赛和吉西他滨。结果对照组客观有效率为39.3%、试验组为51.2%，二者疗效存在统计学差异[17]。

　　比较培美曲赛+顺铂和吉西他滨+顺铂的JMDB研究亚组分析表明在腺癌患者（847例）中顺铂+培美曲赛组患者生存期优于顺铂+吉西他滨患者（12.6个月vs 10.9个月）、大细胞肺癌患者（153例）中也得出相似的结果（10.4个月vs 6.7个月），在鳞癌患者（473例）中情况则恰恰相反、顺铂+吉西他滨组患者生存期优于顺铂+培美曲赛组（10.8个月vs 9.4个月）、但未出现统计学差异。这是迄今为止第一个前瞻性的针对NSCLC不同组织学类型化疗疗效的研究[18]，提示病理组织类型及其分子基础是NSCLC疗效预测的有效指标。

　　另外，Peterson在对培美曲赛和多西他赛二线治疗NSCLC随机研究（JMEI）进行的回顾性分析中发现，对鳞癌患者培美曲赛和多西他赛的中位生存期分别为6.2个月、7.4个月（p=0.018），对非鳞癌的患者二者的中位生存期分别为9.3个月和8.0个月（p=0.048）。提示不同组织类型对培美曲赛和多西他赛的反应存在差异[19,20]。

　　Dumontet等分析了19例接受紫杉类化疗的NSCLC患者β-tubulin III的表达与预后的关系发现，β-tubulin III高水平表达者的无进展生存期为41天、明显低于β-tubulin III低表达者的288天。在9例高表达者中仅有2例对化疗敏感，而在低表达者中化疗敏感率为60%（6/10），提示β-tubulin III高表达与预后不良有关[21]。

　　针对EGFR和K-RAS突变的临床试验研究

　　IPASS 研究（Iressa Pan-Asia Study）是首个比较EGFR-TKI吉非替尼和一线标准化疗（紫杉醇/卡铂方案）的Ⅲ期临床试验，显示吉非替尼单药比紫杉醇/卡铂化疗有更优的PFS、ORR和生活质量，但总生存期相似。分层分析显示EGFR 突变型者一线应用吉非替尼的无进展生存期较化疗组显著延长（9.5个月 vs 6. 3个月，p<0. 0001）。野生型刚好相反（PFS 1.6个月 vs 5. 5个月，p<0. 0001）[22]。

　　WJTOG3405研究对比了吉非替尼与多西他赛+顺铂治疗EGFR突变的晚期NSCLC患者的疗效，结果吉非替尼的客观缓解率（ORR）和PFS均显著优于化疗，分别为62.1% vs 32.2%和9.2个月 vs 6.3个月[23]。

　　EGFR-TKI 厄洛替尼的研究结果同样令人振奋。 CALGB30406 研究将不吸烟或既往轻度吸烟的腺癌患者随机分组，一组接受厄洛替尼治疗，另一组接受厄洛替尼+化疗（CP方案）。结果显示EGFR突变患者中TKI组和TKI+化疗组的ORR（66% vs 69%）、PFS（16.4个月vs 17.2个月）和OS（27.6个月 vs 39个月）均无显著差异、却均优于野生型患者（厄洛替尼组 16.4个月 vs 2.8个月， 27.6个月 vs 15.4个月，66% vs 8%; 紫杉醇/卡铂化疗序贯厄洛替尼组17. 2个月 vs 4. 8个月，39个月 vs 13. 7个月，69% vs 31%）[24]。

　　西班牙肺癌协作组SLCG研究结果显示，厄洛替尼对突变型患者的一线治疗ORR为70.6%、PFS为14 个月，OS达27 个月[25]。该研究还发现厄洛替尼对于突变患者一、二、三线治疗的客观有效率、PFS和OS均无显著差异。Rafael Rosell等在SLCG研究的基础上对携带EGFR敏感突变的晚期NSCLC患者进行了前瞻性EURTAC研究、以比较厄洛替尼单药与一线化疗（吉西他滨+卡铂/顺铂，多西他赛+卡铂/顺铂）的疗效与安全性。1227例患者中共174例有EGFR突变，将这些患者随机分入厄洛替尼组或化疗组。结果厄洛替尼组有效率（54.5% vs 10.5%，p <0.0001）与PFS（9.4个月 vs 5.2个月，p<0.0001）均显著优于化疗组、但OS无显著差异（18.8个月 vs 22.9个月，p =0.42）[26]。

　　由中国胸部肿瘤研究组参加的OPTIMAL 研究比较了厄洛替尼单药与吉西他滨+卡铂对EGFR敏感突变患者的疗效及安全性。结果显示与化疗相比，厄洛替尼一线治疗的客观缓解率（83% vs 36%，p<0.0001）、PFS（13.1 个月vs 4.6个月，HR 0.16， p<0.0001）和安全性均优于化疗。此优势见于任何一种EGFR 突变类型，但含19 外显子突变患者的无进展生存期略长于L858R 突变（15.3个月vs 12. 5个月，p=0.0567）[27]。

　　为克服EGFR抑制剂EGFR-TKI的可逆性导致的获得性耐药，第二代EGFR-TKI XL674、PF00299804和 Afatinib应运而生。Afatinib是EGFR/HER2双受体不可逆抑制剂，LUX-Lung 1比较了afatinib和安慰剂对既往接受过化疗和第一代EGFR-TKI治疗的晚期NSCLC患者的疗效，结果显示虽然在OS上未得到统计学差异（10.78个月 vs 11.96个月），但PFS（3.3月vs 1.1月）、8周疾病控制率（DCR，58% vs 19%，p<0.0001）和客观有效率（11% vs 0.5%，p<0.01）均显著优于后者。后续的以该药物一线治疗EGFR基因突变的优势人群的临床试验（LUX-Lung 2，3和6）和二或三线治疗吉非替尼或厄洛替尼获得性耐药的临床试验（LUX-Lung 1，4和5）正在进行中[28,29]。

　　研究认为NSCLC患者EGFR-TKI 靶向治疗疗效不佳与K-RAS突变有关。Miller等对101例包括肺腺癌细支气管肺泡癌混合型（89例）和细支气管肺泡癌（12例）患者的回顾性研究发现，K-ras第12和13密码子突变见于23%（18/80）的患者；所有患者均接受厄洛替尼单药一线治疗，K-ras突变者无一例缓解（0/18）、而无K-ras突变者则有20例缓解（20/62，32%），差别有统计学意义（p<0.01）[30]。也有研究者提出：EGFR突变与K-RAS突变是NSCLC中相互独立发生的分子改变，患者对EGFR-TKI的治疗反应不良更可能是由于缺乏EGFR突变导致、与K-RAS突变存在与否关系不大[31]。

　　美国M.D.Anderson肿瘤中心发起的BATTLE临床试验针对EGFR、VEGF/VEGFR、维甲酸类X受体、cyclin D1、Ras / Raf 等进行检测、再根据结果对患者分别施以厄罗替尼、索拉非尼、凡德他尼以及厄罗替尼联合贝沙罗汀的治疗。其中期结果表明根据生物标志物表达谱选择靶向治疗可显著改善难治性NSCLC患者的预后。这一里程碑式的成果令人振奋，而进一步的发现令人期待。

　　针对c-MET的临床试验研究

　　研究表明，T790M突变和c-Met的活化可导致EGFR敏感性突变的NSCLC患者对EGFR-TKIs产生获得性耐药。现已开始同时抑制EGFR和c-MET的双靶向治疗研究。ARQ 197-209试验比较了特罗凯联合c-MET抑制剂ARQ-197或安慰剂治疗既往接受过化疗（未使用过EGFR-TKI）的晚期NSCLC患者的疗效，结果显示特罗凯联合ARQ-197组中位PFS为16.1周，明显优于单用特罗凯组的9.7周（校正HR 0.68，p<0.05）。尽管OS未见显著差异（36.6周vs 29.4周，p=0.52），但在非鳞癌患者亚组中，特罗凯联合ARQ-197组的中位PFS（18.9周vs 9.7周，p<0.05）、OS（43.1周vs 29.4周，p<0.05）均显著优于单用特罗凯组[32]。

　　针对EML4-ALK 融合基因的临床试验研究

　　在2010年Bang等以EML4-ALK抑制剂PF-02341066（Crizotinib）治疗EML4-ALK表达阳性的NSCLC患者（大多数患者既往接受过化疗）的I期临床试验中，Crizotinib取得了总治疗反应率为64%、疾病控制率为90%的结果。Kawk 等对82例经荧光原位杂交检测ALK 阳性的晚期NSCLC 患者（其中多为既往接受过多种治疗、不吸烟或少量吸烟的腺癌患者）进行Crizotinib治疗，结果显示在6.4个月中位随访期间，客观缓解率为57%，疾病控制率达87%[33,34]。该药的III期临床试验（PROFILE1005和1007）已经开展，PROFILE 1007将比较PF-02341066与培美曲塞或多西他塞在晚期NSCLC 的二线治疗中的疗效与安全性，如果能证明Crizotinib的优势，其针对ALK易位阳性的晚期NSCLC的二线治疗将进一步推动肺癌个体化治疗的发展。

　　结语

　　随着分子靶向治疗的临床应用，肺癌的治疗已进入崭新的分子时代。作为21世纪抗癌治疗中的曙光，以分子分型为基础的治疗代表了肿瘤治疗的最新发展方向。而根据基因检测进行分子分型、进而合理选择治疗方案实施个体化疗必将成为今后肺癌临床治疗的主流。展望未来，对肺癌分子生物学的深入研究将进一步揭示肿瘤发生相关机制、提供更多更有效的生物治疗靶点，分子分型也将成为肺癌临床试验的个体化治疗设计基础。

　　[1]    Azzoli CG, Baker S, Jr., Temin S, et al. American society of clinical oncology clinical practice guideline update on chemotherapy for stage iv non-small-cell lung cancer [J]. J Clin Oncol, 2009,27(36):6251-6266.

　　[2]    Ettinger DS, Akerley W, Bepler G, et al. Non-small cell lung cancer [J]. J Natl Compr Canc Netw, 2010,8(7):740-801.

　　[3]    Lynch TJ, Bell DW, Sordella R, et al. Activating mutations in the epidermal growth factor receptor underlying responsiveness of non-small-cell lung cancer to gefitinib [J]. N Engl J Med, 2004,350(21):2129-2139.

　　[4]    Paez JG, Janne PA, Lee JC, et al. Egfr mutations in lung cancer: Correlation with clinical response to gefitinib therapy [J]. Science, 2004,304(5676):1497-1500.

　　[5]    Shigematsu H, Lin L, Takahashi T, et al. Clinical and biological features associated with epidermal growth factor receptor gene mutations in lung cancers [J]. J Natl Cancer Inst, 2005,97(5):339-346.

　　[6]    Sequist LV, Bell DW, Lynch TJ, et al. Molecular predictors of response to epidermal growth factor receptor antagonists in non-small-cell lung cancer [J]. J Clin Oncol, 2007,25(5):587-595.

　　[7]    Mascaux C, Iannino N, Martin B, et al. The role of ras oncogene in survival of patients with lung cancer: A systematic review of the literature with meta-analysis [J]. Br J Cancer, 2005,92(1):131-139.

　　[8]    Riely GJ, Marks J, Pao W. Kras mutations in non-small cell lung cancer [J]. Proc Am Thorac Soc, 2009,6(2):201-205.

　　[9]    Solomon B, Varella-Garcia M, Camidge DR. Alk gene rearrangements: A new therapeutic target in a molecularly defined subset of non-small cell lung cancer [J]. J Thorac Oncol, 2009,4(12):1450-1454.

　　[10]  Shaw AT, Yeap BY, Mino-Kenudson M, et al. Clinical features and outcome of patients with non-small-cell lung cancer who harbor eml4-alk [J]. J Clin Oncol, 2009,27(26):4247-4253.

　　[11]  Hirsch FR, Varella-Garcia M, Bunn PA, Jr., et al. Epidermal growth factor receptor in non-small-cell lung carcinomas: Correlation between gene copy number and protein expression and impact on prognosis [J]. J Clin Oncol, 2003,21(20):3798-3807.

　　[12]  Toschi L, Cappuzzo F. Clinical implications of met gene copy number in lung cancer [J]. Future Oncol, 2010,6(2):239-247.

　　[13]  Niedernhofer LJ, Odijk H, Budzowska M, et al. The structure-specific endonuclease ercc1-xpf is required to resolve DNA interstrand cross-link-induced double-strand breaks [J]. Mol Cell Biol, 2004,24(13):5776-5787.

　　[14]  Bepler G, Kusmartseva I, Sharma S, et al. Rrm1 modulated in vitro and in vivo efficacy of gemcitabine and platinum in non-small-cell lung cancer [J]. J Clin Oncol, 2006,24(29):4731-4737.

　　[15]  Gan PP, Pasquier E, Kavallaris M. Class iii beta-tubulin mediates sensitivity to chemotherapeutic drugs in non small cell lung cancer [J]. Cancer Res, 2007,67(19):9356-9363.

　　[16]  Olaussen KA, Dunant A, Fouret P, et al. DNA repair by ercc1 in non-small-cell lung cancer and cisplatin-based adjuvant chemotherapy [J]. N Engl J Med, 2006,355(10):983-991.

　　[17] Cobo M, Isla D, Massuti B, et al. Customizing cisplatin based on quantitative excision repair cross-complementing 1 mrna expression: A phase iii trial in non-small-cell lung cancer [J]. J Clin Oncol, 2007,25(19):2747-2754.

　　[18]  Scagliotti G, Hanna N, Fossella F, et al. The differential efficacy of pemetrexed according to nsclc histology: A review of two phase iii studies [J]. Oncologist, 2009,14(3):253-263.

　　[19]  Hanna N, Shepherd FA, Fossella FV, et al. Randomized phase iii trial of pemetrexed versus docetaxel in patients with non-small-cell lung cancer previously treated with chemotherapy [J]. J Clin Oncol, 2004,22(9):1589-1597.

　　[20]  Peterson P, Park K, Fossella F, et al. Is pemetrexed more effective in adenocarcinoma and large cell lung cancer than in squamous cell carcinoma? A retrospective analysis of a phase iii trial of pemetrexed vs docetaxel in previously treated patients with advanced non-small cell lung cancer (nsclc) [J]. Journal of Thoracic Oncology, 2007,2(8):s851.

　　[21]  Dumontet C, Isaac S, Souquet PJ, et al. Expression of class iii beta tubulin in non-small cell lung cancer is correlated with resistance to taxane chemotherapy [J]. Bull Cancer, 2005,92(2):E25-30.

　　[22]  Mok TS, Wu YL, Thongprasert S, et al. Gefitinib or carboplatin-paclitaxel in pulmonary adenocarcinoma [J]. N Engl J Med, 2009,361(10):947-957.

　　[23]  Mitsudomi T, Morita S, Yatabe Y, et al. Gefitinib versus cisplatin plus docetaxel in patients with non-small-cell lung cancer harbouring mutations of the epidermal growth factor receptor (wjtog3405): An open label, randomised phase 3 trial [J]. Lancet Oncol, 2009,11(2):121-128.

　　[24]  Janne PA, Wang XF, Socinski MA, et al. Randomized phase ii trial of erlotinib (e) alone or in combination with carboplatin/paclitaxel (cp) in never or light former smokers with advanced lung adenocarcinoma: Calgb 30406. [J]. J Clin Oncol : , 2010,28(15s, (suppl; abstr 7503)).

　　[25]  Rosell R, Moran T, Queralt C, et al. Screening for epidermal growth factor receptor mutations in lung cancer [J]. N Engl J Med, 2009,361(10):958-967.

　　[26] Rosell R, Gervais R, Vergnenegre A, et al. Erlotinib versus chemotherapy (ct) in advanced non-small cell lung cancer (nsclc) patients (p) with epidermal growth factor receptor (egfr) mutations: Interim results of the european erlotinib versus chemotherapy (eurtac) phase iii randomized trial. [J]. J Clin Oncol, 2011,29(29: (suppl; abstr 7503) ).

　　[27]  Zhou C, Wu Y, Chen G, et al. Preliminary results of randomized phase iii study comparing efficacy and safety of first-line erlotinib versus carboplatin (cbdca) plus gemcitabine (gem) in chinese advanced non-small cell lung cancer (nsclc) patients (pts) with egfr-activating mutations (optimal). [J]. J Clin Oncol, 2010, 28(15s, (suppl; abstr 7575) ).

　　[28]  Hirsh V. Afatinib (bibw 2992) development in non-small-cell lung cancer [J]. Future Oncol,7(7):817-825.

　　[29]  Gaughan EM, Costa DB. Genotype-driven therapies for non-small cell lung cancer: Focus on egfr, kras and alk gene abnormalities [J]. Therapeutic Advances in Medical Oncology, 2011,3(3):113-125.

　　[30]  Miller VA, Riely GJ, Zakowski MF, et al. Molecular characteristics of bronchioloalveolar carcinoma and adenocarcinoma, bronchioloalveolar carcinoma subtype, predict response to erlotinib [J]. J Clin Oncol, 2008,26(9):1472-1478.

　　[31]  Salgia R, Hensing T, Campbell N, et al. Personalized treatment of lung cancer [J]. Semin Oncol,38(2):274-283.

　　[32]  Schiller JH, Akerley WL, Brugger W, et al. Results from arq 197-209: A global randomized placebo-controlled phase ii clinical trial of erlotinib plus arq 197 versus erlotinib plus placebo in previously treated egfr inhibitor-naive patients with locally advanced or metastatic non-small cell lung cancer (nsclc). [J]. J Clin Oncol, 2010, 28(18s (suppl; abstr LBA7502) ).

　　[33]  Bang Y, Kwak EL, Shaw AT, et al. Clinical activity of the oral alk inhibitor pf-02341066 in alk-positive patients with non-small cell lung cancer (nsclc). [J]. J Clin Oncol, 2010, 28(18s (suppl; abstr 3) ).