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【重磅原创】非小细胞肺癌ALK耐药分子机制最新动态 ALK融合突变阳性患者占非小细胞肺癌的5-7%。一线靶向药选择是辉瑞的一代ALK抑制剂Crizotinib。尽管最初疗效显著，绝大多数患者在1-2年内病情会发生进展，产生耐药性。活性更高的二代ALK小分子抑制剂包括诺华的Ceritinib，罗氏的Alectinib，和Ariad的Brigatinib （待批），均对Crizotinib的抗性患者有显著的疗效，但最终也不可避免的产生了新的耐药性。
来自麻州总医院（MGH）的Alice Shaw（通讯作者）和Jeffery Engelman团队最近在线发表在”Caner Discovery”上的论文 （2016-7-16, OnlineFirst），详细检测总结了83个抗药ALK患者的耐药机制（103个重复活检样品），极大丰富了我们对ALK耐药机制的认知。
以前的观点认为（主要是基于Crizotinib的数据），大约有30%的ALK耐药机制来自ALK本身激酶结构域的突变或ALK表达增加。另外60-70%的ALK耐药患者ALK没有发生突变，而是旁代 通路（by pass pathways）活性增加引起了耐药。 ALK激酶结构域突变耐药 最新的二代ALK抑制剂耐药突变趋势有以下几个特点：
1. 随着Alectinib，Ceritinib和Brigatinib活性的提高，胞内ALK激酶结构域耐药突变的比例也跟着大幅提高，分别达到53%， 54% 和71%，平均突变率为56%。而活性相对较低的Crizotinib ALK激酶本身的突变只有20%。
2. Crizotinib耐药突变有约10%是由于ALK过量表达引起的，但三个二代ALK抑制剂耐药机制中ALK过量表达的现象均未发现或不明显。 3. Solvent-front区域突变率大增。二代ALK抑制剂引起的激酶结构域突变的分布也发生了很大的变化。一代Crizotinib的突变分布相对分散，较多的集中在Gatekeeper L1196M和ATP结合口袋较深的区域G1269A/S，还有少量的Solvent-front 区域的突变。三个二代ALK抑制剂最大的变化就是Solvent-front 突变率大幅增加（G1202R，G1202del，G1203N），成为各自的主要突变类型，推测其主要原因是二代ALK抑制剂虽然活性增加，但代价之一是其化合物分子量变大，严重依赖G1202等Solvent-front区域的直接结合来增加其活性，因而“诱发了”这个区域的抗性突变。Ariad在2015 AACR上曾经报道Brigatinib能够克服Solvent-front区域G1202R突变。但由于其结构模型预测上仍然高度结合Solvent-front区域，且其化合物结构与Ceritinib极其相似，既然Ceritinib不能克服G1202R Solvent-front突变，由磷酸化修饰得来的Brigatinib 理论上很难能够有效克服GR突变。最新的数据显示，G1202R等solvent-front区域的突变竟然是其主要耐药突变。 4. 另外有些意外地是二代ALK抑制剂最初设计上是重点克服Crizotinib的Gatekeeper突变的，但在Ceritinib和Alectinib的耐药患者中间均出现了多于一例的gatekeeper突变，有些费解。与之对应地是靠近ATP结合口袋的G1269A突变在三个二代ALK抑制剂耐药患者中均未出现。 旁路活化耐药机理 Jeffery Engelman（通讯作者）和Alice Shaw团队早在2014年Science上发表文章，阐述了多种酪氨酸激酶靶向耐药机理。Jeff等人利用改进的“irradiated feeder cells”的方法，大大提高了来自耐药进展肺癌患者肿瘤细胞系的培养成功率，至50%。利用这些特有的耐药细胞系，他们进而用功能药理筛选的方法，小通量地检测了76个靶向小分子的活性。结果发现，在总共9个ALK耐药细胞系中，酪氨酸激酶SRC信号通路的小分子抑制剂能够有效地克服其中6个细胞系ALK的旁路耐药性。从而推测，SRC/FAK信号通路也许是ALK特有的主要旁路耐药之一。
Alice Shaw 等人在最新Cancer Discovery上进一步证明了SRC/FAK信号通路的在旁路耐药通路上的重要性，同时也发现一些新的旁路耐药机制，包括TP53，PIK3CA，和EMT （epithelial-to- mesenchymal transition）等。
三代ALK小分子抑制剂Lorlatinib（二期临床）是一个大环小分子，活性比二代ALK抑制剂高5-10倍，能够穿透血脑屏障，选择性也更好。Lorlatinib对一代和二代ALK抑制剂产生ALK激酶结构域突变耐药性患者有良好的疗效。包括Solvent-front 区域的突变，但由于边界浓度窗口不是很大，Lorlatinib能否有效克服Solvent-front的突变还有待进一步地观察。有关Lorlatinib的ALK耐药突变仅有一例报道，为L1198F。有趣地是L1198F ALK耐药突变能够被第一代ALK抑制剂Crizotinib克服。Lorlatinib 的主要耐药突变还有待进一步观察。
总之，经过三代ALK抑制剂的努力，ALK阳性的非小细胞肺癌患者的五年生存率已经大幅提升。特别感谢Alice Shaw和Jeffery Engelman科学和医疗团队，在MGH接受治疗的ALK阳性患者，五年平均生存率从化疗的20几个月升到接近50个月。 参考文献：1. Justin F. Gainor , Leila Dardaei1, Satoshi Yoda1, et al. Molecular Mechanisms of Resistance to First- and Second-Generation ALK Inhibitors in ALK-Rearranged Lung Cancer. Cancer Discovery. 2016-7-16, OnlineFirst.2. Crystal AS, Shaw AT, Sequist LV, et al. Patient-derived models of acquired resistance can identify effective drug combinations for cancer. Science, 2014; 346:1480-86.3. Shaw AT, Friboulet L, Leshchiner I, et al. Resensitization to Crizotinib by the Lorlatinib ALK Resistance Mutation L1198F. N Engl J Med, 2016;374:54-61.4. Hallberg B, Palmer, RH. Mechanistic insight into ALK receptor tyrosine kinase in human cancer biology. Nature Reviews Cancer, 2013; 13, 685–700. 点击下方【阅读原文】欣赏紫薯同学的第六篇重磅原创文章！【重磅原创】白血病靶向药物最新进展 ↓↓↓
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【重磅原创】非小细胞肺癌ALK耐药分子机制最新动态
来自麻州总医院（MGH）的Alice Shaw（通讯作者）和Jeffery Engelman团队最近在线发表在”Caner Discovery”上的论文 （2016-7-16, OnlineFirst），详细检测总结了83个抗药ALK患者的耐药机制（103个重复活检样品），极大丰富了我们对ALK耐药机制的认知。
以前的观点认为（主要是基于Crizotinib的数据），大约有30%的ALK耐药机制来自ALK本身激酶结构域的突变或ALK表达增加。另外60-70%的ALK耐药患者ALK没有发生突变，而是旁代 通路（by pass pathways）活性增加引起了耐药。
1. 随着Alectinib，Ceritinib和Brigatinib活性的提高，胞内ALK激酶结构域耐药突变的比例也跟着大幅提高，分别达到53%， 54% 和71%，平均突变率为56%。而活性相对较低的Crizotinib ALK激酶本身的突变只有20%。
2. Crizotinib耐药突变有约10%是由于ALK过量表达引起的，但三个二代ALK抑制剂耐药机制中ALK过量表达的现象均未发现或不明显。 3. Solvent-front区域突变率大增。二代ALK抑制剂引起的激酶结构域突变的分布也发生了很大的变化。一代Crizotinib的突变分布相对分散，较多的集中在Gatekeeper L1196M和ATP结合口袋较深的区域G1269A/S，还有少量的Solvent-front 区域的突变。三个二代ALK抑制剂最大的变化就是Solvent-front 突变率大幅增加（G1202R，G1202del，G1203N），成为各自的主要突变类型，推测其主要原因是二代ALK抑制剂虽然活性增加，但代价之一是其化合物分子量变大，严重依赖G1202等Solvent-front区域的直接结合来增加其活性，因而“诱发了”这个区域的抗性突变。Ariad在2015 AACR上曾经报道Brigatinib能够克服Solvent-front区域G1202R突变。但由于其结构模型预测上仍然高度结合Solvent-front区域，且其化合物结构与Ceritinib极其相似，既然Ceritinib不能克服G1202R Solvent-front突变，由磷酸化修饰得来的Brigatinib 理论上很难能够有效克服GR突变。最新的数据显示，G1202R等solvent-front区域的突变竟然是其主要耐药突变。 4. 另外有些意外地是二代ALK抑制剂最初设计上是重点克服Crizotinib的Gatekeeper突变的，但在Ceritinib和Alectinib的耐药患者中间均出现了多于一例的gatekeeper突变，有些费解。与之对应地是靠近ATP结合口袋的G1269A突变在三个二代ALK抑制剂耐药患者中均未出现。
三代ALK小分子抑制剂Lorlatinib（二期临床）是一个大环小分子，活性比二代ALK抑制剂高5-10倍，能够穿透血脑屏障，选择性也更好。Lorlatinib对一代和二代ALK抑制剂产生ALK激酶结构域突变耐药性患者有良好的疗效。包括Solvent-front 区域的突变，但由于边界浓度窗口不是很大，Lorlatinib能否有效克服Solvent-front的突变还有待进一步地观察。有关Lorlatinib的ALK耐药突变仅有一例报道，为L1198F。有趣地是L1198F ALK耐药突变能够被第一代ALK抑制剂Crizotinib克服。Lorlatinib 的主要耐药突变还有待进一步观察。
总之，经过三代ALK抑制剂的努力，ALK阳性的非小细胞肺癌患者的五年生存率已经大幅提升。特别感谢Alice Shaw和Jeffery Engelman科学和医疗团队，在MGH接受治疗的ALK阳性患者，五年平均生存率从化疗的20几个月升到接近50个月。