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1、BRAF 基因及突变概述 BRAF基因是位于第7号染色体的长臂上（7q34）的原癌基因，BRAF蛋白是一种丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，为RAF激酶家族中的一员。
图1：BRAF V600E的蛋白晶体结构及靶向药物结合位点 BRAF基因突变发生在大量癌症组织中，比如，约100%的毛细胞白血病、50%的黑色素瘤、20%~40%甲状腺癌，10%~15%的结直肠腺癌，10%的脑胶质瘤，4%的非小细胞肺癌，小概率发生在其它类型白血病和卵巢癌中。 BRAF基因突变通常发生在蛋白激酶激活区域，主要包括点突变、小片段缺失、扩增、基因融合等，最常发生的突变类型就是BRAF V600E，BRAF V600是位于15号外显子第600位密码子的缬氨酸被替代，该突变使其蛋白活性上调至500倍。带有BRAF V600E突变的结直肠癌患者可能同时会存在高肿瘤突变负荷、高微卫星不稳定性（~30%-50%）、高CpG岛甲基化表型（~70%），甲基化介导的基因表达表观调控改变。 2、BRAF介导的信号通路 RAF激酶家族（ARAF、BRAF和CRAF）是RAS-RAF-MEK-ERK信号级联（MAPK信号）的核心组成部分，可传导细胞增殖、分化等信号并参与完成成熟细胞功能。当生长因子与细胞表面的受体（EGFR）结合后，受体的酪氨酸激酶结构域被激活并通过RAS激酶发出信号。RAF蛋白是活化的RAS蛋白的直接效应子，RAF分子的二聚化通过磷酸化和激活MEK进一步传递该信号级联，磷酸化的MEK激活ERK，活化后的ERK从胞质进入细胞核，磷酸化和活化核内的效应分子，最终启动与细胞增殖有关的靶基因转录，促进细胞增殖、分化、迁移、存活和促血管生成。 BRAF基因对于正常细胞的生长至关重要，但不受抑制的BRAF信号传导会促进肿瘤的发生发展。 当BRAF基因突变，KRAS/AKT通路过度激活，细胞循环紊乱，检查点相关通路异常，肿瘤细胞过度增殖，同时参与调控影响上皮间充质转换，影响机体免疫反应。因此，BRAF基因突变也预示着不良预后。
图2：RAS/BRAF/MEK/ERK 和PI3K/AKT/mTOR 信号通路及其抑制剂 3、BRAF基因的突变特点、治疗方法及耐药机制 BRAF V600E突变型结直肠癌多见于右半结肠（81%），多发于女性（65%），几乎不与KRAS突变同时发生。CSCO指南推荐结直肠癌患者行靶向治疗前，应检测BRAF V600E突变和RAS突变状态。BRAF V600E突变和RAS突变几乎不同时发生。 Mayo clinic的一项多中心回顾性队列研究显示，结直肠癌患者中，发生BRAF non-V600E突变的频率为2.2%（208/9643），占所有BRAF突变患者的21%（208/965）。BRAF non-V600E突变多发于左半结肠（63%），常见于男性（54%），多为MSS（94%），且与KRAS突变可以同时存在（26%）。 对比BRAF V600E突变及BRAF野生型的晚期结直肠癌患者，携带BRAF non-V600E突变患者的中位生存期（OS）显著延长（11.4个月 vs. 43.0个月 vs. 60.7个月，P <0.001），多因素分析结果显示BRAF non-V600E突变是结直肠癌预后更好的独立预测因子。 BRAF V600E突变可以作为信号通路的单体，引起MAPK通路自发持续异常激活，且不依赖RAS活性，导致结直肠癌的发生发展以及对EGFR单抗如西妥昔单抗、帕尼单抗的耐药，对BRAF抑制剂和信号通路下游MEK抑制剂敏感。 BRAF V600E基因突变的激酶活性最高，对BRAF单体抑制剂（维莫非尼，达拉非尼和康奈非尼）、MEK抑制剂（考比替尼，比美替尼和曲美替尼）及二者联合方案均敏感。 在单独使用RAF或MEK抑制剂的患者中，约50%会在治疗后的6~7个月内产生耐药。目前的研究表明，耐药患者中有60~70%的患者存在MAPK通路的再激活，这涉及到多种机制，可能和NRAS突变、BRAF扩增和MEK1/2突变等相关。 另外，有研究表明，BRAF V600E突变耐药也可能是相关自噬信号通路被激活。自噬是一个保守的细胞循环过程，在BRAF V600E突变的黑色素瘤中发现，在经过BRAF V600E抑制剂治疗的肿瘤中，自噬明显增加。自噬可以促进肿瘤的发生进展，并保护癌细胞免受化疗的细胞毒性作用。 为此，与敏感细胞系相比，BRAF抑制剂(BRAFi)耐药细胞往往表现出增加的自噬。BRAF抑制剂诱导的自噬有多种机制，如激活内质网(ER)应激蛋白gatekeeper GRP78、腺苷酸活化蛋白激酶，ERK1/2或mTOR被抑制，这会导致自噬相关的转录调控因子TFEB和TFE3表达上调，引起自噬。
图3：BRAF V600E抑制剂诱导自噬的相关信号通路 除了直接靶向RAF的抑制剂外，发生BRAF突变的患者也对MEK抑制剂敏感。MEK蛋白是细胞外信号相关激酶（ERK）途径的上游调节剂，抑制MEK1和MEK2可以抑制MAPK途径的下游信号传导。目前有三种靶向MEK的别构抑制剂——考比替尼（Cobimetinib）、曲美替尼（Trametinib）和比美替尼（Binimetinib）获批用于治疗BRAF V600突变的黑色素瘤。 临床前研究和临床证据均表明，在BRAF V600E突变的肿瘤细胞中，RAF抑制剂联用MEK抑制剂可增加肿瘤细胞凋亡水平，表现出更有效及持久的治疗响应，可以有效提高患者的无进展生存期（PFS）。 多项全球关键性临床研究结果显示，对比达拉非尼单药治疗，达拉非尼联合曲美替尼双靶向治疗方案可帮助BRAF V600E突变黑色素瘤患者实现更高的疾病缓解，达到更长的无进展生存。2020版CSCO诊疗指南也将双靶联合治疗列入BRAF V600E阳性的黑色素瘤、结直肠癌及肺癌的推荐用药。 参考文献： Mauri G, Bonazzina E, Amatu A, et al. The Evolutionary Landscape of Treatment for BRAFV600E Mutant Metastatic Colorectal Cancer. Cancers (Basel). 2021;13(1):137. Published 2021 Jan 4. Foth M, McMahon M. Autophagy Inhibition in BRAF-Driven Cancers. Cancers (Basel). 2021;13(14):3498. Published 2021 Jul 13. Grothey A, Fakih M, Tabernero J. Management of BRAF-mutant metastatic colorectal cancer: a review of treatment options and evidence-based guidelines. Ann Oncol. 2021 Aug;32(8):959-967. doi: 10.1016/j.annonc.2021.03.206. Epub 2021 Apr 7. Haling JR, Sudhamsu J, et al. Structure of the BRAF-MEK complex reveals a kinase activity independent role for BRAF in MAPK signaling. Cancer Cell. 2014 Sep 8;26(3):402-41 |
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