TKI耐药以后的后续治疗郭人花

EGFR-TKI获得性耐药后的治疗进展,南京医科大学第一附属医院肿瘤科 郭 人花,表皮生长因子受体（Epidermal growth factor receptor tyrosine EGFR),EGFR具有酪氨酸激酶(tyrosine kinase，TK)活性，是erbBHER家族的一个成员。,EGFR酪氨酸激酶功能区含有3个重要结构,氨基端小叶(N-lobe)：由5条平行的b_折迭构成，其中的ATP 磷酸结合环(P-Loop)的GSGSFG 序列是ATP y-磷酸基团的主要结合位点；C螺旋(C helix)：此螺旋中含有ATP的a一和 磷酸基团结合位点。当a C螺旋与ATP结合后，其构象发生改变，从而引起受体自身磷酸化和激酶活化；羧基端小叶(C-lobe)：此小叶中的活化环(A-loop)是酪氨酸激酶的活性中心，由2030个氨基酸组成，其中DFG序列在所有酪氨酸激酶中高度保守，改变此序列的组成或构象将显著影响激酶活性。,表皮生长因子受体激活模式图,EGFR信号通路形成的信号网络是多数细胞赖以生长、分化、存活的核心网络。通过与不同的配体结合，EGFR可以形成同源或异源二聚体，引起构象变化，激活位于胞浆区的酪氨酸位点，使其磷酸化并活化下游信号通路。包括RasRafMAPK、JAKSTAT和PI3KAkt等在内的传导途径将信号传递到核内，促使细胞增殖、血管生成、转移和抑制细胞凋亡。,EGFR-TKI（EGFR tyrosine kinase inhibitor）,吉非替尼（Gefitinib）和厄罗替尼（Erlotinib）都是可逆性小分子酪氨酸激酶抑制剂（EGFR-TKI），结构与ATP类似，可竞争性结合于EGFR-TK催化区域Mg-ATP结合位点，阻断EGFR生成信号传递至细胞内，抑制细胞的异常增生和转移，起到抗肿瘤的作用 。,目前Gefitinib和Erlotinib已经被多个国家批准用于治疗晚期非小细胞肺癌。多中心随机化临床试验的结果显示，对EGFR-TKI治疗有良好反应的人群往往是亚裔、女性、腺癌、无吸烟史以及EGFR突变型患者 。,外显子19缺失突变：主要是第746752位密码子的碱基缺失突变，导致EGFR蛋白中氨基酸(ELREATS)序列丢失，这一缺失改变了受体ATP结合囊(ATPbinding pocket，ABP)的角度，从而显著增强肿瘤细胞对Gefitinib的敏感性。外显子21错义突变：主要是第851位密码子出现TG转换，引起EGFR蛋白中该位点的氨基酸由亮氨酸转变为精氨酸(L858R)，此突变位于DGF序列附近，其作用是使Aloop的稳定性提高，肿瘤细胞对吉非体尼的敏感性明显增强。,EGFR敏感突变位点,通过体内及体外研究实验，证实EGFR基因突变影响着NSCLC对EGFR-TKI的敏感性。一次突变后的EGFR对EGF的反应敏感性较野生型增加23倍，对Gefitinib的敏感性则增加10倍。在这部分病人中，使用Gefitinib或Erlotinib后在临床表现及影像学上疾病均有明显的好转。,EGFR-TKI获得性耐药,在使用EGFR-TKI一段时间后（通常为10-12个月），在原来疗效较好的患者中会有一部分病人出现病情的再次进展。,EGFR-TKIs获得性耐药定义,先前接受单药EGFR-TKIs治疗(例如:吉非替尼、厄洛替尼)同时符合以下条件之一：肿瘤细胞检测到与疗效相关的敏感突变EGFR-TKIs治疗有确切的临床获益疗效评价(RECIST或WHO标准)达到CR或PR明显的临床获益(初始治疗后按照RECIST或WHO标准疾病稳定6月)按照RECIST或WHO标准疾病进展后继续吉非替尼或厄洛替尼治疗至少30天在吉非替尼或厄罗替尼治疗中断和开始新药治疗期间没有接受系统治疗。,获得性耐药的相关机制,EGFR基因突变或靶点缺失下游效应分子的结构性活化，与EGFR信号失去偶联EGFR旁路信号通路的激活肿瘤诱导的非依赖于EGFR的血管生成肿瘤微环境改变,T790位于EGFR与ATP结合的关键区域，因此被称为“gatekeeper”残基。 T790m突变即在EGFR激酶区T790位点上出现了以大量甲硫氨酸残基替代苏氨酸的替代突变，大量的甲硫氨酸残基可对EGFR-TKI的结合形成了位阻，并且突变后的EGFR与ATP亲和力较EGFR-TKI明显增强，从而使原来已经被抑制的磷酸化信号传导过程被重新启动，最终使这类药物无法阻断EGFR磷酸化所介导的信号传导而导致耐药。,T790m突变,另一种常见的耐药机制是EGFR下游信号通路非依赖于EGFR的持续性活化，其中最具有代表性的是PI3K。研究发现PI3K组成性活化的原因有：相关基因的直接扩增、下游效应蛋白的过度表达(比如Akt蛋白)，以及PTEN(一种能抑制PI3K通路的磷脂酶)的丢失或失活。,肿瘤细胞中存在丰富的TK受体，EGFR旁路的其他TK受体如干细胞生长因子受体（c-MET），血小板源性生长因子受体（PDGFR）和胰岛素样生长因子受体（IGF-1R）等可以直接活化EGFR下游信号通路，将细胞外信号传递到细胞内，调节细胞的基本功能即生存与增殖；当这些生长因子TK受体明显上调，活性超过EGFR时，EGFR下游信号通路的活化就不依赖于EGFR，从而引起肿瘤细胞对EGFT-TKI的耐药。,c-MET扩增,c-MET基因扩增可以通过激活ErbB3-PI3K信号途径，从而绕过了Gefitinib作用的靶点EGFR，导致NSCLC对Gefitinib产生耐药。,肿瘤诱导的血管生成在肿瘤局部生长、侵袭转移中起到重要作用，这种血管生成受到许多生长因子的调节，其中最主要的是血管内皮生长因子(VEGF)与碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)。大量证据表明EGFR自分泌通路能够部分调控多种血管生成生长因子，其中包括VEGF与bFGF。体外研究发现，EGFR的活化能够引起结肠癌、前列腺癌、神经胶质瘤及头颈部癌细胞内VEGF表达增高 。EFGR抑制剂能够通过抑制EGFR活化从而下调肿瘤诱导VEGF介导的血管生成。肿瘤血管发生调控的改变可能是EGFR抑制剂产生耐药的一个重要机制。,上皮细胞-间质转化（epithelial to mesenchymal transition，EMT）是一种生理现象，在胚胎发育过程中参与器官塑形。上皮细胞在失去上皮特征、获得间质特征后，其细胞侵袭转移能力都大为提高。EMT的发生与肿瘤细胞外微环境的基质改变和重塑有关.Src通路、MAPK 及PI-3K信号通路均参与诱导EMT，而这些信号通路在EGFR-TKI的耐药中发挥作用。最近的研究结果显示，EGFR-TKI原发性耐药细胞株往往呈现上皮基因表达下调，出现间质性细胞表型，即产生所谓的EMT现象。恢复NSCLC的E-钙黏素表达后，细胞则恢复对EGFR-TKI的敏感性。这种上皮或间质表型的NSCLC细胞对EGFR抑制剂的敏感性的差异与体外细胞周期的状况及体内异种移植肿瘤的生长速度无关，并且与总的EGFR蛋白水平无关。以上结果表明EMT是NSCLC原发性耐受EGFR-TKI的机制之一，但这一机制是否参与NSCLC对EGFR-TKI的获得性耐药目前尚未明。,EGFR-TKI获得性耐药后的治疗进展,细胞学水平体外动物实验临床试验,CL-387,7859对L858R&T790m转染后的Ba/F3细胞的抗增殖作用，如图所示，随着药物浓度梯度的增加， L858R&T790m转染后的Ba/F3细胞对Gefitinib、Cetuximab及Erlotinib均表现出耐药，而CL387,785在1mol/L浓度时即达到了50%的抑制率（IC50）,CL-387,7859（ irreversible inhibitor of EGFR ）,Alternative Inhibitor Overcomes Resistance Caused by a Mutation of the Epidermal Growth Factor Receptor Cancer Res 2005; 65: (16). August 15, 2005,如图所示，在分子水平的检测中，同浓度的CL-387,785较Gefitinib可明显抑制EGFR及其下游信号通路的活化，证实CL-387,785可以明显抑制EGFR-TKI耐药细胞株的增殖。,HKI-272 & HKI-357 （irreversible dual inhibitors of EGFR and ERBB2）,inhibitors of the EGF receptor may circumvent acquired resistance to gefitinib PNAS,May 24, 2005,vol.102,no.21:7665-7670,HC-toxin （an HDAC inhibitor）联合MEK或PI3K抑制剂,如图所示，HC-toxin（组蛋白脱乙酰基酶抑制剂）在0.1mol/L时联合低剂量的MEK或PI3K抑制剂可以明显促进肺腺癌细胞H1650 （Del E749-A750&PTEN Del）凋亡并抑制下游信号通路的活化。,Blockade of the ERK or PI3KAkt signaling pathway enhances the cytotoxicity of histone deacetylase inhibitors in tumor cells resistant to gefitinib or imatinib,AG1024 (IGFR-TKI)联合 Gefitinib,Combined inhibition of IGFR enhances the eVects of geWtinib in H1650: a lung cancer cell line with EGFR mutation and primary resistance to EGFR-TK inhibitors,如图所示，胰岛素样生长因子受体抑制剂AG1024 联合Gefitinib可以明显促进H1650 （Del E749-A750&PTEN Del）细胞凋亡并抑制下游信号通路的活化。,S-1联合Gefitinib,PC-9/ZD细胞是稳定表达Del E749-A750&T790m突变的诱导耐Gefitinib肺腺癌细胞株,接受S1+Gefitinib联合给药的小鼠体内的肿瘤负荷明显小于单一用药的小鼠,H1975细胞（L858R&T790m）,接受S1+Gefitinib联合给药的小鼠体内的肿瘤负荷明显小于单一用药的小鼠,Addition of S-1 to the Epidermal Growth Factor Receptor Inhibitor Gefitinib Overcomes Gefitinib Resistance in Non small cell Lung Cancer Cell Lines with MET Amplification,HCC827 GR5细胞是稳定表达Del E749-A750突变&MET 扩增的诱导耐Gefitinib肺腺癌细胞株,接受S1+Gefitinib联合给药的小鼠体内的肿瘤负荷明显小于单一用药的小鼠,Cetuximab 联合BIBW-2992（ irreversible inhibitor of EGFR ）,从影像学表现可以看到， 在EGFR L858R&T790m及EGFR T790m突变型小鼠中，Cetuximab 联合BIBW-2992较单药明显减轻肿瘤负荷。,Dual targeting of EGFR can overcome a major drug resistance mutation in mouse models of EGFR mutant lung cancer,VEGFR inhibitor,HCC827-T790m细胞为稳定转染，表达T790m突变的肺癌细胞。小鼠接受该细胞种植后，分别予Gefitinib、Erlotinib及Vandetanib（VEGFR inhibitor）后，可以观察到Vantetanib较EGFR-TKI能够明显抑制瘤体生长，延长小鼠生存期。,Combined Vascular Endothelial Growth Factor Receptor and Epidermal Growth Factor Receptor (EGFR) Blockade Inhibits Tumor Growth in Xenograft Models of EGFR Inhibitor Resistance,接受H1975（L858R&t790m）种植的小鼠，分别予EGFR-TKI及VEGFR inhibitor单一及联合给药，观察到VEGFR可以较EGFR-TKI明显抑制肿瘤生长，并且单药与联合用药间没有显著差别。,EGFR-TKIs获得性耐药后的治疗临床试验,序贯化疗A换用其他EGFR-TKIs治疗化疗后继续EGFR-TKIs治疗新的探索,一线EGFR-TKIs治疗失败,3.5m,1.5m,11.2m,3.8m,1.8m,5.1m,12.7m,7m,EGFR-TKIs获得性耐药后的治疗临床试验,序贯化疗A换用其他EGFR-TKIs治疗化疗后继续EGFR-TKIs治疗新药的探索,EGFR-TKIs获得性耐药后的治疗,序贯化疗A换用其他EGFR-TKIs治疗化疗后继续EGFR-TKIs治疗新药的探索,Effect of gefitinib re-challenge to initial gefitinib responder with NSCLC followed by chemotherapy病例选择：从2002.8-2008.8回顾性研究：539例患者应用gefitinib治疗中筛选，共24例。4例不能评价。20例可评价疗效。 lung caner 68(2010)269-272,Response to re-administration of gefitinib,Second Round of Gefitinib Worth Trying in NSCLC,单组、开放、前瞻性的II期临床研究入选条件：15例首次接受吉非替尼治疗有效的患者PR=6例，SD=9例中位治疗时间263.5天(106-435)疾病进展，至少接受1周期化疗再次接受吉非替尼治疗，中位治疗时间85.5天(14-206天),Oh et al. AARC-IASLC 2010,EGFR-TKIs获得性耐药后的治疗,序贯化疗A换用其他EGFR-TKIs治疗化疗后继续EGFR-TKIs治疗新药的探索,克服T790M突变引起的耐药,不可逆的TKIs抑制剂(HER)BIBW2992，PF-00299804，and HKI-271T790M突变抑制剂XL647热休克蛋白90抑制剂rapamycin,克服C-MET基因耐药,C-MET基因的单抗: A-505. AMG-102小分子C-MET激酶抑制剂 PF-0-231066 等,K-RAS基因突变治疗的研究,BATTLE研究（Biomarker-integrated Approaches of Targeted Therapy for Lung Cancer Elimination）（整合生物标志物的肺癌靶向治疗方法）Edward S Kim. M.D.AACR 第101届年会 2010,2004 BATTLE研究假设：能否为肺癌患者提供个体化治疗？,EGFR突变,索拉非尼,KRAS突变,厄洛替尼,厄洛替尼,索拉非尼,EGFR与KRAS突变：新发现,8周疾病控制率（%）,靶向治疗缓解率与耐药性个体化生物标记物：探索性分析,新基因的研究,EML4-ALK基因融合阳性的NSCLC病例临床特征以及预后 Jco.volume4.NUMBER1 FEBRUARY 2010,入组患者,1：女性2：亚裔3：不吸烟/或少吸烟4：腺癌方法：Fish法；用ALK分裂探针检测ALK基因重排,141例肿瘤标本中有13%EML4-ALK重排，在EML4-ALK患者无1例对TKI产生临床反应。,结论,MEL4-ALK是一类新的具有不同临床和病理特征的NSCLS分子亚群较多发生为年轻的不吸烟/或少吸烟，腺癌患者对EGFR野生患者，可以