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1、耳时细胞肺癌中ROS1基因重排及其临床意义徐陆亭;赵瑞景;董增军;朱铁年【摘要】最近研究显示，包括非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC )在内的许多恶性肿瘤存在ROS1受体酪氨酸激酶基因重排。ROS1基因 重排作为一种新发现的NSCLC亚型，其发生率约占NSCLC的1%-2%，优势人 群通常为年轻、不吸烟的肺腺癌患者，这些临床特征与ALK重排的NSCLC患者 类似。体外实验和早期临床试验均显示，克唑替尼对ROS1重排阳性的癌症患者 具有明显的抗肿瘤活性，治疗第 8 周和第 16 周时疾病控制率分别为 76%和 60%， 治疗患者的总缓解率为56%。进一
2、步了解ROS1基因重排在NSCLC发病中的作 用，提高ROS1基因重排的检测技术，发现ROS1重排患者及研发特异性ROS1 激酶抑制剂将为肿瘤个体化治疗增添新的篇章。Chromosomal rearrangements involving the ROS1 receptor tyrosine kinase gene have recently been described in multiple malignancies, including non-small cell lung cancer (NSCLC). ROS1 rearrangement defines a new molecul
3、ar subset of NSCLC with the prevalence of ROS1 rearrangements around 1%-2%.ROS1-positive NSCLCs arise in young never-smokers with adenocarcinoma that are similar to those observed in patients with ALK-rearranged NSCLC. Crizotinib demonstrates in vitro activity and early clinical trial shows marked a
4、ntitumor activity in ROS1-rearranged patients. The overall response rate is around 56% and the disease control rate at 8 weeks is about 76%. Further understanding the ROS1 fusions in the pathogenesis of NSCLC, methods to detect ROS1 rearrangements, and targeting ROS1-rearranged NSCLC patients with s
5、pecific kinase inhibitors would lead to an era of personalized medicine.【期刊名称】中国肺癌杂志年(卷),期】2013(000)012【总页数】8页(P663-670)【关键词】ROS1受体酪氨酸激酶;间变性淋巴瘤激酶;肺肿瘤;克唑替尼;个体化治疗【作 者】 徐陆亭;赵瑞景;董增军;朱铁年【作者单位】 200120上海，赛信通上海生物试剂有限公司;050017石家庄，河 北医科大学免疫学教研室;200120上海，赛信通上海生物试剂有限公司;050082 石家庄，白求恩国际和平医院肿瘤科【正文语种】 中 文在过去的十年里，针
6、对肿瘤重要分子标志及信号传导途径治疗癌症的靶向药物研究 取得了重大进展。根据分子标志筛选特定的疾病人群，应用阻断此标志的小分子化 合物或单克隆抗体为肿瘤靶向治疗提供了个体化治疗模式的新思路，即发现新靶标， 开发靶向治疗新药物，筛选靶向药物治疗患者。作为肺癌驱动基因之一的表皮生长 因子受体(epidermal growth factor receptor, EGFR )酪氨酸激酶突变体的发现 开启了非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer, NSCLC)靶向治疗之门1。对EGFR酪氨酸激酶抑制剂(tyrosine kinase inhibitors, TKIs )的临床
7、研究历程， 从非选择患者到选择特定患者治疗群，从临床病理选择到分子标志物检测EGFR基 因突变，而以EGFR-TKIs 线治疗EGFR基因突变患者的成功，标志性的奠定和 推动了肺癌个体化治疗的进程2,3。近两年针对间变性淋巴瘤激酶(anaplastic lymphoma kinase, ALK)融合基因的NSCLC靶向治疗的再次成功为肺癌驱动基 因的研究锦上添花4-6，而越来越多的肺癌相关驱动基因的发现(如 ROS1、RET KRAS、HER2、BRAF、PI3KCA、MEK1/2、MET 等)，终将为 NSCLC 个体化治 疗铺就蓝图刀。本文对新发现ROS1融合基因靶点及针对这些靶点的检测方
8、法以 及药物治疗进展做一综述。1 ROS1结构和生物学特性受体酪氨酸激酶(receptor tyrosine kinase, RTK )是多种生长因子、细胞因子和 激素的高亲和力细胞表面受体和胞内受体偶联的酪氨酸蛋白激酶总和。EGFR属于 I类RTK的EGFR/ErbB家族，而ALK属于X类RTK的LTK家族，ROS 1则属于 II类RTK的胰岛素受体家族。作为一个独特的受体酪氨酸激酶，ROS1在进化上 相对保守。1982年，ROS1在UR2鸟肉瘤病毒中被确定为具有独特致癌作用的病 毒原癌基因，此V-ROS1与gag基因发生融合而高表达具有致癌作用的蛋白质酪 氨酸激酶融合蛋白p68gag-RO
9、S8,9。哺乳动物原癌基因C-ROS1位于第6号染 色体q21区，全长cDNA包含44个外显子，编码2347个氨基酸，分子量为 259 kDa。基本结构由胞外N-末端配体结合区(氨基酸1-1861)、跨膜区(氨 基酸1862-1882 )及胞内C-末端464个氨基酸构成的酪氨酸激酶活性区(氨基酸 1883-2347 )组成10。尽管ROS1为少数孤儿受体RTK，而缺乏对其配体的认 知，但在蛋白质序列与结构分析上属于II类RTK胰岛素受体家族。最近的氨基酸 序列分析显示，在酪氨酸激酶区ROS1与ALK有49%的同源性，因为ALK酪氨 酸激酶小分子抑制剂克唑替尼(crizotinib )的作用靶点
10、在ALK激酶催化区的ATP 结合位点，ROS1激酶催化区的ATP结合位点与ALK激酶催化区的ATP结合位 点二者同源性高达77%11，因此ALK酪氨酸激酶小分子抑制剂克唑替尼(crizotinib )在治疗ROS1发生融合变异的NSCLC中具有明显疗效12-15。尽管R0S1受体酪氨酸激酶在人体正常组织的功能尚未明了，但R0S1异位表达 以及ROS1激酶的变异活化见于诸多肿瘤，如多形性神经胶质母细胞瘤、非小细 胞肺癌以及肝外胆管癌，显示ROS1激酶活化诱导细胞的异常增殖与存活。在致 病机理方面，尽管缺乏ROS1激活的合适配体或小分子激活剂，先前应用点突变 和EGFR胞外受体部分构建的EGFR-
11、ROS1嵌合蛋白表达技术业已证明，ROS1受 体酪氨酸激酶参与激活多条下游信号转导通路，包括RASMAPK/ERK、 PI3K/AKT/mT0R、JAK/STAT3 以及 PLCy/IP3 和 SHP2/VAV3 途径。前三者与 肿瘤细胞增殖与存活有关，而后两者介导细胞形态转化和参与肿瘤细胞转移和迁移 11,16,17。最近Gu等18在鼠白血病细胞系Ba/F3中高表达不同亚型的FIG- ROS1fusion in glioblastoma (FIG)-ROS1融合基因再次证明上述5种信号转导 通路参与ROS1融合蛋白的致瘤作用。此外，ROS1激酶结合细胞骨架蛋白和细 胞-细胞相互作用蛋白，直接
12、或间接介导细胞骨架蛋白磷酸化，参与正常细胞的转 化过程19。尽管类似其它RTK 二聚化进而诱导其激酶活性异常活化的模式在报 道中只是推测，但是多项试验20,21证明活化诱导ROS1-RTK胞内激酶催化区酪 氨酸自身磷酸化(Y2274和Y2334 )在正常细胞转化至瘤作用中尤为重要。2 ROS1融合基因 迄今为止，在非小细胞肺癌中已发现至少有 9 种不同的 ROS1 融合基因(图 1)， 包括最早发现于神经胶质母细胞瘤中的FIG-ROS1以及CD74-ROS1、SLC34A2- ROS1、TPM3-ROS1、SDC4-ROS1、EZR-ROS1、LRIG3-ROS1、KDELR2- ROS1和C
13、CDC6-ROS121-27。1987年在多形性神经胶质母细胞瘤细胞株 U118MG中首先发现了 FIG-ROS1融合基因28。FIG-ROS1融合基因的形成源 于胶质母细胞瘤第6号染色体内FIG和ROS1基因间一段240 kb DNA片段缺失 (6q21)导致FIG-ROS1基因融合并持续表达活化的ROS1 RTK激酶22。最近， 美国Cell Signaling Technology公司的科学家应用自制的高敏感高特异兔单克隆 抗体建立的免疫组织化学染色技术结合已知融合伙伴序列的RT-PCR技术在 NSCLC中国人群中筛查ROS1融合基因时，除了检测到SLC34A2-ROS1和 CD74-R
14、OS1两种常见的融合基因外，还首次在NSCLC中发现了 FIG-ROS1融合 基因25。早在2007年科学家们在应用酪氨酸激酶蛋白组学技术筛选肿瘤致癌基因时就发现 了在NSCLC中存在ROS1基因重排现象5,23。文中作者对41例NSCLC细胞株 和150例中NSCLC患者的肿瘤样本进行了大规模的酪氨酸激酶筛选。结果除了 发现ALK基因重排外，还发现1例NSCLC细胞株（HCC78 ）和1例患者的肿瘤 样本中有ROS1基因重排；通过RT-PCR和DNA测序确定了两个独立的ROS1 融合产物，即SLC34A2-ROS1和CD74-ROS1融合基因。在HCC78细胞系中， 钠磷酸盐转运蛋白家族成员
15、A2（ SLC34A2）N-末端部分序列与ROS1部分跨膜 区及全部胞内C-末端形成两种不同长度的SLC34A2-ROS1融合蛋白。尽管 SLC34A2蛋白在人体组织中广泛表达，但SLC34A2在小鼠II型肺泡上皮的表达 参与了肺泡表面活性剂的合成，而 SLC34A2 基因突变与肺泡微小结石症形成有关， 从而推断SLC34A2-ROS1基因重排可能参与了 NSCLC的发病机制29。此 HCC78细胞系后来被广泛应用于ROS1融合基因的研究。在1例NSCLC患者样 本中，CD74的外显子1-6与ROS1部分胞膜和/或胞内C-末端氨基酸序列（包括 夕卜显子32/34到44 ）也形成两种不同长度的C
16、D74-ROS1融合蛋白（图1）。 CD74-ROS1基因重排在ROS1基因重排中最为常见，约占30%。CD74具有巨 噬细胞移动抑制因子（macrophage migration inhibition factor,MIF ）受体功能， MIF-CD74相互作用参与非受体酪氨酸激酶介导的MAPK和Rho GTP酶活化， 因而对巨噬细胞在宿主防御功能有调节作用30,31。CD74同时作为一个MHC II 类分子相关蛋白，部分参与了 MHC II类蛋白的形成和运输。随后的体外和小动物 体内转化实验证明SCL34A2-ROS1和CD74-ROS1具有致癌作用18,32，而且 后者还通过E-Syt1介导癌细胞的浸润和转移32。此后近两年如火如荼寻找肺癌 驱动基因的研究14,24,26,33进一步发现了 TPM3-ROS1、SDC4-R0S1、LRIG- R0S1、EZR-ROS1和KDELR2-ROS1融合基因，并且
