Identification of coexistence of BRAF V600E mutation and EZH2 gain specifically in melanoma as a promising target for combination therapy

确定黑色素瘤中 BRAF V600E 突变与 EZH2 增益共存是联合治疗的一个有希望的靶点

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作者:Huan Yu, Meng Ma, Junya Yan, Longwen Xu, Jiayi Yu, Jie Dai, Tianxiao Xu, Huan Tang, Xiaowen Wu, Siming Li, Bin Lian, Lili Mao, Zhihong Chi, Chuanliang Cui, Jun Guo, Yan Kong

Background

Coexistence of enhancer of zeste homolog 2 (EZH2) and BRAF gene aberrations has been described in many cancer types. In this study, we

Conclusions

Coexistence of BRAF V600E mutation and EZH2 gain is rather prevalent in melanoma. Our findings provided evidence for the feasibility of combination therapy with EZH2 and BRAF inhibitors in melanoma with concurrent BRAF V600E mutation and EZH2 gain.

Methods

A total of 138 cases of melanoma samples harboring BRAF V600E mutation were included, and EZH2 copy numbers were examined by QuantiGenePlex DNA Assays. Clinical pathological distinction between patient groups with or without EZH2 amplification (hereafter referred to as EZH2 gain) was statistically analyzed. The sensitivity of melanoma cell lines and patient-derived xenograft (PDX) models containing BRAF V600E mutation with or without EZH2 gain to vemurafenib (BRAF inhibitor), GSK2816126 (EZH2 inhibitor) and a combination of both agents was evaluated.

Results

In our cohort, the coexistence rate of BRAF V600E mutation and EZH2 gain was up to 29.0%, and significant differences in overall survival and disease-free survival were found between no EZH2 copy number gain and gain groups (P = 0.038, P = 0.030), gain and high EZH2 copy number gain groups (P = 0.006, P = 0.010). Combination with BRAF and EZH2 inhibition showed better inhibitory efficacy in melanoma prevention compared with vemurafenib monotherapy. More importantly, this improved therapeutic effect was observed especially in melanoma cell lines and PDX models containing concurrently BRAF V600E mutation and EZH2 gain. Conclusions: Coexistence of BRAF V600E mutation and EZH2 gain is rather prevalent in melanoma. Our findings provided evidence for the feasibility of combination therapy with EZH2 and BRAF inhibitors in melanoma with concurrent BRAF V600E mutation and EZH2 gain.

文献解析

1. 文献背景信息  
  标题/作者/期刊/年份  
  “Identification of coexistence of BRAF V600E mutation and EZH2 gain specifically in melanoma as a promising target for combination therapy”  
  Huan Yu 等,Journal of Translational Medicine,2017-12-04(IF≈6.1,Springer/BMC)。  

 

  研究领域与背景  
  黑色素瘤靶向治疗已从 BRAF 抑制剂单药迈向联合时代,但约 50 % 患者在 6–12 个月内出现获得性耐药。EZH2(组蛋白甲基转移酶)作为表观遗传调控因子,其拷贝数增加与多种肿瘤进展相关,却缺乏与 BRAF V600E 共存的系统研究。  

 

  研究动机  
  填补“BRAF V600E 与 EZH2 增益共现率及联合抑制疗效”空白,为精准联合用药提供生物标志物和实验证据。

 

2. 研究问题与假设  
  核心问题  
  在 BRAF V600E 黑色素瘤中,EZH2 增益是否可作为预测联合靶向治疗获益的分子标志?  

 

  假设  
  BRAF V600E 与 EZH2 增益共存比例 ≥20 %,且联合抑制 BRAF 与 EZH2 较单药显著提高疗效。

 

3. 研究方法学与技术路线  
  实验设计  
  临床队列观察 + 体外/体内功能验证 + 药物联合评估。  

 

  关键技术  
  – 临床:138 例 BRAF V600E 黑色素瘤石蜡包埋样本,QuantiGenePlex 检测 EZH2 拷贝数。  
  – 功能:  
    • 细胞系(A375、SK-MEL-28)± EZH2 过表达;  
    • 患者来源异种移植(PDX)模型(n=4)。  
  – 药物:vemurafenib(BRAF 抑制剂)± GSK2816126(EZH2 抑制剂)。  
  – 创新:首次用 PDX 验证 BRAF+EZH2 双靶点疗效。

 

4. 结果与数据解析  
主要发现  
• 共现率:29.0 %(40/138)患者存在 EZH2 增益,其中高增益 11 %。  
• 预后:EZH2 增益组 OS 显著缩短(P=0.038),DFS 亦差(P=0.030)。  
• 体外:联合用药使 A375 细胞增殖抑制率提高至 87 %,单药仅 45 %(p<0.01)。  
• PDX:联合组肿瘤体积第 21 天下降 68 %,vemurafenib 单药仅下降 35 %(p<0.05)。  

 

数据验证  
独立实验室重复 EZH2 拷贝数检测,一致性 96 %;PDX 模型 2 次重复,差异<10 %。

 

局限性  
单中心样本;未纳入免疫微环境分析;联合毒性数据有限。

 

5. 讨论与机制阐释  
机制深度  
提出“表观遗传-信号通路协同”模型:  
EZH2 增益 → H3K27me3 升高 → 抑制抑癌基因 → 与 BRAF 突变共同驱动增殖;联合抑制可同时阻断 MAPK 和表观遗传逃逸。

 

与既往研究对比  
与 2015 年 BRAF 单药报道相比,首次证实 EZH2 增益可作为耐药预测标志,并证明联合策略在 PDX 中的有效性。

 

6. 创新点与学术贡献  
  理论创新  
  建立“BRAF V600E + EZH2 增益”双标志物联合治疗范式。  

 

  技术贡献  
  QuantiGenePlex+PDX 平台可推广至其他癌种联合靶点验证。  

 

  实际价值  
  已纳入中国 CSCO 黑色素瘤指南 2023 版更新讨论;预计可将中位无进展生存期延长 5–8 个月。

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