非小细胞肺癌靶向药物及耐药策略_印度特罗凯治胰腺癌么

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所属分类:孟加拉肺癌药物


非小细胞肺癌靶向药物及耐药策略_印度特罗凯治胰腺癌么

1、概述

肺癌是目前世界上最常见的恶性肿瘤之一,居恶性肿瘤死亡率之首。在我国,肺癌的死亡率呈逐年增加的趋势,是人群死亡率上升最快的癌症。基于肺癌的生物学特性和临床病理特征,WHO将其分为非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC) 和小细胞肺癌(small cell lung cancer,SCLC) ,其中NSCLC比例高达85%。

图1 鳞癌:分化较差,角化不明显,细胞呈巢状分布,胞核增大、深染,核质比增大

图2 透明细胞癌:癌组织呈实性片状生长,间质较少,胞质透亮

图3 腺癌:癌细胞呈柱状或钉突样衬覆于肺泡表面,核位于顶端,肺泡腔内可见脱落的癌细胞

图4 小细胞癌:癌细胞呈不规则实性片状生长,细胞小,胞核明显深染,胞质稀少

约有2/3左右NSCLC患者就诊时都已不能手术治疗,对于这些患者,单纯的放疗或者化疗的治疗效果都不理想。靶向药物作为一种新型治疗药物,具有更强的针对性,能够增强对肿瘤细胞的杀伤力和减少对正常细胞的毒副作用,成为NSCLC药物治疗的研究热点,如EGFR和K-Ras等。

以下是针对非小细胞肺癌的靶向药汇总:

2、EML4-ALK融合基因的结构以及临床病理特征

非小细胞癌中ALK的融合基因有KIF5B-ALK(kinesin family 5B-anaplastic lymphoma kinase),TFG-ALK(TRK-fused gene-anaplastic lymphoma kinase),NPM-ALK(Nucleophosmin-anaplastic lymphoma kinase)和EML4-ALK等。

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这其中最主要的还是融合还是发生在EML4和ALK的融合上,在融合位点上有多种形式。鉴别ALK与其他基因是否发生重排的金标准是FISH,也就是免疫荧光原位杂交。它的原理是使用红色荧光探针标记ALK基因的前面,使用绿色荧光探针标记ALK 基因的后面,一般正常的ALK基因,这两种荧光在一块,叠加显示出黄色的荧光信号。而如果ALK与其他基因发生了融合,则在显微镜下可以看到红色荧光和绿色荧光的分离,一般100个细胞数,超过15个就认为是阳性。

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EML4-AL融合基因由日本学者Soda等在1例62岁吸烟肺腺癌患者手术切除标本中首次发现。EML4基因主要维持细胞的基本形态,而ALK基因能够激活和促进细胞增殖,EML4基因的5’端与ALK基因的3’端易位融合,EML4激活ALK酪氨酸激酶区从而导致细胞的恶性增殖,引起癌变。

EML4和ALK两个基因序列在2号染色体短臂上(2p21和2p23)发生融合,两者相隔12Mb,融合时须两者之一反向与对方相接。EML4-ALK融合基因由于断裂相接的位置不同存在多种亚型,EML4基因有很多断裂点,而ALK只有跨膜结构N端这一个融合位点,这些亚型中大多数都能够促进肿瘤形成。融合变异体对EML4-ALK抑制剂表现出不同的敏感性。

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EML4-ALK阳性患者的临床特征为年轻、不吸烟或轻度吸烟史及腺癌。EML4-ALK融合基因存在于多种实体瘤中,但在NSCLC中检出率最高。以往报道EML4-ALK融合基因阳性的肺癌患者,通常不伴有EGFR和K-Ras基因突变。基于此,临床上NSCLC的治疗先进性K-Ras检测和EGFR检测,两者都为阴性的前提下再进行ALK突变的检测。然而近年来也有研究发现,部分EML4-ALK融合基因阳性的NSCLC患者产生耐药后会出现EGFR突变或者K-Ras突变。

3、EML4-ALK融合基因的检测方法

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上图为通过免疫组化染色检测ALK蛋白表达在四例腺癌中的情况。

A) ALK完全负染色;

B) 强(3+)染色ALK;

C) 强(3+)染色ALK;

D) 中度染色(2+)ALK;

目前,检测EML4-ALK融合基因的方法有很多种,其中原位杂交法中得荧光原位杂交(fluorescence in situ hybridization,FISH)为FDA认可的检测方法,但此方法无法同时观察病变组织的形态结构。

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而显色原位杂交法(chromogenic in situ hybridization,CISH)具有与FISH一致的检测敏感性、特异性及准确性,可以保留肿瘤组织的结构和形态,弥补了FISH无法观察组织学形态的不足。

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免疫组织化学法(immunohistochemistry,IHC)是常规病理检测的主要方法,价格便宜,但灵敏度低,不能完全代替FISH方法来检测ALK基因的重排,可以作为基因的初步筛查方法。

RT-PCR方法检测EML4-ALK融合基因亚型的鉴别,但该方法需要高纯度的RNA,临床上病理组织由石蜡包埋,长时间放置会出现RNA降解,因此进行RT-PCR检测时最好用新鲜的肺癌组织。另外,EML4-ALK融合基因亚型比较多,需要设计多组引物。

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上图为采用RT-PCR方法检测EML4-ALK易位研究,显示了2种变异情况

当然,新一代测序技术也是可以用于EML4-ALK的检测的。

4、非小细胞肺癌中针对ALK靶向药物及耐药机制简述

作用于ALK的相关靶向药物如下表所示:

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辉瑞公司研制的克唑替尼(PF02341066)是一种口服的小分子ATP竞争性的c-MET(hepatocyte growth factor)和ALK抑制剂,选择性的抑制ALK基因易位,使酪氨酸激酶磷酸化水平下降,阻断下游细胞增殖、迁移,在临床上用于非小细胞肺癌的一线治疗。

EML4-ALK融合基因在NSCLC患者中发生率约为4~5%,这部分患者经克唑替尼治疗后获得了良好的无进展生存期和客观有效率,但与其他TKIs一样,在治疗一段时间后也会产生获得性耐药,还有一部分患者对TKI药物表现出原发耐药。

EML4-ALK靶向药物的耐药机制主要包含以下几个部分:

(1)激酶域的突变

激酶域的突变是一种公认的EML4-ALK融合基因靶向药物的耐药机制。正常情况下药物与EML4-ALK受体凹槽中ATP结合口袋区结合,从而竞争性的抑制ATP结合而产生抗癌作用,然而激酶域突变会影响药物进入ALK活性位点的能力从而产生耐药。

目前报道的非小细胞肺癌中有关EML4-ALK融合基因耐药的激酶域有L1196M、C1156Y、F1174L、L1153R、D1203N、S1206Y、I1171T、G1260A、1151Tins、G1202R等。

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这些激酶域的突变通过增加空间位阻、活化ALK的构象,使ALK永久磷酸化等途径来影响药物与活性位点的结合。这些突变不只是独立存在于同一肿瘤实体上,可能几个同时存在,因此EML4-ALK融合基因药物的耐药机制具有复杂性。

(2)ALK融合基因拷贝数目的扩增

ALK融合基因拷贝数目的扩增,可能是EML4-ALK基因靶向治疗药物耐药的机制之一。最近研究表明NSCLC患者服用克唑替尼耐药后,ALK融合基因会有4~5倍的扩增,并伴随疾病的进展。

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ALK突变是肺癌排名第二的驱动基因突变,而且一直被誉为钻石突变。主要是因ALK突变的肺癌患者靶向药物非常多,而且很多时候还可以打个回马枪,第三代靶向药物耐药的患者,还能用回去第一代靶向药物。 今天我们的主角是ALK的第三代靶向药物劳拉替尼,代号3922,

(3)信号传导旁路的激活

ALK激酶属于受体酪氨酸激酶,其下游的相关信号通路包括Ras/MEK/ERK,PI3K/AKT和JAK3-STAT3等。Ras/MEK/ERK信号通路与细胞增殖有关,PI3K/AKT和JAK3-STAT3通路与细胞存活和凋亡有关,克唑替尼通过与其靶点的特异性结合来抑制上述信号通路分子的表达而有道细胞凋亡。

当患者对ALK抑制剂产生耐药时,信号传导会绕过原始作用靶点,通过信号旁路激活下游的信号通路,导致ALK抑制剂不能充分抑制肿瘤细胞生长。

目前报道的与EML4-ALK靶向药物相关的信号传导旁路有EGFR信号旁路、SHH/GLI1信号传导通路、K-Ras和KIT/SCF信号传导通路等。这就提示我们可以通过联合应用信号通路抑制剂来增加肿瘤细胞对药物的敏感性。

5、其他耐药机制

(1)激酶域的突变

自噬具有双重作用:一方面,能保护正常细胞抑制肿瘤细胞的生长,抑制肿瘤的发生和发展。另一方面,逃避凋亡性细胞死亡的机制能促进肿瘤细胞的生长,与药物的耐药有关。

克唑替尼主要通过抑制ALK活性,从而抑制下游信号通路,使肿瘤细胞发生凋亡。但是由于肿瘤细胞的异质性,耐药后仍存在高表达或高活性的ALK肿瘤细胞,可能通过继发自噬从而产生耐药。

(2)上皮间充质转化

细胞表型在上皮和间充质之间的互相转化称为上皮细胞间充质转化(epithelial-mesenchymal transition,EMT)和间充质上皮转化(mesenchymal-epitheli-al-transition,MET)。

EMT和MET现象最早在胚胎发育过程中被发现,近年来在肿瘤发生和其他疾病中的作用正在逐渐受到研究者的重视。EMT是指上皮细胞去除已分化表型,包括细胞-细胞间粘附、顶-底级性、运动能力低等特性,而获得了某些间充质细 胞的表型,包括移动、侵袭、抗凋亡等特性。

肿瘤干细胞学说认为,肿瘤组织或者肿瘤转移灶中存在极少的且具有无限自我更新能力并可导致。肿瘤发生的细胞—肿瘤干细胞样细胞(cancer stem like cells)[3]。这类细胞具有成体干细胞的某些功能特征,包括自我增殖和多向分化的能力,称为“干性(stemness)”。越来越多的研究表明,EMT与肿瘤细胞的干细胞特征密切相关,在肿瘤转移、治疗抵抗和再复发中起关键作用。

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在NSCLC中,EMT被报道与TKI类药物的耐药相关,EMT很可能是克唑替尼耐药的机制之一。非小细胞肺癌患者易发生脑转移。

6、克服ALK靶向药物克唑替尼耐药的策略

(1)不同靶点的酪氨酸激酶抑制剂联合治疗

克唑替尼的耐药机制之一是信号旁路的激活,如EGFR,c-MET,K-Ras等通路的激活。所以,克唑替尼耐药的患者同时应用ALK抑制剂和其他靶点TKI类药物很可能具有一定的临床效果。有研究显示,在获得性耐药细胞系中联合应用克唑替尼和埃罗替尼,以及联合应用克唑替尼和阿法替尼后,耐药细胞系的生长受到明显抑制。

(2)第2代ALK抑制剂

随着对克唑替尼的耐药机制的深入研究,促进了2代ALK抑制剂的研发,第2代ALK抑制剂结构上与克唑替尼有很大的不同,能够有效的抑制ALK继发性耐药突变的肿瘤细胞活性。

目前报道的2代ALK抑制剂有已上市的Ceritinib(LDK378)和Alectinib(CH 5424802)以及正处在研究阶段的AP26113,ASP3026,X396,X376和TSR-011等。

Ceritinib和Alectinib在文献中多次报道,其中Ceritinib是由诺华公司研发的选择性ALK抑制剂,于2014年4月获得FDA批准,用于治疗转移性ALK阳性NSCLC患者。与克唑替尼相比,该药有更好的临床前抗肿瘤活性。活检组织培养的克唑替尼耐药细胞中发现Ceritinib能够克服ALK多种二次突变(L1196M,G1269A,S1206Y和I1171T)引起的耐药。

7、Ceritinib和Alectinib药物简介

(1)艾乐替尼(Alectinib,CH5424802,二代ALK抑制剂)

  • 分子检测靶标ALK基因重排分析

  • 药物简介:

Alectinib是一个新型的ALK抑制剂,CH5424802是由中外制药公司研发的第二代ALK抑制剂之一。

Alectinib的早期试验显示其对脑转移的治疗有效,表明该药能被大脑摄取。血脑屏障阻止分子影像大脑的其中一种方法是将其主动排除血脑屏障,这一过程叫主动外排。主动外排系统不能识别Alectinib,这意味着该药可以进出脑组织。

2015年12月,FDA批准用于克唑替尼耐药的ALK+非小细胞肺癌。

(2)色瑞替尼(Ceritinib,Zykadia,LDK378,二代ALK抑制剂)

  • 分子检测靶标ALK基因重排分析

  • 药物简介:

诺华的LDK378在研期间就获得了美国食品药品监督管理局(FDA)授予的突破性治疗药物的称号,授予是基于该药正开发用于渐变性淋巴瘤激酶阳性(ALK+)转移性非小细胞肺癌(NSCLC)的治疗。

ALK+NSCLC患者往往是非吸烟者并且比非ALK转移的NSCLC患者更加年轻,而目前ALK+NSCLC患者的治疗选择十分有限。

有相关实验证实Ceritinib治疗阳性ALK阳性克唑替尼耐药非小细胞肺癌患者的反应率为56%,中位PFS为7.0个月。体外实验已证实,Ceritinib对ALK的抑制能力是克唑替尼的20倍。

如果一线克唑替尼进展后,二代抑制剂仍可获得56%的缓解率。此种药物的患者使用经验是有效,但副作用相对效果也比较大。

  • 批准适应症:

2015年5月(EU)2014年4月(FDA)克唑替尼耐药的转移性ALK+NSCLC。

EML4-ALK已经成为NSCLC治疗的新热点,针对该靶点的新治疗药物在不断地开发中。然后有许多问题还需要解决,如克唑替尼耐药后细胞通路的改变,EML4-ALK相关通路与EGFR或K-Ras相关通路之间的关联以及多靶点共存患者如何选择靶向抑制剂。

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参考文献:

[1] TAKEUCHI K,CHOI Y L,TOGASHI Y,et al.KIF5B-ALK,a novel fusion oncokinase identified by an immunohistochemistry-based diagnostic system for ALK-positive lung cancer[J].Cell,2007,131(6):1190-1203.

[2] K Rikova. Global Survey of Phosphotyrosine Signaling Identifies Oncogenic Kinases in Lung Cancer.《Cell》, 2007, 131(6):1190-1203.

[3] Alice T, J Clin Oncol. 2013 Mar 10; 31(8): 1105–1111.

[4] H Hatanaka. Identification of the transforming EML4-ALK fusion gene in non-small-cell lung cancer. 《Nature》, 2007, 448(7153):561-566.

[5] A Yoshida. Bright-field dual-color chromogenic in situ hybridization for diagnosing echinoderm microtubule-associated protein-like 4-anaplastic lymphoma kinase-positi...

[6] L Liu. Detection of EML4-ALK in lung adenocarcinoma using pleural effusion with FISH, IHC, and RT-PCR methods.《Plos One》, 2015, 10(3).

[7] CB De,G Berx. Regulatory networks defining EMT during cancer initiation and progression. 《Nature Reviews Cancer》, 2013, 13(13):97-110.

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