ALK融合是晚期非小細胞肺癌（NSCLC）的重要治療靶點，有「鑽石突變」之稱。自FDA批准一代ALK-TKI克唑替尼以來，二代ALK-TKI阿來替尼、塞瑞替尼、布格替尼、恩沙替尼以及三代ALK-TKI蘿拉替尼陸續豐富序貫用藥格局，ALK融合陽性的患者中位總生存期（OS）大大延長，逐步邁入「慢病化」管理時代。新的問題隨之而來，百花齊放的ALK抑制劑，風起雲湧的一線戰場，誰將稱霸？
彰明往事而察知來事，本文將帶您回顧ALK如何成為癌症治療的重要靶標，梳理三代ALK-TKI抑制劑的藥物發現與歷史進程，並基於醫藥魔方NextPharma、NextMed資料庫，快速檢索、簡要呈現相關藥物的循證數據和指南推薦，實現ALK藥物直觀的對比分析。
追本溯源篇
ALK （Anaplastic lymphoma kinase），即間變性淋巴瘤激酶，屬於胰島素受體（IR）蛋白-酪氨酸激酶超家族的成員，最初於1994年在間變性大細胞淋巴瘤的一種亞型中被發現，由此而得名，該基因融合了整個核磷蛋白（NPM）基因。人ALK基因位於2p23染色體片段上，成熟的ALK蛋白包含胞外配體結合結構域、跨膜結構域和細胞內酪氨酸激酶結構域，在配體誘導作用下形成同源二聚體被激活，具有調節細胞增殖、分化並抑制凋亡等作用。[1]
來源：參考文獻1
2007年，Soda及其同事首次發現NSCLC患者的ALK重排現象[2]，約3%～7%的 NSCLC 患者存在ALK重排[3]，並且不與EGFR突變同時存在。目前已經發現27種ALK 重排變異體，最常見的是棘皮動物微管相關蛋白4（EML4） -ALK融合基因，它是 EML4的13號外顯子上斷裂產生的3.6kb大小的片段插入並連接上ALK的20號外顯子的一個297bp大小的片段，共同構成了融合基因 EML4-ALK，這種融合基因可導致酪氨酸酶的激活，促進腫瘤細胞的生長分化，也使其成為癌症治療的重要靶標。EML4-ALK 融合基因至少有11種亞型，其中最主要的亞型是EML4-ALK1（33%）[4]。
雖然ALK基因融合最早在NSCLC患者中發現，並且NSCLC是ALK抑制劑目前最重要和成功的瘤種，但隨著研究進展，發現基因融合只是影響ALK基因遺傳改變的一部分，而且ALK改變的現象並不單純出現在NSCLC中。在神經母細胞瘤、膠質母細胞瘤、橫紋肌肉瘤、卵巢癌、乳腺癌、無炎性成肌成纖維細胞瘤（IMT）、鱗狀細胞癌以及其他多種癌症中，均發現ALK過表達和點突變引起的致癌進展。
來源：RSC Adv.2018, 8, 16470-16493
藥物發現史
藥物的發展歷程就是如此，明確致癌驅動因子之後，臨床開發便會提上日程。ALK藥物至今已經發展到第三代，每一個藥物的治療推薦也是一步步走向了一線，ALK陽性NSCLC一線治療即將呈現出「三代同堂」的盛況，更重要的是藥物的上市已為疾病治療和預後帶來了巨大的改善。
來源：OncoTargets and Therapy 2019:12
當然，每一代藥物的發展也是為了更好的解決抗藥性的突變。對ALK抑制劑的抗性包括由ALK激酶結構域中的獲得性繼發突變（F1174 L，F1174C，L1196 M，I1171T，G1202R，S1206Y，G1269S和G1269A）或ALK基因擴增和其他的激活途徑，如EGFR或胰島素樣生長因子途徑以及腫瘤組織學類型轉化等介導。目前，已獲批的ALK藥物更多是解決了獲得性繼發突變。
來源：Della Corte et al. MolecularCancer（2018） 17:30
1. 克唑替尼（Crizotinib）
2011年，也就是Soda等人發現ALK重排作為NSCLC 潛在的致癌驅動因子後僅4年，克唑替尼就被FDA批准用於治療ALK陽性的晚期NSCLC。作為輝瑞開發的一種口服小分子ATP競爭性ALK抑制劑，克唑替尼最初用作MET-TKI，在發現 ALK重排在NSCLC中的作用後迅速轉向ALK。
來源：J. Med. Chem. 2019, 62, 10927−10954
最初，克唑替尼是由輝瑞公司採用藥物綜合發現策略針對c-Met激酶所設計的。如上圖所示，輝瑞公司的研究人員首先確定了一種3位取代的吲哚啉-2-酮衍生物SU-11274，然後將其優化為有效的c-Met抑制劑PHA-665752（舒尼替尼類似物）。由於其理化性質較差，如低溶解性、較差的膜透過性和代謝迅速等，通過基於結構的藥物設計（SBDD），利用吲哚酮衍生物PHA-665752與c-Met激酶結構域結合的共晶體結構中揭示的新型ATP位點環鏡進行設計，將核心骨架重新設計為新型的5-芳基-3-苄氧基-2-氨基吡啶核，這樣的設計使3-苄氧基與母體化合物的2,6-二氯苯基位於同一口袋，但配體效率更高，致使新設計分子活性低。因此，針對活性和ADMET性質開展了進一步的優化，並最終獲得了克唑替尼。
克唑替尼在臨床試驗中表現出很好的效果，約60%的患者可以得到緩解，中位無進展生存期（PFS）為8～10個月。但是，約30%的ALK陽性NSCLC患者對克唑替尼先天耐藥，剩下70%在治療約1年後都表現出對克唑替尼不同程度的耐藥，這種後天獲得性耐藥主要包括藥理學耐藥及生物學耐藥。
藥理學耐藥的主要原因是克唑替尼幾乎不能透過血腦屏障，生物學耐藥主要是藥物作用靶點以及 ALK信號通路的改變，藥物作用靶點改變包含ALK 激酶區突變（28%）以及ALK融合基因拷貝數擴增（9%），約30%～45%患者經克唑替尼治療後會發生ALK激酶區突變以及ALK融合基因拷貝數擴增，最常見的獲得性突變是L1196M、G1269A/S、C1156Y，G1202以及1151Tins、L1152R、I1171T/N/S、F1174 V等，所有這些都在呼籲著下一代ALK藥物的出現。
2. 塞瑞替尼（色瑞替尼，Ceritinib）
塞瑞替尼是諾華開發的第一個二代ALK抑制劑上市藥物，顯示了對克唑替尼耐藥突變L1196M、G1269A、C1156Y、S1206Y、I1171T 、F1245C等的顯著活性。
來源：J. Med. Chem. 2019, 62, 10927−10954
2013年，諾華製藥公司的Marsilje及其同事報告了發現帶有2,4-二氨基嘧啶核心骨架的化合物3，該骨架來源於對高通量篩選（HTS）目標化合物2（NVP-TAE684）的結構優化。TAE684對帶有NPM-ALK的Ba/F3和兩個帶有EML4-ALK的NSCLC細胞系（NCI-H2228和NCI-H3122）表現出強大的效價。但是，如上圖所示，化合物2由於其潛在的氧化代謝毒性而未能進入臨床研究，根據結構-活性關係（SAR）的分析進一步證實，活性代謝產物（1，4-二氨基醌結構）的產生主要歸因於中間苯胺部分上氮原子連接的可溶性基團。因此，進行了進一步的修飾，以提高激酶的選擇性並阻止反應性代謝產物的形成，最終產生化合物3（塞瑞替尼）。
來源：J. Med. Chem. 2019, 62, 10927−10954
化合物3與鉸鏈區殘基Met1199形成兩個H鍵，並且反向的哌啶環與Glu1210以鹽橋作用。異丙氧基可以與Arg1120、Glu1132等鉸鏈區形成良好的相互作用，由此，化合物3的選擇性和效能均得到提升。如預期的那樣，化合物3保留了對ALK的高效能，IC50值為0.2 nM並顯示出對帶有NPM-ALK融合基因的Karpass-299和Ba/F3細胞系有效抗增殖活性，IC50值分別為22.8和26.0 nM。此外，化合物3可以在H2228大鼠異種移植模型中誘導腫瘤完全消退，並且部分地在Karpass-299異種移植模型中抑制腫瘤的進展。
三項多中心I/II期試驗（ASCEND-1，-2和-3）和兩項隨機III期臨床試驗（ASCEND-4和-5）均有力證實塞瑞替尼對克唑替尼未治療和耐藥的具有ALK重排的NSCLC患者的治療效果。然而，塞瑞替尼對G1202R和F1174V/C無抑制性，體外實驗也證實1151Tins 和 L1152R 介導了塞瑞替尼的耐藥。
3. 阿來替尼（Alectinib）
阿來替尼是獨特的第二代ALK抑制劑，最初日本的Chugai公司（羅氏子公司）通過高通量篩選發現了一類帶有苯並[B]咔唑酮母核結構骨架先導化合物，為改善結合力提高活性用吲哚部分取代苯並呋喃片段，進一步通過優化代謝穩定性、溶劑相互作用以及調節ATP結合位點，以改善激酶效力、選擇性和藥代動力學特性，從而發現了化合物阿來替尼。
來源：Acta Pharmaceutica Sinica B 2015;5（1）:34–37
臨床前研究證實，阿來替尼的 ALK抑制活性高於克唑替尼，後續體內外試驗也進一步確證了阿來替尼對已知大多數ALK耐藥類型有效（除 G1202R）。更重要的是，與克唑替尼和塞瑞替尼比較，阿來替尼不是P-糖蛋白的底物，能夠很好的通過血腦屏障。臨床前試驗中，阿來替尼在大腦與血漿中的濃度比值約為0.63～0.94，塞瑞替尼為0.15，而克唑替尼為0.0026。
臨床試驗中，87例ALK 陽性經克唑替尼治療失敗的NSCLC 進展期患者給予阿來替尼 600 mg po bid，48%的患者獲得持久的客觀有效率，中位反應時間（DOR）為13.5月，75%的腦轉移患者獲得客觀緩解（PR+CR），顱內中位反應時間（IDOR）為11月。
2020年ASCO年會上，阿來替尼對比克唑替尼一線治療ALK陽性晚期NSCLC療效和安全性Ⅲ期ALEX研究數據更新，研究成果近期在《腫瘤學年鑑》（Annals of Oncology）正式發表。阿來替尼組研究者評估（INV）的無進展生存期（PFS）最終定格在34.8個月，顯著優於克唑替尼組的10.9個月（HR=0.43, P＜0.0001）。亞組分析結果顯示，不論基線是否合併中樞神經系統轉移，阿來替尼均顯示出PFS的獲益。儘管最終的OS數據尚不成熟，但在第5年時，阿來替尼組顯示出有臨床意義的OS改善（62.5% vs 45.5%）。[5]
來源：NextMed資料庫
4. 布格替尼（Brigatinib）
布格替尼也是一種新型 ALK抑制藥物，表現出對大多數已知的ALK臨床抗藥性突變的抑制作用，並且對G1202R、G1202缺失顯示中等抑制，優於克唑替尼、塞瑞替尼和阿來替尼。
來源：J. Med. Chem. 2019, 62, 10927−10954；2016,59, 4948−4964
2016年，Huang和Ariad Pharmaceuticals的同事報告了一系列基於2-氨基嘧啶並含二甲基氧化膦（DMPO）的ALK抑制劑，布格替尼便是其中的化合物之一，相比未取代的類似物具有更高的活性和選擇性。Ariad的ALK抑制劑開發採用了幾條並行的策略，包括基於克唑替尼的結構修飾和構建2-氨基嘧啶化合物庫。為了發現高效的ALK抑制劑，首先探索了將DMPO引入苯胺的C4』位置並保留C2』為甲氧基，保留甲氧基的目的旨在通過與鄰近鉸鏈的疏水小口袋相互作用，令人欣慰的是DMPO的引入確實提高了活性，但選擇性不佳。通過對結構-活性關係（SAR）的分析，同時考慮對化合物溶解性的影響，進一步構建包含不同取代的化合物庫，以提高活性和選擇性。最終發現了化合物5（布格替尼），化合物5表現了對InsR和IGF1R良好的選擇性。同時，化合物5的高效價得以良好保留，甲氧基與Leu1198、C5-氯原子與Leu1196以及二甲基氧化膦（DMPO）與DFG基序部分之間的相互作用增強。此外，獨特的DMPO充當H鍵受體，有效促進分子內相互作用並穩定其U形構象。
2016年，一項II期、多中心、隨機研究（ALTA）表明，對於克唑替尼耐藥的晚期或轉移性ALK陽性NSCLC患者，布格替尼的疾病控制率（DCR）達到86％，而且產生明顯的全身（ORR：54％）和顱內（ORR：67％）效應，以及持久的PFS（12.9個月）。
近期，ALTA-1L研究第二次期中分析結果在《臨床腫瘤學雜誌》（JCO）發表，中位隨訪時間24.9個月時，獨立評審委員會盲法評估的PFS在布格替尼組和克唑替尼組分別為24.0個月和11.0個月（HR=0.49,P＜0.0001）。研究者評估的中位PFS分別為29.4個月和9.2個月(HR=0.43，P＜0.0001)。[6]
來源：NextMed資料庫
5. 恩沙替尼（Ensartinib）
11月11日，醫藥魔方Plus預警顯示貝達藥業鹽酸恩沙替尼（商品名：貝美納）的上市申請進入「在審批」階段，意味著該藥有望在不久後正式獲批。恩沙替尼是貝達藥業自主研發的一種新型強效、高選擇性的新一代ALK抑制劑，此次申報的適應症為：用於接受過克唑替尼治療後進展的或者對克唑替尼不耐受的ALK陽性的局部晚期或轉移性NSCLC患者提供新的治療。
根據其結構，恩沙替尼的來源也是基於克唑替尼，母核結構上體現的設計手段也是藥物研發慣用的技術，而對於側鏈的修飾恐怕也是基於效價、ADMET方面的考慮。恩沙替尼的一線臨床研究也在進行中，今年世界肺癌會議（WCLC）上發表的III期eXalt3試驗結果顯示，與克唑替尼相比，恩沙替尼的中位PFS明顯更長（25.8 vs. 12.7個月；P =0.0003）。在改良的ITT人群中，恩沙替尼的中位PFS尚未達到，而克唑替尼則為12.7個月。在改良的ITT人群中，恩沙替尼和克唑替尼的ORR分別為75％和67％；在有腦轉移的患者中，恩沙替尼的顱內ORR為54％，克唑替尼為19％。[7]
來源：NextMed資料庫
6. 蘿拉替尼（Lorlatinib）
已經獲得批准的ALK藥物都是具有ATP競爭性的抑制劑，而且分子中均含有延伸至溶劑區域的骨架片段，這些化合物不可避免地易受溶劑前沿突變（SFM）的影響，例如ALKG1202R。
來源：J. Med. Chem. 2019, 62, 10927−10954；PNAS,112（11）:3493-3498
幸運的是，2014年，Johnson等人報導了使用結構引導的方法發現了一種有效ALK抑制劑，該化合物通過醯胺基連接構成13元大環化合物11（蘿拉替尼）。在他們的工作中，通過比較apo ALK和ALK克唑替尼複合的晶體結構來設計化合物11，將大環化合物11中的剛性大環以預定的生物活性結合姿勢精確錨定在腺嘌呤結合位點，以避免熵損失。此外，化合物11可與Glu1197和Met1199形成兩個穩定的氫鍵，並通過範德華相互作用與DGF-Asp1270形成良好的接觸。大環化合物11的最終成功產生歸功於提高效力、選擇性、CNS ADME和親脂性效率的一系列努力。
蘿拉替尼是一種有效的雙重ALK/ROS1抑制劑，對ROS1、ALK和L1196M突變的ALK的Ki值分別＜0.02、＜0.07和0.7 nM，並且對表達ALKG1202R的Ba/F3細胞顯示出良好的抑制活性。值得注意的是，化合物11可以有效地穿過BBB並滲入中樞神經系統（CNS）。根據輝瑞公司發起的I / II期臨床試驗，蘿拉替尼在ALK或ROS1陽性的NSCLC患者中顯示出有希望的全身和顱內活性。I/II期試驗的結果促進了蘿拉替尼在日本於2018年9月首次獲批用於耐藥性ALK融合陽性晚期和/或復發性NSCLC。
日前ESMO大會期間，蘿拉替尼對比克唑替尼一線治療晚期ALK陽性NSCLC的III期CROWN皇冠研究最終揭曉，根據BIRC評估，蘿拉替尼相比克唑替尼帶來了顯著的PFS獲益（未達到 vs 9.3個月），降低疾病進展或死亡風險高達72%，昂首挺進一線。次要研究終點方面，兩組ORR分別為76%和58%，值得一提的是，蘿拉替尼組的顱內客觀緩解率高達82%，完勝克唑替尼組的23%。[8]
來源：NextMed資料庫
回顧三代ALK-TKI藥物的發展，每一種藥物均為患者提供了良好的治療獲益；與此同時，不同藥物之間也呈現出有差異的耐藥機制。
來源：J. Med. Chem. 2019, 62, 10927−10954
臨床應用紀
藥物發展的迭代史，也是推動疾病治療的進步史。雖然國內僅上市三款ALK藥物（克唑替尼、塞瑞替尼、阿來替尼），臨床用藥的選擇還不是很多，但已上市的五款ALK藥物在國內獲批或者說一線用藥資格的批准，也許僅是時間上的問題。加之，可以預見的恩沙替尼國內率先上市，以及可能的多款國產ALK藥物後續上市，臨床醫生的選擇將會有很大的餘地。選擇多了，隨之而來的問題也就來了，如何選、選哪個、怎麼用或許將是面臨的新抉擇。
1. 循證數據
臨床用藥的依據是藥物對疾病的治療功效，患者概況、有效性、耐受性、藥物可及性（經濟）等因素兼而顧之。基於醫藥魔方NextPharma、NextMed資料庫，可以快速檢索相關藥物的循證數據，並實現對ALK藥物直觀的對比分析。
來源：NextMed資料庫
目前數據顯示，克唑替尼治療具有腦轉移NSCLC患者的效果較差，這與其血腦屏障通透率較低相對應；而蘿拉替尼可有效對抗各類ALK繼發的耐藥基因突變，並有較強的CNS滲透性。
來源：ESMO 2020
二、三代ALK-TKI之間尚缺乏頭對頭對比，藥物選擇時需「因地制宜」，考慮包括治療持續時間、CNS活性範圍、毒性圖譜和長期不良事件在內的多種生物學因素。顯而易見，未來ALK這個舞臺還會精彩紛呈，競爭還會非常激烈。
2. 指南推薦
利用NextMed資料庫臨床用藥對比模塊，可將ALK-TKI指南推薦差異及證據來源直觀對比如下：
2020年最新版CSCO非小細胞肺癌診療指南中，阿來替尼和克唑替尼均作為Ⅰ級推薦，同時阿來替尼備註為優先推薦。含鉑雙藥化療或含鉑雙藥化療+貝伐珠單抗（非鱗癌）作為Ⅱ級推薦，布格替尼則作為Ⅲ級推薦。
最新版的NCCN指南中，阿來替尼被作為ALK陽性晚期NSCLC一線治療的優先推薦，布格替尼和塞瑞替尼作為其他推薦，某些情況下推薦使用克唑替尼。
2019年ESMO轉移性非小細胞肺癌臨床實踐指南中，阿來替尼和克唑替尼均被作為ALK陽性NSCLC一線治療的A級推薦，同時阿來替尼備註為優先選擇；塞瑞替尼和布格替尼則作為B級推薦。
3. 真實世界
目前，關於ALK 陽性晚期NSCLC患者的真實世界治療情況和預後數據仍知之甚少，2020年7月發表在《腫瘤學家》（Theoncologist）上的一篇回顧性研究納入581例接受一線ALK-TKI治療的晚期NSCLC患者數據，並使用Kaplan-Meier方法計算真實世界無進展生存期（rwPFS）和至停藥時間。[9]
該研究中，581例患者接受一線ALK-TKI治療（27.5%在開始治療時或之前合併腦轉移），254例患者在克唑替尼治療後接受二線ALK-TKI治療（45.7%在開始二線ALK-TKI治療時或之前合併腦轉移）。
分析顯示，克唑替尼是最常使用的一線ALK-TKI治療。對於克唑替尼治療後的二線ALK-TKI，接受塞瑞替尼、阿來替尼、克唑替尼和布格替尼治療的比例分別為49.6%、41.7%、5.9%和2.8%。一線和二線ALK-TKI治療的中位rwPFS分別為7.47和7.30個月，腦轉移患者的中位rwPFS甚至更短，提示這部分人群需要更有效的治療。
不同ALK-TKI治療對PFS的影響（COX比例風險模型）
4. 探索方向
來自美國範德堡大學醫學中心的Christine M. Lovly博士在點評CROWN研究時指出，ALK基因檢測對於篩選適宜的治療人群至關重要，研究者正在更廣泛的範圍開展更多ALK陽性NSCLC臨床試驗，包括一線聯合治療（如聯合免疫檢查點抑制劑、VEGFR抑制劑、其他罕見靶點治療、化療等）、二線及以上聯合治療、通過循環腫瘤DNA（ctDNA）監測ALK-TKI療效、將共突變（如TP53）納入考慮等。
來源：ESMO 2020
除ALK-TKI外，潛在的ALK靶向治療包括變構抑制劑、蛋白降解靶向嵌合體技術（PROTACS）和癌症疫苗；ALK-TKI是否可以前移至輔助治療值得探討，長期治療的總生存獲益尚待觀察；此外，如何將ALK陽性NSCLC的治療突破擴展至其他伴有ALK重排的腫瘤類型，也是需要思考的問題。
總之，還是那句老生常談的話，無論是藥物開發還是臨床治療，都應該以患者為中心，都應該選擇患者最合適、最需要的藥物。