非小細胞肺癌的骨轉移：基因組表徵和潛在靶點的探索

*僅供醫學專業人士閱讀參考

非小細胞肺癌（NSCLC）的原發灶與骨轉移（BM）的基因組特徵存在異質性。

非小細胞肺癌（NSCLC）的預後欠佳，尤其是考慮到多數患者終將面臨遠處轉移，即便接受根治治療亦會影響生存預後。骨轉移（BM）作為NSCLC最常見的轉移型別之一，約在20%-50%的晚期患者中發生[1-4]。據統計，近80%的NSCLC BM患者需忍受重度疼痛[2,3,5]，而中位生存期僅徘徊在5.8至7個月之間[3,5]。更甚者，約46%的BM患者會遭遇骨骼相關併發症[1]，包括高鈣血癥、病理性骨折、脊髓受壓等併發症，這也進一步縮短了患者的預估生存期。

儘管基於基因特徵的特異性治療已成為NSCLC的基本治療策略，但目前對BM的基因組特徵知之甚少。研究顯示[6]，肺癌原發灶與BM之間基因組存在差異，比如EGFR突變率在BM患者中顯著更高（75% vs 12.8%）。鑑於的轉移部位由包括分子亞型在內的多種因素決定，多項研究聚焦於探究可能與BM相關的分子標誌物探索，例如，Kuijpers等[7]的研究涉及1994名NSCLC患者，揭示EGFR突變患者BM風險更高（53.8% vs 31.5%）。Lohinai等[8]在500名晚期肺腺癌患者中調查發現，KRAS突變與合併BM患者的生存期縮短相關。儘管這些研究指出了原發腫瘤基因突變與BM的關聯，但對於BM特有的基因組和分子特徵探索尚顯不足。

近期，探索NSCLC中BM的基因組特徵和潛在治療靶點的研究論文發表於《Original Research》[9]。結果顯示，BM患者中基因擴增現象更為普遍，尤其是細胞週期蛋白依賴性激酶4（CDK4）的擴增，該變化或與患者較低的總生存期（OS）和無復發生存期（RFS）有關。這些發現對於NSCLC BM的潛在靶點及精準治療、預後評估具有重要意義，現擷取重要內容整理如下，供讀者參考。

研究方法

這項研究回顧性分析浙江省腫瘤醫院83例NSCLC患者，其中2017年1月至2020年3月接受BM手術或活檢的6例NSCLC患者作為“匹配的BM組”，其肺癌原發灶和匹配的BM組織於醫院儲存。另外，選擇2011年6月至2018年5月根治性手術後的16例NSCLC患者作為“初始骨復發（BR）組”，其首次腫瘤轉移部位為骨。最後，納入2014年1月至2015年12月接受根治性手術（病理II期或IIIA期）的其他61例患者，這些患者均隨訪至2022年10月31日，其中18例出現BM的患者作為“BR組”，另外43例無BM的患者作為“非BR組”。

該研究收集所有納入患者的原發灶組織，收集匹配BM組的BM組織。透過手術或活檢獲得匹配的原發病灶和BM組織，而初始BR組、BR組和非BR組的主要腫瘤組織為術後標本。所有組織樣本均預先用作福爾馬林固定石蠟包埋（FFPE）塊。樣本採集、研究設計及病理活檢方法見圖1。

圖1 樣本採集及研究設計

結果

體系突變特徵

▌1.匹配的原發灶和BM的體系突變分析

基於匹配BM組12份樣本的體系突變結果進行分析。就基因突變頻率而言，原發性病灶中突變頻率最高的是腫瘤蛋白p53（TP53，5/6，83%），其次是FAT非典型鈣粘蛋白4（FAT4，3/6，50%）、FAT非典型鈣粘蛋白3（FAT3，3/6，50%）、賴氨酸甲基轉移酶2D（KMT2D，3/6，50%）以及MDS1和EVI1 complex（MECOM，3/6，50%）。對於BM，突變頻率最高的基因也是TP53（5/6，83%），其次是FAT4（3/6，50%）、v-abl Abelson鼠白血病病毒癌基因同源物1（ABL1，2/6，33%）、半胱天冬酶招募結構域蛋白11（CARD11，2/6，33%）和細胞週期蛋白E1（CCNE1，2/6，33%）。原發病灶及BM的突變情況見圖2。

圖2 6例NSCLC患者配對原發病灶和BM的基因突變情況

（a.原發病灶的基因突變 b. BM的基因突變）

在原發病灶組織樣本中發現了160個突變，包括103個（64.3%）基因替換或插入缺失，38個（23.7%）基因擴增，16（10%）基因截斷，2例（1.2%）基因融合，1例（0.6%）基因純合性缺失。對於BM，共檢測到162個體系突變，其中84個（51.8%）基因替換，58個（35.8%）基因擴增，16例（9.8%）基因截斷，基因融合和基因純合缺失各2例（1.2%）。這些結果表明了肺原發灶和BM中遺傳變異型別的分佈。基因替換或插入缺失率降低和基因擴增率升高是NSCLC BM的主要基因組特徵。原發病灶和BM的基因突變型別見圖3。

圖3 6例NSCLC患者配對原發性腫瘤和BM的基因突變型別

（a.原發性腫瘤的基因突變型別 b. BM的基因突變型別）

▌2.初始BR患者的體系突變分析

在16例根治性手術後首次骨轉移的NSCLC患者的原發病灶組織中共檢測到308個突變。最常見的突變基因為EGFR和TP53，在10例患者（62%）中檢測到，其次為LRP1B（5例患者，31%）、小鼠雙微體2（MDM2）（4例患者，25%）、粘蛋白16（MUC16）（4例患者，25%），rho鳥嘌呤核苷酸交換因子25（ARHGEF25）（3例患者，19%）。此外，胚系變異的主要型別為替換或插入缺失（166/308，53.8%）和基因擴增（105/308，34%），而截斷、融合或重排和基因純合缺失的佔比相對較小，分別佔7.7%、3.3%和1.2%。初始BR患者的基因突變情況見圖4。

圖4 初始BR患者的基因突變情況

（a.初始BR患者的基因突變 b. 初始BR患者的基因突變型別）

CDK4擴增發生率

在初始BR患者中分析BM特異性基因突變，共發現10個BM特異性基因。其中，CDK4和四跨膜蛋白31（TSPAN31）的突變率較高，約佔18.8%（3/6，需強調的是，這3例患者同時表達CDK4和TSPAN31），其次為成纖維細胞生長因子受體底物2（FRS2）和共濟失調毛細血管擴張突變基因（ATM），佔12.5%（2/16）。此外，蛋白激酶、DNA啟用的催化亞基（PRKDC）、KRAS、叉頭框A1（FOXA1）、腺瘤性結腸息肉病（APC）和磷脂醯肌醇-3激酶催化α（PIK3CA）也存在於初始BR患者BM基因突變中，但僅佔6.3%。

CDK4的預後價值

使用UALCAN線上工具檢查CDK4在NSCLC患者中的預後價值。結果發現，腺癌（LUAC）或肺鱗狀細胞癌（LUSC）中CDK4的表達顯著高於正常組織。關於腫瘤分期，在LUAC和LUSC的每個階段均觀察到CDK4表達顯著增加。此外，與LUAC和LUSC中的無腫瘤肺組織相比，所有淋巴結轉移水平中CDK4表達也增加。使用UALCAN線上工具比較TP53突變和非TP53突變組織中的CDK4表達，結果顯示，攜帶TP53突變的LUAC和LUSC組織中CDK4的表達顯著增加。

此外，根據Kaplan–Meier統計資料庫，CDK4基因高表達的NSCLC患者顯示出較差的OS和PFS，但進展後生存期（PPS）無任何顯著差異。此外，PrognoScan資料庫分析顯示，在GSE13213和GSE31210佇列中，CDK4表達升高與OS、RFS較差高度相關。這些結果表明，CKD4的表達與NSCLC的預後顯著相關。

圖5 使用UALCAN資料庫根據臨床引數評估不同患者組中鐵調素表達的箱形圖

（a.NSCLC b. 腫瘤分期 c. 轉移 d. TP53）

圖6 評估CDK4預後價值的生存曲線

（a.使用Kaplan–Meier繪製OS、PFS和PPS的生存曲線

b. 使用PrognoScan繪製的OS和RFS的生存曲線）

研究結論

此項研究結果表明，與NSCLC原發灶相比，BM的基因組特徵顯示基因替換或插入缺失比例較低、基因擴增比例較高。此外，CDK4擴增率在NSCLC BM患者中較高，可能與較差的OS、PFS相關。該研究成果為NSCLC BM患者的靶向治療策略與預後評估增添了重要的臨床指導意義，同時為未來的臨床實踐指明瞭道路，併為相關研究領域開拓了新的探索方向。

參考文獻：

[1]Hernandez RK, Wade SW, Reich A, et al. Incidence of bone metastases in patients with solid tumors: analysis of oncology electronic medical records in the United States. BMC Cancer 2018; 18: 44.

[2]Spizzo G, Seeber A and Mitterer M. Routine use of pamidronate in NSCLC patients with bone metastasis: results from a retrospective analysis. Anticancer Res 2009; 29: 5245–5249.

[3]Tsuya A, Kurata T, Tamura K, et al. Skeletal metastases in non-small cell lung cancer: a retrospective study. Lung Cancer 2007; 57: 229–232.

[4]Yu JL, Simmons C, Victor JC, et al. Impact of new chemotherapeutic and targeted agents on survival in stage IV non-small cell lung cancer. Oncologist 2011; 16: 1307–1315.

[5]Decroisette C, Monnet I, Berard H, et al. Epidemiology and treatment costs of bone metastases from lung cancer: a French prospective, observational, multicenter study (GFPC 0601). J Thorac Oncol 2011; 6: 576–582.

[6]Krawczyk P, Nicos M, Ramlau R, et al. The incidence of EGFR-activating mutations in bone metastases of lung adenocarcinoma. Pathol Oncol Res 2014; 20: 107–112.

[7]Kuijpers C, Hendriks LEL, Derks JL, et al. Association of molecular status and metastatic organs at diagnosis in patients with stage IV non-squamous non-small cell lung cancer. Lung Cancer 2018; 121: 76–81.

[8]Lohinai Z, Klikovits T, Moldvay J, et al. KRAS-mutation incidence and prognostic value are metastatic site-specific in lung adenocarcinoma: poor prognosis in patients with KRAS mutation and bone metastasis. Sci Rep 2017; 7: 39721.

[9]Gong J, Hu S, Shan Q, Qin J, Han N, Xie F, Lu H. Bone metastasis in non-small-cell lung cancer: genomic characterization and exploration of potential targets. Ther Adv Med Oncol. 2024 Mar 19;16:17588359241239293.

精彩資訊等你來

審批編號：CN-136375 有效期至：2024-08-27

本材料由阿斯利康提供，僅供醫療衛生專業人士參考

* 此文僅用於向醫學人士提供科學資訊，不代表本平臺觀點