获得性突变

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获得性突变(Acquired Mutation),在生物学上泛指生物体一生中因DNA复制错误或环境因素(辐射、化学物质)诱导产生的体细胞突变(Somatic Mutation)。在肿瘤精准医学中,它通常特指获得性耐药突变:即肿瘤患者在接受激酶抑制剂(TKI)等药物治疗一段时间后,肿瘤细胞为了生存而进化出的新突变。这些突变往往发生在药物结合的激酶结构域(如“看门人”位点),阻碍药物结合,导致疾病进展(PD)。

获得性突变
Acquired / Somatic Mutation (点击展开)
演化:药物筛选出耐药克隆
特征概览
发生细胞 体细胞 (Somatic Cells)
遗传性 不遗传 (Non-heritable)
主要诱因 药物选择压力、环境致癌物
临床后果 继发性耐药、复发
检测手段 液体活检 (ctDNA)、二次穿刺

分子机制:达尔文进化论的缩影

获得性突变的产生是典型的克隆演化(Clonal Evolution)过程。在治疗初期,对药物敏感的主克隆被大量杀灭,肿瘤体积缩小。然而,少数携带潜在耐药突变的亚克隆(或在治疗中新产生突变的细胞)幸存下来,并在药物的持续“筛选”下逐渐扩增,最终占据主导地位。

  • 空间位阻(看门人突变): 
    突变发生在激酶的 ATP 结合口袋深处(通常是 Gatekeeper 位点),引入庞大的侧链基团,物理性地阻挡小分子抑制剂的进入。
    例子: EGFR T790M, ABL1 T315I。
  • 药物结合位点丢失: 
    对于共价抑制剂,突变发生在形成共价键的关键氨基酸(如半胱氨酸),导致药物无法“锁死”靶点。
    例子: BTK C481S, KRAS G12C 治疗后的 Y96D 或 C12S。
  • 旁路激活 (Bypass): 
    肿瘤不依赖被阻断的通路,转而激活平行的信号通路来维持生存。
    例子: EGFR 抑制下的 MET 扩增或 HER2 扩增。

著名的获得性耐药突变清单

靶点基因 原始药物 获得性突变位点 克服策略
EGFR Gefitinib/Erlotinib T790M 三代药 (Osimertinib)
EGFR Osimertinib C797S 目前尚无标准方案 (四代药研发中)
KRAS Sotorasib (G12C) Y96D, R68S Switch-II 口袋多靶点联合 / 新型结合模式
BTK Ibrutinib C481S 非共价抑制剂 (Pirtobrutinib)

应对策略:魔高一尺,道高一丈

动态监测与药物迭代

对抗获得性突变的关键在于“全程管理”
1. 液体活检 (Liquid Biopsy): 通过监测血液中的 ctDNA,可以在影像学进展前数月发现耐药突变(如 T790M)。
2. 结构优化: 针对突变后的空间构象开发新一代药物(如从一代 TKI 到三代、四代 TKI)。
3. 别构抑制: 如果 ATP 口袋被阻断,开发结合变构位点(如 Switch-II 口袋或 C 端口袋)的药物。

       学术参考文献 [Academic Review]
       

[1] Kobayashi S, et al. (2005). EGFR mutation and resistance of non-small-cell lung cancer to gefitinib. New England Journal of Medicine.
[点评]:里程碑论文,首次发现了 EGFR T790M 获得性耐药突变,开启了对耐药机制的分子研究。

[2] Burrell RA, et al. (2013). The causes and consequences of genetic heterogeneity in cancer evolution. Nature.
[点评]:深入探讨了肿瘤异质性与克隆演化在获得性耐药中的核心作用。

[3] Awad MM, et al. (2021). Acquired Resistance to KRAS G12C Inhibition in Cancer. New England Journal of Medicine.
[点评]:最新的重磅研究,系统揭示了 Sotorasib 等 KRAS G12C 抑制剂治疗后的获得性突变图谱(如 Y96D)。

           遗传变异 · 知识图谱
突变分类 胚系突变 (Germline) • 体细胞突变 (Somatic) • 驱动突变 (Driver)
耐药机制 看门人突变表型转化 (如SCLC转化) • 药物泵外排
检测技术 ctDNA (循环肿瘤DNA) • NGS (二代测序) • ddPCR