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本文始于于11月初，只是兩個月連續(xù)SITC、ESMO ASIA、ASH、SABCS和ESMO IO，一直拖拖拉拉沒有弄，終于這周寫完了，所以文中的時態(tài)還是11月初。 上周對于KRAS突變的治療來說真可謂“山中方一日 世上已千年”，在1/3的腫瘤中報道有RAS這個原癌基因家族的突變，過去三十年一系列針對KRAS及其家族成員NRAS、HRAS的研究失敗后，隨著近期在臨床前模型及臨床研究中展現(xiàn)的曙光，KRAS可能開始擺脫掉“不可成藥”這個標簽。 KRAS之所以在以前被認為不可成藥，主要是因為其表面比較平滑缺少適合結(jié)合小分子抑制劑的疏水口袋。KRAS突變占到了肺癌的13%、結(jié)直腸癌的4%，其中正好有一個突變發(fā)生的12位，即G12C，這個改變占到了肺癌中KRAS突變的50%，由于Cys的特點，使得這個突變適合被設計靶向的抑制劑。 最早進臨床的是AMG510，根據(jù)ASCO及后來WCLC、ESMO上更新的數(shù)據(jù)看，該分子安全性較好，尚未報道死亡事件，960mg劑量被推薦用于后續(xù)研究，在該劑量下NSCLC亞組中取得了54%的緩解率、100%的疾病控制率： 而上周在Nature上也發(fā)表了AMG510聯(lián)合其他靶向藥物、化療藥物和免疫檢查點抑制劑在臨床前模型中的抗腫瘤效應得到顯著增強：a）體外試驗中，與HER2抑制劑afatinib、SHP2抑制劑RMC-4550及MEK抑制劑trametinib聯(lián)合時產(chǎn)生較強的協(xié)同效應抑制腫瘤細胞；b）動物模型中，與信號通路下游的MEK抑制劑聯(lián)用，顯著提高了抗腫瘤效果，可能是通過抑制下游分子較少了旁路效應或者KRAS抑制不安全；c）與化療聯(lián)合后相比單獨使用顯著縮小了腫瘤體積；d-e）與PD-1聯(lián)合后，絕大多數(shù)的聯(lián)合組的小鼠的腫瘤都有縮小，而且轉(zhuǎn)化為了存活優(yōu)勢，時間明顯延長。 相關研究有條不紊的進行： 本次會議上，另一個KRAS G12C抑制劑MRTX849也是姍姍來遲，相關細節(jié)可以參考前次推送，這里不再贅述，在RP2D下NSCLC和CRC的緩解率和AMG510都很接近，但是目前樣本過小，未來不排除往下掉的可能，當然這是后話；而在poster上，MRTX聯(lián)合PD-1后大部分老鼠取得了持續(xù)、深度的緩解，生存明顯延長。KRAS抑制劑+免疫治療不失為未來在人身上重點探索的一個方案。 除了直接靶向KRAS G12C外，其他的嘗試進展如何？我們知道包括KRAS在內(nèi)的RAS家族蛋白在結(jié)合GDP的非活化狀態(tài)和結(jié)合GTP的活化狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換，正常生理狀態(tài)下，KRAS通常以結(jié)合GDP的形式存在，一旦被外界信號刺激，RAS-GDP就會活化化為RAS-GTP，激活包括MAPK、PI3K在內(nèi)的多條信號通路，這個過程一般由鳥苷酸交換因子（GEF），如SOS1來調(diào)控，而反之，從RAS-GTP失活為RAS-GDP的過程一般由neurofibromin 1 (NF1)調(diào)節(jié)。前文提及的KRAS抑制劑不管是AMG510還是MRTX849都是結(jié)合非活化狀態(tài)的KRAS-GDP，而這帶來的一個挑戰(zhàn)就是癌細胞可能通過上調(diào)上游信號來提高RAS-GTP的豐度，從而產(chǎn)生抵抗。 來自Revolution Medicines的Chris Schulze展示了一種獨特的方法來克服其他KRAS G12C抑制劑的限制，他們利用了免疫抑制劑天然產(chǎn)物結(jié)合免疫親和素的特點，設計的小分子抑制劑包含了免疫抑制劑Sanglifehrin A結(jié)合免疫親和素親環(huán)素A(CYPA)的官能團，該小分子同時也可以靶向到活化形式的KRAS-GTP，這時候小分子就能能夠招募大量的親環(huán)素A伴侶蛋白結(jié)合到KRAS-GTP，引起effector face的空間重排，阻斷了BRAF的接近，從而抑制了下游細胞生長和增殖的信號。這些小分子通常結(jié)合在CYPA和KRAS(ON)的蛋白互作界面上的誘導口袋，和兩個蛋白形成非共價的相互作用。 體外研究發(fā)現(xiàn)，其中的RM-010可以抑制KRAS G12C細胞株NCI-H358中下游ERK的磷酸化及增殖，而CYA敲除后，這種抑制消失，說明抑制是依賴CYA實現(xiàn)的。 再做一個實驗，就是小分子藥物結(jié)合KRAS后，如果加入額外的生長因子，能否額外促進KRAS G12C-GTP活化形式的形成？可以看出，結(jié)合KRAS G12C(ON，即KRAS G12C-GTP)形式的抑制劑在加入生長因子后對細胞增殖的抑制沒有變化，而結(jié)合KRAS G12C(OFF，即KRAS G12C-GDP)形式的AMG510和MRTX1257的抑制能力顯著下降1個數(shù)量級。 在移植小鼠模型中，一系列KRAS G12C(ON)抑制劑的先導化合物單藥就能夠顯著抑制NSCLC和PDAC腫瘤的增長。 不管是細胞實驗還是小鼠模型，KRAS G12C(ON)抑制劑聯(lián)合MEK抑制劑后展示出比單藥更強的抗腫瘤效果——可能是MEK抑制后RAS(ON)失去了負反饋調(diào)節(jié)導致水平升高
而聯(lián)合SHP2抑制劑后也觀察到類似的增強的抗腫瘤活性。
因此Triple Complex平臺可能開發(fā)出針對活化形式的RAS突變體的特異性抑制劑。
中場休息時間再提下SHP2抑制劑，上個月安郡王府與Revolution Medicines合作，開展AMG510與SHP2抑制劑RMC-4630聯(lián)合的臨床研究，此前Revolution Medicines啟動了RMC-4630與MEK抑制劑的聯(lián)合治療。 SHP2是由PTPN11基因編碼的非受體蛋白酪氨酸磷酸酶，負責催化磷酸酪氨酸的去磷酸化，是多條RTK-RAS-ERK信號通路的共有節(jié)點，所以作為致癌基因，SHP2可介導激活RAS-ERK信號通路促進癌細胞的存活和增殖，同時SHP2還介導了MEK等激酶被抑制之后的代償性激活途徑，從而促進腫瘤耐藥的發(fā)生。SHP2是PD-1信號傳導的下游分子，還參與T細胞抑制性信號的傳導，不僅抑制T細胞活化而且促進T細胞的失能 ，因此抑制SHP2可恢復或增強T細胞介導的抗腫瘤免疫功能，為anti-PD-1/PD-L1單抗的重要補充。原來SHP2受困于磷酸酶成藥性的問題，但是近來通過設計變構(gòu)抑制劑來穩(wěn)定SHP2的非活性構(gòu)象成功克服成藥性問題，不斷的有新藥進入臨床，比如RMC4630、RMC4550、TNO155等。 之前發(fā)的早期研究結(jié)果顯示，RMC-4550單獨可以延緩腫瘤的生長，同時ERK的磷酸化也呈現(xiàn)出劑量相關的抑制：
這是對KRAS G12C的抑制情況，針對其他的一些突變，比如NF1 LOF，RMC-4550也能延緩腫瘤生長，活化的RAS-GTP形式也顯著降低
同時靶向下游的MEK來實現(xiàn)整個通路的抑制，這樣：1）實現(xiàn)抑制效果的最大化，一方面可以抑制活化形式的RAS，另外可以在突變的RAS通路外抑制野生型的RAS信號；2）削弱獲得性耐藥的旁路激活。結(jié)合下圖的信號通路看，抑制SHP2后同時抑制MEK可以實現(xiàn)抑制效果的最大化:
下面就是兩個聯(lián)合的例子：1）在NF1 S1759C這個LOF模型中，靶向SHP2合MEK抑制劑后腫瘤生長相比單藥顯著延緩，同時小鼠生存期也明顯延長；2）在KRAS野生型但是發(fā)生擴增的模型中，這時候G12C抑制劑就無法起效，而將SHP2和MEK同時抑制后腫瘤生長不僅延遲，還明顯的縮小。
后續(xù)的研究已經(jīng)開展，只是用的是另一個小分子抑制劑RMC-4630，和Sanofi全球合作，開始了聯(lián)合MEK抑制劑的治療已經(jīng)完成首例患者給藥。 由于不管是突變的還是野生型的KRAS結(jié)合GTP都依賴于SOS1，所以研究人員假定選擇性的抑制SOS1之后，不管KRAS突變與否，都能阻止SOS1與KRAS的相互作用最終抑制KRAS。本次大會期間BI介紹了SOS1抑制劑BI-3406，能夠強效特異性的阻斷SOS1::KRAS-GDP的相互作用，這種抑制是nM級別的；和KRAS G12C抑制劑ARS-1620只能抑制G12C突變相比，BI-3406還能阻斷SOS1與KRAS G12D的相互作用，說明3406的抑制是不依賴KRAS突變類型的。
此外不僅僅是G12位，包括G13位的多種KRAS突變的細胞株都對BI-3406敏感：下游通路中ERK的磷酸化和細胞增殖能力都得到了有效抑制
在KRAS G12C突變的胰腺癌模型中，BI-3406單藥按12.5mpk和50mpk BID兩個劑量處理都能延遲腫瘤的增長，耐受性也很好；在信號通路的調(diào)控上可以看出，相比空白對照，接受BI-3406處理后4和10hr，都觀察到下游一些靶基因表達的下調(diào)，但是在第24hr時候恢復到抑制前的基線狀態(tài)，這個時候就要同時抑制RAS的下游靶點，比如MEK來增強抗腫瘤活性。
KRAS突變的腫瘤中MAPK通路活化程度更高，所以對MEK抑制劑相比KRAS野生型的腫瘤更敏感；但是MEK抑制后會引起獲得性的耐藥，可能上調(diào)RTKs表達，提高RAS-GTP的豐度，所以此時期待聯(lián)用BI-3406可能來克服這個問題。
雙靶點聯(lián)合后比單靶點更加有效的延緩了腫瘤的增長，也只有雙靶點抑制后觀察到腫瘤大小的縮小，另外即便停藥后也觀察到了這種療效的持續(xù)。
在其他類型的KRAS突變腫瘤模型中也觀察到同時靶向SOS1和MEK后對腫瘤增長的抑制
上述結(jié)果得到了進一步驗證：同時SOS1和MEK在KRAS G12C CRC PDX模型中依舊具備抗腫瘤活性，而且不僅MAPK通路，PI3K通路同樣也被阻斷。
基于上述結(jié)果，BI進一步優(yōu)化得到BI 170193并啟動其單藥或聯(lián)合Teametinib針對晚期特別是KRAS突變實體瘤的Ph1臨床。
另一個值得關注的nM級SOS1抑制劑是鰲拜開發(fā)的BAY-293，目前在體外研究中證明BAY293能較強的抑制RAS激活(A)和pERK水平(B)，并且這種KRAS野生型的細胞株中pERK水平的降低與SOS1::RAS相互作用的抑制呈現(xiàn)相關性(C)；而(D)顯示在KRAS G12C的細胞中，BAY-293對pERK抑制強度弱于KRAS直接抑制劑——這也可以解釋間接抑制劑無法完全抑制下有信號，必須聯(lián)合治療的原因，兩者聯(lián)合后的協(xié)同效應也在圖(E)得到驗證，其他更進一步的結(jié)果較少：
上述是本次Triples關于KRAS實體瘤的主要研究的回顧，AACR官方網(wǎng)站評論如下： With many more KRAS inhibitors currently being developed in addition to those described above, the field of targeting RAS has undoubtedly gone from being quiet to explosive, and this is a testament to the fast pace of research and technological advancements. However, researchers working in this space are cognizant of the likely scenario where patients develop resistance to these therapeutics. While the combinatorial treatment approaches proposed above could mitigate some of the challenges with drug resistance, it remains to be seen what impact this class of therapeutics will ultimately have on cancer patients with unmet treatment needs. 總體上看這個領域未來一定是聯(lián)合的天下，不管是因為提高單藥療效，還是克服耐藥，當然更現(xiàn)實的是KRAS G12C以外的突變估計很難設計直接靶向抑制藥物，當然可能會催生基于PROTAC、ASO或RNAi平臺的藥物來克服小分子藥物的不足。
最后一個問題，除了上述靶向藥之外，KRAS突變的腫瘤有沒有其他的生物學機制可以用來設計藥物呢？ 先看最近KN-042中KRAS突變與療效的相關性分析，發(fā)現(xiàn)KRASm NSCLC中PD-L1表達和TMB高于野生型患者；而KRASm構(gòu)成上也主要是高PD-L1 and/or TMB：
這部分本身是anti PD-1單藥治療的優(yōu)勢群體：KRASm患者有著更長的OS、PFS及更高的ORR，盡管這個分析有局限性，但是提示PD-1單藥聯(lián)合一個靶向藥的無化療方案在KRASm NSCLC中的可行性。
安王府在Q3就開始入組AMG510聯(lián)合anti-PD-1治療KRAS G12C的NSCLC的探索臨床，臨床前的模型中有明顯的協(xié)同（圖上文也有）：
上文提及：SHP2作為致癌基因，除了介導激活RAS-ERK信號通路促進癌細胞的存活和增殖外，還作為PD-1受體的下游分子，參與T細胞抑制性信號的傳導，不僅抑制T細胞活化而且促進T細胞的失能。之前有研究表明SHP2變構(gòu)抑制劑SHP099可通過恢復或增強CD8+細胞毒性T細胞介導的抗腫瘤免疫：
與此同時，SHP099與anti-PD-1單抗聯(lián)用，阻斷T細胞抑制性信號的兩個不同環(huán)節(jié)，在治療小鼠結(jié)腸癌中具有明顯的協(xié)同作用。
需要指出的是，該研究中用的CT26結(jié)直腸癌細胞是KRAS WT細胞，但是考慮到SHP2抑制劑本身對KRAS突變的腫瘤也有抑制，這個組合還是值得進一步關注。 其他基于PD-1/-L1的聯(lián)合治療方案用于RAS突變的腫瘤的臨床還包括聯(lián)合MEKi這種最不要動腦子的方案，有興趣的可以自行八卦：
另一個方向就是自吞噬，研究發(fā)現(xiàn)在RAS突變的胰腺癌中抑制RAS→RAF→MEK→ERK信號通路中的相應信號分子后，腫瘤細胞的能量代謝和線粒體功能均受到抑制，腫瘤細胞的自噬明顯增強。由于自噬過程分解代謝的產(chǎn)物能夠為維持腫瘤的正常代謝提供必要的營養(yǎng)物質(zhì)，因此靶向該信號通路的治療方法并不能明顯的抑制腫瘤細胞的生長。而自噬抑制劑羥氯喹與MEK或ERK抑制劑聯(lián)合應用后在體外研究、臨床前動物模型以及臨床試驗中均能有效抑制腫瘤的生長。這一發(fā)現(xiàn)也為KRAS基因突變的胰腺癌患者提供了新的聯(lián)合用藥方案。
目前針對自噬開發(fā)的藥物主要集中在ULK、VPS34和溶酶體抑制： 可以閱讀：五分鐘讀懂自噬信號通路
ULK蛋白激酶是自噬啟動和進展的重要調(diào)控因子，連接上游營養(yǎng)或能量感受器 mTOR 和 AMPK 與下游自噬體形成的橋梁，在饑餓信號下被AMPK激活，而在營養(yǎng)充足的情況下被mTOR介導失活，而針對ULK設計的抑制劑DCC-3116旨在通過抑制ULK1對其底物Atg13的磷酸化來阻止自噬信號的啟動，同時抑制MAPK信號通路中的下游效應蛋白，使得腫瘤細胞無法產(chǎn)生維持增殖所需的營養(yǎng)而死亡。
DC-3116在多個RAS突變的腫瘤細胞株中能強效的抑制ULK的活性，這種抑制強度與MEK抑制劑的濃度提升保持一致
進一步的體外實驗證明，在KRAS突變腫瘤細胞株中DC-3111能夠進一步抑制自噬體的形成和溶酶體降解
而KRAS突變的PK/PD模型顯示，隨著時間的延長，DCC3116能夠持續(xù)強效的抑制ULK
下面就是體內(nèi)實驗，不管是KRAS突變的肺癌還是胰腺癌模型中，只要DCC-3116聯(lián)合MEK抑制劑，比任何一個單藥都能明顯的延緩腫瘤的生長
DCC-3116不管是和已經(jīng)上市的2款MEK抑制劑聯(lián)合，還是和研發(fā)階段的ERK抑制劑聯(lián)合，在RAS突變的動物模型中都呈現(xiàn)出明顯的協(xié)同增效
所以又多了一條路。 【待續(xù)】 |
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