成纤维细胞生长因子受体 (FGFR) 基因改变在肺鳞状细胞癌 ( LSCC)中相对频繁,并且是FGFR抑制剂治疗的潜在靶点。然而,关于与FGFR改变相关的临床病理学特征知之甚少。血管激酶抑制剂尼达尼布(Nintedanib)在非小细胞肺癌的临床试验中显示出有希望的活性。我们现在已经应用下一代测序 (NGS) 来表征LSCC患者的FGFR改变,并检查了尼达尼布在FGFR1阳性LSCC细胞系中的抗肿瘤活性拷贝数增益(CNG)。在体外研究了尼达尼布对LSCC细胞系增殖和FGFR信号传导的影响,并在体内研究了尼达尼布对肿瘤形成的影响。通过NGS筛选了总共 75 个临床LSCC标本的FGFR改变。尼达尼布在体外和体内抑制FGFR1CNG阳性LSCC细胞系的增殖与FGFR1 -ERK信号通路的减弱有关。NGS在LSCC标本中检测到FGFR1CNG(10.7%)、FGFR1突变 (2.7%)、FGFR2突变 (2.7%)、FGFR4突变 (5.3%) 和FGFR3融合 (1.3%)。对FGFR改变呈阳性或阴性的LSCC患者的临床病理学特征没有差异然而,在 36 例手术后疾病复发的患者中, FGFR改变的患者预后明显更差通过NGS筛选FGFR改变值得进一步研究,以确定手术后可能从尼达尼布治疗中受益的LSCC复发患者。
我们在这里展示了使用 NGS进行FGFR改变筛查的效用。在本研究中,NGS 检测到的 LSCC中FGFR改变的总体频率为 20.0%。在本研究的复发患者中,FGFR改变阳性患者的OS时间明显短于阴性患者。因此,FGFR改变被认为是 FGFR 抑制剂治疗的潜在目标。尼达尼布是一种三重血管激酶抑制剂,可同时作用于 VEGFR、PDGFR 和 FGFR。之前没有研究报告尼达尼布对FGFR1CNG对 LSCC 的抗肿瘤活性。FGFR的筛查改变以选择其肿瘤可能对尼达尼布敏感的患者,因此值得进一步研究作为 LSCC 的潜在新治疗方法。
我们还表明,尼达尼布在体外抑制了FGFR1CNG 阳性 LSCC 细胞系 H520 和 LK-2的增殖以及这些细胞在体内形成的肿瘤的生长。此外,尼达尼布(Nintedanib)通过抑制肿瘤细胞增殖和新生血管形成,在体内对 H520 细胞发挥更强的抗肿瘤活性。因此,这些作用与 FGFR 信号传导的抑制是一致的,此前已将其确定为 LSCC 的潜在治疗靶点。值得注意的是,体内和体外之间存在差异。LK-2 细胞的 FGFR1 活性。值得注意的是,LK-2 细胞在体外显示出高基础水平的 FGFR1 磷酸化,并且被 nintedanib 有效抑制。然而,LK-2 异种移植物显示出低 FGFR1 活性。虽然这种不一致的确切原因尚不清楚,但肿瘤细胞在二维体外培养和体内模型之间表现出不同的分子表型并不少见。然而,这一现象为我们提供了比较尼达尼布 FGFR1 特异性活性的机会。两种肿瘤模型之间 FGFR1 磷酸化的差异可以解释对尼达尼布敏感性的差异。从本质上讲,我们的研究结果表明,FGFR1 信号通路的抑制同时针对肿瘤中的癌症和血管细胞,并提供了临床前证据,支持尼达尼布在FGFR1改变的 LSCC 肿瘤中靶向 FGFR1。
尼达尼布(Nintedanib)单药治疗提供了适度的临床前活性,需要进一步研究以确定与其他治疗方法的合理组合是否可以改善治疗反应。在临床环境中,一项在晚期 NSCLC 患者中进行的 III 期临床试验报告称,与单用多西他赛相比,尼达尼布(Nintedanib)联合多西他赛在鳞状细胞人群中显着提高了无进展生存期,但并未延长 OS。在 I/II 期研究 中还评估了尼达尼布与铂双药(顺铂加吉西他滨)的组合。与铂双联疗法被认为是尼达尼布临床开发的潜在策略。
FGFR 信号的异常激活可能由FGFR改变引起,包括基因扩增、体细胞错义突变和染色体易位。包含 DNA 和 RNA 测序的下一代测序技术允许同时检测拷贝数变异、突变和基因融合。我们现在也应用这种方法来评估LSCC 临床标本中的FGFR拷贝数、突变和融合。FGFR1的拷贝数增加是我们的 LSCC 队列中最常检测到的FGFR改变。FGFR1的结果通过 NGS 获得的 CNG 与基于实时 PCR 的拷贝数测定获得的 CNG 具有 97.3% 的一致性。先前的研究也将FGFR1扩增确定为 LSCC 中常见的FGFR改变。目前吸烟者的 LSCC 患者中FGFR1扩增的频率也被发现为 15.8-28.9%。在本研究中,97.3% 的 LSCC 患者有吸烟史,通过实时 PCR 测定确定FGFR1 CNG 的频率为 13.3% (10/75),与这些先前的结果一致。
我们在我们的 LSCC 队列中检测到FGFR错义突变的频率仅为 9.3% (7/75),这与之前的研究结果一致。成纤维细胞生长因子受体蛋白由细胞外 Ig 样结构域、跨膜结构域和细胞质激酶结构域组成。我们在 2.7%、2.7% 和 5.3% 的 LSCC 标本中检测到FGFR1、FGFR2和FGFR4突变。这些突变包括: (i) G70R 位于 FGFR1 的 Ig 样结构域,之前已在肺腺癌中检测到;(ii) P582S 位于 FGFR2 的酪氨酸激酶结构域,在癌细胞系中也检测到该位点的突变;(iii) FGFR1 的 T27I、FGFR2 的 T14I 以及 FGFR4 的 E381K、S382L 和 G408S,所有这些都位于替代外显子中,以前没有报道过。包括BAG4-FGFR1、SLC45A3-FGFR2和FGFR3-TACC3在内的FGFR融合基因已在各种癌症类型中检测到,包括 LSCC、前列腺和膀胱肿瘤。我们通过 NGS 在我们的 LSCC 队列中仅检测到一个FGFR融合基因FGFR3–TACC3 。
尼达尼布(Nintedanib)与除FGFR1 CNG 以外的其他FGFR基因改变之间的关联仍不清楚,应在未来的研究中予以澄清。然而,有一些关于 FGFR 激酶或多激酶抑制剂对抗具有其他FGFR基因改变的癌症的报道。AZD4547 是 FGFR1、FGFR2 和 FGFR3 的选择性抑制剂,对FGFR2扩增的异种移植模型显示出有效的抗肿瘤活性。肿瘤,包括携带FGFR2、FGFR3或FGFR4突变的 LSCC,被发现对 FGFR 选择性抑制剂 BGJ398 和多激酶抑制剂(ponatinib)在体外和在体内。携带FGFR融合的肿瘤也显示出对 FGFR 选择性抑制剂 JNJ-42756493 和多激酶抑制剂帕唑帕尼的敏感性增加。因此,FGFR1CNG以外的 FGFR 基因改变被认为是癌症治疗的潜在目标。
在当前队列的 75 名患者中,36 人在手术后的中位间隔为 6.9 个月时出现复发。肿瘤对FGFR改变呈阳性或阴性的患者之间的复发频率没有明显差异,这表明FGFR改变不是复发的危险因素。相比之下,FGFR1扩增与食管癌患者更高的复发风险相关。LSCC 和食道癌之间的这种差异可能是由于两种肿瘤类型之间的生物学差异。在本研究的复发患者中,FGFR阳性患者的 OS 时间改变明显短于没有这种遗传变化的那些。两组无复发生存期差异无统计学意义;这可能是由于样本量小。
总之,我们通过 NGS 筛选了 LSCC 标本的FGFR改变,包括突变、拷贝数变异和融合。NGS对CNG的检出率与实时PCR相似,NGS结果通过FISH分析得到验证。NGS 检测到的FGFR畸变与手术后疾病复发患者的预后显着恶化有关。连同我们的发现,即尼达尼布(Nintedanib)在体外和体内对FGFR1CNG 阳性 LSCC 细胞均显示出抗肿瘤活性,这些结果表明,尼达尼布作为FGFR阳性复发性 LSCC 的潜在靶向治疗的临床研究更改是有道理的。
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