一年一度的ASCO大會,是腫瘤界的新藥新療法,集中披露的季節。今年美國舉行的ASCO,五月三十一日到六月四日。將抖擻精神,及時翻譯和通俗介紹,世界肉瘤最前沿的成果和動態。
手術後仍然復發轉移,化療無效/變鈍,或不可耐受,PD1又不響應的腫瘤,靶向藥治療就是一種選擇。廣譜性的抗血管類靶向藥,根據經驗盲試亂碰,總有一部分患者無效,有效的患者,對這種單一靶向治療,遲早耐藥,耐藥後大多反彈。
這就要求,針對腫瘤患者的基因突變情況,開發出針對性的靶向藥:激酶抑制劑,阻擋擾亂甚至破壞,腫瘤生長過程中,對某種胺基酸的獲取能力。
抗血管類靶向藥與該種基因突變找出的抑制劑靶向藥,雙靶聯用,對腫瘤患者的有效率大增。
找基因突變相對應的靶向藥,是腫瘤界和醫藥界孜孜以求的工作,全世界,持續努力著。
詳見:
抗癌不懂靶向藥?不要緊,看過來!
不可成藥的基因突變靶點RAS
EGFR基因突變,有吉非替尼、厄洛替尼和奧希替尼。ALK突變有賽立替尼、艾樂替尼和布加替尼。MET突變有克唑替尼。BRAF突變有達拉非尼。MEK突變有曲美替尼和卡比替尼,CDK4突變有帕博西尼,mTOR突變有依維莫司,PARP突變有奧拉帕尼、諾瓦帕尼和魯卡帕尼。。。。。。
KRAS是最常見的腫瘤變異基因之一,所有的腫瘤中,約30%有這個蛋白變異,某些特定腫瘤中,比例高得驚人:近90%的胰腺癌,30%的結腸癌,30%的肺腺癌,都有KRAS突變。
極晚期的軟組織肉瘤患者中,窮盡了廣譜性抗血管類靶向藥,化療無效或變鈍或不耐受,PD1不響應,不得不拿著腫瘤組織,基因檢測找突變,意圖跨界借用針對性的抑制劑類靶向藥,HRAS的P.G12D和KRAS的P.G13D,是常見的可查出的基因突變。
顯然,這是腫瘤藥物最明顯的靶點,但可惜的是,KRAS也是最難用小分子藥物抑制的靶點之一,已經成了「不可成藥靶點」的代名詞。KRAS基因突變,是目前世界上最難對付的基因突變。很多藥物都嘗試攻克KRAS這個堡壘,全部失敗:司美替尼、曲美替尼、卡比替尼……
2017年10月10號,全球藥企巨頭,禮來公司宣布:在一個有453位KRAS突變肺癌患者參與的三期臨床試驗中,其抗癌新藥Abemaciclib不能改善患者的生存期,試驗失敗。
RAS基因作為第一個被確認的人類癌症元兇,首先在膀胱癌中發現突變,已經四十年了,其複雜性,被生物科學界,體會認知:
RAS基因在進化中相當保守,廣泛存在於各種真核生物如哺乳類,果蠅,真菌,線蟲及酵母中,提示它有重要的生理功能。
哺乳動物的RAS基因家族有三個成員,分別是HRAS、KRAS、NRAS,其中KRAS的第四個外顯子有A,B兩種變異體。
各種RAS基因具有相似的結構,均由四個外顯子組成,分布於全長約30kb的DNA上,它們的編碼產物為相對分子質量2.1萬的蛋白質,故稱為P21蛋白。
HRAS基因,位於人類11號染色體短臂上(11p15.1~p15.3),
KRAS基因,位於12號染色體短臂上(12p1.1~pter),
NRAS基因,位於1號染色體短臂上(1p22-p32),
除了KRAS第四個外顯子有變異外,每個RAS基因編碼P21的序列都平均分配在四個外顯子上,而內含子的序列及大小相差很大,因而整個基因也相差很大,如人類KRAS有35kb長,而NRAS長為3kb。
由於有兩個第四號外顯子,KRAS可以兩種方式剪接,但編碼K-ras-B的mRNA含量高.除K-ras-B含有188個胺基酸外,其他兩種RAS蛋白均含有189個胺基酸.
RAS基因轉錄出的RAS蛋白,是膜結合型的GTP/GDP結合蛋白,定位於細胞膜內側,188或189個胺基酸組成,RAS蛋白存在4種異構型:H2Ras,N2Ras,K2Ras4A和K2Ras4B,它們是3種基因的產物,其中K2Ras4A和K2Ras4B是同一基因不同剪接的結果。
RAS蛋白在傳遞細胞生長分化信號方面,起重要作用:激活RAS的表達,能增強血管生長因子的表達,顯示RAS蛋白在血管生成中發揮作用,抑制RAS蛋白活性,能抑制依賴RAS蛋白的腫瘤細胞增殖,也能干擾血管生成。
激活RAS蛋白,還能抑制細胞凋亡,RAS蛋白過表達,還能增加藥物和紫外光誘導的凋亡,可能的機制是,RAS癌基因增強了細胞分解過氧化氫的能力從而抑制凋亡。
既然KRAS在腫瘤信號轉導中,發揮重要作用,比如,KRAS基因突變狀態,與非小細胞肺癌對吉非替尼、厄羅替尼等靶向治療藥物的原發性耐藥有關,直腸癌患者中KRAS的突變,對西妥昔單抗等藥物的耐藥性有關。
甚至2011年的NCCN指南寫道:KRAS基因突變是EGFR-TKIs療效的預測指標,腫瘤患者在接受EGFR靶向藥物治療前,必須進行KRAS基因突變檢測,以幫助決策,患者是否接受EGFR-TKIs類藥物(易瑞沙/特羅凱/凱美納等)治療。攜帶KRAS永久激活性突變的患者,不建議使用EGFR-TKIs,而建議參與在研RAS抑制劑,如Antroquinonol開展的臨床試驗。
但是,實際上,針對KRAS基因突變的小分子靶向藥物的研發困難重重,大量試驗證實:KRAS基因突變的靶向藥物,僅能減慢腫瘤的生長速度,並不能殺死腫瘤細胞,仍然耐藥,部分研究者開始研究:KRAS基因是否與其他基因協同作用,產生腫瘤耐藥性?
曾有安德森癌症中心的科學家,研究發現,胰腺癌KRAS基因的研究中,發現了可能替代KRAS基因途徑的替代基因,切斷KRAS的情況下,這些癌細胞仍能通過一條備用信號通路,繼續生存並保持旺盛生長。關閉KRAS基因的同時,還需要阻斷這一逃避機制來殺死腫瘤細胞。揭示了KRAS與另一個調控蛋白編碼基因YAP1之間存在協同關係,使癌細胞形成耐藥性。
同年,麻省總醫院胸科中心主任Jeffery Engelman教授團隊,又篩選出另外一個可能與KRAS基因協同作用基因,BCL-XL,可能成為新的藥物治療靶點,BCL-XL通過與BIM結合,從而協同阻斷細胞死亡,導致細胞生長失控。
繞道研究RAS 打擊KRAS的左膀右臂
既然KRAS直接攻擊,困難重重,換個思路,打擊KRAS的左膀右臂的新藥和新療法:
1、國產靶向藥BGB-283,數據驚豔:
百濟神州的BGB-283,是一種新型的RAF抑制劑,可同時阻斷RAF和EGFR,也就是同時打擊KRAS的「左膀右臂」,有望打破KRAS突變患者,沒有靶向藥的魔咒。
研製不了RAS的靶向藥 用免疫單抗和免疫細胞療法
1:PD-1抗體用於KRAS肺癌
2017年的ASCO年會,研究人員分析了165位KRAS突變的肺癌患者使用PD-1/PD-L1抗體治療的效果,公布了更詳細的臨床數據:
KRAS和STK11/LKB1都突變的患者,使用PD-1抗體的有效率只有9.1%;
KRAS和TP53都突變的患者,使用PD-1抗體的有效率高達33.3%;
KRAS突變,STK11/LKB1和TP53都不突變的患者,有效率21.3%。
對於肺癌患者來說,KRAS和STK11/LKB1都突變的患者,使用PD-1單抗效果不佳,而其他KRAS突變的類型,療效還行。
2:PD-L1抗體用於KRAS腸癌
PD-L1抗體Tecentriq聯合MEK抑制劑Cobimetinib,針對MSS/KRAS突變的腸癌患者一期臨床試驗。
招募23位MSS的腸癌患者,其中22位具有KRAS突變,Tecentriq的劑量是800mg,2周一次,Cobimetinib的劑量每天從20-60mg(吃21天,停7天)。
4位患者腫瘤縮小至少30%,5位患者腫瘤不進展,總的疾病控制率40%。
3:針對KRAS的免疫細胞治療技術
一位KRAS突變的腸癌患者接受免疫細胞治療之後,肺部的七個轉移灶,6個都有縮小。找到了可以識別KRAS 突變的TCR,KITE聯手,開展專門針對胰腺癌、肺癌和腸癌KRAS突變的患者的細胞免疫療法TCR-T臨床試驗。
1、MRTX849,靶向RAS家族特定突變體KRAS G12C蛋白
2019剛一開年,Mirati Therapeutics宣告,其原創新藥MRTX849,靶向RAS家族特定突變體KRAS G12C蛋白,已進入1/2期臨床試驗,治療攜帶相關基因突變的晚期實體瘤患者。
KRAS G12C突變蛋白,是KRAS中的一小類,該突變,在非小細胞肺癌中比例14%,結直腸癌4%、胰腺癌2%患者體內表達。在美國癌症人群中,該基因突變發生率甚至大於ALK、RET、TRK基因突變總和,有一定應用市場。
千裡挑一的超級小分子,特殊化合物,可通過共價鍵綁定KRAS G12C突變蛋白:可通過共價化合物,靶向KRAS突變基因12號密碼子編碼的半胱氨酸,並填滿II號分子開關區域一個可擴張的疏水結合口袋,被綁定的KRAS G12C突變體會被不可逆地鎖定在失活狀態,從而阻斷依賴該蛋白的信號通路和癌細胞生存能力。
從學術成果到可驗證的實驗模型,再到最終實現轉化醫學的成果,是一個漫長又充滿挑戰的過程。MRTX849的1/2期臨床試驗中,首位患者已於19年1月入組。此次試驗,在KRAS G12C陽性的晚期實體瘤患者中展開,評估MRTX849作為單藥療法的效果,包括安全性、耐受性、藥代動力學、和初步抗腫瘤活性。
2、針對RAS蛋白的前沿療法,合成致死抑制劑、RNA幹擾、T細胞過繼療法等。
TBK1蛋白可能通過NF-κB通路產生促生存信號,在動物實驗中顯示出與KRAS蛋白對腫瘤細胞的合成致死作用。
關於RNA幹擾療法,美國MD安德森癌症中心利用人體內CD47外泌體蛋白作為遞送載體,特異性靶向胰腺癌KRAS突變蛋白,改善了小鼠模型的總生存期。
腫瘤浸潤淋巴細胞(tumor infiltrating lymphocyte)療法的進展,則主要來自癌症免疫泰鬥Steven Rosenberg博士團隊,從肺部腫瘤中分離靶向KRAS G12突變的腫瘤浸潤淋巴細胞,修飾、擴增、篩選後回輸到患者體內,顯示該細胞過繼療法可使腫瘤消退維持數月之久。
3、安進的新藥,AMG510,也是針對KRAS G12C變異的小分子抑制劑。
2019年5月初,安進的AMG510備受關注,在9位有G12C KRAS變異患者(5位肺癌、4位直腸癌)作為末線藥物產生1例部分應答、6例穩定疾病、另2例疾病進展,應答率為11%。這個一期臨床招募22位患者,2019ASCO摘要公布的是,9位可分析患者的數據。
這個數據雖然不算驚豔,但作為第一個人體臨床試驗數據的KRAS抑制劑,AMG510為攻克這個靶點提供一線希望。難題開始出現一絲希望:
KRAS與GTP結合後形成活性構象,但GTP與KRAS結合力非常強、用小分子藥物阻斷二者結合幾乎沒有可能。早期的策略是通過抑制法尼基轉移酶間接抑制KRAS活性,因為KRAS需要接上一段脂分子才能融入細胞膜,但這個策略基本失敗。
另一個間接抑制KRAS的技術是Warp Drive Bio的SMART技術,但這個策略也出師不利、WDB去年被Revolution收購。
GTP水解後生成GDP、KRAS與GDP結合後構象發生變化,不僅失去活性、而且因為警惕性下降蛋白表面出現一些結合腔。如果小分子藥物能與這些結合腔結合把KRAS穩定在失活構象則可以降低KRAS活性,但這也很難做到。
KRAS有一種特殊變異叫G12C變異,因為甘氨酸突變成半胱氨酸所以可以用不可逆抑制劑調控,所以機會大增。安進篩選了六百多個丙烯醯胺,找到可與C12反應的先導物,經過優化得到AMG510。
AMG510與KRAS反應後,有效穩定住失活構象,不容易測量,AMG510的人體試驗數據特別靚麗,可能的原因是:KRAS作用沒有原來想像的重要,或者這些患者還有G12C以外的其它KRAS變異,AMG510加成後,不能完全抑制KRAS功能。
這是很小的臨床試驗,劑量和觀察時間都沒有優化,暫時還不宜過度解讀。截至日期後,又有一位肺癌患者達到部分應答,單看肺癌這個變異人群的應答率達到30%左右,安進已經開始AMG510與PD1單抗組合療法。
4、化合物PHT-7.3,靶向KRAS突變的附著支架,縮小小鼠體內KRAS驅動的腫瘤。
2019年5月17日,KRAS是癌症治療中最具挑戰性的靶點之一,發現它已經60多年,研究人員仍在努力抑制它的變異形式,攻克「不可成藥靶點」的努力,仍在進行中,因為KRAS突變引發的癌症既常見又致命。
《Cancer Research》雜誌最新披露:科學家最新驗證到,一種名為PHT-7.3的化合物,可以縮小小鼠體內KRAS驅動的腫瘤。與直接靶向突變KRAS不同,這個潛在的候選藥物,目標是蛋白質的犯罪夥伴:突變KRAS附著的細胞支架。
KRAS是一種調節細胞生長的蛋白質,如果它發生突變,就會卡在"永遠開著"的構象中,導致不受控制的細胞生長,從而導致癌症。突變的KRAS一直在發射信號,這種失控的信號驅動著腫瘤的生長,這尤其危險,因為它壓倒了本來可以治療癌症的靶向療法。
這項研究中,科學家們將重點放在KRAS突變體的共生體Cnksr1上,即RAS 1激酶抑制因子的連接增強子。在證明抑制Cnksr1可以阻止肺癌和結腸癌 腫瘤細胞的生長後,研究人員進行了分子建模和結構修改,以識別PHT-7.3。
這個小分子縮小了KRAS驅動的非小細胞肺癌小鼠模型體內的腫瘤。重要的是,該化合物不影響健康KRAS的功能,這表明潛在的副作用是有限的。PHT-7.3目前正進行先導優化和臨床前開發。
不可成藥的基因突變靶點RAS,科學界已漸漸找到些許突破口,期待早日成藥並上市,受益的腫瘤患者眾多。