《EUROPEAN UROLOGY ONCOLOGY》 2024 年5月在线发表美国纽约Memorial Sloan Kettering Cancer Center的Jennifer Ma , Luke Del Balzo , Henry Walch , 等撰写的《立体定向放射外科治疗肾细胞癌脑转移的临床结果和靶向基因组分析。Clinical Outcomes and Targeted Genomic Analysis of Renal Cell Carcinoma Brain Metastases Treated with Stereotactic Radiosurgery》（doi: 10.1016/j.euo.2024.07.005. ）。
背景:
尚不明确肾细胞癌(RCC)脑转移瘤(BMs)的分子特征。局部治疗的有效管理，包括立体定向放射外科(SRS)，是至关重要的，因为全身治疗的进步提高了总生存率(OS)。
肾细胞癌(RCC)脑转移瘤(BMs)的及时识别和多学科管理对于限制致病率和死亡率至关重要。10 - 20%的转移性RCC患者出现脑转移，可表现为隐匿症状或颅内水肿和出血性转化引起的显著神经功能损害。舒尼替尼或纳武单抗（ sunitinib or nivolumab）等全身性药物的前瞻性经验表明，RCC BM患者的颅内活性有限，而回顾性数据显示，其他酪氨酸激酶抑制剂如卡博替尼(cabozantinib)的疗效令人鼓舞。由于RCC脑转移瘤患者经常被排除在临床试验之外，因此仍然缺乏能够告知临床医生关于RCC脑转移瘤的最佳管理的数据。放疗(RT)伴或不伴手术切除仍然是脑转移瘤治疗的基本支柱(图1A)，对于颅内转移数目有限(通常多达5个)且表现良好的患者，通常会考虑切除。立体定向放射外科(SRS)提供了有效的局部疾病控制和比全脑放疗(WBRT)更少的神经认知毒性，而不会损害总生存期(OS)。鉴于已知RCC具有放射耐药组织学特征，已经研究了SRS和其他消融放疗在原发性和转移性RCC中的作用。立体定向消融放疗(SABR)已被证明在特定人群中治疗原发性肾肿瘤是有效和安全的。对于有症状的患者，消融放疗联合免疫治疗(IO)在转移性肿瘤中的作用已被证明比单纯姑息治疗更有效，一项正在进行的2期临床试验研究了SABR联合伊匹单抗/纳武单抗（ipilimumab/nivolumab）在细胞减少方面的作用。在两项前瞻性单臂研究中，SABR也被证明是安全有效的，用于治疗有限数目的转移部位。虽然有一些正在进行的研究在转移性RCC的情况下进行消融RT，但在全身治疗的背景下评估RCC脑转移瘤的SRS治疗结果的研究受到小的患者队列的限制。因此，尚不清楚可能与SRS反应和生存相关的临床或分子特征。原发性和转移性RCC的基因表达分析显示与血管内皮生长因子(VEGF)和IO反应相关。将这些分子特征应用于RCC脑转移似乎是可行的，但由于临床数据、样本量和匹配原发肿瘤(PT)的比较不足，研究受到限制。随着新的生物标志物的开发，在RCC-BM人群中的应用将对改善该人群的不良预后至关重要。在这里，我们试图全面描述一大批接受SRS治疗的转移性RCC- BM患者的临床、影像学和分子特征。我们不会研究脑转移瘤和非脑转移瘤样本中基因组改变之间的因果途径，因为我们的目的是首先表征这两组的基因组特征。
目的:
在一个大的患者队列中确定SRS治疗的RCC脑转移瘤的临床基因组学特征。
设计、环境和参与者:
对2010年1月1日至2021年3月31日接受SRS治疗的所有RCC BM患者进行了单中心回顾性分析。
干预:
RCC脑转移瘤的SRS治疗。
我们对2010年1月1日至2021年3月31日期间接受SRS治疗的组织学证实的透明细胞RCC (ccRCC)和非透明细胞RCC合并实质性脑转移瘤进行了回顾性分析，经IRB批准。我们排除了没有基线脑成像或既往接受过WBRT的患者。如果在放射开始日期后1个月内进行全身治疗，则定义为同步治疗。脑转移瘤诊断时的颅外疾病控制定义为研究人员评估脑转移诊断后2个月内影像学无新发或进展性疾病(PD)。体积数据来自SRS治疗方案。
病变反应和生存分析
从基线扫描时间到最后一次随访，获得所有可用的脑成像的病变大小。在薄层(1 - 3mm)轴向对比后T1加权脑磁共振成像(MRI)上测量病变的最大直径，所有病例的最终检查由具有中枢神经系统(CNS)特异性训练的主治放射肿瘤学家进行。基于神经肿瘤脑转移瘤(RANO-BM)标准的反应评估来评估病灶水平的反应，适合于独立评估每个病变，因此没有最小病变大小的要求。
我们将部分缓解(PR)定义为病灶大小较基线缩小50%，PD定义为病灶大小较基线增大>25%。在SRS治疗前手术切除或SRS治疗后因放射坏死或复发而切除的病变被排除在病变水平反应评估之外，但被纳入患者水平分析。颅内无进展生存期(iPFS)定义为从脑转移瘤诊断到发生新的实质脑转移、局部复发、脑脊膜疾病或死亡的持续时间。从BM诊断到任何原因导致的死亡，生存率被测量，如果患者存活或没有后续随访数据，则在最后一次成像时对患者进行审查。采用Kaplan-Meier法估计OS和iPFS。中位、2年和3年OS和iPFS率以95%置信区间(CI)报告。
分子分析
手术切除的来自该BM队列的ccRCC BM标本使用Memorial Sloan Kettering-Integrated Mutation Profiling of Actionable Cancer Targets (MSK-IMPACT)实体瘤临床试验进行了下一代测序(NGS)，其中包括多达505个基因测序至700X深度，并进行了种系校正。
比较了我们的脑转移瘤患者队列(PTs、脑转移瘤和颅外转移[ECM])中肿瘤的分子特征，并与我们机构MSK-IMPACT数据库中存储的非脑转移瘤患者的相应ccRCC肿瘤特征进行了比较。这些比较队列使用了两个不同的人群。第一个人群包括来自队列中所有原发性肾癌患者的肾脏样本，这些患者具有可获得的全面基因组数据、临床随访数据(包括是否存在脑转移)和可获得的随访数据。第二组由另一组原发性肾肿瘤患者组成，同样来自MSK-IMPACT数据库，标准与上述相同，但明确排除任何已知的脑转移瘤病例。基因组分析使用cbiopportal平台和使用R统计包(v4.1)的内部脚本执行。使用Fisher精确检验比较各组之间的基因组变异频率差异，并使用Benjamini-Hochberg方法对多个假设的p值进行校正。采用Wilcoxon秩和检验比较上述两组肿瘤突变负荷(TMB)和基因组改变分数(FGA)的连续变量。使用单变量和多变量(MVA) Cox比例风险模型评估每位患者的临床因素和基因突变，并使用具有竞争死亡风险的聚类竞争风险回归评估每位患者的BM。采用Cox比例风险法，选择临床相关协变量和基因组特征纳入iPFS和OS的多变量模型。临床协变量包括Karnofsky 一般表现状态评分(KPS)、OS和颅内疾病手术切除的颅外疾病控制和RCC亚型、iPFS的颅外疾病控制和RCC亚型。TMB的计算方法为非同义突变的数量除以IMPACT面板所覆盖的兆碱基的数量。FGA计算为绝对log2拷贝比大于0.2的基因组百分比，如前所述。使用OncoKB精确肿瘤学知识库过滤基因组改变以筛选驱动变异体。基因被整合到致癌信号通路中，使用来自癌症基因组图谱(Cancer Genome Atlas, PanCancer Atlas)项目的信号通路手稿提供的精心策划的通路模板。
结果测量和统计分析:
进行下一代测序以确定BM患者中更普遍的基因改变。使用Cox比例风险模型评估每位患者的临床因素和基因改变≥10%的样本，使用具有竞争死亡风险的聚类竞争风险回归评估每位患者的BM。
患者及治疗特点
从2010年到2021年，我们确定了91例患有RCC脑转移的BM 未接受过放疗（RT-naïve）患者，他们对212个病变进行了SRS治疗。组织学上以透明细胞为主(86%;表1)大多数患者在BM诊断前接受了全身治疗(80%)，中位数为1 (IQR 1 - 2)。在一线全身治疗中，57例(56%)患者接受了VEGF抑制剂，20例（21%）患者接受了基于PD-1/ PD - L1的IO治疗，12例(13%)接受了IO/靶向治疗联合治疗，5例(5.5%)接受了mTOR抑制剂。在诊断BM时，26例(34%)患者的颅外疾病得到控制。45名患者(49%)在诊断时有局限性疾病，所有患者都接受了最终的肾切除术，在局限性和转移性疾病诊断之间的中位时间为28个月(IQR 8-57)。大约一半的患者(46例;51%)在RCC的初始诊断时被诊断为新发转移性疾病，其中28例患者(31%)接受了细胞减瘤性肾切除术。在这些患者中，26例(29%)随后接受了SRS治疗。大多数患者在SRS治疗后改变了全身治疗(71例;78%)。我们比较了63例完整脑转移瘤患者和28例切除脑转移瘤患者的人口统计学和治疗特征(补充表1)。在诊断脑转移瘤时，接受切除术的患者有较高的症状性疾病发生率(93% vs 54%;p < 0.001)，更有可能在SRS治疗之前未接受过全身治疗（36% vs 13%;P = 0.011)，同不接受靶向治疗的可能性较小(39% vs 76%;p < 0.001)，总体而言，SRS治疗前接受全身治疗的较少(1.3 vs 1.9;P = 0.049)。
病变特点
在212例接受SRS治疗的脑转移瘤中，SRS的中位剂量为21 Gy (IQR 21 - 27)，中位分数为1 (IQR 1 - 3;中位肿瘤直径为7mm (IQR为6.3-10.5)，中位计划靶体积为1.34 cc (IQR为0.64-5.3)。
患者结果
存活患者的中位随访时间为38.8个月。中位iPFS和OS分别为7.8个月(IQR为5.7-11)和21个月(IQR为12-32)。在2年和3年，OS率分别为47% (IQR 37-60%)和29% (IQR 20-41%)， PFS率分别为23% (IQR 15-35%)和11% (IQR 5.5% - 22%)(图1和补充表2)。KPS 80和颅外疾病控制与MVAs较长的OS显著相关(p分别= 0.049和0.008)。细胞减瘤性肾切除术和非肾切除术，与MVA行明确肾切除术的患者相比，SRS治疗前患者的OS较低(风险比[HR] 2.90, 95% CI 1.49, 5.67；p = 0.002, HR 2.32;95% ci 1.13, 4.77;P = 0.022)。没有临床变量与MVA的iPFS显著相关(补充表3)。
每个病人和每个病灶的治疗反应
在91例患者中，在SRS治疗后12个月，只有38%的患者观察到颅内进展(表2)。在SRS治疗后12个月，局部控制(LC)为83%(图1)。在大多数患者中SRS治疗取得了良好的疗效。在134个完整脑转移中，在3个月时有可用的反应数据，颅内总反应率为41%(表2)。在RT后6个月，未完全缓解(CR)的病灶中位大小为7.3 mm (IQR为3.2-41)。134个病灶的最佳总缓解包括49% CR、19% PR、25%稳定病(SD)和7.5% PD(图2)。
60例患者接受单次SRS治疗，中位剂量为2100 cGy(补充表4)。17例患者在RT后3个月时放射影像学病灶直径初始增加，相应的6个月缓解数据，超过一半的患者在6个月时转化为缓解(补充图1)。59%(10/17)的病变在3个月评估时最初符合进展标准，在6个月评估时被认为是假性进展的代表。
BM和原发性RCC的基因组分析
74名患者(84%)的基因组图谱来自17例切除的脑转移瘤(补充表5和6)，20例ECM和31例原发性肾肿瘤。将RCC脑转移瘤患者中10个最常改变的基因与队列中的原发性RCC患者和机构数据库中没有已知脑转移瘤的原发性RCC患者的肾脏样本进行比较(图3A)。TMB和FGA也进行了研究，发现ECM的TMB有统计学意义高于PT (ECM中位数:4.7 vs PT中位数:3.7,p = 0.041)，但与RCC脑转移瘤相比无差异(图3B)。BM、ECM和PT样本在基因和通路水平上的基因组改变比较显示，BM患者的CDKN2A拷贝数缺失比ECM (35% vs 10%， p = 0.11)或PT (35% vs 13%;p = 0.14)患者(图3C)。381例无已知脑转移灶的原发性肾肿瘤的独立机构数据集被用作比较队列(图3D和3E)，其中262例(69%)为局限性疾病，85例(22%)为转移性疾病，35例(0.9%)为未知疾病。BM+患者与BM -患者在基因和通路水平上的基因组改变的比较显示，在BM+患者中，磷酸肌肽3激酶(PI3K)通路的改变更为普遍(43%比16%，p = 0.001, q = 0.010)，其中大部分是磷酸酶和紧张素同源物(PTEN)的改变(17%比2.7%，p = 0.003, q = 0.041;图3 d)。比较PT (BM+)和PT (BM -)样本的TMB和FGA，没有发现患者组之间有任何显著差异(图3E)。随后检查10% BM样本中改变的基因与iPFS的关系(补充表5)。
结果和局限性:
91例RCC脑转移瘤患者接受SRS治疗照射212个脑转移瘤，存活患者的中位随访时间为38.8个月。中位颅内无进展生存期和OS分别为7.8个月(四分位间距[IQR] 5.7-11)和21个月(IQR 16-32)。在SRS治疗后12个月，83%的持久局部控制得以实现，59%的病变在3个月评估时最初符合放射有效学进展标准，在6个月评估时被认为是假性进展。与BM-患者相比，BM+患者在基因和通路水平上的基因组改变的比较显示，PI3K通路改变在BM+患者中更为普遍(43%对16%，p = 0.001, q = 0.01)，其中大多数是PTEN改变(17%对2.7%，p = 0.003, q = 0.041)。
讨论：
在这项研究中，我们报告了一大批接受明确SRS治疗的RCC-BM患者的临床基因组学结果。据我们所知，这是报道的最大的颅外和原发性肾肿瘤对照的切除脑转移瘤的基因组分析队列，也是唯一的包含详细的中枢神经系统特异性临床结果的基因组分析报告。我们报告所有治疗病变的LC率为92%，iPFS为7.8个月(IQR为5.7-11)。这一经验为SRS作为RCC BM治疗管理的重要组成部分提供了证据，并为可能与高未满足需求的患者群体相关的分子策略提供了基础。
SRS似乎在异质队列患者中对RCC脑转移瘤提供了强有力的控制，包括那些接受手术或随后的全身治疗的患者。引人注目的是，有一半的脑转移瘤最初在3个月时被归类为PD，在6个月时转化为CR、PR或SD，这表明假性进展率很高，是一种常见的早期发现。鉴于SRS的总体高LC率，这一发现应纳入临床治疗决策，并应在设计该患者群体的临床试验评估终点时予以考虑。
放射性坏死(RN)也可能导致其余脑转移瘤在SRS治疗后6个月归类为PD，而不是真正的疾病进展。RN是一种典型的副作用，在SRS治疗后数月在受照部位表现为局灶性病变。总的来说，SRS治疗具有比WBRT更可耐受的毒性，众所周知，WBRT会导致长期认知障碍。尽管如此，在接受SRS治疗的脑转移瘤患者中，有多达12%的患者可能出现症状性RN。在当前的成像模式下，区分RN和局部肿瘤进展的能力是具有挑战性的，组织取样仍然是明确诊断的唯一方法。目前，MRI灌注检查被用于无创评估，因为在这种情况下，由于肿瘤活检的侵袭性，即使是大型的国际脑转移瘤研究也难以获得病理证实。由RN引起的扩张性病变的临床表现与局部肿瘤进展相似，即使通过连续MRI监测也难以确定。为此，症状性RN和肿瘤进展的复合终点可能被证明是评估SRS治疗患者长期预后的最敏感终点。
考虑到PI3K- AKT -mTOR信号通路在ccRCC和非透明细胞RCC中已确立的作用，以及mTOR抑制剂在疾病管理中的标准使用，我们发现PI3K通路改变在有脑转移瘤的RCC患者中更为常见，这一发现令人感兴趣。PI3K促进肿瘤生长、血管生成和转移，PI3K致病性突变与肿瘤侵袭性和生存预后差有关。相反，PTEN通过抑制PI3K信号发挥抑瘤作用，PTEN的失调在RCC中很常见，进一步促进肿瘤生长。先前对依维莫司等mTOR药物的生物标志物的研究表明，免疫组化与PTEN表达有显著的临床相关性，而与TSC1/TS2/mTOR基因的突变状态无关。先前评估PI3K和mTOR双重抑制的研究已经显示出毒性增加，这反过来可能具有有限的功效。由于PI3K抑制剂的开发已经在临床前环境中显示出有希望的中枢神经系统活性，未来评估新药物的努力可能有助于分子选择人群。
根据国际转移性肾细胞癌数据库联盟的最新数据，脑定向治疗和颅内LC变得尤为重要，该数据表明，接受神经外科或SRS干预的RCC脑转移患者的生存期较长。本研究的结果，在之前研究LC对OS益处的背景下，表明SRS在RCC脑转移瘤治疗中起着重要作用。需要进一步研究RCC脑转移瘤的基因组图谱，以确定可能的反应生物标志物，从而开发一种分层管理的精准医学方法。
我们的研究有一些局限性，包括使用适应的RANO-BM标准，这在区分假性进展或RN与真进展方面是有限的。获得匹配脑瘤样本的困难限制了我们匹配对分析的能力，尽管大多数脑肿瘤是在RT之前获得的，但先前治疗的效果也可能影响这些肿瘤的分子谱。透明细胞和非透明细胞RCC肿瘤具有不同的分子特征;然而，考虑到它们与SRS治疗的关联，我们将它们归类在一起。此外，基因组数据中可能存在采样偏差，因为颅内样本通常是在手术切除后获得的，这通常是由于肿瘤大小较大或症状严重的病变所必需的。肿瘤是在不同的疾病阶段获得的，包括来自许多疾病部位的样本，这可能导致临床疾病状态和RCC的克隆异质性存在差异。因此，来自肿瘤组织的NGS数据可能不能完全代表仅用SRS治疗的小或无症状病变。
结论:
据我们所知，这是研究RCC脑转移瘤基因组图谱的最大研究，也是唯一一项有颅内预后注释的研究。SRS治疗提供持久的BMs现场局部控制。识别SRS治疗后的假性进展对于确保适当的管理至关重要。PI3K通路改变的发生率在BM+患者中比BM-患者中更为普遍，值得进一步的前瞻性研究。
患者总结:
我们在单个大型转诊中心研究了放射外科治疗肾癌脑转移瘤患者的结果。我们发现放射外科治疗对脑肿瘤提供了良好的控制，某些基因突变可能在脑转移瘤患者中更为常见。
这是第一个单中心研究，根据基因组数据和SRS治疗的原发性RCC肿瘤、ECM和脑转移瘤的突变谱，检查颗粒临床和病变水平数据。在我们的队列中，我们发现在接受SRS治疗的RCC-BM患者中，局部疾病控制率较高，随访时间较长，转换率显著。这一重要发现表明，假性进展比以前认为的更为普遍，应考虑仔细监测，以将其与真正进展区分，以避免过早改变治疗策略。我们还从这个队列中发现了BM组织中PI3K通路改变的更高频率，这应该在更大的人群数据集中进一步探索。
