肺腺癌培美曲塞联合铂类疗效相关多肽标志物和预测模型研究

摘要

背景：
　　培美曲塞是一种第三代抗代谢肿瘤药，其通过相关载体进入细胞后转化成有活性的多聚谷氨酸盐，影响嘌呤和嘧啶合成相关的酶，从而起到抗肿瘤作用。JMDB临床研究结果显示：对于晚期非小细胞肺癌，培美曲塞联合顺铂方案的疗效与吉西他滨联合顺铂方案疗效相似，根据病理类型进行亚组分析显示，对于非鳞非小细胞肺癌，培美曲塞联合顺铂方案疗效更优，尤其是肺腺癌其中位生存期甚至超过1年。基于此成果，培美曲塞经美国FDA批准用于非鳞非小细胞肺癌的一线治疗。荟萃分析显示，非鳞NSCLC患者接受一线培美曲塞联合铂类化疗，其ORR和中位PFS分别仅为37.8％和5.7个月，仅部分患者能够从化疗中获益，因此临床上急需相关疗效预测标志物来指导化疗方案的选择。以往研究显示ERCC1和TS可能与铂类和培美曲塞的疗效相关，但均为回顾性研究且该标志物也未被相关指南推荐用于指导化疗药物选择，目前临床上尚无指导肺癌患者化疗个体化治疗的相关生物标志物。近年来，蛋白质/多肽组学在肿瘤研究中取得了丰硕的成果，在肺癌的诊断、疗效预测和预后方面发现了一大批潜在的生物标志物，有研究显示一些血清标志物或血清多肽分类模型能够预测肺腺癌EGFR-TKI的疗效，但目前尚无关于肺腺癌化疗疗效相关多肽预测生物标志物或多肽预测模型方面的研究。
　　第一部分培美曲塞联合铂类一线治疗晚期肺腺癌疗效和安全性观察
　　目的：
　　观察培美曲塞联合铂类一线治疗晚期肺腺癌患者的临床疗效与安全性,分析各临床因素和治疗方式对近期疗效和生存期的影响。
　　方法：
　　对2012年1月至2015年7月间所有就诊于军事医学科学院附属医院肺部肿瘤内科肺癌患者的临床资料、影像学资料及随访资料进行回顾性分析。入选标准为经组织或细胞学确诊为肺腺癌，临床分期为ⅢB或Ⅳ期，PS评分为0-2分，除脑转移病灶外无其他部位放疗史和至少具有一个可测量病灶的初治患者。所有患者化疗前给予叶酸、维生素B12和地塞米松预处理，给予一线培美曲塞（500mg/m2）联合顺铂（75mg/m2）或卡铂（AUC=5）方案化疗，每21天为一个化疗周期，每位患者至少接受2个周期的化疗，每2周期后进行一次影像学检查评价疗效。主要研究目标为培美曲塞联合铂类在肺腺癌患者一线治疗中的客观缓解率、疾病控制率、无进展生存期、总生存期、1年生存率及相关毒副反应。分析各临床因素和治疗方式对近期疗效和生存的影响。
　　结果：
　　1、共有236例患者入选了该研究，其中男性142例，女性94例；中位年龄58岁（33～80）；ⅢB期22例，Ⅳ期214例；有吸烟史109例，无吸烟史127例；所有患者PS评分为0～2分（其中0～1分234例，2分2例）；236例患者中共有192例患者进行了基因检测，其中EGFR阳性24例，ALK阳性8例，无突变160例，未知44例。
　　2、所有患者均进行了疗效评价，其中无 CR病例，PR87例，SD101例，PD48例，总体的客观缓解率为36.9%（87/236）,疾病控制率为89.7%（188/236），中位PFS为6.0个月，中位OS为13.7个月，1年生存率为60.0%。
　　3、根据患者的年龄、性别、吸烟史、铂类种类，是否维持治疗、是否联合恩度抗血管生成治疗等因素进行单因素亚组分层分析。亚组分析示：年龄因素和铂类种类对疗效无影响；不吸烟和吸烟患者间的客观缓解率存在显著差异（42.5%vs.28.4%, P=0.025）；有无联合恩度抗血管生成患者间中位PFS存在显著差异（7.0个月 vs.6.0个月，P=0.006），女性和男性之间的中位OS存在显著差异（14.5个月 vs.13.4个月, P=0.043），有无培美曲塞维持治疗患者间的中位PFS（8.5个月vs.6.3个月，P=0.046）和中位OS（16.7个月vs.13.7个月，P=0.027）均存在显著差异。8例ALK突变阳性患者DCR和中位PFS达到了87.5%和8.3个月。COX回归分析结果示示仅维持治疗有显著PFS和OS获益。
　　4、培美曲塞联合铂类常见不良反应依次为中性粒细胞减少（48.3%），白细胞减少（38.6%），贫血（15%），血小板减少（9.3%），恶心（62.3%），呕吐（31.8%），乏力（44%），脱发（14%）。
　　结论：
　　培美曲塞联合铂类一线治疗中国晚期肺腺癌患者化疗疗效确切，且不良反应可耐受，安全性良好。年龄和联合铂类药物种类对疗效无影响，不吸烟患者和化疗联合恩度治疗方案分别有更佳近期疗效及更长 PFS的趋势,女性患者有更长 OS的趋势，单因素和多因素分析均显示培美曲塞维持治疗能延长患者的PFS和OS。小样本ALK+患者一线培美曲塞联合铂类化疗具有较高的DCR和较长的PFS,ALK突变可能是与该方案疗效相关的分子特征。
　　第二部分基于多肽组学肺腺癌培美曲塞联合铂类化疗疗效相关标志物及预测模型研究
　　目的：
　　应用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-TOF MS）多肽组学技术寻找肺腺癌患者培美曲塞联合铂类化疗疗效相关的血清多肽生物标志物并进行鉴定，建立血清多肽预测分类模型，并进一步对该模型的疗效预测能力进行验证，以指导肺腺癌患者临床相关化疗方案的选择。
　　方法：
　　筛选自2012年12月至2014年10月间就诊于军事医学科学院肺部肿瘤内科的肺癌患者。所有患者均病理确诊为肺腺癌且临床分期为ⅢB或Ⅳ期，一线培美曲塞联合铂类治疗并有确切的疗效评价和完整的随访资料,收集患者化疗前血清样本储存备用。入组患者根据疗效和性别分层随机分入训练组和验证组，训练组患者根据其化疗疗效进一步分为疗效好和疗效差两组，应用MALDI-TOF MS对血清样本进行质谱分析获取多肽指纹图谱数据，结合生物信息分析软件，比较两组患者多肽组学差异，寻找与化疗疗效相关的多肽生物标志物，并进一步结合使用软件内多个数学模型算法进行分类建模。运用该分类模型对验证组指纹图谱进行分类，比较不同分类结果两组患者的ORR、DCR、PFS和OS，以验证该分类模型对该化疗方案疗效的预测能力。对一级多肽指纹图谱中具有显著差异的多肽峰进行二级质谱分析，对差异多肽序进行鉴定。
　　结果：
　　1、该研究共入选183例患者。其中男性114例，女性69例；中位年龄56岁（37～78）；ⅢB期18例，Ⅳ期165例；有吸烟史95例，无吸烟史88例；近期疗效方面，PR61例，SD79例，PD43例，整体的ORR和DCR分别为33.3%和76.5%。
　　2、根据疗效和性别进行分层随机，92人分入训练组，91人分入验证组，最终分组结果示两组基本临床特征均衡。对训练组中根据实验设计定义的疗效好和疗效差两组患者血清多肽进行质谱分析显示，在800-10000 Da检测范围内共检测到136个多肽信号峰，样本间多肽信号峰稳定。其中疗效好和疗效差患者两组患者血清多肽组学间存在显著差异的多肽信号峰（m/z:3316.19,6624.02,2142.12,4281.94,3773.02,3029.28,3955.87和3323.95Da）。这8个多肽峰在疗效好组均上调，可能是培美曲塞联合铂类化疗疗效相关生物标志物。
　　3、运用ClinProTools软件结合生物信息数学模型算法进行分类建模，最后选取快速分类法（Quick Classifier，QC）成功建模。该分类模型由四个多荷比该多肽构成（m/z：2142.12,3316.19,4281.94,6624.02 Da），对训练组中的样本数据的交叉验证结果和识别率分别为91.74%和94.74%。
　　4、运用分类模型对验证组91例指纹图谱进行分类。结果示91例验证组患者血清质谱结果均被成功分类，其中55例患者血清质谱分类结果为“疗效好”，36例患者分类结果为“疗效差”。分类结果为“疗效好”和“疗效差”两组患者的 ORR分别为49.1%和8.3%，差异具有统计学意义（P＜0.001），两组 DCR分别为96.4%和47.2%，差异同样具有统计学意义（P＜0.001），“疗效好”组患者具有更长的PFS（7.3月[95%CI:6.735–7.865月] vs.2.7月[95%CI:0.939–4.461月], P＜0.001）,但两组间OS并未见显著差异（13.6月[95%CI:11.109–16.091月] vs.12.7月[95%CI:10.201–15.199月], P=0.0675）。30例PR患者有27例患者分类结果为“疗效好”3名分类结果为“疗效差”；40例SD患者中26例分类结果为“疗效好”14例分类结果为“疗效差”；21例PD患者中的19例分类结果为疗效差，2例分类结果为疗效好。对验证组患者而言，该分类模型对培美曲塞联合铂类近期疗效预测能力的敏感性、特异性和准确率分别为89.5%、88.2%和89%。
　　5、对具有统计学差异的8个质荷比多肽信号峰进行LTQ-Orbitrap二级质谱分析，结果成功对2个质荷比多肽（m/z:2142.12,3316.19 Da）成功进行了测序和鉴定。其肽序列分别为K.AVEYYFASDASAVIEHTNR.V和K.NGVDGVYSADPNKDASAVKFDTLTHLDIINK.G。结合匹配和查库结果显示这两个质荷比多肽分别为glucosamine-fructose-6-phosphate aminotransferase和uridylate kinase片段。
　　结论：
　　1、肺腺癌患者培美曲塞联合铂类不同化疗疗效患者间血清多肽组学存在显著差异，具有显著统计学差异的8个多肽信号峰（m/z:3316.19,6624.02,2142.12,4281.94,3773.02,3029.28,3955.87和3323.95 Da）在疗效好组患者中均上调，可能是与培美曲塞联合铂类方案疗效潜在相关的多肽生物标志物。
　　2、运用ClinProTools软件结合相关生物信息算法成功建立由四个差异多肽（m/z：2142.12,3316.19,4281.94,6624.02 Da）组成疗效预测模型，验证结果显示该模型能很好地预测肺腺癌患者培美曲塞联合铂类的化疗疗效，对临床肺癌患者个体化化疗方案的选择具有一定的指导作用，需要后期加大样本量进行进一步验证。
　　3、对2个差异多肽（m/z:2142.12,3316.19 Da）进行鉴定显示为glucosamine-fructose-6-phosphate aminotransferase和uridylate kinase片段，可能是培美曲塞联合铂类化疗方案疗效相关的血清多肽标志物。

目录

声明

英文缩略词表

第一部分 培美曲塞联合铂类一线治疗晚期肺腺癌疗效和安全性观察

前言

1. 资料和方法

2. 结果

3.讨论

4、结论

第二部分 基于多肽组学肺腺癌培美曲塞联合铂类化疗疗效相关标志物及预测模型研究

前言

1研究对象与方法

2 结果

3 差异多肽的鉴定

4 讨论

5 结论

参考文献

附录

个人简历

致谢