MET 基因突变在肺癌中的种族差异及功能分析
评价者:蒲丹1, 侯梅1, 文献合成者:李安娜2,3
1. 四川大学华西医院肿瘤科, 成都610041
2. 广东省人民医院肿瘤中心、广东省医学科学院、广东省肺癌研究所, 广州 510080
3. 广州市胸科医院, 广州 510095
侯梅,四川大学华西医院肿瘤科教授,主要从事肿瘤内科临床与科研工作,研究方向为肿瘤化疗和分子靶向治疗及其耐药。现任中国抗癌协会肿瘤临床化疗专业委员会常务委员,中国抗癌协会癌症康复与姑息治疗专业委员会常务委员,中国抗癌协会淋巴瘤专业委员会委员,四川省抗癌协会化疗专业委员会主任委员,四川省抗癌协会癌症康复与姑息治疗专业委员会副主任委员,四川省中西医结合学会肿瘤专业委员会副主任委员,四川省抗癌协会肺癌专业委员会委员。担任《肿瘤预防与治疗》、《中国肺癌杂志》等多种杂志副主编及编委,发表学术论文近百篇。
摘要
关键词: 肺癌; MET基因突变
中图分类号:R734.2 文献标识码:A
Ethnic Differences and Functional Analysis ofMETMutations in Lung Cancer
Reviewers:PU Dan1, HOU Mei1, Literature Co-worker: LI An-na2,3
Reviewers' address: Oncology Department, West China Hospital, Sichuan University, Chengdu 610041, China
Abstract
Key words: lung cancer; MET mutation;
1 文献来源

研究一: Krishnaswamy S, Kanteti R. Ethnic differences and functional analysis of MET mutations in lung cancer [J]. Clin cancer Res, 2009,15(18):5714-5723.

研究二:Kong-Beltran M, Seshagiri S, Zha J, et al. Somatic mutations lead to an oncogenic deletion of met in lung cancer[J]. Cancer Res, 2006,66(1):283-289.

2 证据水平

研究一:2c; 研究二:5。

3 背 景

研究一:MET受体激酶是肺癌治疗的一个重要靶点,MET异常表达或基因突变在肿瘤的发展过程中发挥了多种功能; MET突变在酪氨酸激酶区、近膜区及跨膜区均有发生,但尚不明确这些突变类型及其在种系中的差异。

研究二: MET磷酸化位点主要位于激酶区的Y1234/Y1235以及多底物锚定区的Y1349/Y1356,研究发现近膜区的磷酸化位点Y1003同样也调节下游信号通路。近膜区的缺失突变通过不同的机制导致激酶活化,在肺癌中发挥重要作用。

4 目 的

研究一:检测不同种系肺癌人群的 MET突变发生频率及其和其它常见突变基因 EGFR KRAS2 TP53的相关性。同时检测不同肺癌细胞株的 MET突变的发生频率。

研究二:检测人结肠癌、肺癌及细胞株 MET近膜区(JM区)的突变情况并行功能验证。

5 研究设计

•研究条件:

研究一:高加索人及非洲裔美国人来自于芝加哥大学医院,东亚人来自于台北退伍军人医院。

研究二:研究来自于基因泰克公司。

•研究方法:

研究一:DNA直接测序,基因重组,ELISA,质粒转染细胞等。

研究二:DNA直接测序及逆转录后直接测序,免疫组化,质粒转染细胞株,免疫印迹等。

•研究对象:

研究一:141例东亚人、76例高加索人及66例非洲裔美国人的组织标本;筛查了74例肺癌细胞株;同时收集141例东亚人的外周血标本。

研究二:人结肠癌、肺癌及细胞株、肿瘤移植模型。

•干预措施:

研究一:将上述标本通过多重PCR对 MET EGFR KRAS2 TP53基因进行扩增,将MET胞外区的N375S及WT克隆进pFUSE-mIgG2Aa-Fc1生成MET-Fc及MET-N375S-Fc融合结构,转染进中国仓鼠卵巢癌细胞株;通过ELISA方法检测肝细胞生长因子(hepatocyte growth factor,HGF)和Fc融合体的结合水平。将 MET-N375S突变通过质粒转染COS-7细胞株;使用SU11274进行杀伤试验。

研究二:将上述肿瘤标本病理评估合格后,抽提基因组DNA进行 MET全外显子测序分析。通过酶切将EXON14切除后的基因转染细胞。对细胞的信号、凋亡和抑制进行研究。并构建缺失型的异种移植模型。

•评价指标:

研究一: MET突变,对小分子酪氨酸激酶抑制剂SU11274的反应。

研究二: MET突变,对下游Cb1 E3连接酶的结合反应。

6 主要结果

研究一:发现9个核苷酸置换,均为种系突变;其中6个是非同义突变,主要位于SEMA区。 N375S发生频率最高(13.5%)并且东亚人远高于高加索人,而在非洲裔人则未发现 N375S突变。同时,在东亚人中,同义突变 S178也是高发(13.5%),而 I377则主要发生于非洲裔人(36%)。激酶区(TK区)的 D1304同义突变在东亚及高加索人中的发生频率高于非洲裔人(分别为54%、47.5%、4.5%)。TK区未检测到非同义突变。通过HGF配体结合分子模型及细胞凋亡试验发现N375S可能和MET小分子酪氨酸激酶抑制剂耐药相关。多基因突变主要发生在 MET EGFR合并 TP53,没有发生在 KRAS2

研究二:检测到 MET近膜区(JM区)EXON14的47个氨基酸的缺失改变(L964-D1010),导致了Y1003磷酸化位点的遗失,从而使依赖该位点磷酸化的下游区域Cb1不能结合。细胞实验显示抗MET抗体OA-5D5成功抑制了携带EXON14缺失的肿瘤细胞活性和增殖。

7 结 论

研究一: MET在肺癌中的非同义突变出现在胞外区及近膜区,而激酶区未发现非同义突变。所有的 MET突变都为种系突变。东亚人、高加索人及非洲裔人具有不同的MET遗传表型,胞外区的 MET突变影响配体的结合。

研究二:肺癌中 MET存在体细胞突变,JM区内含子突变导致剪切转录的改变,该编码区的缺失导致失去下游Cb1 E3-连接酶的结合。在细胞中,该位点的缺失提高了配体介导的增殖及促进体内肿瘤的生长。抗MET抗体OA-5D5能抑制携带EXON14缺失的肿瘤细胞活性和增殖。

8 评 论

肺癌是最常见的恶性肿瘤之一,对于进展期患者的个体化治疗已成为肿瘤治疗研究的重点。 MET基因位于7号染色体长臂,包含21个外显子和20个内含子,其编码的MET为跨膜酪氨酸激酶受体,与HGF结合后使胞质酪氨酸激酶残基磷酸化,招募GRB2、GAB1等胞质效应蛋白,从而激活下游信号通路RAS-MAPK、PI3K-Akt调控基因表达和细胞周期,在肿瘤生长、转移中起重要作用。 MET的基因突变在包括头颈鳞癌、小细胞肺癌、非小细胞肺癌、肝癌、卵巢癌、乳腺癌、胶质瘤、胃癌中均有报道。

在研究一中,研究人员检测了283例肺癌患者基因中 MET突变以及 EGFR KRAS2 TP53突变。在具有 MET突变的肿瘤组织周围的正常组织中也检测到相同的 MET突变,研究人员认为与 EGFR基因突变来自于体细胞不同, MET突变可能来源于生殖细胞系。另外, MET突变与 EGFR KRAS2 TP53没有显著的重复或排斥性。对该结论的解读需要谨慎,因为即便该研究纳入了一个相对较大的总样本量,包含283例患者,但由于 MET的低突变率,其结论的可靠性仍需进一步研究。同时该研究通过分析 MET突变与患者种族、临床信息、病理特征的关系发现,鳞癌中 MET突变率高于腺癌和大细胞癌。作为 MET非同义突变中最常见的类型, N375S突变在亚洲人中最多见,并且倾向于男性、吸烟患者,如果说 MET突变为生殖细胞系来源,也就可以部分理解 MET突变在不同种族之间的巨大差异。气道上皮和肺泡在烟草中的暴露可导致多种肿瘤的产生,但考虑到 MET基因突变可能来自于生殖细胞系,MET非同义突变与环境暴露的真实联系,需要进行包括患者详细吸烟史和吸烟量在内的大样本量研究进行明确。

MET-N375突变细胞株对HGF的亲和力下降,对SU11274的敏感性降低。 MET突变类型及发生率在不同人群中存在显著差异,并且患者对MET激酶抑制剂的反应表现多样,该研究有助于进一步认识筛选适合MET抑制剂治疗的人群,同时表明,可能对于某些突变需要进行针对性的治疗。

研究二通过对非小细胞肺癌组织进行基因测序,发现非小细胞肺癌中约13%存在 MET异常,其中 MET基因14号外显子缺失突变引起Y1003磷酸化位点的缺失,与cbl E3连接酶失结合,受体泛素化降低,使受体下调减慢。该机制通过体外(细胞转染实验)及体内实验(构建移植瘤模型)验证。实验设计逻辑清晰,结论可靠。

HGF竞争性 MET抑制剂OA-5D5阻断具有Y1003位点缺失的受体活化和细胞增殖,表明了配体依赖的MET活化在肺癌中起重要作用以及其作为抗肿瘤治疗靶点的潜力。该研究结果揭示了体细胞癌基因突变驱动的剪切异常导致酪氨酸激酶活化的另一机制:通过改变受体的负调节。值得注意的是,虽然该研究证实MET Y1003为该受体的负调节点,但并不能排除其他负调节点的存在。研究二探讨的 MET缺失突变导致的下游信号通路激活是配体依赖的,通过介导受体下调减弱产生生理效应,但其发生率并未提及,且目前进入临床试验的多个MET通路抑制剂主要为靶向MET的单克隆抗体和MET激酶抑制剂,均为针对MET受体的“广谱”抑制剂,对 MET突变类型没有选择性,因此该研究主要在于阐释部分机制,可能对今后临床筛选MET抑制剂适用患者提供参考,但其是否能够以及如何应用于临床尚需进一步研究。

这两篇文章均围绕 MET基因进行探讨,研究一着重分析 MET基因异常表达或突变发生的区域及种系差异,对筛选 MET基因异常的可能人群具有一定的临床价值,但尚需大样本进一步研究;研究二着重机制,探讨了 MET突变导致下游信号通路异常的机制,引入了RTKs活化方式的新思路——负调节减弱。综上, MET基因作为一个潜在的靶点,其抑制剂的开发和适应人群的选择对未来癌症的治疗具有重要意义。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献