非小細胞肺癌におけるK-Ras変異：予後および予測値

要約

非小細胞肺癌（NSCLC）は、臨床的に関連する分子サブタイプが異なるため、異種疾患である。 今日まで、上皮成長因子受容体（EGFR）変異および未分化リンパ腫キナーゼ（ALK）転座を含むいくつかの生物学的事象が肺腺癌で同定されており、転移性疾患の患者に新たな希望を提供している。 残念なことに、腺癌の約50％およびK-RAS変異を有するそれらのために、白人の肺腺癌で最も頻繁な変異は、これまでのところ、特定の薬物は有効性を示 H-RAS、K-RAS、およびN-RASを含むラット肉腫（RAS）遺伝子は、細胞の成長、分化、およびアポトーシスを調節するタンパク質のファミリーをコードします。 K-RAS変異は、NSCLCの20-30％に存在し、腺癌組織学および生涯の喫煙者において最も一般的に発生するが、排他的ではない。 大腸癌患者では、K-RAS変異は抗EGFRモノクローナル抗体による治療のための検証された陰性予測バイオマーカーを表すが、NSCLC患者のための特定の治療を選択す 本論文の目的は，ｎｓｃｌｃにおけるＫ-ＲＡＳ変異の予後および予測値を批判的に分析することである。

1. はじめに

2011年の非小細胞肺癌（NSCLC）は、世界中でがん関連死の主な原因であり、年間100万人以上の死亡者を占めています。 治療上の進歩は最後の十年を署名しましたが、高度の段階の患者のための中央の存続はまだ失望しています。 NSCLCは肺腫瘍の80％を占め、症例の35〜40％で腺癌、25〜30％で扁平上皮癌、10〜15％で大細胞癌を含む。 長年にわたり、我々は、任意の臨床的または生物学的特性に関係なく、同じレジメンで転移性NSCLCを治療しました。 今日では、組織学は、非扁平上皮集団においてのみ有効で安全なペメトレキセドおよびベバシズマブなどの新しい薬剤を用いて、最良のレジメンを定義するための関連するパラメータと考えられている。 ここ数年の間に、肺癌の生物学の知識の改善は腫瘍の細胞の存続のために重大な分子でき事の同一証明をもたらしました。 癌細胞の生存は、「癌遺伝子中毒」と呼ばれるモデルによれば、単一変異型癌遺伝子の発現に依存する可能性がある。 ＮＳＣＬＣでは、表皮成長因子受容体（ＥＧＦＲ）突然変異、ＫＲＡＳ突然変異、ＨＥＲ２突然変異およびＥＭＬ４−ＡＬＫ転座を含む、多数の駆動突然変異が同定されている。 2004年の同定以来、EGFR遺伝子変異を活性化することは、化合物のクラス、EGFRチロシンキナーゼ阻害剤（EGFR-TKIs）ゲフィチニブとエルロチニブへの応答の最も関連性の 六つの第III相無作為化試験は、活性化EGFR変異を保有する患者は、少なくとも応答率（RR）、無増悪生存率（PFS）、毒性プロファイルおよび生活の質の面で、標準的なプラ 維持設定（SATURNおよびATLAS）、第二選択対化学療法（INTERESTおよびTITAN）およびプラセボ（BR21）における無作為化第III相試験は、EGFR変異を活性化する存在下でEGFR-TKIsの高い有効性を確認した。 今日EGFRの突然変異を抱いている患者でgefitinibかerlotinibは処置ラインの最もよい治療上の選択に関係なく表します。 それにもかかわらず、大規模な無作為化臨床試験では、エルロチニブがEGFR野生型集団においても適度な利益をもたらすことが示された。

したがって、臨床実践における関連する問題は、EGFR-TKI療法に利益をもたらす可能性があるか、またはEGFR-tki療法から除外される可能性があるEGFR野生型患者 残念なことに、現時点では、Ｋ−ＲＡＳ変異を含む、任意の患者に対する治療を排除するために使用することができる単一のバイオマーカーは存在しない。 大腸癌では、K-RAS変異は、抗EGFRモノクローナル抗体、セツキシマブまたはパニツムマブによる治療の候補者である患者を選択するための最も有用なバイオマーカーであるが、予後または予測マーカーとしてのNSCLCにおけるその役割はあまり定義されていない。 ＮＳＣＬＣにおけるＫ-ＲＡＳ変異の役割を解析することを目的とした。

2. NSCLCにおけるRAS変異

RAS遺伝子ファミリーには、H-RAS、K-RAS、N-RASが含まれ、マイトジェン活性化プロテインキナーゼ(MAPK)、ホスホイノシチド3-キナーゼ(PI3K)、シグナルトランスデューサおよび転写活性化因子(STAT)カスケードなどの複数のエフェクターと相互作用することにより、細胞の成長、分化、アポトーシスを調節する膜結合21-kdグアノシン-三リン酸(GTP-)結合タンパク質がコードされている(図1)。 RASタンパク質は、遺伝子の点突然変異が位置12、13または61のアミノ酸を置き換えるときに変換可能性を獲得する。 これらの変異は、gtpアーゼ活性障害を有するRASの形態をもたらし、RASシグナル伝達経路の構成的活性化を引き起こす。 K-RAS遺伝子の変異は、NSCLCで頻繁に発生し、腺癌ではより頻繁に（20-30％）、扁平上皮癌ではあまり頻繁に（約7％）発生しません。 NSCLCでは、K-RAS変異の大部分はコドン12または13を含み、通常はタバコ使用の歴史と関連している。 K-RAS変異の頻度は、白人白人に比べてアジア人の間で観察される頻度が低く、アフリカ系アメリカ人の間で高い頻度で、異なる民族間で変化する。 最近、K-RAS変異は、喫煙者のNSCLC患者のかなりの割合で検出されており、発生率は15％までである。 したがって、喫煙者ではより頻繁に起こるEGFR変異とは異なり、k-RAS変異の存在は喫煙歴のみに基づいて予測することはできない。

フィギュア1

GEF（グアニン交換因子）およびGAP（Gtpアーゼ活性化タンパク質）によるRas活性化/不活性化サイクル。

3. 予後バイオマーカーとしてのK-RAS変異

NSCLCにおける予後因子としてのK-RAS変異の役割は議論の余地がある。 いくつかの研究は、潜在的な負の予後効果を示唆したが、他の研究は、K-RAS変異を保有する個人の生存に負の影響を確認しませんでした。 K-RAS試験のための異なる方法を使用し、矛盾する結果を伴う50以上の研究が発表されている（表1）。 JBRの補助的な研究で。10試験、切除されたNSCLCにおける観察対補助化学療法の第III相試験は、450の分析された症例のうち、26％がK-RAS変異を保有していた。 化学療法で治療されていない患者群では、K-RAS変異は生存の予後ではなかった（γ=0.4）。 切除されたNSCLCにおける補助化学療法と観察の別の第III相試験であるE4592試験では、評価可能な184の腫瘍の24％がK-RAS変異に対して陽性であった。 変異患者および野生型患者の生存の中央値は、統計的に異ならなかった（３ ０および４ ２ヶ月、ｒｅｓｐ． 𝑃=0.38). グラツィアーノ他 ｎｓｃｌｃを切除したステージｉおよびＩＩにおけるＫ-ＲＡＳ変異の予後効果を調べた。 全集団において、K-RAS変異陽性および陰性患者のOSに統計的差は見られなかった（λ=0.33）。 Keohavongら。 173腺癌および腺扁平上皮NSCLC患者におけるK-RAS変異と生存の関連は見つかりませんでした。 別の研究では、Ｌｕ ｅ ｔ ａ ｌ． 完全に切除されたステージI NSCLCにおけるK-RAS変異を含む六つのバイオマーカーのパネルの予後の役割を評価しました。 患者は最低5年間フォローアップされました; K-RAS変異は、サンプルの34％で検出され、全生存率と関連していなかった（γ=0.517）。 逆に、Slebosは、k-RASコドン-12点変異が無病生存（γ=0.038）と全生存（γ=0.002）のための負の予後因子をもたらした肺の69外科的に治療された腺癌のシリーズを報告した。 この差は、病期、腫瘍の大きさおよび分化などの因子の調整後にも一貫していた。 マサチューセッツ総合病院で治療された早期NSCLCを切除した365人の患者の前向きシリーズでは、k-RAS変異は喫煙者にのみ見出され、i期疾患でのみ悪化した生存率（λ=0.009、対数ランクテスト）と関連していたが、全人口ではなかった。 日本の研究では、Fukuyama et al. K-RAS遺伝子のコドン12における変異のためのNSCLCの159例を調べ、変異患者の6.9％を発見した。 K-RAS変異陽性群は、K-RAS陰性群よりも生存率が悪かった（γ<0.05）。 別の日本の研究では、K-RAS変異は8で検出された。3%の144人の患者。 野生型K-RASを有するNSCLC患者のOS率は、その腫瘍K-RASの変異を保有する患者のそれよりも良好であった（λ=0.033）。 三宅他 187NSCLC患者からの腫瘍組織を分析し、その中で8％がK-RAS変異を保有していた。 本研究では、野生型K-RASを有する患者は、変異型K-RASを有する患者よりも有意に良好な生存率を有していた（γ=0.0369）。 別の研究では、Marks et al. 296切除された肺腺癌におけるEGFRおよびK-RASの予後の役割を評価した。 患者は、EGFRおよびK-RAS変異、K-RAS変異またはEGFRおよびK-RAS変異の不在について層別化した。 標的療法がない場合、3年OSは、EGFR変異、EGFR/K-RAS野生型およびK-RAS変異を有する患者でそれぞれ90％、76％および66％であった。 EGFR変異群とK-RAS変異群との間の生存率の差は統計的に有意であった（γ=0.009）。 2005年には、合計3620人の患者を含む28件の研究の系統的レビューとメタアナリシスにより、K-RAS変異の存在は予後を有意に悪化させ、HRは1であることが示された。ランダム効果モデルのOSの場合は35です。 組織学によるサブグループ分析では、k-RAS変異は、腺癌（HR1.59）の生存のための統計的に有意な予後因子をもたらした。

利用可能なデータは、k-RAS変異は、特に腺癌およびアジア患者のようなEGFR変異の発生率が高い患者集団において、陰性予後因子を表すことを示唆している。 考えられる説明は、腺癌およびアジア患者において、陽性予後因子と考えられるEGFR変異の発生率が高いことである。 実際には、Marksらによって行われた研究では。 Ｋ-ＲＡＳ変異を有する肺腺癌では，ＥＧＦＲ変異を有する患者と比較して，ＯＳは有意に悪化した。

4. 予測バイオマーカーとしてのK-RAS変異

4.1。 化学療法

最近のデータは、K-RAS変異が化学療法を受けているNSCLC患者の転帰に影響を与える可能性があることを示唆している（表2）。 アジュバント設定では、JBR10試験からのデータは、K-RAS変異患者におけるアジュバント化学療法からの利益を示唆しなかった（HR0.95、γ=0.87）。 レース-バイオプール分析では、k-RAS変異の予後と予測の役割は、補助化学療法で治療された1751人の患者で調査されました。 評価可能な患者のうち、304人（19.生存に影響を及ぼさないＫ−ＲＡＳ変異を保有した（HR1.18、γ＝0.09）。

いくつかの研究は、進行したNSCLCにおける化学療法に対する感受性に対するK-RAS変異の影響を調べた。 Campsら。 シスプラチンおよびドセタキセルで治療された308の進行したNSCLC患者からの血漿サンプルにおけるK-RAS状態を分析した。 K-RAS野生型およびK-RAS変異患者の間では、PFS（5.4対5.7ヶ月、γ=0.2）またはOS（10.0対9.0ヶ月、γ=0.5）に差は検出されなかった。 別の研究では、第一選択化学療法を受けた局所進行/転移性NSCLCを有する162人の化学療法ナイーブ患者を遡及的に分析した。 K-RAS変異の存在は化学療法に対する応答に影響しなかった（RR、k-RAS野生型の場合は26.5％対K-RAS変異型の場合は25％;λ=0。87）また進行までの時間もない（TTP、K-RAS変異体の場合は4.2ヶ月、k-RAS野生型の場合は4.7ヶ月、γ=0.42）。 さらに、生存率に有意差は、K-RAS野生型とK-RAS変異患者の間で検出されなかった（変異陽性と野生型K-RAS患者のための14.5対18.5ヶ月、それぞれ;λ=0.52）。

全体として、これらのデータは、K-RAS変異がNSCLCにおける標準化学療法に対する応答予測に役割を持たないことを示しているため、このような試験は臨床実

4.2. EGFR-TKIs

K-RASはEGFR経路の重要な下流エフェクターである（図2）。 したがって、Ｋ−ＲＡＳ変異を有するＮＳＣＬＣ腫瘍は、ＥＧＦＲ指向療法に対して本質的に耐性であるという仮説を支持する生物学的根拠がある。 実際には、この遺伝子の変異は、EGFRシグナル伝達の阻害をオーバーライドすることができるキナーゼの構成的活性化を生成することができます。 NSCLCの小規模コホートにおける初期の研究では、K-RAS変異を有する患者においてEGFR-TKIsに対する応答の欠如が示された。 Giaccone et al. 最前線のエルロチニブで治療された患者におけるK-RAS状態を分析し、10人の変異患者のいずれも抗EGFR治療に応答しないことが判明した。 エルロチニブに対する応答の欠如は、高齢患者における別の第II相試験で報告された。 本研究では、41人の患者からの組織サンプルをK-RAS変異について分析し、同定されたすべての6人の変異患者はエルロチニブに難治性であった。 Pao et al. ゲフィチニブまたはエルロチニブで治療された60肺腺癌におけるK-RAS変異の役割を調べた; K-RAS変異は、いずれかの薬物に不応性の9（24％）38患者で同定されたが、変異は21敏感な患者で検出されなかった。 EGFR-TKIsで治療された患者におけるK-RAS変異のレトロスペクティブ解析は、Massarelliらによって行われた。 この研究では、16（22.8％）70人の患者のK-RAS変異を有し、それらのすべて（100％）は、治療中に進行性疾患を有していた。 これらの研究は、K-RAS変異とEGFR-TKIsに対する応答の欠如との間の関連を示唆した。 さらに最近では、2つのメタ分析により、K-RAS変異の存在がNSCLC患者におけるEGFR-TKIsに対する応答の欠如と関連していることが示された。 それにもかかわらず、両方のメタ分析は、K-RAS状態とPFSとOSとの間の関連を決定するには不十分であった。

フィギュア2

EGFRシグナル伝達経路。

表3は、抗EGFR療法を用いた第III相試験におけるK-RAS変異状態および生存との関係に関するデータを報告している。 トリビュート研究では、化学療法と化学療法プラスエルロチニブを比較すると、K-RAS変異を有する患者は、化学療法プラスエルロチニブで治療した場合、有意に短い生存期間を有し、そのような変異を有する患者におけるTKIsの有害な影響の可能性を示唆している。 BR.21試験では、エルロチニブ対プラセボを第二および第三選択の設定で評価し、全体の集団におけるエルロチニブの生存優位性を示した（6.7対4.7ヶ月、HR0.70;P<0.001）。 二百六サンプルは、K-RAS分析のために利用可能であり、ケースの16％でK-RAS変異が検出されました。 Coxモデルでは、k-RAS変異状態と治療との間の相互作用は、変異を有する患者におけるエルロチニブの利益の欠如を示唆した（λ<0.09）。 重要なことは、多変量解析では、K-RAS変異の存在は、差動治療効果（λ=0.13）のために予測されませんでした。

K-RAS変異NSCLCにおけるエルロチニブによって生成された生存における潜在的な利益は、維持治療としてエルロチニブまたはプラセボを受けるために、一次化学療法後に進行しなかった889人の患者を無作為化する大規模な第III相試験であるSATURN試験で報告されている。 四百九十から三（55.4％）腫瘍サンプルは、K-RAS変異のために分析しました。 エルロチニブで治療された患者は、k-RAS変異集団（HR0.79）の有意な生存改善であっても限界で、K-RAS変異状態に関係なく、より長いPFSを経験した。 別の維持試験であるATLAS試験では、プラチナベースの化学療法の4サイクル後に進行していない転移性NSCLC患者におけるベバシズマブとプラセボまたはエルロチニブによる維持治療を評価しました。 エルロチニブの添加は、EGFR変異患者で観察された最高の利益で、進行のリスク（HR0.72）を有意に減少させた。 K-RAS変異の分析では、ベバシズマブ/エルロチニブで治療したk-RAS野生型患者ではPFSが長くなったが（HR0.66、log-rank λ=0.0105）、K-RAS変異患者では差はなかった（HR0.92、log-rank λ=0。76）両腕の間。 最後に、関心の研究では、転移性NSCLCにおける第二選択療法としてゲフィチニブとドセタキセルを比較した大規模な第III相試験では、患者の18％がK-RAS変異 PFSと応答率の違いは、任意の差動生存効果（λ=0.51）の証拠なしで、K-RAS状態に応じて両方の治療群で検出されませんでした。

したがって、K-RAS変異を有する患者はEGFR-TKIsに反応しないが、最小限の生存効果を排除することはできない。 このような理由から、現時点では、いかなるNSCLC患者に対してもEGFR-TKI療法を排除するためにK-RAS試験は推奨されていない。

4.3. 抗EGFRモノクローナル抗体

EGFRシグナル伝達を阻害することを目的とした第二の戦略は、受容体の細胞外ドメインに結合するモノクローナル抗体の使用で 二つの大規模な第III相試験は、セツキシマブ、ヒトマウスキメラ抗EGFR IgGモノクローナル抗体、化学療法対化学療法単独での組み合わせを検討しました。 FLEX試験では、進行したNSCLCを発現するEGFRを有する1125人の患者は、セツキシマブの有無にかかわらず、第一選択シスプラチン/ビノレルビンを受けるために無作為化された。 化学療法へのセツキシマブの添加は、毒性、特に熱性好中球減少症のリスクが増加し、有意ではあるが臨床的に限界的な生存改善（11.3対10ヶ月、HR0.87、γ=0.044）をもたらした。 同様の結果がBMS099試験で観察された、ランダムに同じ化学療法レジメンとセツキシマブに対してカルボプラチンとタキサンに676chemonaïve NSCLC患者を割り当 特に、患者は、ＥＧＦＲ発現にかかわらず、試験に登録された。 より長い生存（9.6対8.3ヶ月HR0.89、γ=0.17）に向かって有意ではない傾向が報告されたが、セツキシマブ群における改善されたPFSの主要な終点は満たされなかった（4.4対4.2ヶ月、γ=0.2）。 これらの研究結果に基づいて、欧州医学機関（EMA）は最近、高度なNSCLCのためのセツキシマブの承認を拒否しました。 この決定は、セツキシマブ療法の候補となる可能性のある患者を選択するのに有用なバイオマーカーの必要性を明確に強調している。 FLEX試験の最近のバイオマーカー分析は、PFS利益がない場合でもEGFRを過剰発現するNSCLC患者における生存利益を強調しています。 これにより、2011年3月にEMAへの新たな提出が行われました。

K-RAS変異を有する大腸癌患者における抗EGFRモノクローナル抗体の利点の欠如が実証されている。 K-RAS遺伝子の状態は、FLEXおよびBMS099試験でも調査されている。 BMS099研究では、セツキシマブ+化学療法で治療されたK-RAS変異患者は、化学療法のみで治療された患者よりもPFSおよびOSが改善される傾向があった。 同様に、FLEX試験では、K-RAS遺伝子検査では、セツキシマブの恩恵を受けていない患者を同定することができず、治療に関係なくK-RAS変異体患者と野生型患者の間で同様の生存率を示した。

これらの結果は、結腸直腸癌の症例とは異なり、NSCLCにおけるK-RAS変異の負の予測値は不明のままであることを示している。 肺および結腸直腸癌におけるＫ-ＲＡＳ変異の異なる役割の可能な説明が最近提案されている。 Danenberg et al. 2693結腸直腸および肺標本におけるK-RAS変異状態を分析した。 驚くべきことに、異なるタイプのk-RAS変異が肺および結腸直腸癌で検出され、NSCLCにおけるDNA K-RAS転移の有意な優位性があり、タバコ曝露に関連してい 転移に対する塩基転移の比は、それぞれ、NSCLCおよび結腸直腸癌における3.27対0.77（λ<001）であった。 タバコ発癌に関連するG>T転移（コドン12GGT>TGT＋GGT>GGT）は、NSCLCにおけるK-RAS変異の61％、結腸直腸癌における39％を示した（γ<0.001）。 異なる変異パターンと生物学的機能は、NSCLCと結腸直腸癌との間のセツキシマブ治療の予測値の違いに寄与する可能性がある。

5. 結論

K-RAS変異試験は、結腸直腸癌における抗EGFR治療成績を予測するための臨床実践における検証されたバイオマーカーです。 NSCLCのかなりの部分、特に腺癌および喫煙者では、K-RAS変異が検出可能であるが、その予後および予測的役割は不明のままである。 この事象は一般的に予後不良とEGFR-TKIsを含むいくつかの薬物に対する耐性に関連していると考えられているが、利用可能なデータは矛盾しており、NSCLCの選択のための臨床診療におけるK-RAS試験の使用を支持していない。

残念ながら、K-RAS変異はヒト癌において最も一般的に発生する癌遺伝子異常の一つであるが、現在特定の治療法は利用可能ではない。 K-RAS変異患者のための新しい希望は、現在第II相およびIII相試験で調査中の新規薬剤によって表されます。 最近では、科学者たちは、RASの分子装甲の亀裂、治療薬のための長い間求められていた攻撃ポイントを提供することができる機能的意義の結合ポケットを ＲＡＳオンコプロテインへの結合親和性を有する二十から五の化合物を核磁気共鳴分光法により同定した。 これらの化合物はすべて、rasタンパク質に対する弱い親和性とオンコプロテインを完全にノックアウトすることができないことを示したが、ras阻害剤の第一世代を表し、RAS活性化を防止することができる他の化合物の研究のための新しい注目すべき方法を開いている。 新薬を待っている間、基礎科学者と臨床研究者の間の継続的な協力は、私たちの癌患者に希望を与えるための最も関連性の高い方法です。

謝辞

は一部イタリア癌研究協会(AIRC)の支援を受けている。