表皮生长因子受体20 外显子插入突变的非小细胞肺癌靶向治疗研究进展

智晓玉，李卫威，燕 翔，汪进良

1 解放军总医院第一医学中心 肿瘤内科，北京 100853；2 解放军第八十一集团军医院 肿瘤内科，河北张家口 075000

肺癌是全球癌症死亡率最高的癌种[1]。以铂类为基础的化疗是晚期非小细胞肺癌(non-small-cell lung cancer，NSCLC)的主要治疗手段[2]。对表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor，EGFR)酪氨酸激酶域内突变的识别促进了对NSCLC 患者的进一步亚组分类，并对其治疗模式产生了重大影响，显著延长了患者的生存期[3]。EGFR 突变在肺腺癌患者中占17% ～ 50%[4-6]。其中，19 外显子缺失突变(19Del)及21 外显子L858R 点突变(共占EGFR 突变的85% ～ 90%)对EGFR 酪氨酸激酶抑制剂(tyrosine kinase inhibitors，TKIs)的应答率较高，被认为是两种最普遍且最具有治疗意义的突变[7]。20 外显子插入突变(exon 20 insertion mutation，Ex20ins mutation)与19Del 及L858R 突变一样，属于最早在NSCLC 中被确认的突变。该突变目前被认为是继19Del、L858R 点突变之后的第三大突变，但在NSCLC 人群所占比例尚未具体明确，依据既往研究结果为EGFR 突变患者的1% ～ 12%[8-13]。相关研究认为，其在亚裔、女性、非吸烟患者中的突变概率较高[11]。我们对2020 年6 月已上传在肿瘤体细胞突变目录(COSMIC)的EGFR Ex20ins突变数据进行统计，结果显示已鉴定为EGFR 突变的NSCLC 的23 387 个独特样本中，只有256 例外显子20 插入突变(1.09%)。我们将对除1 ～ 2 代EGFR TKIs 及传统化疗方案外的靶向治疗方案研究进展进行总结，以期对临床治疗选择提供帮助。

1 EGFR Ex20ins 突变对EGFR 激酶结构域的影响

EGFR 的激酶结构域由一个较小的N-末端和一个较大的C-末端组成。激酶的活性位点位于两末端之间的缝隙中。EGFR Ex20 包含的核苷酸翻译成EGFR 的激酶结构域位点为762 ～ 823 的氨基酸(位点为762 的氨基酸位于N-末端，位点为823 的氨基酸位于C-末端)。其中包括的C-螺旋的部分片段(762 ～ 766)在激酶活化过程中具有重要作用。大多数Ex20ins 突变导致的激酶结构域改变发生于N-末端内的C-螺旋后，小部分位于C-螺旋中，可以导致非配体依赖性EGFR 通路激活(图1)[14]。

图 1 EGFR Ex20ins突变的结构及突变概率略图

在临床研究过程中发现，EGFR Ex20ins 与大多数EGFR 激活突变不同，其对以吉非替尼(Gefitinib)、厄洛替尼(Erlotinib) 为代表的第一代EGFR TKIs[ 缓 解 率(response rate，RR) 为0 ～11%；无进展生存期(prgress free survival，PFS)为2 ～ 3 个月][15-19]以及阿法替尼为代表的第二代EGFR TKIs[RR 为8.7%； 中 位PFS(mPFS) 为2.7 个月；中位总生存期(median overall survival，mOS)为9.2 个月][20]的响应不如常见EGFR 突变(19Del、L858R)，疗效甚至低于传统含铂化疗方案[ 客 观 缓 解 率(objective response rate，ORR)：58% ～ 63%；PFS 6.3 个月][11,21]。为了进一步探究耐药原因，Yasuda 等[22]选择了2 种20 外显子位于C-螺旋中间部位及5 种尾端插入突变的Ba/F3细 胞 系(A763_Y764insFQEA、Y764_V765insHH、M766_A767insAI、A767_V769dupASV、D770_N771insNPG、D770_N771insSVD、H773_V774insH)与存在19Del(delL747_S752 和delL747_P753insS)、L858R 点 突 变 及19Del/L858R+T790M 的Ba/F3 细胞系进行Gefitinib/Erlotinib/Afatinib 疗效对比研究。该研究发现，只有存在19Del、L858R 及A763_Y764insFQEA 突变的Ba/F3 细胞系可以被临床可达到剂量的Gefitinib、Erlotinib 或Afatinib 所抑制。据既往报道，EGFR 突变不同的患者在应答率和生存获益方面存在差异，可能与TKIs 的ATP 米氏常数(Km[ATP])和抑制常数(Ki)的差异有相关性[23-24]。研究者进一步选择了D770_N771insNPG 突变位点(EGFR TKIs 不 敏 感) 和A763_Y764insFQEA突变位点(EGFR TKIs 敏感) 进行Km[ATP] 以及Gefitinib 的抑制常数Ki 的检测。结果显示，D770_N771insNPG 突变位点的Km[ATP]及Ki 值都更接近于EGFR 突变野生型。进一步分析了这两种插入突变的蛋白晶体结构，发现D770_N771insNPG突变对1 ～ 2 代EGFR-TKIs 不敏感，可能原因为插入的残基在C-螺旋末端形成一个“楔子”导致其结合ATP 的“口袋”不能变化。该研究结果说明，A763_Y764insFQEA 近乎是唯一对1 ～ 2 代EGFR TKIs 治疗响应良好的EGFR Ex20ins 突变位点。然而，依据既往研究结果以及目前COSMIC的统计数据，A763_Y764insFQEA 序列突变只占到了EGFR Ex20ins 突变的极少部分[11,14]。因此，怎样提高EGFR Ex20ins 的NSCLC 患者的治疗效果需要进一步探索。

2 已进入临床研究阶段的靶向治疗药物

2.1 奥 西 替 尼(Osimertinib) 2016 年，Kobayashi和Mitsudomi[25]探 索 了EGFR Ex20ins 突 变Ba/F3细胞系对1 ～ 3 代EGFR TKIs 敏感度，发现D770_N771insNPG突变位点应用Osimertinib IC50 为42 nmol/L，与A763_Y764insFQEA 相近。这一临床前研究数据说明可能有更多的EGFR Ex20ins 突变类型可以从三代EGFR TKI Osimertinib 的治疗中获益。Fang 等[26]对6 例中国Ⅳ期EGFR Ex20ins 突变肺腺癌患者进行研究，接受Osimertinib 80 mg/d单药治疗，中位随访期为6.2 个月。有2 例接受Osimertinib 一线治疗，其他都是2 线及以上治疗，且其中2 例在Osimertinib 治疗前接受过其他EGFR TKIs 治疗。该研究mPFS 为6.2 个月(95% CI ：5.0 ～12.9 个 月，4.9 ～ 14.6 个 月)。4 例 达 到PR，2例SD。 截 至2018 年12 月1 日，2 例 疾 病 得 到控制且继续接受Osimertinib 治疗，其他4 例因疾病进展(PD) 而停止用药。治疗相关不良反应包括腹泻(2/6)、瘙痒(2/6)、口腔炎(1/6)、恶心(1/6)，治疗过程中未出现3 级及以上不良反应。该研究值得关注的是2 例患者为Osimertinib一线治疗，突变位点及丰度分别为p.A767-V769dup(3.48%)、p.N771-P772insL(47%)，PFS 分别为6.0 个月、4.9 个月。PFS 最长的1 例患者PFS 为14.6 个月，突变位点及丰度为p.S768-D770dup(1.75%)，在接受Osimertinib 治疗前已接受过全身系统治疗。1 例患者突变位点及丰度为p.A763-Y764insFQEA(0.2%)+T790M(0.3%)，PFS 为5.1 个月，在接受Osimertinib 治疗前已接受吉非替尼治疗。该研究结果显示，应用Osimertinib 治疗EGFR Ex20ins 虽有效率高于第1 ～ 2 代TKIs，但患者mPFS 相对于化疗仍未见明显优势。评估Osimertinib 治疗EGFR Ex20ins 突变的Ⅱ期临床研究(NCT03414814)正在进行。期待在未来的探索中可以进一步找到具有应用Osimertinib 治疗优势的EGFR Ex20ins 患者。

2.2 西妥昔单抗(Cetuximab)与EGFR TKIs 联合治疗 Hasegawa 等[27]为 了 评 估Cetuximab 对EGFR Ex20ins 突 变 的 疗 效， 运 用A767_V769dupASV、A764_V765insHH、D770_N771insNPG 和A763_Y764insFQEA 转导的Ba/F3 细胞系进行了MTS 细胞增殖测定。但结果发现，除了EGFR-TKIs 敏感突变A763_Y764insFQEA 外，Cetuximab 并不能有效抑制其他EGFR Ex20ins 突变Ba/F3 细胞增殖。这些数据表明Cetuximab 单药疗法对大多数EGFR Ex20ins 突变无效。研究者进一步对Afatinib 或Osimertinib 联 合Cetuximab 对A767_V769dupASV、A764_V765insHH 和D770_N771insNPG 突 变 疗 效进行了评估，Afatinib 或Osimertinib 与Cetuximab联用的IC50 值显著低于单独使用Afatinib 或Osimertinib 的IC50 值。在该研究中，Erlotinib 联合Cetuximab 未观察到明显疗效。该研究结果说明，Afatinib 或Osimertinib 联合Cetuximab 治疗较Afatinib 或Osimertinib 单 药 治 疗EGFR Ex20ins 突变更有效。Wheler 等[28]回顾性分析了20 例EGFR Ex20ins 突 变 患 者Erlotinib 联 合Cetuximab 疗 效，其中疗效最好的是1 例突变位点为D770 ＞GY 的患者达到PR(-33%；duration=24.2+个月)。该患者先前接受过两线标准化疗。在接受研究的20 例患者中，发生了1 例3 级皮疹，1 例因急性超敏反应导致Erlotinib 单药治疗，1 例因不良反应退出研 究。Van Veggel 等[29]对4 例 接 受Cetuximab 联合Afatinib 治疗的Ex20ins 突变NSCLC 患者进行研究，ORR 为75%(3/4)，mPFS 为5.4 个月。该研究结果显示，Afatinib 联合Cetuximab 有效率较高，但毒性相对较大，2 例因毒性而减量。这些研究结果都说明EGFR TKIs 联合Cetuximab 对于EGFR Ex20ins 突变具有治疗效果，但在临床研究中，由于联合用药导致的不良反应也较大，并且受限于临床患者数量，因此联合治疗需要进一步临床探究。

2.3 波齐替尼(Poziotinib) Poziotinib 是一种共价、不可逆转的EGFR/HER2 抑制剂。最初，Cha 等[30]发现Poziotibib 可以在体外共价结合并抑制突变的EGFR/HER2 激酶，从而诱导EGFR/HER2 突变的NSCLC 细胞系凋亡。既往研究表明，Ex20ins 的形成导致C-螺旋构象改变，继而导致ATP 结合区形成狭窄的药物结合口袋，而这种特殊的药物结合口袋难以与常规的EGFR-TKI 结合[22]。Robichaux等[31]研究发现Poziotinib 与Afatinib 相比具有较小的分子结构，可以与EGFR/HER2 激酶域更好地结合。因此，该研究团队假设Poziotinib 可以有效结合并抑制EGFR/HER2 Ex20ins 突变。该团队进一步研究发现，在EGFR Ex20ins 突变的Ba/F3 细胞系中，Poziotinib 的平均IC50 值为1.0 nmol/L，其治疗敏感度约为Osimertinib 的100 倍，Afatinib的40 倍。在2018 年第19 届世界肺癌大会上，Poziotinib 治 疗EGFR Ex20ins 突 变NSCLC 的 Ⅱ 期临床研究(NCT03066206)结果汇报显示，ORR 为58%， 疾病 控 制率(disease control rate，DCR) 为90%，mPFS 为5.6 个月[32]。目前另一项Poziotinib针对EGFR/HER2 Ex20ins 突变NSCLC 患者的Ⅱ期临床研究(NCT03318939)也正在进行。

2.4 TAK-788 TAK-788 是一种可以与EGFR/HER2 Ex20ins 共价结合的不可逆转抑制剂。在2019 年美国第55 届临床肿瘤学会上汇报了Poziotinib 针对EGFR/HER2 Ex20ins 突变NSCLC 患者Ⅰ/Ⅱ期临床研究(NCT02716116)的最终结果，28 例EGFR Ex20ins 突变的NSCLC 患者口服TAK-788 160 mg/d治疗，ORR 为43%，DCR 为86%，mPFS 为7.3 个月。治疗相关不良反应与其他EGFR TKIs 一样，主要为腹泻、皮疹和恶心等，且临床可控[33]。

2.5 鲁奈司匹(Luminespib) Luminespib 是热休克蛋白90(heat shock protein，HSP90)抑制剂。相关研究显示，HSP90 可以促进300 多种客户蛋白的稳定和激活。大量HSP90 客户蛋白在肿瘤信号传导和恶性肿瘤的标志形成(包括增殖、逃避凋亡、永生化、侵袭、血管生成以及转移)的过程中起关键作用[34]。Jorge 等[35-36]临床前研究发现EGFR Ex20ins 突变激酶域与HSP90 伴侣系统具有相关性，其功能可以被HSP90 抑制剂所抑制。一项关于Luminespib 的Ⅱ期、单臂、开放性临床研究(NCT01854034)，共纳入了29 例经治疗的Ⅳ期EGFR Ex20ins 突变NSCLC 患者[37]。该研究结果ORR 为17%，提示其治疗有效性要优于1 ～ 2 代EGFR TKIs。但mPFS(2.9 个月)以及mOS(13 个月)却不具有临床优势。治疗相关的不良反应有视觉改变(76%)、腹泻(72%)、疲乏(45%)；3 级以上不良反应有眼毒性(3%)、血压升高(10%)、低磷酸盐血症(3%)。依据目前研究结果，Luminespib 针对EGFR Ex20ins 突变是否具有临床应用优势仍有待商榷。因此，Luminespib 和其他HSP90 抑制剂对于EGFR Ex20ins 突变的疗效及安全性还需进一步研究。

2.6 Amivantamab Amivantamab 是 一 种 靶 向EGFR/cMET 的双特异性抗体。Yun 等[38]在临床前研究中发现Amivantamab 可以显著降低携带不同EGFR Ex20ins 突 变 位 点(V769_D770insASV，D770delinsGY，H773_V774insH，Y764_V765insHH和D770_N771insSVD)的Ba/F3 细胞系的存活率(P ＜0.000 1)， 并且可抑制携带EGFR Ex20ins(D770-N771insG)的患者来源的异种小鼠移植瘤模型生长。该团队进一步汇报了Amivantamab 治疗EGFR Ex20ins突变NSCLC 患者Ⅰ期临床研究(NCT02609776)中的2 例患者，其中1 例携带EGFR H773delinsNPY突变的58 岁患者达到PR，肿瘤缩小65%；另1 例 携 带EGFR S768_D770dup 突 变 的48 岁 患者达到PR，肿瘤缩小38.9%。这些患者在经过Amivantamab 治疗后，分别在92 周和32 周内没有进展。同时，该研究团队发现，Amivantamab 的皮肤毒性要低于Poziotinib。依据目前研究结果，Amivantamab 针对Ex20ins 突变值得进一步探究。

2.7 Tarloxotinib Tarloxotinib 是一种有效的EGFR/HER 抑制剂的缺氧激活前药(hypoxia-activated prodrug，HAP)，仅在病理性低氧(缺氧)条件下产生药物活性[39]。近期一项小鼠体内研究显示存在EGFR 突变的两种细胞系A767-V769dupASV 与CUTO17N771-H773dupNPH 经 过Tarloxotinib 治 疗后显示了肿瘤抑制活性[40]。Tarloxotinib 或许可以给EGFR Ex20ins突变NSCLC带来更多的治疗选择。目前，Tarloxotinib 针对EGFR Ex20ins 突变NSCLC的Ⅱ期临床研究(NCT03805841)正在开展，我们期待进一步的研究结果。

3 处于临床前研究阶段的靶向治疗药物

3.1 TAS6417 TAS6417 是一种以6-甲基-8，9-二氢嘧啶基[5，4-b]吲哚嗪为核心结构的新型小分子抑制剂，可以与EGFR 铰链区的ATP 结合位点结合对Ex20ins 突变具有抑制作用。Hasako 等[41]研究发现，TAS6417 可以有效抑制6 种存在EGFR Ex20ins 突变的NIH/3T3 细胞系。针对不同EGFR Ex20ins 突变类别IC50：A762_Y763insFQEA 突变＜4.48 nmol/L，V769_D770insASV 突变(78.2±27.4) nmol/L，D770_N771insSVD 突 变(23.4±2.5)nmol/L，D770_N771insG 突变(45.7±19.8) nmol/L，H773_V774insNPH突 变(66.7±19.0)nmol/L，H773_V774insPH 突 变(117±31) nmol/L。但针对野生型EGFR TAS6417 IC50 为(368±181) nmol/L。该研究进一步发现，TAS6417 不仅可以呈剂量依赖性抑制存在V769_D770insASV、D770_N771insSVD 以 及H773_V774insNPH 突变的患者来源的异种小鼠移植瘤模型生长，并且可以延长小鼠生存期。TAS6417在NSCLC 患者中的临床评估尚未开始。因此，在EGFR Ex20ins 阳性患者中，抑制剂的突变体选择性是否足以达到良好的治疗窗且毒性低尚待确定。

3.2 Compound 1a Jang 等[42]受 到EGFR TKIs(Osimertinib、Rociletinib) 与EGFR 共 价 结 合 的 启发，利用结构指导和生物学评估的方法开发了先导化合物，称为“Compound 1a”。在研究过程中发现，Compound 1a 针对EGFR D770_N771insSVD、EGFR V769_D770in-sASV 以及HER2 A775_G776in-sYVMA突变EC50 值低于10 nmol/L，药物敏感度分别超过第二代和第三代EGFR TKIs(除了poziotinib)28 倍和7 倍。但Compound 1a 因口服生物利用度低(11%)，半衰期短(0.5 h)和清除率较高[773.37 mL/(min·kg)]，限制了进一步的体内研究。Compound 1a 显示出强大的抗增殖活性，因此，Compound 1a 能否通过药物动力学改造值得我们的期待。

4 结语

EGFR Ex20ins 由于其突变结构的特异性以及对1 ～ 2 代EGFR TKIs 疗效与常规突变(如19Del、L858R)的差异性，被认为是EGFR 突变中较为特殊的存在。目前，我国对存在EGFR Ex20ins 突变的NSCLC 的治疗仍停留在以铂类为基础的化疗阶段。目前，针对EGFR Ex20ins 突变已在进行临床研究的靶向药物中，Poziotinib、TAK-788 因优秀的治疗效果成为最受关注的两个药物，新研发的优势性药物也在不断出现。这些靶向药物有望在不久的将来为EGFR Ex20ins 突变的NSCLC 患者提供更多的有效治疗选择。希望在后续的研究过程中，可以使EGFR Ex20ins 突变NSCLC 患者的治疗方案更加具体化、精细化。