비편평, 비소세포폐암에서 EGFR 염기서열 분석법의 치료 반응 예측

Predicting the Treatment Response Using a Direct Sequencing Method for EGFR in Non-Squamous, Non-Small Cell Lung Cancer

Article information

Korean J Med. 2011;81(5):611-622
Publication date (electronic) : 2011 November 1
1Division of Pulmonary, Allergy and Critical Care Medicine, Hallym University Sacred Heart Hospital, Anyang, Korea
2Division of Hematology and Oncology, Department of Internal Medicine, Hallym University Sacred Heart Hospital, Anyang, Korea
3Division of Pulmonary, Allergy and Critical Care Medicine, Kangdong Sacred Heart Hospital, Seoul, Korea
4Division of Hematology and Oncology, Department of Internal Medicine, Kangdong Sacred Heart Hospital, Seoul, Korea
5Hallym Institute for Genome Application, Anyang, Korea
박지영1, 장승훈1, 김효정2, 박용범3, 권정혜4, 송헌호4, 이경화5, 김진희1, 김주희1, 박성훈1, 황용일1, 김동규1, 정기석1
1한림대학교 성심병원 호흡기-알레르기내과
2한림대학교 성심병원 혈액종양내과
3강동성심병원 호흡기-알레르기내과
4강동성심병원 혈액종양내과
5한림유전체응용연구소
Correspondence to Seung Hun Jang, M.D., Ph.D.   Division of Pulmonary, Allergy and Critical Care Medicine, Department of Internal Medicine, Hallym University Sacred Heart   Hospital, Hallym University College of Medicine, 896 Pyeongan-dong, Dongan-gu, Anyang 431-070, Korea   Tel: +82-31-380-3718, Fax: +82-31-381-3973, E-mail: chestor@hallym.or.kr
Received 2011 August 1; Revised 2011 August 24; Accepted 2011 September 16.

Abstract

목적:

비편평, 비소세포폐암에서 EGFR 돌연변이는 EGFR-TKI의 효과를 결정하는 가장 중요한 인자로서 EGFR-TKI를 1차 항암 치료제로 사용할 수 있는 환자를 선별하는 기준으로 사용된다. 표준 방법으로 사용되고 있는 EGFR 직접 염기서열 분석법의 EGFR-TKI 치료 효과에 대한 예측력을 평가하였다.

방법:

편평세포암을 제외한 비소세포폐암 환자 122명의 임상정보와 EGFR 돌연변이 검사 결과를 의무기록 중심으로 후향적으로 분석하였다. 돌연변이 검사는 EGFR gene의 kinase domain (exons 18-21)에 대한 직접 염기서열 분석을 실시하였다. 임상 요소에 따른 돌연변이 발견율과 검사 결과에 따른 EGFR-TKI 치료 효과를 평가하였다.

결과:

총 36명에서 EGFR 돌연변이를 발견하였다. 여성에서(44.8% vs. 10.9%; p < 0.001), 비흡연 또는 10갑년 이하의 경도 흡연자에서(41.8% vs. 19.4%; p = 0.007) 유의하게 높은 빈도로 돌연변이가 발견되었다. EGFR-TKI 치료 반응률은 돌연변이형에서 42.1% (8/19), 야생형에서 18.9% (7/37)였다(p = 0.064). EGFR-TKI 사용의 무진행 생존기간은 돌연변이형에서 8.5개월, 야생형에서 1.5개월로 차이를 보였다(p = 0.003). EGFR-TKI 투여받은 환자의 중앙 생존기간은 돌연변이형에서 40.0개월, 야생형에서는 13.3개월로 차이를 보였다(p = 0.006). EGFR-TKI 치료로 부분관해 이상의 반응을 보인 환자들 중 직접 염기서열 분석법에서 야생형이었던 환자가 46.7% (7/15)로 다수 있었으며 야생형 환자 중에서 EGFR-TKI에 부분 관해 이상의 반응을 보인 환자는 18.9% (7/37)이었다.

결론:

비편평, 비소세포폐암 환자에서 직접 염기서열 분석법을 통한 EGFR 돌연변이 환자군이 야생형 환자군과 비교하여 EGFR-TKI 치료에 반응률 높고 무진행 생존기간과 중앙 생존기간이 연장됨을 확인할 수 있었다. 반면 직접 염기서열 분석법으로 EGFR 야생형으로 분류된 환자 중 적지 않은 수에서 EGFR-TKI에 부분 관해 이상의 반응을 보였기 때문에 작은 검체에서도 민감하게 EGFR 돌연변이를 찾을 수 있는 검사 방법 개발과 표준화가 필요하다.

Trans Abstract

Background/Aims:

Epidermal growth factor receptor (EGFR) mutations in non-small cell lung cancers (NSCLCs) have emerged as a key predictive biomarker for EGFR tyrosine kinase inhibitor (EGFR-TKI) treatment and should be the primary standard for selecting patients for first-line treatment with EGFR-TKIs. This retrospective study evaluated the ability of direct DNA sequencing to predict the EGFR-TKI response.

Methods:

We sequenced exons 18-21 of the EGFR tyrosine kinase domain from genomic DNA isolated from 122 NSCLCs, using paraffin-embedded tissues or cytological specimens. Mutation status was compared with clinicopathological features. Clinical outcomes were assessed based on EGFR genotypes.

Results:

EGFR gene mutations were identified in 36 patients. EGFR mutations were significantly more frequent in non-smokers or light smokers than in heavy smokers (44.8% vs. 10.9%, p < 0.001) and in females than in males (41.8% vs. 19.4%, p = 0.007). The response rate to EGFR-TKIs in patients with an EGFR mutation was 42.1% (8/19), in contrast to 18.9% (7/37) in patients without a mutation (p = 0.064). Patients with an EGFR mutation had significantly prolonged progression-free survival (8.5 vs. 1.5 months; p = 0.003) and overall survival (40.0 vs. 13.3 months; p = 0.006) with EGFR-TKI treatment, compared with patients without a mutation. Among the 15 patients who responded to EGFR-TKIs, 46.7% (7/15) had wild-type EGFR by the direct sequencing method.

Conclusions:

EGFR-TKIs conferred substantial clinical benefit in patients with NSCLCs and EGFR mutations. Detection of an EGFR mutation currently relies on direct sequencing, which cannot be performed on small diagnostic specimens, and the method lacks sensitivity. Sensitive assays are needed to detect EGFR mutations in routine clinical samples.

서 론

폐암은 우리나라를 비롯하여 전 세계적으로 중요한 암 사망 원인이다. 세포 독성 항암제는 적극적 지지 치료에 비해 통계적으로 생존기간을 연장시키고 암과 관련된 증상을 개선시키며 삶의 질을 향상시키지만 현재 사용되는 항암제의 반응률은 25-30% 정도이며 중앙 생존 기간이 12개월 내외로 그 효과는 제한적이다[1-3]. 비소세포폐암의 발암 원인 중 하나인 표피 성장인자 수용체(epidermal growth factor receptor, EGFR) 활성화 경로를 차단하는 새로운 표적 치료제들이 도입되어 사용 중이다. 이것에는 EGFR의 세포내 티로신 키나아제(tyrosine kinase)의 ATP 결합 부위에 경쟁적으로 결합할 수 있는 소 분자 억제제(EGFR tyrosine kinase inhibitors, EGFR-TKIs)와 세포 외 수용체 부위에 결합하여 리간드(ligand)의 결합을 방해하는 키메라 단일클론 항체가 있다. 초기 임상시험에서 세포 독성 항암 치료에 실패한 비소세포폐암 환자에게 EGFR-TKI 치료는 8-18%의 반응률을 보였는데 여자, 비흡연자, 선암, 아시아 인종 같은 특정 임상 인자를 가진 군에서 효과가 좋아서 치료 반응률이 높고 무진행 생존기간과 총 생존기간을 연장시킬 수 있었다[4-6]. 이후 EGFR-TKI에 대한 반응성과 밀접한 관련이 있는 EGFR tyrosine kinase domain에 돌연변이가 발견되었다[7,8]. Exon 19의 결실돌연변이(deletion)와 exon 21의 치환돌연변이(substitution) 등은 EGFR에 리간드가 결합하지 않더라도 스스로 활성화되어(autophosphorylation) 통제되지 않는 성장 신호를 전달한다. 돌연변이 EGFR을 가진 암세포는 다른 유전적 변이가 상대적으로 적어서 생존과 성장에 관련된 세포내 신호를 EGFR 활성화 경로에 의존하게 되는 암 유전자 중독(oncogene addiction) 상태이므로, 이 경로를 차단하면 암세포의 생존에 치명적 손상을 줄 수 있다[9]. 폐암 세포에서 다양한 EGFR 돌연변이가 보고되고 있는데, EGFR-TKI 감수성 돌연변이가 90% 정도로 대다수를 차지하고, 5-10% 정도는 내성 돌연변이인데, 내성 돌연변이는 대부분 EGFR exon 20의 T790M 치환돌연변이거나 삽입돌연변이(insertion)로 알려져 있다[10,11]. 현재까지 직접 염기서열 분석법(direct sequencing)이 EGFR 돌연변이를 평가하는 표준방법으로 사용되고 있지만 민감도가 낮은 문제점을 가지고 있다[12]. 본 연구는 일상적인 진료 상황에서 폐암 진단을 위하여 획득하는 임상 검체를 이용하여 EGFR 직접 염기서열 분석법을 시행하였을 때, 임상 요소에 따른 돌연변이 발견율과 검사 결과에 따른 EGFR-TKI 치료성적을 평가하고자 시행되었다.

대상 및 방법

대상

2006년 6월 1일부터 2011년 5월 31일까지 한림대학교성심병원과 강동성심병원에서 조직검사 혹은 세포학적 검사로 편평세포암을 제외한 비소세포폐암으로 진단된 환자들 중 직접 염기서열 분석법으로 EGFR 돌연변이 검사를 시행한 환자들을 대상으로 하였다. 환자들의 나이, 성별, 흡연력, 조직형, 분화도, 병기, 치료방법과 반응 및 생존 기간을 의무 기록 중심으로 후향적으로 분석하였다. 대상 환자들의 임상정보와 EGFR 돌연변이 검사결과 수집에 있어서는 한림대학교성심병원 연구윤리위원회 심의를 통과하였다.

병기 결정 및 조직 채취 부위

치료 시작 전 흉부단순촬영, 흉부전산화단층촬영, 양전자방출단층촬영, 골주사 등을 시행하였다. 모든 환자는 새로운 7차 TNM stage system을 기준으로 병기를 결정하였다[13]. EGFR 돌연변이 분석을 위한 검체는 경피적 폐생검, 기관지 내시경 조직검사, 수술로 절제된 폐 조직, 전이부위 생검 그리고 악성 흉수의 세포진 검사를 위한 세포 블록(cell block)을 이용하였고 모두 항암치료 전에 채취한 것이었다.

DNA 분리 및 직접 염기서열 분석법

DNA 추출은 7 μm의 두께로 절단된 포르말린 고정 파라핀 포매 조직을 이용하였다. 조직 표본에서 genomic DNA 분리를 위해 DNA 추출 시약(DEXPAT, Takara, Otsu, Japan)을 사용하였다[14]. 이 시약에는 계면 활성제와 PCR 저해 물질 흡착수지가 포함되어 있다. 조직절편을 시약에 첨가하고 100℃에서 가열 후 4℃에서 원심분리를 하고 얼음에서 냉각하여 만들어진 상층액을 PCR용 주형 DNA로 사용하였다. EGFR의 kinase domain (exons 18-21)에 대한 염기서열 분석을 위해 nested PCR 증폭을 실시하였고 Liu 등[14]이 사용한 방법과 동일한 primers를 이용하였다. PCR 결과물을 Big Dye Terminator cycle sequencing kit (Applied Biosystems, Foster City, CA, USA)를 이용하여 염기서열 분석 반응을 실시하였고 ABI PRISM DNA sequencer (Applied Biosystems)로 염기서열을 분석하였다. 염기서열 다양성(variations)은 EGFR reference sequence (NM_005228.3, National Center for Biotechnology Information)와 함께 Seqscape Navigator (Applied Biosystems)를 이용하여 평가하였다.

치료 효과 판정 및 용어 정의

EGFR-TKI의 치료 효과를 평가하기 위해서 흉부단순촬영을 1개월 간격으로, 흉부전산화단층촬영을 1-2개월 간격으로 실시하였다. 치료 반응 평가는 Response Evaluation Criteria in Solid Tumor (RECIST 1.0) 기준에 준하여 판정하였다. 무진행 생존 기간(progression free survival, PFS)은 진단일로부터 진행성 병변이 처음 발견된 날이나 질환으로 사망한 날까지로 정의하였다. 총 생존기간(overall survival)은 진단일로부터 사망일까지로 정의하였다. 연구의 data cutoff point는 2011년 5월 31일이다. EGFR 돌연변이 유무에 따라 EGFR-TKI의 치료 효과를 평가하였고 세포 독성 항암제의 반응도 비교하였다. 돌연변이 종류에 따라 exon 19 결실돌연변이와 L858R 치환돌연변이 사이에서 EGFR-TKI 치료의 무진행 생존기간을 비교하였다. 독성 판정은 National Cancer Institute Common Terminology Criteria (NCI-CTC, version 3.0)에 따랐다.

통계

통계 분석은 window용 SPSS 18판(Chicago, Illinois, USA)을 이용하였다. 통계의 1차 분석 목표로 EGFR 돌연변이 상태에 따른 EGFR-TKI 사용자의 총 생존기간을 Kaplan-Meier 법으로 분석 후 log-rank test로 유의성을 평가하였다. 2차 분석 목표로 EGFR-TKI의 무진행 생존기간을 비교하였고 EGFR 돌연변이 상태와 임상적 특징 그리고 EGFR-TKI의 효과와 관련성을 분석했다. 분석에서 연속형 변수에 대한 비교 시에는 independent t-test를 사용하였고, 범주형 변수에 대한 비교 시에는 chi-square test를 사용하였다. 모든 분석은 p 값이 0.05 미만일 때 통계적으로 유의하다고 판단하였다.

결 과

환자의 특성

연구 대상이 된 비편평, 비소세포폐암 환자는 122명이었다. 연령의 중앙값은 64세이고 남자가 67명(54.9%), 여자가 55명(45.1%)이었다. 비흡연자는 63명(51.6%), 10갑년 이하의 경도 흡연자는 4명(3.3%), 그 이상의 고도 흡연자는 55명(45.1%)이었다. 조직형은 선암이 113명(92.6%)으로 대부분이었고 대세포암이 2명(1.6%), 분화도가 좋지 않아 분류가 어려운 비소세포암이 7명(5.7%)이었다. 병기 분포는 I 병기 18명(14.8%), II 병기 8명(6.6%), III 병기 24명(19.7%), 그리고 IV 병기 72명(59.0%)이었다(Table 1). 임상경과 중 EGFR-TKI 치료를 실시한 환자는 56명으로(gefitinib 38명, erlotinib 18명), 사용한 시점은 1차 항암 치료로 4명, 2차 치료로 32명, 3차 치료로 18명, 그리고 4차 치료로 2명이었다.

Comparisons of clinicopathological factors based on epidermal growth factor receptor (EGFR) genotype

EGFR 돌연변이 분석 결과

EGFR tyrosine kinase domain 부위인 exon 18-21의 염기서열을 분석한 결과 야생형은 86명(70.5%), 돌연변이형은 36명(29.5%)이었다. 돌연변이가 발견된 환자들을 임상적 특징과 함께 표로 정리하였다(Table 2). EGF 돌연변이는 4개의 exon들 모두에서 관찰할 수 있었지만 exon 19와 exon 21에서 집중적으로 발견되었다. EGFR mutation database (www.egfr.org)에 등록되지 않은 새롭게 발견된 돌연변이는 5종류이었다. Exon 19 결실돌연변이 또는 결실/삽입돌연변이(deletion/insertion)는 전체 돌연변이 중 38.9% (14/36)를 차지하였다. 그 밖에 Exon 19에서 E736K 1명, K737E 1명 그리고 K757R 2명의 치환돌연변이가 있었으며 이것들은 기존에 보고되지 않은 새로운 돌연변이였다. Exon 21에서 L858R 치환돌연변이가 전체 돌연변이 중 33.3% (12/36)로 발견되었고 새로운 돌연변이로 delL833-V834insFL 결실/삽입돌연변이가 1명 발견되었다. Exon 18에서는 G719A 치환돌연변이가 2명 발견되었다. Exon 20에서는 새로운 돌연변이인 A763T를 포함하여 S768I, V769M, S784F 치환돌연변이가 1명씩 있었고 H773dupH 중복돌연변이(duplication) 1명, delN771insTH 결실/삽입돌연변이 1명을 발견할 수 있었다. 3명의 환자에서는 EGFR tyrosine kinase domain에 2종류의 돌연변이가 동시에 발견되었다(Fig. 1).

Clinical and molecular features of the 36 patients with epidermal growth factor receptor (EGFR) mutations

Figure 1.

Distribution of kinase domain mutations (exons 18-21) of the epidermal growth factor receptor (EGFR) gene. Exons are shown as boxes, and mutation types are indicated by differently colored arrows. Each arrow represents a single mutation event. The amino acid sequence of each mutation is shown below the box.

EGFR 돌연변이 분석 검체

돌연변이 분석을 위한 검체 종류에 따라 발견율에 차이가 있는지 비교하였다. 수술로 절제된 폐 조직은 36.0% (9/25)에서 돌연변이를 발견하였고, 경피적 폐 생검은 33.9% (19/56)에서 전이된 부위 생검은 33.3% (3/9)에서 그리고 기관지 내시경을 통한 조직검사는 20.8% (5/24)에서 돌연변이를 발견하였다. 악성 흉수로 만든 세포 블록을 이용한 8명의 검체에서는 돌연변이를 발견할 수 없었다. 검체 채취 방법에 따라서 돌연변이 발견율에 통계학적 차이를 보이지 못하였지만 수치상으로는 수술, 경피적 폐 생검, 전이된 부위 생검으로 얻은 조직 검체에서 악성 흉수 또는 기관지 내시경으로 얻은 검체보다 돌연변이 발견율이 더 높았다(p = 0.257).

EGFR genotype과 임상특성과의 비교

EGFR 돌연변이는 여자에서 41.8% (23/55)로 남자에서 19.4% (13/67)보다 더 높은 빈도로 발견되었다(p = 0.007). 비흡연자 또는 경도 흡연자(<10 pack years)에서 44.8% (30/67)로 고도 흡연자(>10 pack years)의 10.9% (6/55)보다 더 많이 발견되었다(p < 0.001). 반면 연령 또는 병기와 EGFR 돌연변이의 빈도와는 관련성이 없었다(연령, p = 0.768; 병기, p = 0.208).

EGFR genotype과 EGFR-TKI의 효과

EGFR-TKI를 사용한 56명 중에서 EGFR 돌연변이형은 19명, 야생형은 37명이었으며 두 군 사이에서 병기와 사용한 EGFR-TKI 종류 및 치료 시기에서 통계적 차이는 없었다(Table 3). EGFR-TKI를 사용한 전체 환자에서 완전관해는 1.8% (1/56), 부분관해는 25.0% (14/56) 그리고 안정성 병변은 26.8% (15/56)로 총 53.6% (30/56)의 질병 조절률을 보였다. EGFR 돌연변이 유무에 따라 EGFR-TKI의 효과를 비교하였고 돌연변이형에서 완전관해 1명, 부분관해 7명으로 42.1% (8/19)의 치료 반응률을 보였고 야생형에서 완전관해는 없이 부분관해 7명으로 18.9% (7/37)의 치료 반응률을 보였다(p = 0.064). 질병 조절률은 돌연변이형에서 89.5% (17/19), 야생형에서 35.1% (13/37)로 유의한 차이를 확인하였다(p < 0.001). EGFR-TKI 사용의 무진행 생존기간의 중앙값은 돌연변이형은 8.5개월(95% CI, 7.7-9.3개월), 야생형은 1.5개월(95% CI, 0.9-2.1개월)로 차이를 보였다(p = 0.003). EGFR-TKI로 치료한 환자들의 중앙 생존기간은 돌연변이형에서 40.0개월(95% CI 15.5-64.4개월), 야생형에서는 13.3개월(95% CI 9.5-17.0개월)로 유의한 차이를 보였다(p = 0.006, Fig. 2). EGFR 돌연변이 종류에 따라 EGFR-TKI 사용의 무진행 생존기간의 중앙값은 Exon 19 결실돌연변이 환자군에서 8.5개월, L858R 치환돌연변이 환자군에서 8.0개월로 통계적 차이가 없었다(p = 0.494).

Treatment responses to epidermal growth factor receptor tyrosine kinase inhibitors (EGFR-TKIs) and survival of patients in relation to EGFR mutation

Figure 2.

Kaplan-Meier analysis of progression-free survival and overall survival after epidermal growth factor receptor (EGFR)- tyrosine kinase inhibitor (TKI) treatment in 56 patients with or without an EGFR mutation.

새로운 EGFR 돌연변이와 다중 돌연변이에서 EGFR-TKI의 효과

새롭게 발견한 돌연변이 중에 K737E 치환돌연변이를 가진 환자 1명은 erlotinib 사용 후 안정화 병변을 보였다. K757R 치환돌연변이를 가진 환자 2명 중 1명 만이 gefitinib를 사용하였으며 진행성 병변을 보였다. 두 종류의 돌연변이를 동시에 가지고 있는 환자 중 EGFR-TKI에 감수성 돌연변이인 G719A 치환돌연변이와 저항성 돌연변이인 S768I 치환돌연변이를 같이 가지고 있는 환자는 gefitinib 사용 후 안정화 병변을 보였다. 감수성 돌연변이인 L858R 치환돌연변이와 새롭게 발견된 exon20의 A763T 치환돌연변이를 동시에 가진 환자도 gefitinib에 안정화 병변을 보였다.

EGFR genotype과 세포 독성 항암제 효과

EGFG genotype에 따른 1차 치료 세포 독성 항암제의 치료 성적을 비교하였다. 세포 독성 항암제 치료는 백금제제(cisplatin, carboplatin), taxanes (paclitaxel, docetaxel), pemetrexed, vinorelbine, 그리고 gemcitabine 등의 단독 또는 병합치료였다. 1차 치료 세포 독성 항암제에 대한 반응률은 돌연변이형에서 61.9%, 야생형에서 39.3%이었다(p = 0.076). 무진행 생존기간의 중앙값은 돌연변이형은 5.0개월 야생형은 3.6개월로 통계적 차이는 없었다(p = 0.819). 중앙 생존기간은 돌연변이형에서 31.3개월 야생형에서 14.1개월로 차이를 보였다(p = 0.012). 직접 염기서열 분석법의 민감도 문제를 보완하기 위해서 EGFR-TKI의 치료 효과에 따라 반응군과 비반응군으로 다시 분류하여 1차 치료 세포 독성 항암제에 대한 효과를 분석하였다. EGFR-TKI 반응군의 세포 독성 항암제 반응률은 50.0%, 비반응군의 반응률은 26.1%였다(p = 0.086). 무진행 생존기간의 통계적 차이는 없었다(반응군 4.9개월, 비반응군 3.1개월; p = 0.350). 중앙 생존 기간은 EGFR-TKI에 반응군은 34.9개월, 비반응군은 11.3개월로 통계적 차이를 보였다(p < 0.001).

고 찰

세포 독성 항암제는 암세포뿐만 아니라 정상 세포에 미치는 독성도 커서 치료 용량과 반복 치료 주기를 제한할 수밖에 없는 단점이 있으며, 치료에 따른 임상적 이점과 필연적인 독성의 득실을 고려하여 치료 계획을 수립해야 한다. 항암 치료 중 발생하는 내성과 독성의 문제는 비소세포폐암 치료 성적의 고평부를 돌파하는 전기를 마련하지 못하는 제약이 되고 있다. 발암과 진행 과정에 대한 분자생물학적 이해가 깊어지면서 암세포의 성장과 생존에 필수적인 유전자와 표적 단백질을 선별적으로 차단할 수 있는 표적 치료제의 개발이 활발하게 진행되고 있다. 표적 치료제는 개별 환자의 맞춤치료를 위한 이상적인 치료법이며, 암세포의 표적을 주요 차단 대상으로 하므로 세포 독성 항암제에서 나타나는 부작용과 전혀 다른 종류의 부작용을 나타내며, 그 정도도 상대적으로 경미하다[15].

EGFR은 막경유 당단백(transmembrane glycoprotein)으로서 세포 밖 수용체 부위에 EGF, TGF-alpha, epiregulin 등의 리간드가 부착하면 수용체들이 동종 또는 이종 이량체를 형성하고(homo-or heterodimerization) 수용체의 세포 안 티로신 키나아제의 활성으로 RAS, phosphoinositide-3 kinase (PI3K), signal transducer and activator of transcription (STAT) 경로를 통한 세포내 신호 전달 과정이 활성화된다[16]. 이 신호 전달 경로의 비정상적인 과도한 활성은 세포 증식, 자멸사 회피, 성장 억제 신호에 둔감, 지속적인 신생 혈관 생성, 주변 조직 침범 및 원격전이를 조장하므로 암의 발생, 성장, 전이의 중추적 역할을 한다[17]. EGFR의 과도한 활성은 두경부암, 난소암, 자궁 경부암, 방광암 그리고 식도암에서 항암제 저항성과 불량한 예후와 관련이 있다고 보고된 바 있다[18,19]. EGFR 돌연변이는 비소세포폐암의 주요 발암유전자로서 암유전자 중독(oncogene addiction)의 대표적인 예에 속하며, EGFR 활성경로를 차단함으로써 극적인 종양 억제효과를 가져올 수 있다[9]. EGFR 돌연변이는 여성, 비흡연자, 선암, 아시아 인종이라는 임상적 요소를 가진 경우에 유의하게 많이 발견되는 특징이 있다[20,21]. EGFR-TKI에 효과가 좋은 환자를 선별하기 위한 분자생물학적 표지자를 찾기 위한 많은 연구가 이루어졌다. EGFR은 비소세포폐암 환자의 약 80-85%에서 발현이 증가하며 암세포에서 EGFR 유전자 복제량(gene copy number)과 면역화학염색으로 측정한 EGFR 단백량이 많을수록 EGFR-TKI의 치료 효과가 좋을 것이라 생각했지만 추후 연구에서 일관성 있는 결과를 보이지 못했다[22-24]. EGFR 돌연변이는 비소세포폐암 환자에서 EGFR- TKI의 효과를가장 잘 예측할 수 있는 분자생물학적 표지자로서 역할을 한다. IPASS (Iressa Pan-Asia Survival Study), First-Signal (First-line Single Agent Iressa versus Gemcitabine and cisplatin Trial in Never-smokers with Adenocarcinoma of the Lung) 등의 3상 임상 시험을 통해 EGFR 돌연변이 비소세포폐암 환자에서 EGFR-TKI를 1차 치료제로 사용하였을 때 세포 독성항암제와 비교하여 치료 반응률이 높고 무진행 생존기간을 유의하게 연장시킬 수 있음을 증명하였다[25,26].

EGFR 돌연변이 빈도는 연구 대상의 임상적 특성에 따라 다르게 나타난다. 서구에서 시행되어 백인이 주로 포함되어 있지만 그밖에 임상 인자로 선별하지 않은 환자를 대상한 연구들에서 EGFR 돌연변이 빈도는 12-16%였고[10,23,24], 동양에서 시행되어 아시아인을 주 대상으로 하고 다른 임상 인자로 선별하지 않은 환자를 대상한 연구들에서는 30% 내외로 발견되었으며[11,21], 한국인 대상의 연구에서는 33.3% (107/324)의 돌연 변이가 발견되었다[27]. 반면, 비슷한 임상적 특성을 가진 환자군이라도 검사 방법에 따라서 EGFR 돌연변이 발견율은 다르게 나타날 수도 있다. 직접 염기서열 분석법으로 한국인 대상 돌연변이 검사를 시행한 본 연구에서 선암이면서 비흡연자인 환자군에서 돌연변이는 42.2% (19/45)였다. 반면 아시아인, 선암, 비흡연자를 대상으로 allele-specific PCR 방법인 Scorpions ARMS (amplified refractory mutation system)으로 돌연변이 검사를 시행한 IPASS 연구에서 돌연변이 발견율이 59.7% (261/437)로 차이를 보이는데 이것은 돌연변이 검사 방법의 민감도 차이에 의한 것일 가능성을 배제할 수 없다[26].

EGFR 돌연변이 유무에 따라 EGFR-TKI의 효과를 비교한 결과 돌연변이군에서 중앙 생존기간과 무진행 생존기간 모두 의미있게 연장되었다. 본 연구의 EGFR-TKI를 사용한 EGFR 돌연변이 환자의 중앙 생존기간이 40.0개월로 IPASS 연구의 21.6개월, NEJ002 연구의 30.5개월보다 길었다. IPASS 연구와 NEJ002 연구는 진행된 병기의(IIIB, IV) 환자들을 대상으로 하였지만 본 연구는 I-IIIA 병기 환자들도 포함하고 있는 점이 중앙 생존 기간의 차이를 보이는 원인 중 하나라고 판단된다[28,29].

돌연변이 환자에서 EGFR-TKI의 반응률은 42.1% (8/19)를 보였는데 일본에서 시행된 WJTOG3405 (West Japan Thoracic Oncology Group) 연구의 반응률 62.1%와 IPASS 연구의 71.2%보다 저조한 결과였다[26,30]. 이는 EGFR 돌연변이 환자 중에 내성 돌연변이로 알려진 exon 20 돌연변이가 16.7% (6/36)로 다른 기관 연구들의 4-6%보다 많았고 이들 중에 EGFR-TKI에 반응을 보인 환자가 없었던 것이 하나의 원인일 것으로 추정된다[26,27,31,32]. 하지만 본 연구에서 exon 20 돌연변이가 많이 발견된 원인 평가는 어려웠다. 다른 EGFR 돌연변이와 같이 여성, 비흡연자, 선암의 임상병리적 요소가 exon 20 돌연변이에서도 더 흔하다는 기존 연구결과들에 본 연구 결과도 일치하여 exon 20 돌연변이 중 여성이 66.7% (4/6), 비흡연자 또는 경도 흡연자가 83.3% (5/6), 선암이 100% (6/6)였다[33,34]. 따라서 특정 임상 병리 요소로 exon 20 돌연변이 빈도를 설명하기는 어려웠다.

비소세포 폐암 환자에서 EGFR 돌연변이 여부가 EGFR-TKI 효과를 강력하게 예측할 수 있지만 예후인자로서 역할이나 세포 독성 항암치료의 효과를 예측하는 것에 대한 연구들에서 일관된 결과를 보이지 못하였다[35-37]. IPASS 연구에서는 1차 치료 세포 독성 항암제의 반응률이 EGFR 돌연변이 환자군에서 야생형 환자군보다 좋았지만(47.3% vs. 23.5%), 무진행 생존기간의 차이는 없었다[26,36]. 본 연구에서는 1차 치료 세포 독성 항암제의 반응률이 돌연변이군에서 더 높았지만 통계적 유의성에 도달하지는 못하였다. 두 군 사이에서 무진행 생존기간의 차이는 없었지만 중앙 생존기간은 돌연변이군에서 유의하게 연장되었다. 중앙 생존기간의 차이는 1차 치료 이후의 임상경과 중에 사용한 EGFR-TKI와 세포 독성 항암제들의 누적 효과에 의한 것으로 추정된다.

Exon 19결실돌연변이 환자군과 L858R치환돌연변이 환자군 사이에서 중앙 생존기간과 무진행 생존기간에 차이는 없었다. 일본의 I-CAMP (Iressa Combined Analysis of Mutation Positives) 연구[38]와 WJTOG3405 연구[30] 결과에서도 차이가 없었지만 미국과 유럽의 임상 연구에서는 exon 19 결실돌연변이 환자군이 L858R치환돌연변이 환자군보다 무진행 생존기간과 총 생존기간이 길었다[10,39].

EGFR-TKI 치료로 부분 관해 이상의 반응을 보인 환자들 15명 중 직접 염기서열 분석법에서 야생형이었던 환자가 7명(46.7%)으로 다수 있었다. 또한 야생형 환자 중에서 EGFR-TKI에 부분 관해 이상의 반응을 보인 환자는 18.9% (7/37)로 IPASS 연구에서는 1%만이 반응을 보인 결과와 큰 차이를 보이고 있다. 이런 차이를 보이는 원인으로 직접 염기서열 분석법이 돌연변이를 발견하는 민감도가 떨어져 EGFR 돌연변이형의 일부를 찾아내지 못하여 야생형으로 잘못 분류하여 야생형 환자군에서 EGFR-TKI 반응률이 높게 나타났을 가능성이 있다. 직접 염기서열 분석법으로 돌연변이형을 찾은 First-Signal 연구의 경우 야생형 환자에서 EGFR-TKI의 반응률 25.9% (7/27)였으며, 17-20% 반응률을 보인 동아시아의 다른 연구들도 유사하므로 이는 직접 염기서열 분석법을 사용한 임상연구에서 공통적으로 관찰되는 현상이라고 볼 수 있다[25, 40-42].

지금까지의 유전자 돌연변이의 검사 방법의 표준 방법은 암조직에서 추출한 DNA를 증폭하여 염기서열을 직접 분석하는 방법이었다. 하지만 직접 염기서열 분석법은 다소 복잡한 과정과 많은 시간이 필요하며 총 DNA에서 종양세포의 DNA 비율, 즉 야생형 세포에 대한 돌연변이 세포의 비율이 20-30% 이상 존재해야 돌연변이 검출이 가능하여 낮은 민감도가 문제가 된다[43,44]. 또한 EGFR 돌연변이 검사를 위한 검체는 따로 다시 채취하기보다는 진단을 위해 사용한 검체를 이용하는데 바늘 생검을 통한 작은 조직이나, 흡인액 등의 세포성 검체에서 충분한 암세포가 포함되지 않는다면 직접 염기서열 분석에서 위 음성으로 나올 수 있을 것이다. 이런 단점을 극복하기 위하여 검체시료를 만들 때 tumor enrichment procedure가 권장되기도 한다[45]. EGFR 돌연변이 양성인 진행성 비소세포 폐암 환자에서 일차 항암 치료로 EGFR-TKI 사용이 권장되고 있고 우리나라에 EGFR 돌연변이 선암의 빈도가 높다는 것을 고려하면, 민감한 EGFR 돌연변이 검사 방법의 수립과 표준화가 필요하다.

최근 직접 염기서열 분석법 이외에 다양한 돌연변이 검사방법이 개발되고 있다. 새로운 방법들 중 PCR 관련된 방법들은 Scorpions ARMS (Amplified refractory mutation system) [46], PCR-SSCP (single-strand conformation polymorphism) [20], PNA-LNA PCR clamp (peptide nucleic acid-locked nucleic acid polymerase chain reaction) [47], Taqman-MGB (minor groove binding probe) [48] 방법들이 있으며 sequencing platform을 이용한 pyrosequencing [49]과 그 밖에 length analysis [45], dHPLC (denaturing high performance liquid chromatography) [50] 등이 있다. IPASS 연구에서 이용된 Scorpions ARMS법은 형광법을 이용한 Scorpion Primers와 ARMS법을 병합한 것으로 Scorpions은 PCR Primer와 프로브 역할을 동시에 할 수 있도록 고안된 분자물이다. PCR 과정에서 목표 염기서열(Allele-specific mutation)과 결합하여 DNA 복제와 연장이 이루어진 후 변성(denaturation)을 거쳐 형광이 증가하게 되고 이를 측정하여 증폭된 돌연변이 염기서열을 발견할 수 있다. Scorpions ARMS법을 이용한 EGFR Mutation Kit (Qiagen, Manchester, United Kingdom)는 총 28종의 돌연변이를 검사할 수 있다[46]. 이 검사 방법은 검체 DNA 중에 돌연변이 DNA가 약 1% 정도만 섞여 있어도 검출이 가능하지만 새로운 돌연변이는 발견하지 못하고 비용이 고가인 단점이 있다[12,46]. PNA-LNA PCR clamp을 이용한 방법은 PNA 프로브를 이용하는 방법으로 높은 민감도와 신속한 검사의 장점이 있으며 1%의 적은 양의 돌연변이 DNA도 검출 가능하다[47]. PNA-LNA PCR clamp 법을 직접 염기서열 분석법과 비교한 국내 연구에서 107명의 환자에서 직접 염기서열 분석법은 38명의 돌연변이를 확인하였고 PNA PCR 방법은 exon 19 결실과 L858R 치환돌연변이 등을 13명에서 추가적으로 발견할 수 있었다[51].

본 연구는 의무 기록을 통한 후향적 조사였으며 표본 수가 적었고 다른 EGFR 돌연변이 검사법과 직접 비교하지 못한 제한점이 있다.

결론적으로 이번 연구를 통해서 비편평, 비소세포폐암환자에서 직접 염기서열 분석법을 통한 EGFR 돌연변이 환자군이 야생형 환자군과 비교하여 EGFR-TKI 치료에 반응률 높고 무진행 생존기간과 중앙 생존기간이 연장됨을 확인할 수 있었다. 반면 직접 염기서열 분석법으로 EGFR 야생형으로 분류된 환자 중 적지 않은 수에서 EGFR-TKI에 부분 관해 이상의 반응을 보였기 때문에 검사의 민감도가 문제 될 수 있어 앞으로 전향적 비교 연구가 이루어져야 하며 작은 검체에서도 정확하게 EGFR 돌연변이를 찾을 수 있는 검사 방법 개발과 표준화가 필요하다.

References

1. Kubota K, Watanabe K, Kunitoh H, et al. Phase III randomized trial of docetaxel plus cisplatin versus vindesine plus cisplatin in patients with stage IV non-small-cell lung cancer: the Japanese Taxotere Lung Cancer Study Group. J Clin Oncol 2004;22:254–261.
2. Ohe Y, Ohashi Y, Kubota K, et al. Randomized phase III study of cisplatin plus irinotecan versus carboplatin plus paclitaxel, cisplatin plus gemcitabine, and cisplatin plus vinorelbine for advanced non-small-cell lung cancer: Four-Arm Cooperative Study in Japan. Ann Oncol 2007;18:317–323.
3. Schiller JH, Harrington D, Belani CP, et al. Comparison of four chemotherapy regimens for advanced non-small-cell lung cancer. N Engl J Med 2002;346:92–98.
4. Park K, Goto K. A review of the benefit-risk profile of gefitinib in Asian patients with advanced non-small-cell lung cancer. Curr Med Res Opin 2006;22:561–573.
5. Shepherd FA, Rodrigues Pereira J, Ciuleanu T, et al. Erlotinib in previously treated non-small-cell lung cancer. N Engl J Med 2005;353:123–132.
6. Thatcher N, Chang A, Parikh P, et al. Gefitinib plus best supportive care in previously treated patients with refractory advanced non-small-cell lung cancer: results from a randomised, placebo-controlled, multicentre study (Iressa Survival Evaluation in Lung Cancer). Lancet 2005;366:1527–1537.
7. Lynch TJ, Bell DW, Sordella R, et al. Activating mutations in the epidermal growth factor receptor underlying responsiveness of non-small-cell lung cancer to gefitinib. N Engl J Med 2004;350:2129–2139.
8. Paez JG, Janne PA, Lee JC, et al. EGFR mutations in lung cancer: correlation with clinical response to gefitinib therapy. Science 2004;304:1497–1500.
9. Macconaill LE, Garraway LA. Clinical implications of the cancer genome. J Clin Oncol 2010;28:5219–5228.
10. Rosell R, Moran T, Queralt C, et al. Screening for epidermal growth factor receptor mutations in lung cancer. N Engl J Med 2009;361:958–967.
11. Tanaka T, Matsuoka M, Sutani A, et al. Frequency of and variables associated with the EGFR mutation and its subtypes. Int J Cancer 2010;126:651–655.
12. Pirker R, Herth FJ, Kerr KM, et al. Consensus for EGFR mutation testing in non-small cell lung cancer: results from a European workshop. J Thorac Oncol 2010;5:1706–1713.
13. Detterbeck FC, Boffa DJ, Tanoue LT. The new lung cancer staging system. Chest 2009;136:260–271.
14. Liu D, Nakano J, Ueno M, et al. A useful protocol for analyses of mutations of the epidermal growth factor receptor gene. Oncol Rep 2006;15:1503–1505.
15. Cohen MH, Williams GA, Sridhara R, et al. United States Food and Drug Administration Drug Approval summary: Gefitinib (ZD1839; Iressa) tablets. Clin Cancer Res 2004;10:1212–1218.
16. Jorissen RN, Walker F, Pouliot N, Garrett TP, Ward CW, Burgess AW. Epidermal growth factor receptor: mechanisms of activation and signalling. Exp Cell Res 2003;284:31–53.
17. Hanahan D, Weinberg RA. Hallmarks of cancer: the next generation. Cell 2011;144:646–674.
18. Lassus H, Sihto H, Leminen A, et al. Gene amplification, mutation, and protein expression of EGFR and mutations of ERBB2 in serous ovarian carcinoma. J Mol Med (Berl) 2006;84:671–681.
19. Nicholson RI, Gee JM, Harper ME. EGFR and cancer prognosis. Eur J Cancer 2001;37(Suppl 4):S9–S15.
20. Marchetti A, Martella C, Felicioni L, et al. EGFR mutations in non-small-cell lung cancer: analysis of a large series of cases and development of a rapid and sensitive method for diagnostic screening with potential implications on pharmacologic treatment. J Clin Oncol 2005;23:857–865.
21. Shigematsu H, Lin L, Takahashi T, et al. Clinical and biological features associated with epidermal growth factor receptor gene mutations in lung cancers. J Natl Cancer Inst 2005;97:339–346.
22. Cappuzzo F, Hirsch FR, Rossi E, et al. Epidermal growth factor receptor gene and protein and gefitinib sensitivity in non-small-cell lung cancer. J Natl Cancer Inst 2005;97:643–655.
23. Douillard JY, Shepherd FA, Hirsh V, et al. Molecular predictors of outcome with gefitinib and docetaxel in previously treated non-small-cell lung cancer: data from the randomized phase III INTEREST trial. J Clin Oncol 2010;28:744–752.
24. Hirsch FR, Varella-Garcia M, Bunn PA Jr, et al. Molecular predictors of outcome with gefitinib in a phase III Placebo-controlled study in advanced non-small-cell lung cancer. J Clin Oncol 2006;24:5034–5042.
25. Lee JS, Park K, Kim SW, Lee DH, Kim HT, Han JY. A randomized phase III study of gefitinib versus standard chemotherapy (gemcitabine plus cisplatin) as a first-line treatment for never-smokers with advanced or metastatic adenocarcinoma of the lung. In : In: The 13th World Conference on Lung Cancer 2009.
26. Mok TS, Wu YL, Thongprasert S, et al. Gefitinib or carboplatin-paclitaxel in pulmonary adenocarcinoma. N Engl J Med 2009;361:947–957.
27. Lee YJ, Shim HS, Kang YA, et al. Dose effect of cigarette smoking on frequency and spectrum of epidermal growth factor receptor gene mutations in Korean patients with non-small cell lung cancer. J Cancer Res Clin Oncol 2010;136:1937–1944.
28. Maemondo M, Inoue A, Kobayashi K, et al. Gefitinib or chemotherapy for non-small-cell lung cancer with mutated EGFR. N Engl J Med 2010;362:2380–2388.
29. Fukuoka M, Wu YL, Thongprasert S, et al. Biomarker analyses and final overall survival results from a phase III, randomized, open-label, first-line study of gefitinib versus carboplatin/paclitaxel in clinically selected patients with advanced non-small-cell lung cancer in Asia (IPASS). J Clin Oncol 2011;29:2866–2874.
30. Mitsudomi T, Morita S, Yatabe Y, et al. Gefitinib versus cisplatin plus docetaxel in patients with non-small-cell lung cancer harbouring mutations of the epidermal growth factor receptor (WJTOG3405): an open label, randomised phase 3 trial. Lancet Oncol 2010;11:121–128.
31. Yasuda H, Kobayashi S, Costa DB. EGFR exon 20 insertion mutations in non-small-cell lung cancer: preclinical data and clinical implications. Lancet Oncol 2011, Lancet Oncol 2011 July 18 [Epub], http://dx.doi.org/10.1016/S1470-2045(11)70129-2.
32. Pao W, Chmielecki J. Rational, biologically based treatment of EGFR-mutant non-small-cell lung cancer. Nat Rev Cancer 2010;10:760–774.
33. Sasaki H, Endo K, Takada M, et al. EGFR exon 20 insertion mutation in Japanese lung cancer. Lung Cancer 2007;58:324–328.
34. Wu JY, Wu SG, Yang CH, et al. Lung cancer with epidermal growth factor receptor exon 20 mutations is associated with poor gefitinib treatment response. Clin Cancer Res 2008;14:4877–4882.
35. Hotta K, Kiura K, Toyooka S, et al. Clinical significance of epidermal growth factor receptor gene mutations on treatment outcome after first-line cytotoxic chemotherapy in Japanese patients with non-small cell lung cancer. J Thorac Oncol 2007;2:632–637.
36. Lin CC, Hsu HH, Sun CT, et al. Chemotherapy response in East Asian non-small cell lung cancer patients harboring wild-type or activating mutation of epidermal growth factor receptors. J Thorac Oncol 2010;5:1424–1429.
37. Tsao MS, Sakurada A, Ding K, et al. Prognostic and predictive value of epidermal growth factor receptor tyrosine kinase domain mutation status and gene copy number for adjuvant chemotherapy in non-small cell lung cancer. J Thorac Oncol 2011;6:139–147.
38. Morita S, Okamoto I, Kobayashi K, et al. Combined survival analysis of prospective clinical trials of gefitinib for non-small cell lung cancer with EGFR mutations. Clin Cancer Res 2009;15:4493–4498.
39. Jackman DM, Miller VA, Cioffredi LA, et al. Impact of epidermal growth factor receptor and KRAS mutations on clinical outcomes in previously untreated non-small cell lung cancer patients: results of an online tumor registry of clinical trials. Clin Cancer Res 2009;15:5267–5273.
40. Yang CH, Yu CJ, Shih JY, et al. Specific EGFR mutations predict treatment outcome of stage IIIB/IV patients with chemotherapy-naive non-small-cell lung cancer receiving first-line gefitinib monotherapy. J Clin Oncol 2008;26:2745–2753.
41. Wu JY, Shih JY, Chen KY, Yang CH, Yu CJ, Yang PC. Gefitinib therapy in patients with advanced non-small cell lung cancer with or without testing for epidermal growth factor receptor (EGFR)mutations. Medicine (Baltimore) 2011;90:159–167.
42. Wu YL, Zhong WZ, Li LY, et al. Epidermal growth factor receptor mutations and their correlation with gefitinib therapy in patients with non-small cell lung cancer: a meta-analysis based on updated individual patient data from six medical centers in mainland China. J Thorac Oncol 2007;2:430–439.
43. Hoshi K, Takakura H, Mitani Y, et al. Rapid detection of epidermal growth factor receptor mutations in lung cancer by the SMart-Amplification Process. Clin Cancer Res 2007;13:4974–4983.
44. Pao W, Ladanyi M. Epidermal growth factor receptor mutation testing in lung cancer: searching for the ideal method. Clin Cancer Res 2007;13:4954–4955.
45. Molina-Vila MA, Bertran-Alamillo J, Reguart N, et al. A sensitive method for detecting EGFR mutations in non-small cell lung cancer samples with few tumor cells. J Thorac Oncol 2008;3:1224–1235.
46. Kimura H, Kasahara K, Kawaishi M, et al. Detection of epidermal growth factor receptor mutations in serum as a predictor of the response to gefitinib in patients with non-small-cell lung cancer. Clin Cancer Res 2006;12:3915–3921.
47. Tanaka T, Nagai Y, Miyazawa H, et al. Reliability of the peptide nucleic acid-locked nucleic acid polymerase chain reaction clamp-based test for epidermal growth factor receptor mutations integrated into the clinical practice for non-small cell lung cancers. Cancer Sci 2007;98:246–252.
48. Jian G, Songwen Z, Ling Z, et al. Prediction of epidermal growth factor receptor mutations in the plasma/pleural effusion to efficacy of gefitinib treatment in advanced non-small cell lung cancer. J Cancer Res Clin Oncol 2010;136:1341–1347.
49. Dufort S, Richard MJ, Lantuejoul S, de Fraipont F. Pyrosequencing, a method approved to detect the two major EGFR mutations for anti EGFR therapy in NSCLC. J Exp Clin Cancer Res 2011;30:57.
50. Chin TM, Anuar D, Soo R, et al. Detection of epidermal growth factor receptor variations by partially denaturing HPLC. Clin Chem 2007;53:62–70.
51. Kim HJ, Kim WS, Shin KC, et al. Comparative analysis of peptide nucleic acid (PNA)-mediated real-time PCR clamping and DNA direct sequencing for EGFR mutation detection. Tuberc Respir Dis 2011;70:21–27.

Article information Continued

Figure 1.

Distribution of kinase domain mutations (exons 18-21) of the epidermal growth factor receptor (EGFR) gene. Exons are shown as boxes, and mutation types are indicated by differently colored arrows. Each arrow represents a single mutation event. The amino acid sequence of each mutation is shown below the box.

Figure 2.

Kaplan-Meier analysis of progression-free survival and overall survival after epidermal growth factor receptor (EGFR)- tyrosine kinase inhibitor (TKI) treatment in 56 patients with or without an EGFR mutation.

Table 1.

Comparisons of clinicopathological factors based on epidermal growth factor receptor (EGFR) genotype

Factor Total Mutant EGFR Wild-type EGFR p value
Patients, n (%) 122 (100) 36 (29.5) 86 (70.5)
Median age (range), yr 64 (27-83) 63 (43-77) 65 (27-83) 0.768
Gender, n (%) 0.007
 Male 67 (54.9) 13 (36.1) 54 (62.8)
 Female 55 (45.1) 23 (63.9) 32 (37.2)
Smoking status, n (%) <0.001
 ≤10 pack-years 67 (54.9) 30 (88.3) 37 (43.0)
 >10 pack-years 55 (45.1) 6 (16.7) 49 (57.0)
Pathology, n (%) 0.651
 Adenocarcinoma 113 (92.6) 34 (94.4) 79 (67.2)
 Large cell carcinoma 2 (1.6) 0 (0.0) 2 (2.3)
 NSCLC NOS 7 (5.7) 2 (5.6) 5 (4.1)
Stage, n (%) 0.208
 IA-IB 18 (14.8) 5 (13.9) 13 (15.1)
 IIA-IIB 8 (6.6) 5 (13.9) 3 (3.5)
 IIIA-IIIB 24 (19.7) 6 (16.7) 18 (20.9)
 IV 72 (59.0) 20 (55.6) 52 (60.5)

NSCLC NOS, non-small-cell lung cancer not otherwise specified.

Table 2.

Clinical and molecular features of the 36 patients with epidermal growth factor receptor (EGFR) mutations

No. Sex. Age Smk Pathol Stage Mutation 1
Mutation 2
Site & nucleotide sequence Amino acid sequence Site & nucleotide sequence Amino acid sequence
1 F 69 0 ADC IV exon 18, c.2156 G>C p.Gly 719 Ala exon21,c.2499_2500delinsTT p.Leu833_Val834delinsPheLeu
2 F 46 0 ADC Ia exon 18, c.2156 G>C p.Gly 719 Ala exon 20, c.2303 G>T p.Ser768IIe
3 M 63 10 ADC Ib exon 19, c.2206 G>A p.Glu736Lys
4 F 70 0 ADC Ia exon 19, c.2209 A>G p.Lys737Glu
5 M 54 0 ADC IV exon 19, c.2235_2249del p.Glu746_Ala750del
6 F 55 30 ADC IV exon 19, c.2235_2249del p.Glu746_Ala750del
7 F 76 0 ADC IIIb exon 19, c.2235_2249del p.Glu746_Ala750del
8 F 54 0 ADC IIa exon 19, c.2235_2249del p.Glu746_Ala750del
9 M 70 0 ADC IV exon 19, c.2235_2249del p.Glu746_Ala750del
10 M 75 0 ADC Ia exon 19, c.2236_2250del p.Glu746_Ala750del
11 M 45 0 ADC IV exon 19, c.2235_2249del p.Glu746_Ala750del
12 M 60 30 ADC IV exon 19, c.2235_2249del p.Glu746_Ala750del
13 M 76 0 ADC IV Exon 19, c.2239_2248del p.Leu747_Ala750delinsPro
14 F 45 0 NOS IV exon 19, c.2237_2255delinsT p.Glu747_Ser752delinsVal
15 F 47 0 ADC IV exon 19, c.2238_2252del p.Glu747_Thr751del
16 F 67 0 ADC IV exon 19, c.2239_2256del p.Glu747_Ser752del
17 F 48 0 ADC IV exon 19, c.2240_2257del p.Leu747_Pro753delinsSer
18 F 54 0 ADC IIIa exon 19, c.2240_2257del p.Leu747_Pro753delinsSer
19 M 71 55 ADC IV exon 19, c.2270 A>G p.Lys757Arg
20 F 68 0 ADC IIa exon 19, c.2270 A>G p.Lys757Arg
21 F 62 0 ADC IV exon 19, c.2305 G>A p.Val769Met
22 F 70 0 ADC IV exon 20, c.2311_2312insCCC p.Asr771delinsThrHis
23 F 69 0 ADC IV exon 20, c.2319_2320insCAC p.His773dupHis
24 M 57 0 ADC IV exon 20, c.2287 G>A p.Ala763Thr exon 21, c.2573T>G p.Leu858Arg
25 M 56 15 ADC IIIa exon 20, c.2351 C>A p.Ser784Phe
26 F 50 0 ADC IV exon 21, c.2573 T>G p.Leu858Arg
27 M 50 0 ADC IIa exon 21, c.2573 T>G p.Leu858Arg
28 F 75 0 ADC IV exon 21, c.2573 T>G p.Leu858Arg
29 M 43 20 ADC IIb exon 21, c.2573 TG>GT p.Leu858Arg
30 M 70 30 NOS IIIb exon 21, c.2573 T>G p.Leu858Arg
31 F 67 0 ADC Ia exon 21, c.2573 T>G p.Leu858Arg
32 F 55 7 ADC IV exon 21, c.2573 T>G p.Leu858Arg
33 F 64 0 ADC IIA exon 21, c.2573 T>G p.Leu858Arg
34 F 77 0 ADC IIIa exon 21, c.2573 T>G p.Leu858Arg
35 F 48 0 ADC IV exon 21, c.2573 T>G p.Leu858Arg
36 F 76 0 ADC IV exon 21, c.2573 T>G p.Leu858Arg

M, male; F, female; Smk, Smoking status by pack-years; Pathol, pathological diagnosis; ADC, adenocarcinoma; NOS, Non-small cell lung cancer not otherwise specifield; del, deletion; ins, insertion; dup, duplication.

Table 3.

Treatment responses to epidermal growth factor receptor tyrosine kinase inhibitors (EGFR-TKIs) and survival of patients in relation to EGFR mutation

Parameter Mutant EGFR Wild-type EGFR p value
Patients, n (%) 19 (33.9) 37 (66.1)
Patient characteristics, n (%)
 Stage at diagnosis 0.441
  IA-IB 1 (5.3) 2 (5.4)
  IIA-IIB 1 (5.3) 0 (0.0)
  IIIA-IIIB 3 (15.8) 10 (27.0)
  IV 14 (73.7) 25 (67.6)
 EGFR-TKI 0.503
  Erlotinib 5 (26.3) 13 (35.1)
  Gefitinib 14 (73.7) 24 (64.9)
 Treatment line of EGFR-TKI 0.358
  First 2 (10.5) 2 (5.4)
  Second 13 (68.4) 19 (51.4)
  Third 4 (21.1) 14 (37.8)
  Fourth 0 (0.0) 2 (5.4)
Response to EGFR-TKI, n (%) 0.001
 Complete response (CR) 1 (5.3) 0 (0.0)
 Partial response (PR) 7 (36.8) 7 (18.9)
 Stable disease (SD) 9 (47.4) 6 (16.2)
 Progression 2 (10.5) 24 (64.9)
 Objective response rate (CR + PR) 8/19 (42.1) 7/37 (18.9) 0.064
 Disease control rate (CR + PR + SD) 17/19 (89.5) 13/37 (35.1) < 0.001
PFS (median), mon (95% CI) 8.5 (7.7-9.3) 1.5 (0.9-2.1) 0.003
 6-month progression-free rate 76% 21%
 12-month progression-free rate 34% 10%
Median survival, mon (95% CI) 40.0 (15.5-64.4) 13.3 (9.5-17.0) 0.006
 1-year survival rate 94% 56%
 2-year survival rate 62% 28%