前献解泌第17期 | 罗金旦教授与您共同探讨mCRPC耐药机制
2024-05-30

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聚前沿文献之声,解泌尿学术之惑,这里是聚焦前列腺癌的《菲长视野 · 前献解泌》专栏。


本期与我们用声音见面的是浙江大学医学院附属第一医院罗金旦教授,他将与大家一同分享一项近日发表于《Clinical Cancer Research》杂志的有关转移性去势抵抗性前列腺癌(metastatic castration-resistant prostate cancer,mCRPC)对雄激素受体通路抑制剂(androgen receptor pathway inhibitors,ARPI)耐药的机制研究。


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研究背景


ARPI是mCRPC的常规治疗药物。然而,许多患者经ARPI治疗后疾病迅速进展,表明存在原发性耐药;且大多数经ARPI治疗后获益的患者最终会经历“继发性”或“获得性”耐药状态。目前对于ARPI的原发性和获得性耐药机制在很大程度上仍不清楚。因此,本项多中心、前瞻性研究对ARPI耐药相关基因组改变以及克隆演化进行了探讨[1]


研究方法


在2015-2019年期间,法国进行了一项前瞻性MATCH-R研究,在2个中心共纳入患者90例,旨在探索mCRPC患者对靶向治疗耐药的预测因素。本研究纳入MATCH-R研究中59例mCRPC患者,患者在ARPI治疗前采集样本,并进行全外显子组测序(whole exome sequencing,WES)和/或RNA测序(RNA-sequencing,RNA-seq)。此外,18例mCRPC患者在发生耐药时接受了活检。研究的主要目标为:确定与ARPI原发性或获得性耐药相关的基因组改变。次要临床终点为无进展生存期(progression free survival,PFS)和总生存期(overall survival,OS)。使用Wilcoxon和Fisher精确检验确定基因组和转录组改变与原发性耐药的相关性。


研究结果


59例患者中,接受阿比特龙/泼尼松(abiraterone acetate/prednisone,AA/P)和恩扎卢胺治疗的患者比例分别为25.4%和74.6%。总体而言,31例(52.5%)患者实现疾病缓解。所有患者的中位OS为17.2个月(95%置信区间[confidence interval,CI]:13.4-不可用[not available,NA]),其中疾病缓解患者的中位OS尚未达到(95%CI:16.1-NA),原发性耐药患者的中位OS为8.6个月(95%CI:4.7-NA),两组间有显著性统计学差异(P=0.0001)。在前列腺特异性抗原(prostate-specific antigen,PSA)可评估的患者(n=55)中,56%的患者PSA下降≥50%。


● 基因组改变与原发性耐药


52例患者被纳入原发性耐药分析,其中24例患者为未缓解者(non-responder),28例患者为缓解者(responders)(图1A)。研究者在单基因和基因通路/网络水平方面评价了体细胞改变与原发性耐药之间的相关性。结果发现,缓解者和未缓解者的克隆或亚克隆突变数量无明显差异(P值分别为0.078和0.58)。而且,反映肿瘤异质性的亚克隆突变比例也无显著性差异(P=0.54)(图1B),以及用于评估染色体不稳定性的基因组改变分数(fraction of altered genome,FAG)(图1C)、等位基因改变分数(fraction of allelic alterations,FAA)均与疾病治疗缓解无关。此外,缓解者、未缓解者之间任意前列腺癌驱动基因和突变标记均未发现显著的统计学差异(图1D、E)。总体而言,WES分析表明,未发现与原发性耐药密切相关的单基因基因组改变。


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图 1 基因组改变与原发性耐药


此后,研究者进一步确定了与缓解者相比,未缓解者的RNA-seq数据中是否存在差异表达的基因和通路。共计51例患者的RAN-seq数据可获得(缓解者29例,未缓解者22例)。雄激素受体(androgen receptor,AR)通路作为ARPI的主要靶点,分析发现AR基因表达与缓解无关(P=0.77)(图2A),缓解者和未缓解者的AR基因改变和表达水平相似。值得注意的是,AR-V7表达与原发性耐药无关(P=0.13)(图2A)。为确定与耐药有关的具体通路,研究者使用来自MSigDB23的标志性基因对所有候选基因集进行基因集富集分析(Gene set enrichment analysis,GSEA),发现与缓解者相比,未缓解者的基线肿瘤在14条通路上具有显著的富集(假发现率[false discovery rate,FDR] q值<0.1)(图2B)。此外,上皮间质转化(epithelial mesenchymal transition,EMT)(标准化富集评分[normalized enrichment score,NES]=1.72,q值=2.04-5)通路和IL-6/JAK/STAT3(NES=1.64,q值=0.01)通路与ARPI耐药有关,且雄激素应答基因集在缓解者中富集最多(NES=-2.73;q值=9.34-13)。这些数据表明,低AR活性和EMT样表型与ARPI耐药相关。正如既往所报道的一样,低AR活性与EMT、干细胞特性和恩扎卢胺的原发性耐药有关。


研究者通过GSEA发现,Hedgehog通路是未缓解者中激活最多的信号通路之一(NES=1.48,q值=0.07)。此外,研究者基于OncoSIGNal mRNA方法来确定癌症和免疫细胞中不同信号传导通路的活性。结果显示,与缓解者相比,原发性耐药患者的Hedgehog通路评分更高(P=0.012),AR及NOTCH通路评分更低(P值分别为0.092、0.046)(图2C)。而低AR活性和高Hedgehog通路活性(图2D)与较短的PFS相关(P值分别为0.097和0.0021)。多变量分析显示,既往接受化疗(风险比[hazard ratio,HR]=2.26,95%CI:1.04-4.91,P=0.04)、高Hedgehog通路活性(HR=2.41,95%CI:1.15-5.06,P=0.02)和低NOTCH通路活性(HR=2.17,95%CI:1.05-4.52,P=0.04)与更短的PFS相关(图2E)。


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图 2 转录组改变与原发性耐药


● 获得性耐药的基因组机制


为确定获得性耐药的机制,对18例患者进行至少二次活检,其中5例患者为原发性耐药,13例患者为获得性耐药。研究者首先分析了配对样本(n=12)的基因组图谱(图3A)。结果显示,无单基因改变与获得性耐药相关。样本在基线期和耐药期之间每种突变标记的比例无显著性差异(图3B)。在12例同时具有基线时标本和疾病进展后标本的患者中(图3A),7例显示在进展时获得至少一种新的驱动突变,包括:AR(n=4)、NCOR1/2(n=1)、TP53(n=1)、RB1(n=2)、PTEN(n=1)和CTNNB1(n=1)。


此后,研究者将所有耐药样本与入组前未接受ARPI治疗的基线样本进行比较(图3C),发现无基因组特征或驱动基因与获得性耐药相关。研究者还进一步分析了克隆演变模型以定义疾病进展模式,发现所有病例进展时均存在亚克隆演变的证据,在基线时至少丢失一个突变,并获得额外的进展特异性变化。


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图 3 基因组改变与获得性耐药


● 转录组改变与获得性耐药


为研究与获得性耐药相关的转录组学特征,研究者进行了进一步分析。首先,进行一致性聚类(图4A)和无监督分层聚类(图4B)分析,发现与77%的基线样本最邻近的是其匹配的耐药样本对(所有这些配对活检样本均来源于同一转移灶),提示在大多数患者中ARPI不会诱导肿瘤转录组的持续显著持续变化(图4A,B)。


第二种方法比较了9份耐药样本与29份缓解患者的基线样本。无监督聚类分析显示,样本主要按活检部位聚集,但并非所有耐药样本聚集在一起,表明获得性耐药机制具有异质性。将基线样本与神经内分泌前列腺癌(neuroendocrine prostate cancer,NEPC)耐药样本进行比较时,研究者发现富集的通路几乎一致。然而,Hedgehog通路也在耐药样本中富集(图4C),将基线样本与耐药样本(不包括NEPC)进行比较时,Hedgehog并未富集,表明Hedgehog可能与神经内分泌分化的启动有关。


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图 4 转录组改变与获得性耐药


研究结论


在前列腺癌进展过程中,低AR活性、干细胞特性程序激活和Hedgehog通路与ARPI原发性耐药有关,而大多数获得性耐药与亚克隆演化、AR相关事件和神经内分泌分化有关。


专家有话说


这项研究给了我们一个提示,mCRPC患者在基线以及后续出现原发性或获得性耐药时,其基因图谱表达有所不同。这就引发了我们的思考,对于某些转移性前列腺癌患者而言,随着疾病的进展,其基因组学是动态变化的,导致不同时间点基因检测的结果不一致。基于以上研究数据,使用患者在转移性激素敏感性前列腺癌(metastatic hormone-sensitive prostate cancer,mHSPC)阶段的基因检测结果替代患者在mCRPC阶段的检查结果是不太可行的,有必要对一些mCRPC患者重新进行基因检测,了解其基因图谱的变化情况,为临床治疗提供指导,从而提高疗效。虽然随着医疗技术的发展,mCRPC的治疗策略不断丰富,但mCRPC一线治疗失败后的疗效不尽如人意。希望未来有更多更新的靶点、更新的药物来提升mCRPC患者的生存。


我国超过50%的前列腺癌患者初诊即存在转移[2],延缓mHSPC进展至mCRPC的时间是改善患者生存的关键。雄激素剥夺治疗(androgen deprivation therapy,ADT)是局部进展期和转移性前列腺癌的标准治疗方案。而作为ADT的代表性药物,曲普瑞林在前列腺癌领域应用多年,其6月长效剂型于2023年6月在我国获批,进一步丰富了前列腺癌患者的治疗选择。Triptocare[3]是一项前瞻性、开放标签、多中心、单臂、III期研究,纳入322例局部晚期或转移性前列腺癌患者,给予曲普瑞林6月剂型治疗。结果显示,基线时,中位PSA水平为45.5 ng/mL,中位睾酮水平为329 ng/dL,曲普瑞林治疗1、3、6个月后,中位PSA水平分别为8.3、1.8和1.2 ng/mL;中位睾酮水平分别为15、10和12 ng/dL[3]。同时,曲普瑞林6月剂型为患者和医生都提供了更为灵活的治疗方案,欧洲一项前列腺癌患者调查结果显示,大多数(60%)患者更喜欢6月剂型,主要原因是注射便利性、改善生活质量和减少注射次数[4]。综上所述,曲普瑞林6月剂型可同步强效降低PSA和睾酮,为临床提供更为灵活的治疗选择。


随着对疾病认识的深入和医药技术的不断发展,前列腺癌患者的预后得到了显著改善。同时,患者对疗效和生存质量的双重要求为前列腺癌治疗带来了新的挑战。曲普瑞林6月长效剂型可快速有效降低睾酮和PSA,为临床带来更为便捷的治疗选择。作为目前国内唯一获批的促性腺激素释放激素激动剂(gonadotropin releasing hormone agonist,GnRH-a)6月超长效剂型,曲普瑞林6月剂型将在前列腺癌长程管理中发挥不可忽视的作用。


专家简介


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罗金旦 教授

浙江大学医学院附属第一医院

浙江大学医学院附属第一医院泌尿外科 教研室副主任 博士 主任医师

中华医学会泌尿外科学分会泌尿工程学组委员兼副秘书长

中国医师协会泌尿外科医师分会(CUDA)青年委员

浙江省健促会泌尿医学与男性健康发展研究分会常委兼秘书长

浙江省医师协会泌尿外科医师分会委员兼秘书

浙江省医师协会泌尿生殖系肿瘤专委会委员

浙江省中西医结合学会男科专业委员会委员

浙江省生命健康学会联合体青年委员会委员

2019版及2022版《中国良性前列腺增生诊断治疗指南》编写秘书

擅长前列腺疾病、泌尿系肿瘤的诊断及治疗。英国North Bristol NHS Trust访问学者。主持浙江省重点研发计划子课题1项、浙江省自然科学基金2项、浙江省卫健委课题2项、浙江省教育厅课题2项。以第一作者及通讯作者发表SCI论文12篇(最高IF:37分)。2017年度获得浙江大学青年教师教学竞赛一等奖


参考文献

1. Menssouri N, et al. Clin Cancer Res. 2023 Jun 26:CCR-22-3736.

2. 朱耀, 等. 中华泌尿外科杂志. 2022, (04): 253-6.

3. Martínez-Piñeiro L, et al. BJU Int. 2014 Oct;114(4):608-16.

4. Montorsi F, Tomlinson P. Eur Urol. 2015 Jan;67(1):177-179.


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