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。