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Osimertinib對EGFR 20號外顯子插入突變的非小細胞肺癌(NSCLC)的臨床前評估

2018-04-20

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EGFR 20外顯子插入突變的NSCLC患者缺乏治療方案,原因之一是,缺乏患者基因型相關的臨床前模型來評估新型藥物。最近發表的一篇文章詳細介紹了使用一系列CRISPR-Cas9工程細胞系和攜帶EGFR 20外顯子插入突變的患者來源的異種移植(PDX)模型,進行osimertinib對該EGFR突變類型的臨床前評估。

EGFR 20外顯子插入突變的NSCLC患者缺乏治療方案

NSCLC在分子水平上的定義是,幾種基因(如EGFR,KRAS,ALK和FGFR)發生了關鍵 “驅動因子”改變。 大約10%的美國NSCLC患者和35%的東亞患者在18-21外顯子中具有與腫瘤相關的EGFR突變。 約90%的EGFR突變是19外顯子典型框內缺失或21外顯子L858R點突變,這導致了第一代、第二代和第三代EGFR酪氨酸激酶抑制劑(TKI)的敏感性增加。

第三種最常見的EGFR突變類型是20外顯子插入突變,該突變類型超過100種不同的框內插入突變和復制變異,占所有NSCLC的EGFR突變的4-10%。與上文討論的更常見的19外顯子和21外顯子突變不同,20外顯子插入突變導致對第一和第二EGFR TKI的敏感性降低,使得該類患者缺乏治療方案。目前這些患者的治療方案是常規的細胞毒性療法,類似于野生型EGFR腫瘤。

開發更多相關的臨床前NSCLC模型

由于缺乏疾病相關的模型以及不同性質和數量的EGFR 20外顯子插入突變,阻礙了對該腫瘤的認識和治療方案的改進。

Floch等人使用CRISPR技術和獨特的患者來源的異種移植模型來評估第三代EGFR TKI 藥物osimertinib及其代謝物(AZ5104)作為該患者群體的潛在治療方案。

使用CRISPR基因產生EGFR外顯子20插入突變的細胞系

研究人員想了解20外顯子插入突變對EGFR TKI的激活潛力和藥物敏感性。CRISPR基因編輯將EGFR野生型等位基因切換為兩種最常見的20外顯子插入突變,D770_N771InsSVD和V769_D770InsASV, 40%的患者為該突變類型。 為接下來的研究提供了相關細胞系。

體外藥效實驗

這些工程細胞系被推進到體外研究中,其中osimertinib和AZ5104有效地抑制了EGFR 20外顯子插入突變和細胞生長與增殖。第一代和第二代EGFR TKIs針對這些細胞系和野生型EGFR細胞系進行評估,結果顯示osimertinib具有更有效的突變選擇性譜。

使用細胞系來源的異種移植模型進行體內藥效實驗

為了評估osimertinib治療20外顯子插入突變的體內藥效,研究人員使用他們的CRISPR產生的細胞系建立細胞系來源的異種移植模型。阿法替尼作為對照組進行測試,并且如預期的那樣,兩種突變的異種移植模型均對臨床阿法替尼的治療有耐藥性。

與對照組相比,osimertinib很好的抑制了異種移植模型的腫瘤生長,并且耐受性良好。

使用PDX模型進行更多患者相關的體內藥效實驗

雖然論文中展示的體外和體內數據引人注目,但這是在非內源系統中進行的。 患者來源的異種移植(PDX)模型為評估藥效提供了更多患者相關的臨床前模型,因為PDX是通過將患者腫瘤直接植入小鼠而開發的。因此,這些模型更能反映患者腫瘤的組織病理學和分子病理學以及藥物療效。

由于臨床群體中20外顯子插入突變較少,因此攜帶這些插入突變的PDX模型也較少。該論文作者測試了三種模型:

  • 包含V769_D770InsASV的LG1423
  • 攜帶M766_A767insASV突變的LXF2478
  • 攜帶H773_V774insNPH突變的LU0387

LG1423模型和CRISPR生成的細胞系具有相同的突變,osimertinib治療誘導的TGI優于阿法替尼和厄洛替尼。這與p-EGFR抑制和下游信號標記物有關。

與對照(和使用阿法替尼的LXF2478)相比,LXF2478和LU3087模型攜帶較少的20外顯子插入突變,對osimertinib及其代謝產物敏感。 綜合起來,這些數據顯示出osimertinib對許多患者相關的20外顯子插入突變模型高度有效,能夠預測相應NSCLC患者中具有相似突變的療效。

潛在的NSCLC治療途徑

通過CRISPR基因編輯技術,并使用最具預測性的臨床前模型,這篇新論文對osimertinib進行了全面研究,以用于治療攜帶EGFR 20外顯子插入突變的NSCLC。作者表示,這些數據提供了足夠的證據已開展osimertinib對這類疾病的臨床試驗,該類藥物可以填補治療空缺,并為這種突變類型提供第一種靶向藥物。

參考文獻:

Floch et al. Anti-tumor activity of osimertinib, an irreversible mutant-selective EGFR tyrosine kinase inhibitor, in NSCLC harboring EGFR Exon 20 Insertions. Mol Cancer Ther 2018 pii: molcanther.0758.2017. doi: 10.1158/1535-7163.MCT-17-0758.

Yang et al. NSCLC harboring EGFR exon-20 insertions after the regulatory C-helix of kinase domain responds poorly to known EGFR inhibitors. Int J Cancer 2016;139(1): 171-176.

Topics: Oncology

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