從耐藥機制分析ALK-TKI序貫治療ALK重排非小細胞肺癌的理論基礎

唐春蘭 劉 芳 周向東

肺癌是全球最常見的惡性腫瘤，其病死率居惡性腫瘤的首位[1]。肺癌的85%為非小細胞肺癌(non-small cell lung cancer, NSCLC)。隨著分子醫(yī)學的進展和靶向藥物的不斷涌現(xiàn)，NSCLC治療已經(jīng)進入了個體化治療的時代。間變性淋巴瘤激酶(anaplastic lymphoma kinase, ALK)最初是在間變性大細胞淋巴瘤中的一種亞型中被發(fā)現(xiàn)，由此得名為。2007年Soda等[2]首次發(fā)現(xiàn)肺癌中存在著具有轉化活性的EML4-ALK融合基因變異現(xiàn)象，轉染該融合基因的裸鼠腫瘤生長迅速，生成很多肺腺癌結節(jié)，ALK抑制劑能顯著降低瘤負荷，延長生存，從而鑒定出EML4-ALK是NSCLC的驅動基因。與天然的ALK定位在胞膜且一般為失活狀態(tài)不同，EML4-ALK定位于胞質中，為結構性激活形式。主要通過三條信號轉導通路：MAPK/MEK/ERK、PI3K/AKT和RAS/STAT3促進細胞的增殖和侵襲轉移，抑制凋亡[3]。ALK重排的NSCLC是肺癌的一種亞型，患者多為不吸煙的肺腺癌，男女均有，平均年齡52歲，發(fā)病偏年輕。雖然ALK重排陽性的NSCLC僅占全部NSCLC的5%，但是預后較差，中位的生存期僅為6個月，2年的生存率僅為12%[4]，因此積極的治療非常迫切。

克唑替尼(Crizotinib)是一種口服的ALK激酶抑制劑(ALK-TKI)，競爭性結合激酶區(qū)的ATP位點，阻止ALK激酶的活化?？诉蛱婺嵊?011年8月和2013年1月先后獲得美國食品和藥品管理局(FDA)和中國食品和藥品管理局(CFDA)批準用于治療進展期ALK基因重排的NSCLC。Profile 1014是首個克唑替尼對比培美曲塞含鉑化療一線治療ALK重排NSCLC的隨機對照的三期臨床研究。與化療比較，克唑替尼治療后疾病緩解率高(74%vs. 45%，<0.001)，m-PFS延長(10.9 mvs. 7.0 m，HR 0.45，P<0.001)，疾病的復發(fā)風險下降, 中位總生存期還沒有達到，但是已經(jīng)看到延長的趨勢(NRvs. 47.5，HR 0.76)[5-6]。Profile 1014研究的亞組分析也發(fā)現(xiàn)克唑替尼對腦轉移患者具有較好的治療效果，能有效延長顱內(nèi)的疾病進展[7]。近幾年第二代和第三代的ALK-TKI發(fā)展非常迅速，二代TKI包括塞瑞替尼(Ceritinib)、阿來替尼(Alectinib)和布加替尼(Brigatinib)，三代TKI以勞拉替尼(Lorlatinib)為代表。與克唑替尼相比，新一代的ALK-TKI不僅具有較好的血腦屏障的通透性，而且對突變的ALK激酶仍然具有抑制的活性。二代ALK-TKI不僅對克唑替尼治療進展的ALK重排的NSCLC具有治療效果，而且在一線治療也顯示了卓越的療效，尤其是阿來替尼。ALEX研究發(fā)現(xiàn)阿來替尼一線治療ALK重排NSCLC，m-PFS的獲益明顯優(yōu)于克唑替尼(25.7 mvs. 10.4 m，HR 0.50，P<0.0001)，尤其是抑制顱內(nèi)的疾病進展的效果顯著，克唑替尼治療1年的累積的顱內(nèi)進展比率為41%，而阿來替尼治療1年的累積的顱內(nèi)進展比率僅為9.4%[8]。目前塞瑞替尼、阿來替尼和布加替尼在美國均獲得了治療克唑替尼治療進展或不耐受的ALK重排NSCLC的適應證，三代TKI 勞拉替尼在美國獲得了克唑替尼或至少一種其它ALK-TKI治療進展的ALK重排NSCLC的適應證。此外塞瑞替尼和阿來替尼在中國也得到了獲批。塞瑞替尼的適應證是克唑替尼治療進展或不耐受ALK重排NSCLC，阿來替尼獲得了一線治療ALK重排NSCLC的適應證。多個臨床研究都顯示出克唑替尼序貫二代ALK -TKI治療的中位中生存超過了4年。例如：Gainor等[9]報道了克唑替尼序貫塞瑞替尼中位OS達到49.5個月。Watanabe 等[10]分析克唑替尼序貫阿來替尼的中位OS達到51.5個月。Profile 1014研究報道克唑替尼序貫二代ALK-TKI治療總生存超過了5年[11]。來自法國的真實世界研究報道克唑替尼序貫二代ALK-TKI的中位OS超過了7年，達到了89.6個月[11]。本文將通過克唑替尼和二代ALK-TKI的耐藥機制來分析克唑替尼序貫二代TKI獲得長期生存的理論基礎。

一、克唑替尼和二代ALK-TKI的耐藥機制不同

Galnor等[12]對83例ALK陽性NSCLC患者在克唑替尼和第二代ALK-TKI在發(fā)生獲得性耐藥時進行重復活檢，獲得103例組織標本，通過基因測序分析耐藥機制。作者發(fā)現(xiàn)克唑替尼和二代TKI耐藥后仍然存在ALK重排，但是它們的耐藥機制有很大的差異。它們耐藥后都出現(xiàn)了ALK的突變，但是突變的比例和突變的位點是不一樣的?？诉蛱婺崮退幍幕颊咧?，20%出現(xiàn)了ALK突變，主要的突變位點是L1196M(7%)和G1269A(2%)。塞瑞替尼、阿來替尼或布加替尼耐藥的患者出現(xiàn)ALK突變的比例明顯增加，分別是54%， 53%和71%，G1202R是最常見的耐藥突變，分別為21%，29%和43%。除了G1202R，塞瑞替尼耐藥突變還有F1174L/C(17%)和C1156Y(8%)，阿來替尼的耐藥突變有I1171/N/S(12%)和V1180L(6%)，布加替尼的耐藥突變還有E1210K(29%)、D1203N(14%)和S1206Y/C(14%)。此外，在5例二代TKI耐藥的患者還同時出現(xiàn)2個和3個ALK突變位點。除ALK突變介導TKI耐藥，Galnor等[12]發(fā)現(xiàn)有的患者在TKI耐藥后并沒有出現(xiàn)ALK突變。Costa等[13]從藥代動力學和旁路激活進一步分析未突變的原因?？诉蛱婺嶙畛Ｒ姷哪退帣C制是藥代動力學問題(65%)，而ALK突變比例僅為20%，還有15%為旁路激活。但是二代TKI(塞瑞替尼和阿來替尼)耐藥的原因和克唑替尼有很大的區(qū)別，它們的耐藥沒有藥代動力學問題，主要是ALK突變(55%)和旁路激活(45%)。分析以上數(shù)據(jù)，說明克唑替尼和二代TKI的耐藥機制是不同的?？诉蛱婺岬哪退帣C制主要是藥代動力學的問題，其次為ALK突變和旁路激活；二代ALK-TKI的耐藥機制主要是ALK突變和旁路激活。

二、從克服藥代動力學的缺陷分析ALK-TKI序貫治療的理論基礎

藥代動力學問題引起克唑替尼耐藥最主要的原因是藥物通過血腦屏障的能力較差。P糖蛋白(ABCB1/ABCG2)阻止克唑替尼在顱內(nèi)蓄積[14]，克唑替尼腦脊液的藥物濃度僅為血藥濃度的0.26%[15]，這導致克唑替尼耐藥最常見的是顱內(nèi)進展，而顱外的病灶可能仍然獲益。法國真實世界研究發(fā)現(xiàn)在263例克唑替尼治療進展的患者中，寡進展的比例高達73%，其中最常見的是顱內(nèi)進展，比率達到44%[11]?？诉蛱婺岬腜rofile 1005和Profile 1007兩個臨床研究中194例治療進展的患者中最常見的顱內(nèi)進展，比率為41%[16]。有幾例個案報道了增加克唑替尼的劑量可以改善原劑量治療時出現(xiàn)的顱內(nèi)進展[17-19]，其中Wang等[19]報道了克唑替尼250 mg, bid的原劑量治療時出現(xiàn)顱內(nèi)進展的一例ALK重排NSCLC患者，在聯(lián)合顱內(nèi)放療失敗后采用了克唑替尼500 mg，bid，用一天停一天的脈沖式給藥方式，患者的顱內(nèi)疾病得到了有效控制，檢測藥物濃度發(fā)現(xiàn)克唑替尼增量后腦脊液濃度有所提高。但是要注意克唑替尼增量時帶來不良反應的增加風險。此外，疾病進展后繼續(xù)克唑替尼治療(Continuing crizotinib beyond disease progress, CBPD)聯(lián)合局部治療也能進一步改善顱內(nèi)的病變。PROFILE 1005和1007研究中194例患者克唑替尼耐藥患者，經(jīng)過醫(yī)生的評估，120例患者繼續(xù)使用克唑替尼治療，其中51%為顱內(nèi)進展。CBPD的患者獲得了29.6個月的中位OS，而直接停藥患者的中位OS僅為10.8個月，多因素分析CBPD與總生存有相關性[16]。Profile 1014研究克唑替尼一線治療疾病進展的患者中，CBPD比例為83%，最多可以獲得長達34.3個月治療持續(xù)時間[5-6]。Costa分析了克唑替尼治療的26例ALK重排NSCLC的5y-PFS，有15位患者CBPD或聯(lián)合放療，10位患者序貫二代ALK-TKI。雖然初次進展的中位PFS僅為9個月，但是5年的PFS率為9%，中位OS超過了48個月[20]。法國真實世界研究中86例CBPD的患者，獲得了32.3個月的中位OS，停藥組的中位OS僅為11.2個月[11]。除了CBPD聯(lián)合局部治療，二代TKI因為其很好的血腦屏障通透能力，對于克唑替尼治療耐藥的顱內(nèi)進展的患者仍然有效。ASCEND-2研究報道了20例克唑替尼治療進展的ALK陽性腦轉移的患者經(jīng)過塞瑞替尼治療，9例患者顱內(nèi)病灶明顯縮小，顱內(nèi)的疾病緩解率為45%[21]。NP28673研究報道了35例克唑替尼治療進展的ALK陽性腦轉移患者經(jīng)過阿來替尼治療，20例患者顱內(nèi)病灶顯著縮小，顱內(nèi)疾病緩解率為57%，其中7例患者病灶消失，完全緩解率達到20%[22]。Camidge等[23]也報道了布加替尼(90 mg/d連續(xù)使用7 d再增量到180 mg/d)對克唑替尼治療進展的腦轉移患者的顱內(nèi)緩解率達到67%，顱內(nèi)的m-PFS為18.7個月。Johung等[24]報道90例ALK重排NSCLC腦轉移患者的療效，通過克唑替尼和二代TKI以及放療的綜合使用，中位OS長達49.5個月。分析以上數(shù)據(jù)提示血腦屏障通透性差是克唑替尼治療出現(xiàn)顱內(nèi)進展的主要原因?？诉蛱婺嶂委熀蟮娘B內(nèi)進展除了可以通過藥物增量或者CBPD聯(lián)合局部治療最大化地發(fā)揮克唑替尼的作用，更重要的是序貫二代TKI治療，充分利用二代TKI血腦屏障通透性好的優(yōu)勢，給患者帶來進一步的獲益。最新的國際指南也指出在克唑替尼治療過程中發(fā)生癥狀性腦轉移時，基于ALEX研究中阿來替尼的中樞控制優(yōu)勢，建議直接轉換為二代阿來替尼。

三、從克服ALK突變的耐藥機制分析ALK-TKI序貫治療的理論基礎

克唑替尼耐藥最常見的突變位點是L1196M和G1269A?；A研究發(fā)現(xiàn)二代TKI對這些突變的ALK激酶是敏感的。臨床研究顯示塞瑞替尼、阿來替尼和布加替尼對克唑替尼耐藥的患者仍然有效。ASCEND-2研究報道了140例克唑替尼治療進展的患者經(jīng)過塞瑞替尼治療，疾病緩解率為38%，m-PFS為7.2個月[21]。NP28673研究報道了122例克唑替尼治療后疾病進展的患者經(jīng)過阿來替尼治療，61例患者獲得部分反應，疾病緩解率達到49%，m-PFS為8.9個月[22]。ALTA研究110例克唑治療進展的患者經(jīng)過布加替尼治療，疾病緩解率達到55%，顱內(nèi)的m-PFS為15.6個月[23]。二代ALK-TKI耐藥后會產(chǎn)生新的突變位點。ALK G1202R突變是塞瑞替尼，阿來替尼和布加替尼共同的耐藥位點，只有三代TKI 勞拉替尼對它是敏感的，這提示二代TKI治療耐藥后伴隨G1202R突變，可以選擇勞拉替尼治療。臨床研究顯示勞拉替尼對二代TKI治療進展的患者，有效率仍然達到39%，顱內(nèi)的緩解率為48%[25]。此外，二代ALK-TKI耐藥后也可以根據(jù)相應的ALK突變位點，考慮換用其他的二代藥物。例如阿來替尼耐藥后出現(xiàn)的ALK I1171/N/S和V1180L，塞瑞替尼是敏感的。臨床研究顯示，塞瑞替尼對阿來替尼耐藥患者的治療緩解率為25%，m-PFS為3.7個月[26]。通過分析ALK突變的耐藥機制說明克唑替尼序貫二代TKI的合理性，即使二代TKI耐藥后并伴有ALK突變，仍然可以序貫三代TKI或者其他的二代TKI。即使三代ALK-TKI 勞拉替尼治療進展后，如果耐藥的機制是因為ALK激酶區(qū)的L1198F突變，還可以再次使用克唑替尼治療。有個案報道1例患者在勞拉替尼治療后出現(xiàn)疾病進展，經(jīng)過重復活檢和測序發(fā)現(xiàn)ALK L1198F突變，轉化研究發(fā)現(xiàn)該突變引起ALK激酶區(qū)的結構改變，勞拉替尼無法結合在ATP位點，而克唑替尼可以結合。因此再次使用克唑替尼治療，為患者帶來了進一步的獲益[27]。

四、旁路激活的耐藥機制和治療策略

旁路激活是克唑替尼和二代TKI共同的耐藥機制[13]。目前旁路激活的研究主要在細胞和動物水平，缺乏臨床研究?？朔月芳せ畹闹委煵呗灾饕茿LK-TKI和旁路信號分子抑制劑的聯(lián)用模式。旁路激活可能和EGFR，KRAS，MET，KIT和IGF-1R等激酶活化有關，上述激酶活化激活下游PI3K，MAPK和STAT3等信號通路[13,28]。Yamaguchi和Tani等[29-30]分別報道了利用克唑替尼或阿來替尼持續(xù)作用于ALK重排的肺癌細胞，誘導產(chǎn)生耐藥。發(fā)現(xiàn)耐藥細胞的EGFR磷酸化水平提高，EGFR下游的信號通路活化。ALK-TKI聯(lián)合EGFR-TKI(厄洛替尼或者阿法替尼)可以有效改善耐藥。Lovly等[31]在ALK-TKI耐藥的ALK重排的肺癌細胞中發(fā)現(xiàn)IGF-1R及下游信號通路活化，當敲除IGF-1R基因，耐藥細胞對ALK-TKI的敏感性提高。Li等[32]發(fā)現(xiàn)克唑替尼聯(lián)合二甲雙胍可以改善由IGF-1R信號通路介導的耐藥。Cuyàs等[33]在克唑替尼耐藥細胞中發(fā)現(xiàn)下游信號蛋白STAT3持續(xù)活化，克唑替尼聯(lián)合水飛薊賓能抑制STAT3磷酸化，提高耐藥細胞對克唑替尼的敏感性。Galnor等[12]發(fā)現(xiàn)ALK-TKI耐藥的腫瘤還出現(xiàn)了基質上皮樣轉化(EMT)，即耐藥細胞呈現(xiàn)惡性梭形細胞樣改變，缺乏上皮樣細胞的形態(tài)特征和標志物。林采余等[34]發(fā)現(xiàn)水飛薊賓可能通過逆轉EMT，增加克唑替尼的敏感性。此外，ALK擴增也參與了TKI的耐藥[12]，在36例克唑替尼治療進展的患者中，有3例患者(8.3%)出現(xiàn)ALK基因的擴增，但沒有ALK的突變。ALK擴增引起耐藥的具體原因還不清楚?？偟膩碚f，旁路激活非常復雜，在二代TKI的耐藥機制中的比例高達45%，需要引起重視。體外研究發(fā)現(xiàn)勞拉替尼對旁路激活的耐藥細胞敏感性較差[12]，臨床研究也發(fā)現(xiàn)了二代TKI耐藥但是沒有ALK突變的患者，勞拉替尼治療的緩解率僅為26%，大大低于ALK突變患者76%的緩解率[25]。

雖然從耐藥機制上初步分析了克唑替尼序貫二代TKI治療的理論基礎，但是還有一些問題值得思考和深入研究。首先，為明確旁路激活引發(fā)耐藥的治療策略，開展臨床研究迫在眉睫。ALK-TKI聯(lián)合旁路信號分子抑制劑的治療效果也需要臨床研究來證實，同時要考慮對藥物劑量和不良反應的管理。其次，重復活檢的觀念和活檢技術需要提高，尤其在二代ALK-TKI耐藥后重復活檢顯得更為重要。還有，腦轉移的分子耐藥機制還不太明確。目前研究中的重復活檢的標本主要來自于顱外，不能完全反映顱內(nèi)的耐藥機制?？梢钥紤]通過手術切除腦轉移病灶或抽取腦脊液進行檢測分析。最后，克唑替尼通過肝藥酶的代謝生成活性產(chǎn)物，克唑替尼耐藥后出現(xiàn)的肝轉移是否有藥代動力學的問題也值得深入研究。

克唑替尼和二代ALK-TKI的耐藥機制是不同的?？诉蛱婺崮退帣C制主要是藥代動力學問題，其次為ALK突變和旁路激活；二代TKI耐藥機制主要是ALK突變和旁路激活。腦轉移是克唑替尼治療最常見的疾病進展模式，通過繼續(xù)使用克唑替尼或者聯(lián)合局部治療能夠再次獲益，最大化的發(fā)揮克唑替尼的療效。無論是克唑替尼藥代動力學問題還是ALK激酶突變引發(fā)的克唑替尼耐藥，二代TKI都能很好的克服。真實世界的研究發(fā)現(xiàn)阿來替尼治療克唑替尼耐藥的ALK陽性NSCLC亞洲的患者，其有效率高達89%[35]。二代TKI耐藥后容易出現(xiàn)ALK的G1202R突變，這是三代勞拉替尼敏感的靶點。因此克唑替尼序貫二代TKI的治療模式充分發(fā)揮了各個TKI的優(yōu)勢，為ALK重排NSCLC患者長期生存獲益奠定了理論基礎。值得注意的是：①基于ALEX研究阿來替尼對比克唑替尼的PFS及顱內(nèi)進展控制優(yōu)勢，NCCN指南已將阿來替尼作為ALK重排NSCLC一線治療優(yōu)選推薦，但目前OS數(shù)據(jù)并未成熟，OS是否能超越克唑替尼序貫治療還未可知。現(xiàn)在克唑替尼和塞瑞替尼均進入國家醫(yī)保報銷，減輕了患者的經(jīng)濟負擔，提高了治療藥物的普及性，為ALK-TKI序貫治療提供了切實的保障，因此ALK-TKI序貫治療仍然是目前優(yōu)選治療方案之一；②對于ALK-TKI治療出現(xiàn)疾病進展時，首先需要明確其耐藥機制，二次/重復活檢后基因檢測尤其重要，根據(jù)耐藥機制選擇后續(xù)治療可使患者更多獲益。