导语

今天给同学们分享一篇实验文章“Codon-specific KRAS mutations predict survival benefit of trifluridine/tipiracil in metastatic colorectal cancer”，这篇文章发表在Nat Med期刊上，影响因子为82.9。

结果解读：

KRAS突变作为FTD/TPI治疗的潜在生物标志物

作者首先对一个真实世界的发现队列进行了全基因组分析，该队列由来自荷兰13家医院的37名公开可用的Hartwig Medical Foundation数据库中的转移性结直肠癌（mCRC）患者组成，这些患者在标准护理环境中接受了FTD/TPI治疗（Hartwig Medical Foundation（HMF）队列；附表2）。根据晚期疾病的特点，中位生存期相对较短，即6.1个月（95%置信区间（CI）= 4.2-8.3）。至少有五名患者中发生了十种基因驱动，并被作为OS的候选生物标志物进行了测试（附表3和方法）。在多重假设检验校正后，KRAS G12 状态与OS的关联最为显著（基于精确log-rank检验的双侧P = 0.0016；Benjamini-Hochberg假发现率（FDR）= 0.016；显著性阈值，FDR < 0.05；图1a，b和附表4）。除了20名KRAS G12 突变患者外，该队列还包括四名在其他密码子上发生KRAS突变的患者。以密码子不可知的方式考虑所有KRAS突变会稀释观察到的效应（图中显示）。根据1a、b和附表4的结果，当以FTD/TPI治疗时间作为终点时，得到了类似的结果（扩展数据图3和附表5）。基于这些假设生成的结果，作者想知道KRAS G12 突变状态是否可能是mCRC中FTD/TPI治疗结果的决定因素。

KRAS基因突变与FTD/TPI治疗的实际生存情况

作者接下来收集了960名在意大利和英国36个中心接受FTD/TPI治疗的mCRC患者的真实世界数据（附表6和附表7）。根据常规诊断（主要在诊断时进行），该队列包含了385名RAS/RAF野生型（WT）肿瘤患者，343名KRAS G12 突变患者，86名KRAS G13 突变患者，53名KRAS在G12或G13以外密码子发生突变的患者（KRAS other ），32名BRAF突变患者和61名NRAS突变患者。在整个人群中，KRAS G12 突变患者更常见右侧疾病和最近的转移性疾病诊断（表1）。重要的是，当将KRAS G12 突变患者与其他RAS/RAF突变患者或具体到直接相邻密码子KRAS G13 受影响的热点突变患者进行比较时，这些因素是平衡的，而后者亦有相对良好的病情状态（表1）。

在真实世界的验证队列中，密码子特异性的RAS/RAF突变与FTD/TPI治疗中的OS存在明显差异相关（对数秩和P < 0.001；图2a）。同样，KRAS突变与较差的OS显著相关，在整个人群中具有类似效应（未调整的死亡风险比（HR）= 1.31；95% CI = 1.11–1.55；P = 0.0017；调整后的死亡风险比（HR）= 1.24；95% CI = 1.04–1.47，P = 0.016；图2b，左侧面板），与RAS/RAF突变亚群中的情况相似（未调整的死亡风险比（HR）= 1.30；95% CI = 1.04–1.61，P = 0.019；调整后的死亡风险比（HR）= 1.28；95% CI = 1.03–1.60，P = 0.027；图2b，中间面板）。值得注意的是，与KRAS G12 突变患者相比，KRAS G13 突变患者的OS也较差（未调整的死亡风险比（HR）= 1.79；95% CI = 1.29–2.48；P < 0.001；调整后的死亡风险比（HR）= 1.61；95% CI = 1.15–2.26，P = 0.0061；图2b，右侧面板）。当分析基于无进展生存期（PFS）时，得到了类似的结果（扩展数据图4）。KRAS G12 突变的患者的总生存期（OS）与其他较小的RAS/RAF突变亚组（KRAS other 、BRAF或NRAS突变）的患者相比没有显著缩短（统计数据未显示）。这个独立验证结果证实了KRAS G12 突变的结直肠癌患者在接受FTD/TPI治疗时OS相对较差。此外，KRAS G12 和KRAS G13 突变患者之间明显的OS差异支持了以密码子特异性考虑KRAS突变的合理性。

KRAS突变与RECOURSE试验中的生存率

为了进一步加强作者的发现并调查作者的观察是否基于预后或预测效应，作者分析了一个大型、独立的安慰剂对照临床队列研究RECOURSE试验的数据。简而言之，这项国际性、随机分组、双盲、安慰剂对照的3期研究将800名经过大量预处理的结直肠癌患者按2:1的比例分配到接受FTD/TPI或安慰剂治疗。根据常规诊断（主要在诊断时进行），大约一半的患者（n = 393）为KRAS突变型，而另一半（n = 407）为KRAS野生型。在这项研究中，KRAS突变状态（突变/非突变）与FTD/TPI与安慰剂的OS或PFS效益减少没有显著相关性；然而，并未进行密码子特异性分析。

RECOURSE试验中，对于407名KRAS突变肿瘤患者中的367名（90%）患者，可获得密码子特异性突变状态。其中，279名（76%）患者具有KRAS G12 突变，60名（16%）患者具有KRAS G13 突变，21名（5.7%）患者据报道具有KRAS G12/G13 双突变（主要是由于分析方法无法区分这两个密码子），而7名（1.9%）患者具有其他突变。（其他突变患者的真实百分比可能更高，因为他们的评估仅在后期广泛实施 11 。）在作者的分析中，作者将KRAS G12/G13 双突变的患者视为一个独立的亚组。

RECOURSE试验的预先指定的基线特征在KRAS G12 突变、KRAS G13 突变和KRAS WT 亚组之间，在FTD/TPI组和安慰剂组之间是平衡的（表格2），但也有一些例外；患有KRAS突变的肿瘤患者通常具有较近期的转移性疾病诊断，接受过较少的预处理，并且更常出现在上一个治疗方案中对氟嘧啶类药物产生耐药性（表格2）。重要的是，所有这些因素在KRAS G12 和KRAS G13 突变人群之间是平衡的。在这两组之间，唯一的显著差异是患有KRAS G13 突变的患者较少来自日本（表格2）。

为了了解试验人群中密码子特异性KRAS突变的预后效应，作者首先分析了安慰剂组的总生存期（扩展数据图5）。结果显示，KRAS G12 和KRAS WT 突变体的患者具有类似的总生存期。有趣的是，接受安慰剂治疗的KRAS G13 突变体患者（研究中的另一主要KRAS突变亚组）的总生存期明显短于KRAS G12 突变体患者（KRAS G13 突变体的中位总生存期：2.9个月，95% CI = 2.1-6.1个月，而KRAS G12 突变体的中位总生存期：5.8个月，95% CI = 4.7-7.3；HR = 2.20，95% CI = 1.25-3.86，P = 0.0060；扩展数据图5），这一结果在调整了十个基线特征后仍然成立（HR = 2.46，95% CI = 1.33-4.57，P = 0.0043；扩展数据图5）。在安慰剂组中，KRAS G13 突变肿瘤的患者的总生存期也短于KRAS WT 肿瘤的患者，在未经调整的分析中具有统计学意义（HR = 1.95，95% CI = 1.13-3.36，P = 0.017；扩展数据图5），但在经过调整的分析中未达到统计学意义（HR = 1.79，95% CI = 0.96-3.32，P = 0.065；扩展数据图5）。综合这些分析结果表明，KRAS G12 突变与晚期结直肠癌的预后不相关。

然后作者研究了KRAS突变是否是RECOURSE试验中FTD/TPI治疗的OS效益降低的预测性生物标志物。在KRAS突变人群（n = 279名患者）中，与安慰剂相比，FTD/TPI并没有延长OS（HR = 0.96；95% CI = 0.71–1.29；P = 0.78；图3a，左上方）。在整个研究人群（n = 800名患者）中，KRAS突变与FTD/TPI相比安慰剂显著相关，OS效益降低（未调整的交互作用P = 0.0031；调整的交互作用P = 0.015；图3b；完整回归模型拟合见附表8）。在仅限于KRAS突变亚组（n = 407名患者）的分析中，KRAS突变也与FTD/TPI相比安慰剂显著相关，OS效益降低（未调整的交互作用P = 0.0091；调整的交互作用P = 0.0037；完整回归模型拟合见附表8）。根据不同氨基酸变化对KRAS突变患者进行进一步分层分析，并未提供任何亚组中FTD/TPI与安慰剂的OS效益证据（扩展数据图6）。综合这些数据，可以看出在RECOURSE试验中，FTD/TPI治疗并没有导致KRAS G12 突变的mCRC患者的OS临床相关延长。

当排除携带KRAS突变的肿瘤患者进行分析时，FTD/TPI与安慰剂相比，明显延长了总生存期（n = 521；HR = 0.55；95% CI = 0.45–0.69；P < 0.001；图3a，右上角），在这个亚组中，中位总生存期延长了2.7个月（相比Mayer等人报道的全体人群的1.8个月）。

接下来，作者分析了KRAS G13 突变肿瘤患者接受FTD/TPI治疗的效果。与KRAS G12 突变人群形成鲜明对比的是，KRAS G13 突变患者在FTD/TPI组与安慰剂组相比显示出明显的生存期（OS）益处（HR = 0.34；95% CI = 0.17–0.67；P = 0.0018；图 图.3a，左下方）。这一结果在调整分析中仍然显著（HR = 0.21；95% CI = 0.090–0.48；P < 0.001；图 图.3b）。FTD/TPI组的中位OS较安慰剂组延长了三倍（8.7个月对比2.9个月；图 图.3）。FTD/TPI治疗的OS益处在KRAS G13 突变的转移性结直肠癌（mCRC）患者中明显更为显著，而在KRAS G12 突变的疾病患者中则较少（未经调整的相互作用P = 0.0026；经调整的相互作用P = 0.0023；图 图.3b；完整的回归模型拟合结果见附表8）。因此，KRAS G13 突变标志着患者从FTD/TPI治疗中获得明显的OS益处。

然后，作者评估了RECOURSE试验中KRAS密码子特定亚组的PFS。观察到FTD/TPI与安慰剂相比在所有三个亚组中的最小PFS益处（KRAS G12 、KRAS G13 和KRAS WT 突变患者的中位PFS益处分别为0.1、0.3和0.3个月），这些亚群之间的差异不显著（所有两两比较的交互作用均不显著；扩展数据图图7）。

KRAS突变和FTD/TPI耐药性在体外

最后，作者旨在使用同源细胞系和结直肠癌患者源性器官样（PDOs）体外复制这些发现（n = 7; 补充表9）。KRAS G12 突变敲入显著降低了两种结直肠癌细胞系模型SW48和Colo320对FTD（FTD/TPI的细胞毒性成分）的反应性（双侧Wilcoxon秩和检验P = 0.029；图4a-d）。母细胞系为KRAS WT ，不携带NRAS、BRAF、PTEN或PIK3CA等常见的结直肠癌致癌驱动基因突变。PDOs的结果与之类似，KRAS G12 突变的细胞系一致显示出降低的FTD反应性（双侧Wilcoxon秩和检验P = 0.034；图4e,f）。值得注意的是，KRAS G12 突变的存在与FTD诱导的DNA损伤（通过γH2AX测量）在同源细胞系和PDOs中相关联（图4g,h）。接下来，作者测试了对5-FU的体外敏感性，因为这种化疗药物与FTD/TPI密切相关，但其主要通过损伤RNA而不是DNA发挥作用。在所有模型中，KRAS G12 突变对5-FU的体外敏感性没有显著降低（图4i-l）。值得注意的是，KRAS WT 模型对FTD的更高敏感性不能通过更高的基线增殖率来解释，因为（未经处理的）KRAS WT PDOs的增殖率低于（未经处理的）KRAS G12 PDOs（扩展数据图 图8）。综上所述，这些结果表明，基于KRAS G12 突变的对FTD的抗药性可以在体外模拟，并且其特点是FTD诱导的DNA损伤有限。

总结

FTD/TPI的临床病理学和分子生物标志物已经进行了测试，但没有一个达到临床应用的水平。作者的研究结果表明，KRAS突变分析是一种已经在全球范围内实施的标准护理测试，可以识别出KRAS突变的mCRC患者，这些患者不太可能从FTD/TPI治疗中获益，从而避免对患者造成不必要的毒副作用，并合理利用医疗资源。因此，作者报道了基于基因组学的精准医学在mCRC化疗中的首次证明，这有可能大大改善FTD/TPI治疗的患者选择。对这篇文章的思路感兴趣的老师，欢迎咨询！