综述:相同的突变,不同的命运:BRAF驱动的黑色素瘤和结直肠癌治疗反应的阴阳两面
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时间:2025年12月03日
来源:Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Reviews on Cancer 8.3
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BRAF突变在黑色素瘤和结直肠癌中呈现显著治疗差异:前者通过BRAF/MEK双阻遏实现高效治疗,但易因PI3K/AKT激活、USP28缺失等机制耐药;后者因EGFR依赖性反馈激活及微环境复杂性导致靶向疗效有限,需联用EGFR抑制剂。研究强调肿瘤特异性生物学背景对治疗响应的关键作用,需结合液体活检动态监测指导精准治疗。
### BRAF突变在黑色素瘤与结直肠癌中的靶向治疗差异及机制解析
#### 一、研究背景与核心发现
BRAF基因突变作为多种癌症的核心驱动因素,其临床治疗效果在黑色素瘤与结直肠癌(CRC)中呈现显著差异。研究揭示,尽管两种癌症均存在BRAF激活突变(如BRAFV600E),但肿瘤微环境、补偿性信号通路及分子异质性导致靶向治疗反应截然不同。这一发现为精准医学提供了重要启示:相同基因突变在不同癌症中的功能影响具有高度组织特异性。
#### 二、BRAF分子机制与信号通路
1. **BRAF结构功能**
BRAF属于RAF家族激酶,通过RAS-GTP结合激活,触发MEK-ERK信号通路,调控细胞增殖、存活及分化。其结构包含三个关键区域:CR1(含RAS结合域)、CR2(调节区)和CR3(激酶结构域)。突变常导致构象改变,如V600E/EK/EI取代导致BRAF持续激活。
2. **突变分类与分布**
- **黑色素瘤**:BRAF突变率高达50%-60%,以V600E(90%)和V600K(10%)为主,突变后形成稳定二聚体增强信号传导。
- **结直肠癌**:突变率约8%-15%,与KRAS突变(40%)互斥。突变类型以V600E为主,但存在更多异质性(如G469A、D594G等)。
#### 三、靶向治疗在两种癌症中的差异表现
1. **黑色素瘤:BRAFi+MEKi组合的突破性应用**
- **临床效果**:联合疗法使客观缓解率(ORR)达70%-80%,显著优于传统化疗(ORR 6%-12%)。例如,BRAFi单药治疗ORR达50%,而与MEK抑制剂联用后提升至90%。
- **耐药机制**:分为先天性与获得性耐药:
- **先天性耐药**(20%-30%患者):包括PTEN缺失(10%)、NF1突变(4%)、RAC1突变(4%-9%)等,导致替代信号通路(如PI3K/AKT)激活。
- **获得性耐药**(70%-80%患者):常见于MEK1突变(5%)、BRAF扩增(10%)、BRAF二聚体形成(30%)等,通过动态表型转换(如细胞从分化状态转为间质状态)逃逸治疗。
2. **结直肠癌:BRAF靶向治疗的局限性**
- **单药疗效差**:BRAFi单药治疗ORR仅5%-8%,远低于黑色素瘤。机制包括:
- **EGFR补偿激活**:BRAF抑制后EGFR信号增强,通过PI3K/AKT旁路维持肿瘤细胞存活。
- **微环境相互作用**:结直肠癌常伴随免疫抑制微环境,EGFR抑制剂需与BRAFi联用才能阻断反馈环。
- **联合疗法潜力**:BRAFi+EGFR抑制剂组合ORR可达20%-48%,MEK抑制剂联用可进一步优化疗效(如encorafenib+cetuximab+binimetinib方案ORR达65.7%)。
#### 四、耐药机制与分子调控网络
1. **黑色素瘤的耐药特征**
- **表观遗传重编程**:MEK抑制剂通过激活非经典ERK通路(如ERK5)诱导细胞周期异常。
- **细胞状态切换**:治疗压力下,肿瘤细胞经历“增殖→中间态(如神经嵴干细胞)→间质化”的表型转换,最终获得耐药性(动态耐受阶段)。
2. **结直肠癌的耐药机制**
- **EGFR依赖性反馈**:BRAF抑制后EGFR表达上调,通过RAS-CRAF轴激活ERK(约60%病例)。
- **PI3K/AKT信号强化**:约22%患者出现PIK3CA突变或PTEN缺失,导致AKT/mTOR通路持续激活。
- **RTKs超表达**:MET扩增(15%)和HER2过表达(10%)通过旁路激活ERK。
#### 五、液体活检的监测价值
1. **ctDNA动态追踪**
- **黑色素瘤**:治疗期间ctDNA中BRAF突变丰度下降与影像学缓解同步,但部分患者出现BRAF扩增或二聚体形成突变(如G466V),预示耐药。
- **结直肠癌**:BRAFV600E突变在血浆中的半衰期较长(平均6周),需联合EGFR抑制剂才能降低突变丰度,提示疗效依赖多靶点阻断。
2. **临床应用实例**
- **黑色素瘤**:González-Cao团队通过ctDNA监测发现,治疗后BRAF突变持续存在者中位生存期(OS)缩短40%(p<0.05)。
- **结直肠癌**:Corcoran等研究显示,治疗初期ctDNA中BRAF突变丰度下降50%以上者,ORR提升至48%。
#### 六、治疗策略优化方向
1. **黑色素瘤**
- **免疫联合疗法**:PD-1抑制剂(如pembrolizumab)与BRAFi+MEKi联用可激活抗肿瘤免疫应答,ORR提升至80%。
- **动态监测体系**:建立基于ctDNA的实时监测网络,当BRAF突变丰度稳定或上升时启动二线治疗(如encorafenib替代方案)。
2. **结直肠癌**
- **三联疗法探索**:BRAFi+EGFR抑制剂+MEK抑制剂组合在BEACON试验中显示ORR达26%,需进一步验证。
- **微环境调控**:靶向COX2(如依托考昔)可抑制促耐药的前列腺素E2信号通路,与BRAFi联用使ORR提升至35%。
#### 七、生物学启示与未来方向
1. **组织特异性调控网络**
- **黑色素瘤**:RAF-MAPK轴占据核心地位,微环境富含TILs(肿瘤浸润淋巴细胞),免疫治疗与靶向治疗协同增效。
- **结直肠癌**:EGFR-BRAF-PI3K/AKT轴交叉调控,需同时阻断BRAF与EGFR信号,并关注WNT通路激活(如β-catenin异常)。
2. **转化医学研究重点**
- **GEMM模型构建**:开发结直肠癌特异性BRAFV600E小鼠模型,模拟临床耐药机制(如src激酶激活)。
- **液体活检标准化**:建立ctDNA突变检测的统一阈值(如突变丰度≥1%为治疗抵抗预警信号)。
- **多组学整合分析**:结合转录组(如SOX10/AXL表达谱)、代谢组(乳酸/葡萄糖代谢比)及免疫微环境特征,实现精准分层治疗。
#### 八、结论
BRAF突变作为“癌症通 motif”,其临床价值高度依赖肿瘤微环境与信号补偿网络。黑色素瘤中靶向治疗的成功得益于免疫微环境的协同作用,而结直肠癌的复杂性源于EGFR依赖性反馈环路与多维度耐药机制。未来研究需突破传统分癌种治疗模式,建立基于分子分型(如BRAF突变亚型、EGFR共突变状态)和动态生物标志物(如ctDNA突变丰度、表观遗传时钟)的精准治疗框架,推动“癌症生物学场景化”诊疗体系的落地。
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