PDX模型助力BRAF抑制剂耐药型黑色素瘤患者二线治疗方案的选择

转移性黑色素瘤是最具挑战性的恶性肿瘤之一，预后差。直至近期，全身治疗选择有限，反应率差、无生存获益。靶向治疗和免疫治疗已使转移性黑色素瘤的治疗发生革命性变化，BRAF抑制剂-维罗非尼[vemurafenib]，以及抗细胞毒性T-淋巴细胞相关抗原4（ CTLA-4）抗体-易普利单抗[Ipilimumab]，是第一批被证实有生存获益的药物。尽管这些治疗在初期取得成功，但大多数患者最终进展，因此研究药物有效反应和耐药性机制，合理地设计联合治疗和评价这些药物在转移性黑色素瘤治疗中的有效性是至关重要的。

近年来，来源于患者肿瘤组织的移植瘤模型（Patient-derived xenograft, PDX）为肿瘤生物标志物的鉴定、药效的评估提供了有效的研发资源。与使用细胞系建立的肿瘤模型相比，PDX模型减少了体外培养步骤，保持临床肿瘤细胞的形态和分子生物学特征，因而用该模型做出的药效结果将更为准确，与临床试验结果更为接近。

来自美国费城WistarInstitute的Meenhard Herlyn团队利用PDX模型对BRAF抑制剂耐药型黑色素瘤的耐药机制及患者个体化二线治疗方案的选择进行了探索性研究，其采用的研究思路如下：

研究者共构建了12例BRAF抑制剂耐药型黑色素瘤PDX模型，并利用靶向基因测序与靶向蛋白检测技术确认了所有PDX模型的BRAF耐药机制，明确了MAPK与PI3K信号通路活化是转移性黑色素瘤患者BRAF抑制剂耐药的主要原因。并且分别选取了1例获得性和1例原发性BRAF耐药型转移性黑色素瘤PDX模型对耐药后二线治疗方案的选择进行了研究。

病例1（WM3936）：

患者临床初始接受达拉非尼（Dabrafenib）治疗，反应良好，但治疗9个月后出现大腿皮下转移病灶，取该病灶活检组织建立PDX模型（WM3936-1），并改为使用维罗非尼（Vemurafenib）治疗，但大腿皮下病灶继续进展，因此在维罗非尼治疗3个月后手术切除此病灶，并取手术标本成功建立另一个PDX模型（WM3936-2）。基因水平检测确认这两个PDX模型均为MAPK信号通路中NRAS和PI3K信号通路中PIK3CA的获得性突变（图1A），蛋白水平检测确认BRAF抑制剂持续处理下，这两条通路中的关键蛋白ERK/MAPK和AKT的磷酸化化水平均升高（图1B），由此确认BRAF抑制剂持续处理下，MAPK和PI3K信号通路出现重新活化。

       注：基因水平和蛋白水平均确认BRAF抑制剂持续处理下，WM3936-1与WM3936-2两个PDX模型的MAPK和PI3K信号通路活化；WM3965 PDX模型MET扩增，BRAF抑制剂持续处理下，MAPK信号通路活化，PI3K信号通路未活化。

       接下来，研究者选取WM3936-2 PDX模型，通过PDX药敏测试验证同时抑制MAPK和PI3K两条通路是否可以抑制BRAF抑制剂耐药型黑色素瘤PDX模型肿瘤的增长。研究结果显示，PI3K抑制剂BKM120与BRAF/MEK抑制剂Encorafenib+Binimetinib或ERK抑制剂VX-11e联用时均有很好的抑瘤效果（图2）。

病例2（WM3965）：

患者临床初始接受维罗非尼（Vemurafenib）新辅助治疗，3个月后，右腮腺出现疾病进展（PD），手术切除右腮腺并建立PDX模型。经基因水平检测，确认WM3965 PDX模型存在MET扩增（图1），后经对比患者BRAF抑制剂治疗前与疾病进展转移后肿瘤组织标本中MET的表达情况，确认患者在BRAF抑制剂治疗前就已经存在有MET扩增（图3），提示该患者为MET扩增型BRAF抑制剂原发耐药性黑色素瘤。

       接下来，研究者通过PDX药敏测试验证同时抑制MET活性和MAPK通路是否可以抑制BRAF抑制剂耐药型黑色素瘤PDX模型肿瘤的增长。研究结果显示，MET抑制剂Capmatinib与BRAF/MEK抑制剂Encorafenib+Binimetinib 联用时具有最好的抑瘤效果。

该文章作者运用PDX模型对BRAF抑制剂耐药型黑色素瘤的耐药机制进行了深入研究，将靶向基因测序与靶蛋白检测技术相结合拟定BRAF抑制剂耐药型黑色素瘤二线治疗备选方案，并运用PDX药敏测试技术对这些备选方案进行验证研究，为后续临床治疗方案的制定提供了可靠的理论依据，正如文章作者Meenhard Herlyn所说，这种基因测序+蛋白检测+PDX药敏测试的模式未来可能会更多地应用于肿瘤患者的个体化精准治疗，具有很好的应用前景。

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