概要
上皮成長因子受容体（EGFR）経路は、大腸癌（CRC）の治療標的である。 EGFR拮抗薬はこの疾患において有効である。しかし、このような治療が奏効する患者はごく一部である。 腫瘍のキルステンラス肉腫ウイルス（KRAS）野生型（WT）状態は、抗EGFRモノクローナル抗体療法への反応に必要であるが、十分ではない可能性もある。 KRAS WT腫瘍を有する患者におけるこのような治療に対する一次抵抗性のメカニズムについて議論する。 抗EGFRモノクローナル抗体療法に対する耐性を克服するための戦略として、新規薬剤や新規療法の併用療法について検討する。 また、アジュバントおよびネオアジュバントにおける抗EGFRモノクローナル抗体の使用についても概説する。 はじめに
腫瘍の成長および進行は、シグナル伝達経路を制御する細胞表面膜受容体の活性に一部依存している。 これらの成長因子受容体はその発現と制御に異常があることがあり、成長因子経路の活性化は多くの悪性腫瘍で一般的である。 ERBB-1 または HER1 とも呼ばれる膜貫通型糖タンパク質である EGFR は、受容体チロシンキナーゼ（TK）ファミリーの一員である。 EGFR は、細胞の成長、分化、増殖を制御するシグナル伝達経路に関与しており、多くの異なるタイプの正常組織と、CRC を含むいくつかの腫瘍タイプで発現している。 図 1 に主な EGFR シグナル伝達経路を示す。 リガンドがEGFRに結合すると、受容体は二量体を形成し、チロシンキナーゼ活性を介して細胞内でシグナル伝達カスケードを形成する。 このシグナル伝達カスケードは、細胞増殖、アポトーシスの防止、浸潤・転移・新生血管の促進を制御する多くの細胞内経路を誘発する受容体の自己リン酸化の活性化により生じる。 癌原遺伝子 c-erb-B は EGFR をコードしており、癌原遺伝子の活性化により多くの腫瘍で EGFR が発現している . そのため、この経路を抗がん剤治療のターゲットとして研究することに関心が持たれていました。
EGFR 信号伝達経路 . (American Society of Clinical Oncology 2008から許可を得て転載). 受容体の細胞外ドメインに対する抗EGFRモノクローナル抗体と、受容体TK活性を競合的に阻害する経口低分子EGFR TK阻害薬である。 抗EGFRモノクローナル抗体であるセツキシマブとパニツムマブは、EGFRの細胞外領域に結合することで作用するため、リガンド結合領域をブロックしてリガンドによるTK活性化を阻害する … これらのモノクローナル抗体はEGFRのみを認識するため、標的に対して非常に選択的である。 低分子EGFR TK阻害剤であるエルロチニブとゲフィチニブは、細胞内ドメインに結合するアデノシン三リン酸（ATP）と競合することにより、TKの触媒活性を阻害する ……このような低分子EGFR TK阻害剤は、EGFRの細胞内ドメインに結合するATPと競合し、TKの触媒活性を阻害する。 これらの低分子阻害剤は、EGFR経路に特化したものではなく、血管内皮増殖因子（VEGF）受容体やEGFRファミリーの他のメンバーなど、異なる受容体チロシンキナーゼを阻害することができます。
抗EGFRモノクローナル抗体は、未治療の転移性CRCと化学療法不応症の両方で評価されています。 図2は、適切に選択された患者の生存率を向上させる抗EGFRモノクローナル抗体療法を適切に取り入れた転移性大腸癌の現在の治療パラダイムをまとめたものである。 表 1 は、転移性 CRC を対象とした抗 EGFR モノクローナル抗体の臨床試験の一部をまとめたものです。 抗EGFRモノクローナル抗体単剤での奏効率は9〜12％であり、セツキシマブと化学療法を併用した場合には、より高い奏効率が観察された。 未選択の転移性 CRC 患者に投与した場合、EGFR 阻害剤治療に反応するのは少数派であった。 そのため、これらの薬剤に対する感度を特定し、予測する方法が必要であった。
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| *統計的に有意な改善効果あり。 ORR：全奏功率、mTTP：無増悪期間中央値、mPFS：無増悪生存期間中央値、mOS：全生存期間中央値、N.R：未報告、5-FU：5-fluorouracil、BSC：最善の支持療法、FA：フォリン酸、NS：有意ではない、など。 |
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集中治療に適した転移性大腸がん患者に対する現在の治療パラダイム． *KRAS WT遺伝子のみを有する患者を対象としています。 CapeOX: capecitabine + oxaliplatin.
2. 抗EGFRモノクローナル抗体に対する反応性の予測
RASファミリーには、HRAS、KRAS、NRASなどのがん原遺伝子があります . KRAS (Kirsten ras sarcoma viral oncogene) は EGFR の下流にあるグアノシン三リン酸（GTP）結合タンパク質で、EGFR のシグナル伝達カスケードの構成要素であるマイトジェン活性化タンパク質キナーゼ（MAPK）経路の中心成分であります . 大腸癌の約40％は、KRAS遺伝子の変異によって特徴づけられる。 これらの変異の約90％はKRAS遺伝子のエクソン2のコドン12と13で起こり、残りの変異はコドン61と146で起こる（それぞれ約5％）。 このようなKRAS変異は、EGFRに依存しないシグナル伝達経路の構成的活性化につながり、抗EGFRモノクローナル抗体セツキシマブとパニツムマブの反応と利益の欠如を予測させる . De Roock らは、コドン 61 の変異がコドン 12 や 13 の変異と同様にセツキシマブに対する無反応を予測することを示したが、コドン 146 の変異はセツキシマブの有効性に影響しなかった。 コドン61の変異を検査しなかった場合、抗EGFRモノクローナル抗体治療に対する耐性をもたらす重要な変異を見逃す可能性がある。 原発巣と転移巣の KRAS 変異状態の一致率は非常に高く、92-100% である。 しかし、5～10％の患者では、原発巣、リンパ節、遠隔転移巣の間でKRAS変異状態が不均一であり、転移性CRC患者では抗EGFRモノクローナル抗体療法に対する反応がまちまちであることが報告されている . このため、一部の臨床医は、原発巣のKRAS状態のみが評価されている状況において、転移巣のKRAS変異状態を再評価することを求めています。
表2は、治療効果とKRAS変異の状態を分析した抗EGFRモノクローナル抗体の臨床試験をまとめたものである。 Amadoらは、化学療法抵抗性の転移性CRC患者において、パニツムマブ単剤療法とベストサポーティブケア（BSC）を比較した無作為化第III相試験で、KRAS変異状態の予測的役割を評価した。 この試験では、パニツムマブの臨床的有用性は、KRAS WT集団に限定されることが示された。 KRAS 変異は、パニツムマブの臨床的有用性の欠如を予測させるものであった。 同様に、Karapetisらは、セツキシマブによる治療がKRAS WT腫瘍の患者のOSとPFSを有意に改善することを示した。しかし、この化学療法抵抗性の患者集団では、KRAS変異腫瘍の患者は利益を得られなかった … Van Cutsem氏らは、転移性疾患に対する一次治療としてセツキシマブを使用することを検討した。 この試験の最終発表では、セツキシマブと化学療法を受けたKRAS WT腫瘍の患者のPFSに統計的に有意な効果が確認された。 Bokemeyerらは、転移性疾患に対する初期治療として、FOLFOX化学療法にcetuximabを併用することを検討した. このデータのレトロスペクティブな解析により、KRAS WT腫瘍の患者において、セツキシマブと化学療法は化学療法単独と比較して、統計的に有意に奏効率が高く、病勢進行のリスクも低いことが明らかになった. プロスペクティブに、パニツムマブは転移性一次治療においてFOLFOXまたはFOLFIRI化学療法と併用することが検討されている。 FOLFOX療法にパニツムマブを追加することで、PFSが統計的に有意に改善された。 表2のデータは、転移性CRCにおいて、KRAS WTおよび変異の有無が、前治療の有無や単剤・併用にかかわらず、抗EGFRモノクローナル抗体の感受性および抵抗性をそれぞれ予測することを裏付けています。 注目すべきは、KRASの状態が抗EGFRモノクローナル抗体療法に対する奏効の予測因子として確立されている一方で、予後予測因子としては否定されていることである。 KRASの変異状況とは対照的に、CRC細胞のEGFR発現の評価は、抗EGFRモノクローナル抗体療法に対する予測価値を実証できていない。 Cunninghamらは、免疫組織化学的解析によるEGFRの染色強度とセツキシマブに対する奏効率には相関がないことを報告した。 同様のデータは、パニツムマブでも報告されている 。 抗EGFRモノクローナル抗体治療を受けていないKRAS変異CRCは、KRAS WT病変の患者と比較して劣ることはない。 KRAS 変異の評価は、転移性 CRC の診断時に患者を管理する上で必須である。
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| *Statistically significant improvement †Statistically significant improvement for combination of cetuximab and irinotecan only.の略称。 ORR：全奏功率、mPFS：無増悪生存期間中央値、mOS：全生存期間中央値、N.R：報告なし、BSC：最善の支持療法 |
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KRAS変異状態に関する抗EGFR有効性のサブセット解析のレトロスペクティブ臨床試験の一覧。
3 耐性のメカニズム
KRAS変異は抗EGFRモノクローナル抗体療法に対する一次耐性の主要なメカニズムであるが、KRAS WT患者における耐性メカニズムも定義されてきている。 KRAS WT腫瘍患者の46％は、抗EGFRモノクローナル抗体による治療に反応しない 。 したがって、EGFRモノクローナル抗体抵抗性のWT型KRAS患者において、反応性の他の分子的決定因子が同定されつつあるところである。
B型Rafキナーゼ（BRAF）は、EGFRのRAS-RAF-MEKシグナルカスケードの構成要素である（図1参照）． BRAF 遺伝子の特定の変異（V600E）は、CRC の約 5-8% に認められ、KRAS のエクソン 2 に変異がない腫瘍に限定されると考えられている 。 BRAFはRASの直接下流に位置し、MEK経路の刺激につながる活性化変異を持つことがある。 BRAFの変異は予後不良をもたらすようであり、BRAFの変異は抗EGFRモノクローナル抗体に対する反応性の欠如を予測させるようである。 Loupakisらは、難治性転移性CRCに対してイリノテカンとセツキシマブの投与を受けていたBRAF V600E変異を有するKRAS WT腫瘍の患者87人を分析した。 この変異は患者の 15%に認められ，治療に対する反応の欠如（0% 対 32%, ）と全生存期間の短縮（4.1 ヵ月 対 13.9 ヵ月, ）に関連していた． 抗EGFRモノクローナル抗体による治療を受けた113人の患者の追加のレトロスペクティブ解析では、KRAS WT患者の14％にV600E BRAF変異が認められ、BRAF WT患者と比較して、治療に対する無反応、無増悪生存期間および全生存期間が統計的に有意に短いことと関連した。 セツキシマブと化学療法を併用した患者の腫瘍サンプルのDe Roock氏のレトロスペクティブ解析では、腫瘍の4.7％にBRAF変異が発見された ……。 KRAS野生型では、BRAF変異のキャリアは、BRAF野生型に比べてセツキシマブに対する奏効率が有意に低く（8.3%対38.0%、）、PFSが有意に短く（8週間対26週間、）、OSが有意に短い（26週間対54週間、）ことが示された . しかし、KRASやBRAFの変異状況は、OxaliplatinやIrinotecanのPFSやOSの臨床効果に影響を与えないようである。 V600E 変異を持つキナーゼ酵素 BRAF を選択的に阻害するいくつかの化合物（PLX4032、PLX4720、GDC-0879）が臨床開発中である。 これらの選択的BRAF阻害剤は，BRAF変異癌細胞株において，RAF-MEK-ERKシグナルを強力に阻害する． しかし、BRAF WTであるがKRAS変異を有する腫瘍では、これらのBRAF阻害剤はこの同じ経路を活性化するので、RAS変異を有する癌では避けるべきである。
EGFRのRAS-RAF-MEKシグナル伝達カスケードのBRAF下流には、分裂促進因子活性化タンパク質キナーゼ（MEK、MAP2Kとしても知られる）があり、細胞外シグナル伝達キナーゼ（ERK）を基質としている（図1参照） 。 AS703026、AZD6244、RO5068760 などの多くの MEK 阻害剤が、第 1 相および第 2 相臨床試験で検討されている、または現在検討されている。 いくつかのMEK阻害剤の開発は、奏効率が非常に低いか、眼球毒性があるために中止されている。 しかし、これらの薬剤は、BRAF V600E 遺伝子変異を有する腫瘍細胞株において、前臨床試験でかなりの活性を示している。 KRAS は MEK 阻害ではブロックされない多くの下流エフェクターを持つことが確立されており、実際 BRAF 変異細胞株は KRAS 変異細胞よりも MEK 阻害剤に感受性があることが分かっている . MEK阻害剤に反応しそうな患者を特定することが不可欠であり、BRAF遺伝子変異を有する患者はその良いスタート地点になると思われます。 KRASシグナルは多くの下流エフェクターを介して作用することから、KRAS変異を有する患者は、複数の標的薬剤の併用が必要となる可能性があります。 前臨床試験では、BRAF遺伝子の増幅がMEK阻害剤とBRAF阻害剤の両方に対する耐性のメカニズムであることを示唆しており、これらの阻害剤の併用がこれを克服する戦略である可能性がある 。
もう一つのEGFR経路は、PTEN/PI3K/AKT経路である。 PTENはホスファチジルイノシトール-3,4,5-トリフォスフェート（PIP-3）を主要な基質とするホスファターゼをコードしている。 PTENの機能が失われると、PIP-3濃度が上昇し、その結果、AKTが過リン酸化され、腫瘍細胞をアポトーシスから保護する。 原発性 CRC の約 60%に AKT のリン酸化亢進が認められる。 PTENの欠損、ホスファチジルイノシトール3キナーゼ触媒αポリペプチド（PIK3CA）の活性化変異、KRAS/BRAF/MAPKの活性化変異は、セツキシマブが引き起こすアポトーシスに対する抵抗性を付与する . セツキシマブベースのレジメンで治療されたKRAS WT腫瘍の患者では、PTENの欠損は有意に短いOSと関連していた。 CRCの約3分の1はPIK3CAの活性化体細胞変異を有しており、これらの変異は抗EGFR療法が有効でないことの予測因子であることが報告されている。 抗EGFRモノクローナル抗体に対する耐性をもたらす可能性のあるその他の遺伝子変化には、PI3Kシグナル伝達の阻害剤、PI3Kシグナル伝達の下流メディエーターであるPAK4（p-21-activated protein kinase）とAKTの共増幅、PI3Kシグナルの上流活性化因子であるIRS2（insulin receptor substrate 2）の増幅が含まれる …
4 耐性を克服する戦略
抗EGFRモノクローナル抗体療法に対する耐性の問題に対する多くのアプローチが研究され、現在も進行中である。 抗EGFRモノクローナル抗体と細胞毒性化学療法との併用はすでに議論されている。 経口低分子EGFR阻害剤であるエルロチニブとゲフィチニブは、それ自体では不活性である 。 エルロチニブとカペシタビン、オキサリプラチンの前治療例への併用、ゲフィチニブとFOLFOXの併用が小規模第II相試験で検討され、良好な結果が得られたが、化学療法単独をコントロールとした無作為化試験が必要である . 抗EGFRモノクローナル抗体と抗EGFR TK阻害剤の二重療法は、どちらかの薬剤単独に対する耐性を克服する可能性がある。 難治性患者に対するセツキシマブとエルロチニブの併用療法で41％の奏効率が報告されたが、これはKRASおよびBRAF WT腫瘍の患者に限られたものであった。
EGFRと血管内皮増殖因子（VEGF）はいくつかのシグナル伝達経路を共有しており、前臨床データでは抗EGFR薬と抗VEGF薬の併用が相乗効果を持つことが明らかにされている 。 BOND-2試験では、イリノテカンおよびオキサリプラチン抵抗性でベバシズマブ未使用の患者を、cetuximabおよびベバシズマブとイリノテカンの併用または非併用に無作為に割付けた。 奏効率、TTP、OSは3剤併用療法に有利であったが、この結果は、その後のこの併用療法に関する研究では維持されなかった。 その後の2つの無作為化第III相試験で、抗EGFRモノクローナル抗体とベバシズマブの併用は、KRAS変異の有無にかかわらず、治療成績を改善せず、実際に毒性を増加させる可能性があることが示された。 PACCE試験では、パニツムマブとオキサリプラチンまたはイリノテカンベースの化学療法およびベバシズマブとの併用療法が評価された。 2つのモノクローナル抗体の併用療法は、KRAS WTと変異型腫瘍の両方で、毒性の増加とPFSの有意な短縮を伴った。 CAIRO2試験では、カペシタビン、オキサリプラチン、ベバシズマブを含むレジメンにセツキシマブを併用した場合にも同様の結果が得られた。
抗EGFRモノクローナル抗体耐性を克服するために、新しい薬剤や併用療法が採用されている。 VEGF、血小板由来成長因子（PDFG）、Kit受容体の経口阻害剤であるMotesanibは、難治性疾患患者においてパニツムマブとの併用または併用せずに検討されています。 変異型BRAFキナーゼの阻害剤の多くは、上述のように臨床開発中です。 AMG102は、ヒト肝細胞増殖因子（cMETとしても知られ、その過剰発現はセツキシマブ抵抗性と相関する）に対するモノクローナル抗体で、転移性CRC患者においてパニツムマブとの併用で研究されています ……。
5. ネオアジュバント療法とアジュバント療法
転移性疾患患者における抗EGFRモノクローナル抗体の臨床的有用性を考えると、術後（アジュバント）治療としてのこれらの治療の評価は正当化された。 術後補助療法では，微小転移巣の根絶が治癒率の上昇につながる。 N0147 試験では、III 期 KRAS WT 結腸癌を切除した患者 1760 例を FOLFOX とセツキシマブの併用、または非併用に無作為化した。 中間解析の結果、セツキシマブが有効な患者群がないことが判明し、この試験は早々に中止となった。 当初、本試験ではKRAS変異の有無にかかわらず患者を登録し、KRAS変異のある658名の患者において、FOLFOXにセツキシマブを追加した場合、無病生存期間（DFS）が損なわれ、OSが損なわれる傾向がみられた …
直腸癌では、EGFRはネオアジュバント放射線治療（RT）との併用で論理的なターゲットとなる。 レトロスペクティブな解析により，ネオアジュバントRTを受けたEGFR発現直腸癌患者の病理学的完全奏効（pCR）率の低下とDFSの短縮が示されており，EGFRを標的とすることにより放射線感度が向上する可能性があることが示唆されている。 いくつかの第I/II相試験で、直腸癌患者のネオアジュバント療法におけるセツキシマブと化学放射線療法の併用が検討されている。 これらの研究により、cetuximabは術前化学放射線療法と安全に併用できることが示されたが、pCR率は低かった（5-12％）。 これらの研究のうち2つの研究では、KRAS遺伝子変異の有無と奏効率の相関について解析が行われた。 KRAS WT腫瘍の患者において、Bengalaらは腫瘍の退縮率が高い傾向(KRAS WT 36.7% 対 KRAS 変異 11%)を報告したが、統計的有意差には至らなかった() 。 Debucquoyらもまた、KRAS WT腫瘍と治療に対する病理学的奏効との間に相関を見出せなかった. 我々の知る限り、panitumumabは直腸癌患者においてRTとの併用で研究されていない。 抗EGFRモノクローナル抗体のステージIII WT KRAS結腸癌に対するアジュバント療法での有用性を証明できなかったことを考えると、直腸癌に対するこれらの薬剤の今後の研究の価値は疑問である。
前臨床ではゲフィチニブが放射線感受性の改善を示している。 Valentini et al. は、局所進行直腸癌患者41人を対象に、ゲフィチニブ、5-フルオロウラシル（5-FU）の持続注入、骨盤内RTの組み合わせを検討し、pCR率30％と報告したが、毒性が問題で、この組み合わせの安全性を確立するにはさらなる研究が必要である。
直腸癌に対する術前化学放射線療法と併用した抗EGFRおよび抗VEGF療法の効果はまだ不明であるが、転移性CRC患者における化学療法との併用によるEGFRおよびVEGF阻害の結果が否定的であることから、この方法を検討する研究はありえないだろう . Blaszkowskyらは、局所進行直腸癌患者において、ベバシズマブ、エルロチニブ、5-FUとRTの併用を検討する小規模な試験を行った。 このレジメンは忍容性が高く、pCR率も47％と高活性であり、今後の研究に値すると思われる。 しかし、DFSとOSの代用としてのpCRの価値は不明である。