“绘”解读真报告丨U2AF1突变实例印证！为啥肺癌患者有必要扩大基因检测范围？

现阶段，靶向治疗是肺癌精准治疗的重中之重。患者治疗前，通过基因检测筛选分子特征找到“标靶”是靶向治疗的基石。2023年《中华医学会肺癌临床诊疗指南》明确推荐[1]，NSCLC必检基因包括EGFR、ALK、ROS1、RET、BRAF V600、MET 14号外显子跳跃突变、KRAS、NTRK、MET扩增或过表达、HER-2等基因，以及PD-L1蛋白表达、TMB等免疫指标检测。尤其是对于含腺癌成分的NSCLC，无论其临床特征，基因检测已成为常规指导方案。

图1 摘自2023年《中华医学会肺癌临床诊疗指南》

根据北京协和医院的大型临床数据统计，约70%的肺癌患者携带指南推荐的驱动基因突变，为患者靶向治疗提供指南级别的证据支持[2]。那么，肺癌患者是否有必要扩大基因检测范围，关注更多的基因突变呢？我们结合具体案例分析。

案 例

患者信息：男、62岁

病理诊断：（左肺上叶）浸润性腺癌，中分化

送检样本：石蜡切片+对照血

检测项目：实体瘤全外显子组基因检测（组织版）

图2 患者病理报告

接收到样本后，通过全面的基因检测及生信分析，患者样本中并未检出EGFR、ALK、ROS1等共识推荐的驱动基因突变，只检出U2AF1 p.Ser34Phe（S34F）突变，变异丰度（VAF）为26.04%。

图3 患者基因检测检出突变

肺癌患者U2AF1基因突变提示预后不良

经调研，患者检出的U2AF1基因（U2小核RNA辅助因子1）是前mRNA剪接所需的剪接体复合体的重要组成部分。在致病机制上，U2AF1突变导致RNA剪接过程的改变，并发生跳跃剪接，影响蛋白功能。S34F位点位于U2af1蛋白的C3H1型锌指区域1内，其变体引起3’剪接位点识别的特异性改变，使U2af1蛋白功能增强，基因的异常剪接、异位表达促进肿瘤细胞增殖[3]。

图4 U2AF1基因功能结构域和相关癌症

U2AF1突变会导致多种肿瘤的发生，尤其是在骨髓增生性综合征（MDS）和急性髓样白血病（AML）等血液恶性肿瘤中较为常见。血液肿瘤NCCN指南明确将U2AF1基因S34,Q157突变确定为预后不良因子。

图5 摘自《骨髓增生异常综合征NCCN临床实践指南》

在实体瘤中，约3%的肺腺癌患者存在U2AF1基因突变，前列腺癌和卵巢交界性肿瘤中也有报道[4]。同样地，U2AF1基因突变也能预测肺癌的预后。早在2012年[5]，有回顾性研究发现，纳入的四名携带U2AF1突变的肺癌患者相比野生型患者，无进展生存率（PFS）显著缩短，文章结合早期多篇临床研究结论，总结出U2AF1（p=0.00011）与TP53（p=0.0014）基因一样，突变型导致患者生存不佳，是肺癌的预后不良因素，并需要更积极的治疗方案和密切的复发风险监测。

图6 Kaplan-Meier曲线, U2AF1和TP53突变型与野生型患者的PFS

免疫治疗可能是U2AF1突变患者的优选方案

《中华医学会肺癌临床诊疗指南（2023版）》提到，对于晚期NSCLC，与驱动基因检测同样重要的是应检测PD-L1的表达情况（2A类推荐证据），综合评估靶向治疗和免疫治疗的可行性。本案例患者驱动基因为阴性，且未检测PD-L1蛋白表达，属于“驱动基因阴性且PD-L1表达未知的非鳞癌”患者。参考《中国非小细胞肺癌免疫检查点抑制剂治疗专家共识》中NSCLC治疗路径图的建议[6]，患者可能适用于免疫联合化疗或者含铂双药化疗等治疗方案。那么患者检出的U2AF1对患者方案的选择是否有帮助？我们查找相关研究。

图7 摘自《中国非小细胞肺癌免疫检查点抑制剂治疗专家共识》

2019年发表在Nature Cell Biology上的研究指出，突变型U2AF1剪接体能够直接介导白细胞介素-1受体相关激酶-4（IRAK4-L）的表达，IRAK4-L表达与免疫接头蛋白MyD88结合后形成myddosome复合物，该复合物与多种获得性和固有免疫响应的受体结合，促使NF-κB和MAPK的信号传导，最终激活免疫途径[7]。结合U2AF1突变的作用机制，RNA剪接因子的基因突变可能导致基因组不稳定性增加，免疫原性提高，也促进了U2AF1突变型患者与免疫治疗的相关性。

去年，四川省人民医院发表的综述文章总结了U2AF1基因突变在血液肿瘤和实体肿瘤中的发生情况和治疗潜力[3]。文中提到，U2AF1突变改善了患者的免疫反应、白细胞分化和细胞增殖调节等生物学途径，携带U2AF1突变的血液肿瘤和实体瘤患者可能获益于免疫疗法。这也为本案例无驱动基因突变的肺腺癌患者提供了免疫治疗的方向支持。结合指南的治疗推荐，免疫联合化疗可能是该患者更优的选择。另外，研究还介绍了NCT04447651（PRISMM）临床试验，旨在针对U2AF1/SF3B1/SRSF2等基因突变的转移性实体瘤患者，探索获益于免疫疗法的可能。该临床试验尚未开启招募但值得关注，希望不久的将来会为U2AF1突变的患者带来喜讯。

图8 关于U2AF1突变治疗的临床试验

图9 NCT04447651（PRISMM）临床试验，摘自ClinicalTrials.gov

U2AF1突变有哪些靶向治疗药物值得关注？

针对U2AF1突变的肿瘤，目前还没有批准的靶向治疗药物。OncoKB™数据库推荐了H3B-8800靶向药物，这是基于2018年纪念斯隆凯特琳中心发表在Nature Medicine上的临床前研究[8]，研究通过药代动力学/药效学建模、体外小鼠模型培养等多种角度，发现H3B-8800与U2AF1基因突变导致的SF3b复合物能够直接作用，通过保留短的富含GC的内含子来选择性地杀死突变的剪接体细胞，减轻肿瘤负荷，为H3B-8800治疗U2AF1基因突变的肿瘤提供理论基础和研究证据。

2022年，南昌大学第一附属医院发表的一项研究，通过建立野生型（U2AF1-WT）和突变型（U2AF1-S34F）的非小细胞肺癌A549细胞系[9]。剪接分析显示，U2AF1-S34F突变影响许多DNA损伤修复基因的剪接，诱导了关键同源重组蛋白RAD51的错误剪接和下调。在U2AF1-S34F的细胞中，即便在低剂量的RAD51抑制剂的作用下，对ATRi诱导的DNA损伤也高度敏感。表明U2AF1-S34F在肺癌中引起DNA损伤修复因子的错误剪接，并使细胞对ATR抑制剂和RAD51抑制剂敏感，这可能是未来U2AF1靶向治疗药物研发方向。

图10 U2AF1-S34F通过下调RAD51诱导DNA损伤并对ATR/RAD51抑制敏感

另外，有趣的是，2019年，斯坦福大学的癌症研究所还发现肺腺癌中U2AF1 S34F突变与ROS1融合之间具有相互作用[10]。该研究在ROS1融合的HCC78细胞系中构建U2AF1 S34F突变型和野生型细胞系，发现在肺腺癌中，相比较短的SLC34A2-ROS1同源异构体（融合断点位于exon33，exons 34-43），较长的SLC34A2-ROS1同源异构体（融合断点位于exon31，exons 32-43）更容易导致U2AF1 S34F突变（≈3倍差异），并同步增加肿瘤细胞的侵袭潜力。体外细胞系研究还发现，相比ROS1融合+U2AF1野生型细胞系，携带ROS1融合+U2AF1 S34F突变的细胞系对ROS1抑制剂克唑替尼更加敏感，U2AF1突变为ROS1融合的肺癌带来了更好的靶向治疗疗效。

图11 长/短SLC34A2-ROS1同源异构体肿瘤侵袭潜力（g）及发生比例（i）；U2AF1野生型与S34F突变型影响克唑替尼疗效（h）

总体来看，U2AF1基因突变在肺癌中发生率较低，其与肺癌患者预后的关系已经被明确，可以为患者提供治疗参考。虽然相关靶向治疗的药物尚未研发上市，但调研发现，该靶点在肺癌治疗中也备受关注，多项临床前研究报道了令人鼓舞的成果，尤其是免疫治疗即将步入临床试验，也相信U2AF1基因突变的治疗药物能够尽快突破。

本案例也强调了大panel基因检测在肺癌乃至实体瘤的治疗和预后评估上的重要意义，尤其是晚期且治疗方案极度有限的肿瘤患者，应通过全面的基因检测寻找指南内外和临床试验的治疗方案，不应忽视任何一个基因带来的诊治指导。而本次为患者检测的实体瘤全外显⼦组基因检测则覆盖齐全：包括2万+基因的全外显子区域，全面分析基因的SNV、indel以及CNV变异类型，还包括56个融合基因的内含子区域。并提供TMB、MSI、HLA分型、新生抗原预测等多种免疫治疗相关预测，实现为患者一次检测，少留遗憾！

参考文献：

[1]中华医学会肿瘤学分会， 中华医学会杂志社. 中华医学会肺癌临床诊疗指南（2023版） [J] . 中华医学杂志， 2023, 103(27) : 2037-2074. DOI: 10.3760/cma.j.cn112137-20230510-00767.

[2]Si X, Pan R, Ma S, Li L, Liang L, Zhang P, Chu Y, Wang H, Wang M, Zhang X, Zhang L. Genomic characteristics of driver genes in Chinese patients with non-small cell lung cancer. Thorac Cancer. 2021 Feb;12(3):357-363. doi: 10.1111/1759-7714.13757. Epub 2020 Dec 9. PMID: 33300283; PMCID: PMC7862783.   

[3]Badar T, Vanegas YAM, Nanaa A, Foran JM, Al-Kali A, Mangaonkar A, Murthy H, Alkhateeb HB, Viswanatha D, He R, Shah M, Yi CA, Litzow MR, Gangat N, Tefferi A, Patnaik MM. U2AF1 pathogenic variants in myeloid neoplasms and precursor states: distribution of co-mutations and prognostic heterogeneity. Blood Cancer J. 2023 Sep 21;13(1):149. doi: 10.1038/s41408-023-00922-7. PMID: 37735430; PMCID: PMC10514309.

[4]Cancer Genome Atlas Research Network. Comprehensive molecular profiling of lung adenocarcinoma. Nature. 2014 Jul 31;511(7511):543-50. doi: 10.1038/nature13385. Epub 2014 Jul 9. Erratum in: Nature. 2014 Oct 9;514(7521):262. Rogers, K [corrected to Rodgers, K]. Erratum in: Nature. 2018 Jul;559(7715):E12. PMID: 25079552; PMCID: PMC4231481.

[5]Imielinski M, Berger A H, Hammerman P S, et al. Mapping the hallmarks of lung adenocarcinoma with massively parallel sequencing[J]. Cell, 2012, 150(6): 1107-1120.

[6]周彩存, 王洁, 步宏, 王宝成, 韩宝惠, & 卢铀等. (2020). 中国非小细胞肺癌免疫检查点抑制剂治疗专家共识(2019年版). 中国肺癌杂志, 23(2), 12.

[7]Smith MA, Choudhary GS, Pellagatti A, Choi K, Bolanos LC, Bhagat TD, Gordon-Mitchell S, Von Ahrens D, Pradhan K, Steeples V, Kim S, Steidl U, Walter M, Fraser IDC, Kulkarni A, Salomonis N, Komurov K, Boultwood J, Verma A, Starczynowski DT. U2AF1 mutations induce oncogenic IRAK4 isoforms and activate innate immune pathways in myeloid malignancies. Nat Cell Biol. 2019 May;21(5):640-650. doi: 10.1038/s41556-019-0314-5. Epub 2019 Apr 22. PMID: 31011167; PMCID: PMC6679973.

[8]Seiler M, Yoshimi A, Darman R, Chan B, Keaney G, Thomas M, Agrawal AA, Caleb B, Csibi A, Sean E, Fekkes P, Karr C, Klimek V, Lai G, Lee L, Kumar P, Lee SC, Liu X, Mackenzie C, Meeske C, Mizui Y, Padron E, Park E, Pazolli E, Peng S, Prajapati S, Taylor J, Teng T, Wang J, Warmuth M, Yao H, Yu L, Zhu P, Abdel-Wahab O, Smith PG, Buonamici S. H3B-8800, an orally available small-molecule splicing modulator, induces lethality in spliceosome-mutant cancers. Nat Med. 2018 May;24(4):497-504. doi: 10.1038/nm.4493. Epub 2018 Feb 19. PMID: 29457796; PMCID: PMC6730556.

[9]Chen C, Zhou P, Zhang Z, Liu Y. U2AF1 mutation connects DNA damage to the alternative splicing of RAD51 in lung adenocarcinomas. Clin Exp Pharmacol Physiol. 2022 Jul;49(7):740-747. doi: 10.1111/1440-1681.13646. Epub 2022 May 10. PMID: 35434831.

[10]Esfahani MS, Lee LJ, Jeon YJ, Flynn RA, Stehr H, Hui AB, Ishisoko N, Kildebeck E, Newman AM, Bratman SV, Porteus MH, Chang HY, Alizadeh AA, Diehn M. Functional significance of U2AF1 S34F mutations in lung adenocarcinomas. Nat Commun. 2019 Dec 13;10(1):5712. doi: 10.1038/s41467-019-13392-y. PMID: 31836708; PMCID: PMC6911043.