胃肠间质瘤分子分型的临床实践价值

【摘要】 随着分子靶向治疗在胃肠间质瘤(GIST)领域取得的巨大成功，GIST中的分子事件引起了广泛关注。研究发现，GIST患者的药效反应和预后与其本身的基因改变，即分子分型密切相关。借助分子分型，将肿瘤生物学行为相似的患者归为同一组别，进而制定相应的治疗策略，可能会成为今后GIST临床实践的重要模式。

【关键词】 胃肠间质瘤；KIT基因； PDGFRA基因；分子分型

胃肠间质瘤( gastrointestinal stromal tumor，GIST)是消化道肿瘤中最常见的间叶源性肿瘤。1998年，Hirota等首先报道了大多数GIST中存在KIT基因的功能获得性突变。由此，GIST发生发展中的分子事件开始成为关注的热点。

过去10年，随着伊马替尼、舒尼替尼等分子靶向药物在GIST治疗中取得的巨大成功，GIST患者的生存得到了极大改善，GlST也成为实体肿瘤分子靶向治疗的典范。然而，随着临床观察的积累和研究的深入，学者们发现，GIST患者的药效反应和预后与其本身的基因改变即分子分型密切相关。

因此，借助合理的分子分型，将肿瘤生物学行为相似的患者归为同一组别，进而制定相应的治疗策略，可能会成为今后GIST临床实践的重要模式。

一、GIST中的分子事件

1．KIT基因突变：KIT基因位于人类染色体4q12-13，其编码产物为Ⅲ型酪氨酸激酶受体KIT蛋白（也称之为CD117）。正常情况下，KIT蛋白的膜外受体区与配体干细胞因子( stem cell factor，SCF)结合后，诱导受体形成同源二聚体，进而触发下游信号通路级联反应，影响细胞的黏附、分化和增殖等功能。

当KIT基因获得功能性突变时，它通过自身磷酸化，启动非配体依赖的激酶活化，并导致无法控制的细胞增殖。

据报道，约75%的GIST中存在KIT基因突变。其中最常见的是位于11号外显子(exon11)编码的近膜结构域，约占所有GIST患者的2/3。除此之外，7%-10%患者的突变位于9号外显子(exon 9)编码的胞外结构域，这类GIST多见于小肠和结直肠，极少发生在胃。

而发生在激酶活化环（由17号外显子-exon17编码）和ATP结合区（由13号外显子-exon13编码）的突变则相对罕见，多因分子靶向治疗后继发突变形成。

2．PDGFRA基因突变：PDGFRA基因与KIT基因同位于人类4号染色体上的相邻位置，也属于Ⅲ型酪氨酸激酶受体家族。Heinrich等发现，约1/3无KIT基因突变的GlST患者中可以检测到PDGFRA基因的突变。编码活化环结构域的第18号外显子(exon18)上点突变D842V是其最常见的突变形式，约占所有GIST患者的6%。

PDGFRA近膜结构域（由12号外显子-exon12编码）和ATP结合区（由14号外显子-exon14编码）上的突变非常罕见。尽管PDGFRA基因与KIT基因在分子结构上具有高度的相似性，然而，两者的突变具有互斥性，临床表现迥异。但国内多家医院在临床检测中仍发现，少数患者同时存在KIT和PDGFRA基因的不同位点突变，这不同于欧美的报道。

中山大学肿瘤医院在232例检测基因突变的患者中，发现有3例同时存在KIT和PDGFRA基因不同位点的联合突变（exonll加exon13、exonl 1加exon17、exon11加exon18），这是检测因素、还是种族因素，有待进一步大宗的多中心检测资料证实。

3．野生型：有10% - 15%的GIST未能检测到KIT基因与PDGJFRA基因突变，因而被称之为野生型。其临床表现有时很难与上述突变GIST相区别，部分病灶同样可以表达KIT蛋白。目前的研究显示，野生型GIST可能是一组基因异质性疾病的集合，多种致癌基因包括NFI、BRAF、HRAS、NRAS和SDH等，都可能是潜在的致病基因。

二、GIST分子分型指导TKI用药及预后价值

在靶向药物问世之前，GIST疗效欠佳，传统放化疗药物的有效率不足5%，进展期患者中位生存期仅约18个月。即使完整切除肿瘤．GIST的5年生存率也只有35%-65%，2年内的复发转移率达40%-50%，有70%-90%的GIST终会复发，仅10%无瘤生存，首诊时15%-50%的患者已存在转移。

1．进展期患者用药指导：伊马替尼是首个被批准用于治疗GIST的靶向药物，其通过与ATP竞争性结合酪氨酸激酶催化部位的核苷酸结合位点，终止底物磷酸化，进而导致下游信号通路受阻，细胞增殖受抑。Heinrich等的研究首次证实，伊马替尼临床疗效与GIST基因突变状态相关。

KIT基因11号外显子(exonll)突变的进展期GIST患者，经伊马替尼治疗后部分缓解率(PR)达83.5%，而含有9号外显子(exon9)突变或者野生型的患者，PR值分别为47.8% (P=0.0006)和0(P=0.0000)；exonll突变的患者相较于其他治疗人群，可以获得更高的无事件生存率和的总生存率。

对于KIT基因exon9突变的患者，研究显示，其可以从高剂量伊马替尼治疗中获益，相较于伊马替尼400 mg/d治疗组，伊马替尼800 mg/d治疗组的无疾病进展风险降低了6l%。一项综合了两项Ⅲ期临床研究，包含1640例进展期患者的Meta分析也显示，在所有的基因型中，仅KIT基因exon9突变为高剂量伊马替尼良好疗效的预测指标。

NCCN和ESMO指南均推荐，对携带KIT基因exon9突变的晚期GIST患者，伊马替尼初始剂量为800 mg/d，但鉴于国内临床实践中多数患者无法耐受伊马替尼800 mg/d的治疗，中国GIST诊治指南推荐．exon9突变患者选择伊马替尼600 mg/d作为初始剂量。

然而，PDGFRA基因D842V位点突变患者，已被证实对伊马替尼治疗原发耐药，无法从伊马替尼靶向治疗中获益。野生型GIST，由于其突变多为KIT基因的下游事件，对伊马替尼疗效不明确。

2．继发性基因突变与耐药：在伊马替尼靶向治疗过程中，约半数GIST患者会在治疗2年左右出现病情进展。现有的研究表明，基因继发突变是主要诱因。在Ⅱ期临床试验B2222中，67%的伊马替尼继发性耐药患者可检测到继发性基因突变。

有观点认为，所有出现继发性基因突变的患者，都存在KIT或PDGFRA基因的原发突变：野生型患者中，是否存在基因继发突变存有争议，但我们检测在4例存在二次突变的GIST患者中，有3例原发野生型继发exonll的缺失突变，其中2例原发白小肠，1例为横结肠，另1例小肠exon12点突变继发exonll的点突变。

不同于原发突变，KIT基因继发性突变常见于ATP结合区（exon13和exon14）和激酶活化环（exon17和exon18），这些突变改变了KIT蛋白的结构域，进而阻碍伊马替尼的结合。当出现继发性耐药时，可选择的治疗手段包括提高伊马替尼治疗剂量和更换二线TKI。

高剂量伊马替尼治疗，可以使33%初始剂量耐药的患者获得疾病缓解或稳定，一部分患者的疾病控制时间甚至可以长达1年。舒尼替尼（sunitinib，su）是第一个被批准用于治疗伊马替尼耐药CIST患者的二线治疗TKI。研究证实，对于伊马替尼耐药的GIST患者，接受SU治疗相较于安慰剂治疗患者，疾病进展时间得到显著延长（27.3周比6.4周）。

但回顾性分析显示，这类患者中，原发突变为KIT基因exon9及野生型的患者，无进展生存期显著优于原发突变为KIT基因exon11的患者：而对于继发突变位于ATP结合区(exon13、exon14)的患者，其中位疾病进展时间较突变位于激酶活化环（exon17和exon18）的患者显著延长（7.8月比2.3月．P=0.0157）。值得注意的是，GIST的不同耐药病灶之间，甚至同一病灶之内都可能存在异质性的突变。

Liegl等报道显示，伊马替尼耐药的患者中，67%的患者其不同病灶之间存在2-5个继发性突变，34%的患者其同一病灶内存在2个继发性突变。因此，临床实践中很难通过单一靶向药物治疗来根治GIST，需要通过监测各个病灶的分子分型来选择合适的TKI，并借助手术剔除药物不敏感的病灶，进而实现疗效的最大化。

3．辅助治疗患者用药指导：超过半数的GIST患者完整切除术后最终会出现复发，尤其是具有复发高危因素的患者，其术后复发率高达90%。手术联合伊马替尼辅助治疗可以显著降低GIST患者的复发率。

目前的共识是，不管是进展期GIST的治疗、还是GIST的术后辅助治疗，伊马替尼的作用仅仅是抑制或延迟复发或进展，但它的应用可以改善预后是不争的事实。然而，根据现有的指南，GIST术后复发危险度的评估主要依赖于肿瘤大小、每50个高倍镜下核分裂数、原发肿瘤位置和术中是否肿瘤破裂等因素。而分子分型在GIST预后评估中的价值尚未得到进一步的确认。

在ACOSOG Z9001研究中，患者接受为期1年伊马替尼辅助治疗或安慰剂，其中KIT基因exon11突变的患者可以从辅助治疗中获益．2年无复发生存率明显改善(91%比65%)。KIT基因exon9突变的患者1年无复发生存率也优于安慰剂组（100%比80%），但差异无统计学意义。

SSGXⅧ/AIO研究中，患者接受为期3年或1年的伊马替尼辅助治疗，其中KIT基因exon11突变的患者同样可以从延长辅助治疗时间中明显获益（HR =0.35，95%CI:0.22-0.56，P<0.001），而exon9突变的患者尽管显示出获益的趋势，但差异并无统计学意义( HR =0.61，95% CI: 0.22-1.68，P=0.34)。

考虑到KIT基因exon9突变的晚期GIST患者伊马替尼初始剂量为800 mg/d，高剂量伊马替尼能否进一步改善辅助治疗患者的预后仍需要更多的临床证据。对于PDGFRA基因D842V突变的患者，因其本身预后良好，且对伊马替尼和SU原发耐药，因此，并不推荐对此类患者进行辅助治疗。

在ACOSOG Z9001和SSGXⅧ/AIO研究中，野生型患者例数不多，作者认为没有统计学参考价值，野生型患者的伊马替尼辅助治疗还有争议，有待多中心的研究结果，但临床中对于中、高危野生型患者的辅助治疗暂多推荐伊马替尼400 mg/d。

4．GIST分子分型的预后价值：既往的研究将分子分型与肿瘤原发部位相联系：PDGFRA基因突变多见于胃GIST，因此被认为预后良好：KIT基因exon9突变多见于小肠，因而被认为更具有侵袭性，预后差：KIT基因exon11的缺失突变是高危因素，在中高危患者组居多，这类患者较其他类型的突变（点突变或插入突变）更易发生复发转移，缺失突变的GIST术后生存率最差。

近年来，KIT基因exonll号557/558密码子缺失突变逐渐成为研究热点。Wardelmann等首先发现了该缺失突变可能与GlST恶性程度相关，突变患者更容易发生远处转移。来白Memorial Sloan-Kettering癌症中心的随访数据显示，接受完整切除的GIST患者中，携带557/558密码子缺失突变的患者复发率明显高于其他突变患者。

而西班牙的研究不仅再次证实了该缺失突变的不良预后，更提示该指标可能具有时间依赖性。经过长达84个月的中位随访发现，携带557/558密码子缺失突变的患者，在术后前4年具有更高的复发风险：而携带非缺失突变的患者，则更多在术后3-4年出现复发。

国内研究也得到了相似的结果，中山大学肿瘤医院检测发现，在232例接受完整切除的GIST患者中，具exon11的557/558密码子缺失组与exon11非该位点缺失组、exon9号突变组和野生型患者进行比较，无伊马替尼治疗时，各组间生存率和无瘤生存率相似：但接受伊马替尼辅助治疗患者，557/558密码子缺失组的预后欠佳，与11号外显子非该位点缺失组差异存在统计学意义（X2=6.068，P=0．014）。

这提示KIT基因11号外显子557/558密码子缺失的患者不能从伊马替尼辅助治疗中获益，且术后较容易复发转移，应密切随诊观察。

三、GIST分子分型临床实践

分子分型使我们在基因水平对GIST的发生机制、药效反应和预后判断有了更深入的认识。结合现阶段对GIST中分子事件的研究，可以将GIST患者按照分子分型归为如下6类患者并由此指导临床实践：(1)KIT基因exon11突变的GIST患者；(2)KIT基因exon9突变的GIST患者；

(3)KIT因罕见突变( exon13、exon14、exon17、exon18)的GIST患者；(4)PDGFRA基因exon18D842V突变的GIST患者；(5)PDGFRA基因非exon18D842V突变的GIST患者；(6)野生型GIST患者：包括NF1、BRAF、HRAS、NRAS和SDH等基因突变。

我们根据各组患者分子机制的特点，制订的伊马替尼辅助治疗和晚期一线治疗方案有所不同。见表1。目前，对于KIT基因exonll的不同突变形式是否需要进一步分组分型，尚存在的争论，exon9突变的伊马替尼辅助治疗是否用高剂量（600 mg/d或800 mg/d）的疗效正在观察中。而野生型患者，因其突变异质性，需要结合具体突变形式个体化治疗。

总的来说，GIST分子分型在其治疗的临床实践中的不同阶段都具有指导意义，虽然NCCN和ESMO指南并未要求CJIST患者的治疗一定要有基因检测的结果为指导，但我们仍然建议，临床医师在治疗GIST患者前，能获得其基因检测的结果，这将为GIST的临床治疗和预后判断等全程治疗管理提供依据，从而真正做到GIST的个体化治疗，达到疗效的最大化。

治疗前的基因检测，对那些初诊不能手术、在通过靶向药物转化治疗后再手术时却因肿瘤退化而得不到最终的基因突变检测结果的患者，尤显重要。

文章摘自《中华胃肠外科杂志》2014年4月第17卷第4期P317-320

文章作者：潘志忠 伍小军 姜武