关键词：肿瘤测序；基因组综合分析；耐药机制

文献介绍

标题（英文）：Integrative Genomic Analysis of Drug Resistance in MET Exon 14 Skipping Lung Cancer Using Patient-Derived Xenograft Models

标题（中文）：利用患者衍生异种移植模型MET 14 号外显子跳跃肺癌耐药性进行基因组综合分析

发表期刊：Research Square

作者单位：上海交通大学附属胸科医院等

发表年份：2022

文章地址：https://doi.org/10.21203/rs.3.rs-1212871/v1

图1 文献介绍

非小细胞肺癌(NSCLC)作为一种异质性疾病，占肺癌诊断的85%，常见致癌基因改变包括EGFR、ALK、ROS和MET等。其中MET外显子14跳跃突变(METex14)的发生率为3-4%，且与不良预后相关。虽然MET选择性抑制剂为METex14突变患者提供了治疗选择，但患者最终会通过旁路信号通路激活或MET耐药突变产生耐药性。

研究旨在通过患者来源的异种移植(PDX)模型研究MET抑制剂的耐药机制。

研究选取了一位68岁的女性NSCLC患者，该患者从未吸烟，携带METex14突变。研究团队通过CT引导活检获取了患者在诊断时的原发肿瘤标本和克唑替尼治疗后的耐药标本。将这些标本移植到6-8周龄的雌性NOD SCID小鼠体内，在SPF环境中进行3-5次传代培养，建立PDX模型。研究采用全外显子组测序(WES)和RNA测序等方法进行分析。

测序流程

在数据处理过程中，研究团队使用Sentieon 将reads比对到hg19上，进行重复序列排序、重新比对和重校准，以及体细胞突变检测，包括单核苷酸变异(SNVs)和短插入/缺失(INDELs)的检测。

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图2 Sentieon 的作用

研究结果显示，患者初始对克唑替尼治疗反应良好，肿瘤缩小35.5%，但7个月后出现疾病进展，表现为原发肿瘤增大并出现肝转移。

图3 患者在克唑替尼治疗前后的胸部计算机断层扫描(CT)和组织病理学检查 (A) 患者原发肿瘤在基线期(左)、最佳应答期(中)和疾病进展期(右)的CT扫描图像。红色箭头指向恶性病灶。 (B) 患者在克唑替尼治疗前的肿瘤活检组织的苏木精-伊红(H&E)染色和免疫组织化学染色，显示CD56阴性、CK阳性，TTF1、P40和NapsinA部分阳性；比例尺为40μm。 (C) 患者在疾病进展期的肿瘤活检标本的H&E染色和免疫组织化学染色，显示CD56、NapsinA和TTF-1阴性，CK和P40阳性；比例尺为40μm。

在药物反应评估中，克唑替尼和特泊替尼在治疗前PDX模型中显示出高度有效性，TGI分别为115.25%和112.31%。然而，耐药PDX模型对这两种药物的敏感性明显降低，TGI分别降至65.32%和50.40%。

图4 TKIs对两个PDX模型的效果 (A) 治疗前PDX小鼠在接受对照组、50 mg/kg克唑替尼和10 mg/kg tepotinib每天一次，持续3周治疗后的肿瘤变化。 (B) 耐药PDX小鼠在接受对照组、50 mg/kg克唑替尼和10 mg/kg tepotinib每天一次，持续5周治疗后的肿瘤变化。肿瘤体积以平均值±标准误差表示。

分子水平分析发现，耐药标本中出现新的MET D1228N突变和EGFR扩增，但在PDX耐药组织中仅观察到EGFR的RNA表达水平显著增加(从37.6 TPM增至102.6 TPM)，未检测到MET D1228N突变。

RNA测序数据还显示耐药标本中EGFR、FGFR3和IGF1R的表达水平增加，提示旁路信号通路的激活。

图5 患者肿瘤和相应PDX模型的基因和转录组特征分析 (A) 患者和PDX模型肿瘤标本中基因组改变的共突变图。显示了已知的癌基因和其他最常见的改变基因。 (B) 患者和PDX肿瘤标本中MET外显子14跳跃事件的Sashimi图。Y轴表示读取密度，弧线上的数字代表结合位点读数，底部是带有外显子编号的MET转录本示意图。该图改编自IGV [38]。 (C) 患者和PDX模型肿瘤标本中RTK相关基因的表达水平和拷贝数。数值以TPM表示。

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文献讨论

图6 文献讨论

患者在克唑替尼治疗前，肿瘤组织包含腺癌和鳞状细胞癌的混合成分（部分TTF1、NapsinA阳性，部分P40阳性），但治疗后耐药样本表现为纯鳞状细胞癌。这种从腺癌向鳞状细胞癌的转变被称为腺鳞癌转分化（ AST），但其具体分子机制尚未明确，仍需进一步研究。这一现象提示肿瘤在药物压力下可能发生表型转化，或与耐药机制相关。

总结

研究通过PDX模型验证了MET抑制剂耐药机制，发现了新的MET D1228N突变和EGFR扩增，表明EGFR旁路信号通路可能在耐药过程中起作用。研究结果为进一步探索MET抑制剂耐药机制和新治疗策略提供了重要的实验模型和理论依据。