表型转化是靶向治疗中一种常见的耐药机制。虽然肺腺癌（LUAD）向小细胞肺癌或鳞状细胞癌的转化已得到广泛研究，但向肉瘤样癌（SC）的转化却鲜有报道。研究者从EGFR TKIs治疗后病情进展的晚期EGFR突变 LUAD患者中获取了肿瘤再次活检样本，系统地进行了基因和组织学检查。研究者也确定了一些EGFR野生型患者，这些患者在使用靶向不同驱动癌基因的抑制剂治疗无效后，发生了从腺癌向SC的罕见转化。此外，研究者还回顾性收集了42例诊断为原发性肺SC的病例作为对照队列，以全面描述转化后的SC的生物学事件和临床结局。

在第一代/第二代和第三代EGFR-TKIs治疗失败的患者中，分别有2.5%和4.8%的患者因发生SC转化而产生耐药。与未发生组织学转化的病例相比，SC转化的特点是TP53、RB1和MET基因变异的频率更高；PI3K信号通路也显著激活。研究者确定了15例从腺癌向SC的罕见转化病例，其中包括7例EGFR激活突变病例和8例无EGFR突变的病例。所有发生SC转化的样本不仅保留了其原有的驱动突变，而且还与原发性肺腺癌存在特定的共同基因变异。此外，转化后的SC在免疫组化和分子特征方面与原发性SC相似。

肺腺癌向SC的转化是一种广泛适用于靶向不同驱动癌基因抑制剂的耐药机制。免疫治疗联合化疗显示出有望使发生SC转化患者获益的潜力，值得在更大的队列中进一步研究。

研究背景

针对致癌驱动基因变异（特别是EGFR体细胞突变）的靶向治疗，极大地改变了非小细胞肺癌（NSCLC）的治疗方式。尽管靶向治疗取得了显著的临床效果，但在临床实践中，耐药问题仍不可避免地出现。EGFR继发性突变、旁路激活信号通路以及组织学转化，共同构成了导致治疗失败的主要耐药机制。值得注意的是，在EGFR-TKIs治疗失败后，由于肿瘤组织重复活检具有侵入性且不常规使用，这给表型变化的诊断带来了困难。大量研究致力于研究EGFR突变腺癌向小细胞肺癌（SCLC）或鳞状细胞癌（SCC）的组织学转变。相比之下，EGFR突变型腺癌向肉瘤样癌（SC）的转化仍是一个需要进一步研究的课题。此外，尽管临床数据较少，但也有报道称非EGFR突变腺癌中也会发生形态学改变。这表明表型转换可能是靶向治疗中一种普遍存在的耐药机制。

肺肉瘤样癌（PSC）是一种罕见的非小细胞肺癌亚型，发生率约为0.4%。肉瘤样癌的特点是恶性程度高、进展迅速且预后较差。对于被诊断为原发性肉瘤样癌的患者，由于手术切除后肿瘤迅速复发且对化疗的反应率低，因此迫切需要一种有效的治疗方法。值得注意的是，上皮性肿瘤的肉瘤样转化意味着肿瘤细胞内发生了上皮-间质转化（EMT）；这是EGFR突变非小细胞肺癌中一种公认的内在耐药机制。大多数关于EMT介导的耐药性的信息都来自细胞系研究。由于很少进行重复活检，临床上经病理检查证实的肉瘤样转化仅有偶尔的报道。

在本研究中，我研究者对接受第一代/第二代和第三代EGFR-TKIs治疗后病情进展的晚期EGFR突变LUAD患者的肿瘤重复活检样本进行了深入的基因和组织学分析。对耐药机制的系统探究，使研究者能够更深入地了解肉瘤样转化的发生频率以及与组织学转化相关的高危基因因素。此外，研究者对不同驱动癌基因患者中发生转化的肉瘤样癌有了新的认识，并将其生物学特征与原发性肉瘤样癌进行了比较。

研究结果

EGFR - TKIs耐药的基因型和表型机制：

在第一代/第二代和第三代EGFR - TKIs治疗进展后，分别有80例和115例晚期EGFR突变LUAD患者接受了标准的肿瘤再次活检。对于接受第一代/第二代EGFR - TKIs治疗的患者，EGFR p.T790M突变（43.8%）以及MET（11.2%）、PIK3CA（10.0%）、CDK4/6（6.3%）和CCND1/CCNE1（6.3%）基因变异构成了基因型水平上获得性耐药机制的主要部分（图1A）。同时，在80例患者中有10例（12.5%）观察到从LUAD向SCC（6.3%）、SCLC（3.8%）或SC（2.5%）的组织学转化。值得注意的是，在单个耐药肿瘤病例中，基因型和表型改变可能同时存在。

图1

同样，对于第三代EGFR - TKIs治疗失败的患者，研究者确定了已明确的获得性耐药分子机制：EGFR依赖的耐药机制，包括EGFR p.C797X（12.2%）和EGFR p.L718Q（2.7%）；以及EGFR非依赖的机制，包括MET扩增（14.8%）、PIK3CA突变（14.8%）和ERBB2扩增（11.3%）（图1B）。与第一代/第二代EGFR - TKIs治疗进展的患者相比，接受第三代EGFR - TKIs治疗的患者中组织学转化的发生率更高（约20.0%的病例）。这些转化包括转化为SCLC（（11.3%）、SCC（5.2%）和SC（4.3%）。在某些对第三代EGFR - TKIs耐药的患者中，也可以观察到基因型和表型改变的重叠。

EGFR突变患者转化前后的基因组图谱：

研究者使用EGFR - TKIs治疗失败后获取的再次活检肿瘤样本，比较了发生组织学转化和未发生组织学转化患者的独特基因组特征（图1C）。TP53、MET、PIK3CA、LRP1B、RBM10和RB1是耐药情况下最常见的基因组变异。值得注意的是，发生肉瘤样转化的患者比未发生组织学转化的患者表现出更高频率的TP53和RB1突变，这与小细胞肺癌转化中观察到的模式相似（图1D）。此外，在发生鳞状细胞癌转化和肉瘤样转化的患者中均观察到相当数量的MET基因变异。在转化后的肉瘤样癌中，涉及PIK3CA、PTEN和MTOR突变的PI3K信号通路也显著激活，同时存在大量的FAT2、CDKN2A和IKZF1基因变异。

发生肉瘤样转化的肺腺癌的临床病理特征：

除了上述7例发生肉瘤样转化的EGFR激活突变患者外，还确定了另外8例携带非EGFR致癌成瘾突变且被诊断为转化为肉瘤样癌的患者。在入组的15例患者中[中位年龄56岁（四分位距，45 - 66岁）]，8例（53.3%）为男性，5例（33.3%）有吸烟史。所有患者均被诊断为IV期或复发，15例患者中有11例（73.3%）记录有胸外转移。肉瘤样转化后，肿瘤最大直径范围为22至81毫米，平均直径为45毫米。从最初诊断为肺腺癌到病理证实发生肉瘤样转化的间隔时间为3.3-47.9个月，中位间隔时间为14.7个月。发生肉瘤样转化患者的详细临床病理特征总结在表1中。

表1

有13例具有可靶向治疗的基因变异患者在靶向治疗进展后发生了肉瘤样转化。3例EML4 - ALK融合的患者，服用了ALK - TKIs，其中2例服用恩沙替尼，1例服用克唑替尼。3例EGFR外显子19缺失（19del）的患者接受了阿美替尼（一种第三代EGFR - TKI）治疗（2例作为一线治疗，1例在吉非替尼治疗进展后作为二线治疗）。3例EGFR L858R突变的患者接受了EGFR - TKIs治疗（包括2例服用奥希替尼和1例服用吉非替尼）。此外，1例罕见的EGFR - RAD51融合患者接受了阿法替尼治疗；1例新发MET扩增患者接受了克唑替尼治疗；1例KIF5B - RET融合患者服用了普拉替尼；1例CD74 - ROS1融合患者将克唑替尼作为一线治疗。除了可靶向治疗外，化疗和多靶点治疗也可能与肉瘤样转化有关。1例TP53错义突变和NF1移码突变的患者接受了化疗，但最终病情进展，再次活检显示从肺腺癌到肉瘤样癌的表型改变。还有1例携带KRAS G12C突变的患者服用安罗替尼作为挽救治疗，但发生了组织学转变。

研究者还系统回顾了先前发表的报告，并总结了19例从腺癌向肉瘤样癌发生表型转化的病例和2例发生肉瘤样转化的病例。综合先前报道的数据和本病例，研究者发现肉瘤样转化常发生于EGFR 19del和EGFR L858R突变的患者中，其次是EML4 - ALK和ROS1重排的患者。

从肺腺癌向肉瘤样癌组织学演变的潜在免疫组化和基因组变化：

在肉瘤样转化前，免疫组化显示所有病例的CK和CK7均呈强阳性。相比之下，转化后所有病例的Vimentin呈强阳性，TTF - 1和NapsinA呈阴性，揭示了从上皮表型到间充质表型的线性进化模式。通过对转化前和转化后的配对肿瘤样本进行NGS检测，研究了原发性腺癌和转化后的肉瘤样癌的共有和特有变异，以追踪反映表型变化的基因变异。绘制了热图展示每个患者的共有和特有变异，并构建了相应的系统发育树（图2A）。所有发生肉瘤样转化的样本不仅保留了其原有的驱动突变，而且还与原发性肺腺癌存在特定的共同基因变异。原发性和复发病变的NGS结果表明，在这些患者中存在从原发性肺腺癌到肉瘤样癌，再到复发的肉瘤样癌的线性进化模式。

图2

此外，纳入了42例有可用NGS结果的原发性肉瘤样癌作为对照队列。大多数病例发生在男性患者中（85.7%），尤其是吸烟者（73.8%），中位肿瘤大小为55.0毫米。在发生肉瘤样转化的患者和原发性肉瘤样癌患者之间发现了相似的临床特征。就免疫组化特征而言，从腺癌转化而来的肉瘤样肿瘤与原发性肉瘤样癌相似。接下来，研究者比较了发生肉瘤样癌转化的肺癌患者和原发性肉瘤样癌患者的基因组图谱，以全面揭示促成组织学转化的潜在基因变异（图2B）。15例患者中有9例在肉瘤样转化后进行了NGS检测。发生肉瘤样转化的患者的基因组特征与原发性肉瘤样癌患者的特征非常相似。值得注意的是，与原发性肺肉瘤样癌不同，从腺癌转化而来的肉瘤样肿瘤中EGFR突变率较高，因为它们在组织学演变后保留了初始的EGFR突变。相比之下，由于针对KRAS的靶向治疗使用有限，原发性PSC中的KRAS突变率较高。在所有具有肉瘤样癌表型的病例中，TP53（68.6%）是最常见的基因变异，其次是LRP1B突变（19.6%）和RB1突变（17.6%）。值得注意的是，涉及NF1（17.6%）、PIK3CA（15.7%）和NF2（9.8%）基因变异的PI3K信号通路被发现显著激活。此外，在这些患者中观察到MET外显子14跳跃或扩增（11.8%）的显著高发生率，这突出了发生肉瘤样转化的肿瘤通过获得基因突变模仿原发性肉瘤样癌的可能性。此外，本队列中的1例患者在EGFR - TKIs治疗进展后出现了MET基因拷贝数增加。综合先前报道的数据，研究者发现MET激活在肉瘤样转化的病例中是一种常见现象。

然而，发生肉瘤样转化肿瘤的肿瘤突变负荷（TMB）相对低于原发性肉瘤样癌，这可能归因于肿瘤从腺癌向肉瘤样癌的转化（图2C）。尽管如此，无论原发性还是转化后的肉瘤样癌，在具有可靶向驱动突变的患者中未观察到显著差异。对15例发生肉瘤样转化患者中的8例和42例原发性PSC患者中的13例的肿瘤样本进行了染色并评估了PD - L1表达水平。发生肉瘤样转化的肿瘤显示出与原发性PSC相当的相对较高的PD - L1表达水平（图2D）。

免疫治疗联合化疗对靶向治疗失败后肉瘤样癌患者的临床获益：

考虑到原发性和转化后的肉瘤样癌中EGFR/ALK突变阳性的比例可能不均衡，研究者选择具有可靶向驱动突变的患者进行进一步分析，以避免潜在的偏差。然而，由于在靶向治疗进展后具有完整随访数据的患者样本量有限，研究者无法进行统计分析。对于晚期原发性PSC患者，3例在匹配的靶向治疗失败后接受免疫治疗联合化疗达到了部分缓解（图3A）。同时，在5例发生肉瘤样转化且具有完整疗效数据的EGFR突变患者中，发现了与单纯化疗相比，化疗联合免疫治疗的治疗效果有改善的趋势。此外，研究者展示了1例罕见的EGFR融合患者，该患者最初对阿法替尼有反应，但由于肉瘤样转化而产生耐药。在二线治疗中，该患者接受免疫治疗联合化疗，持续了29个月直至最后一次随访（图3B）。

图3

 讨 论 

LUAD向SC的转化极为罕见，然而，它却是一种导致靶向治疗失效的普遍机制。本研究对携带EGFR突变且对EGFR-TKIs耐药的LUAD患者的肿瘤活检样本进行了全面的基因和组织学分析。研究发现，在第一代/第二代和第三代EGFR-TKIs治疗失败的患者中，分别有2.5%和4.8%的患者因发生SC转化而产生耐药。此外，本研究强调，肉瘤样转化可介导对靶向不同驱动癌基因抑制剂的耐药，这些驱动癌基因包括EGFR以及非EGFR变异（例如，ALK/ROS1/RET融合和MET扩增）。另外，发生SC转化的样本不仅保留了原有的致癌驱动基因，且与原发性肺腺癌存在特定的共同变异，同时在免疫组化和基因组特征方面也与原发性PSC相似。免疫治疗联合化疗可能会使从腺癌转化为肉瘤样癌的患者受益。

总体而言，在癌细胞系研究中，由复杂的EMT过程介导的耐药机制已得到系统且广泛的研究。然而，在临床环境中，EMT尚未在组织学检查中得到充分验证。为了填补这一知识空白，本研究首次报道了导致EGFR-TKI治疗失败的肉瘤样转化的发生频率。实际上，在第一代/第二代EGFR-TKIs治疗失败的患者中，肺腺癌向肉瘤样癌的组织学转化极为罕见。相比之下，在接受第三代EGFR-TKI治疗的患者中，其发生频率有所增加。据推测，与第一代/第二代EGFR-TKIs相比，第三代EGFR-TKIs更强的抑制活性以及更长的治疗持续时间所带来的选择压力增加，可能在一定程度上解释了这种差异。治疗后组织学转化的几种可能机制已被揭示，包括多能癌症干细胞分化、肿瘤内异质性以及某些基因的额外获得性突变。如先前的报告所述，TP53和RB1失活会增加向SCLC转化的风险。与未发生组织学转化的情况相比，在肉瘤样转化中经常观察到TP53和RB1基因变异，这与向SCLC的转化类似。此外，在转化后的肉瘤样癌中，涉及PIK3CA、PTEN和MTOR突变的PI3K信号通路高度激活。值得一提的是，PI3K激活通路可触发EMT过程的启动，并在癌细胞系中发挥核心作用。然而，驱动肺腺癌向肉瘤样癌转变的潜在基因变异以及确定克服或预防这种转变的治疗策略，还需要更多的临床证实和探索。

转化的SC模仿PSC具有相似的生物事件。然而，PSC的罕见发生极大地限制了其基因和分子基础的定义，从而阻碍了针对PSC临床试验的制定和PSC量身定制治疗策略的制定。值得注意的是，尽管术后复发迅速，手术目前仍被认为是治疗PSC的主要方法。然而，发生SC转化的患者往往由于疾病进展到晚期而失去了手术机会。令人鼓舞的是，丰富的免疫细胞浸润和高水平的PD-L1表达使SC成为一种“热”肿瘤。与传统的铂类化疗相比，免疫治疗显著延长了SC患者的PFS，并改善了肿瘤缓解情况。本研究也提供了证据，表明免疫治疗联合化疗在匹配的靶向治疗失败后的原发性SC患者或由 LUAD转化而来的SC患者中显示出了潜在的益处。随着NGS检测的广泛应用，有报道称在SC中MET外显子14剪接位点突变的频率更高（4.9%-31.8%），且靶向MET突变的赛沃替尼已显示出强大的治疗效果。MET扩增在SC转化中起着至关重要的作用，从而为优化治疗策略提供了有前景的途径。

本研究的回顾性性质和单中心研究特点是其局限性。然而，本研究是关于腺癌向肉瘤样癌转化患者的最大规模队列研究，并比较了原发性肉瘤样癌与发生肉瘤样转化患者的病理和分子特征。仍需要进行大规模研究，特别是对转化前后配对样本的分子特征和PD-L1表达水平的分析，以及对更有效治疗策略的探索。

本研究的发现代表了在理解和处理由肉瘤样转化介导的靶向治疗耐药方面的一项突破。尽管向肉瘤样癌的转化很罕见（在EGFR突变型肺腺癌中<5%），但它是靶向不同驱动癌基因抑制剂的一种常见耐药机制。发生肉瘤样癌转化的样本保留了其初始突变，且与TP53、RB1和MET突变的高频率以及PI3K激活信号通路相关。转化后的肉瘤样癌在免疫组化和分子特征方面与原发性肺肉瘤样癌相似。化疗联合免疫治疗显示出对肉瘤样癌患者有益的潜力，但还需要在转化患者群体中进一步证实和研究，特别是在具有经典EGFR外显子19缺失或L858R突变的患者中。

参考文献：

Pang L, Zhuang W, Huang Y, Liao J, Yang M, Zhang L, Zhang Y, Fang W. Rare transformation from lung adenocarcinoma to sarcomatoid carcinoma mediates resistance to inhibitors targeting different driver oncogenes. J Natl Cancer Cent. 2024 Dec 17;5(1):75-81. doi: 10.1016/j.jncc.2024.12.005. PMID: 40040879; PMCID: PMC11873652.

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