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Osimertinib对EGFR 20号外显子插入突变的非小细胞肺癌(NSCLC)的临床前评估

2018-04-20

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EGFR 20外显子插入突变的NSCLC患者缺乏治疗方案,原因之一是,缺乏患者基因型相关的临床前模型来评估新型药物。最近发表的一篇文章详细介绍了使用一系列CRISPR-Cas9工程细胞系和携带EGFR 20外显子插入突变的患者来源的异种移植(PDX)模型,进行osimertinib对该EGFR突变类型的临床前评估。

EGFR 20外显子插入突变的NSCLC患者缺乏治疗方案

NSCLC在分子水平上的定义是,几种基因(如EGFR,KRAS,ALK和FGFR)发生了关键 “驱动因子”改变。 大约10%的美国NSCLC患者和35%的东亚患者在18-21外显子中具有与肿瘤相关的EGFR突变。 约90%的EGFR突变是19外显子典型框内缺失或21外显子L858R点突变,这导致了第一代、第二代和第三代EGFR酪氨酸激酶抑制剂(TKI)的敏感性增加。

第三种最常见的EGFR突变类型是20外显子插入突变,该突变类型超过100种不同的框内插入突变和复制变异,占所有NSCLC的EGFR突变的4-10%。与上文讨论的更常见的19外显子和21外显子突变不同,20外显子插入突变导致对第一和第二EGFR TKI的敏感性降低,使得该类患者缺乏治疗方案。目前这些患者的治疗方案是常规的细胞毒性疗法,类似于野生型EGFR肿瘤。

开发更多相关的临床前NSCLC模型

由于缺乏疾病相关的模型以及不同性质和数量的EGFR 20外显子插入突变,阻碍了对该肿瘤的认识和治疗方案的改进。

Floch等人使用CRISPR技术和独特的患者来源的异种移植模型来评估第三代EGFR TKI 药物osimertinib及其代谢物(AZ5104)作为该患者群体的潜在治疗方案。

使用CRISPR基因产生EGFR外显子20插入突变的细胞系

研究人员想了解20外显子插入突变对EGFR TKI的激活潜力和药物敏感性。CRISPR基因编辑将EGFR野生型等位基因切换为两种最常见的20外显子插入突变,D770_N771InsSVD和V769_D770InsASV, 40%的患者为该突变类型。 为接下来的研究提供了相关细胞系。

体外药效实验

这些工程细胞系被推进到体外研究中,其中osimertinib和AZ5104有效地抑制了EGFR 20外显子插入突变和细胞生长与增殖。第一代和第二代EGFR TKIs针对这些细胞系和野生型EGFR细胞系进行评估,结果显示osimertinib具有更有效的突变选择性谱。

使用细胞系来源的异种移植模型进行体内药效实验

为了评估osimertinib治疗20外显子插入突变的体内药效,研究人员使用他们的CRISPR产生的细胞系建立细胞系来源的异种移植模型。阿法替尼作为对照组进行测试,并且如预期的那样,两种突变的异种移植模型均对临床阿法替尼的治疗有耐药性。

与对照组相比,osimertinib很好的抑制了异种移植模型的肿瘤生长,并且耐受性良好。

使用PDX模型进行更多患者相关的体内药效实验

虽然论文中展示的体外和体内数据引人注目,但这是在非内源系统中进行的。 患者来源的异种移植(PDX)模型为评估药效提供了更多患者相关的临床前模型,因为PDX是通过将患者肿瘤直接植入小鼠而开发的。因此,这些模型更能反映患者肿瘤的组织病理学和分子病理学以及药物疗效。

由于临床群体中20外显子插入突变较少,因此携带这些插入突变的PDX模型也较少。该论文作者测试了三种模型:

  • 包含V769_D770InsASV的LG1423
  • 携带M766_A767insASV突变的LXF2478
  • 携带H773_V774insNPH突变的LU0387

LG1423模型和CRISPR生成的细胞系具有相同的突变,osimertinib治疗诱导的TGI优于阿法替尼和厄洛替尼。这与p-EGFR抑制和下游信号标记物有关。

与对照(和使用阿法替尼的LXF2478)相比,LXF2478和LU3087模型携带较少的20外显子插入突变,对osimertinib及其代谢产物敏感。 综合起来,这些数据显示出osimertinib对许多患者相关的20外显子插入突变模型高度有效,能够预测相应NSCLC患者中具有相似突变的疗效。

潜在的NSCLC治疗途径

通过CRISPR基因编辑技术,并使用最具预测性的临床前模型,这篇新论文对osimertinib进行了全面研究,以用于治疗携带EGFR 20外显子插入突变的NSCLC。作者表示,这些数据提供了足够的证据已开展osimertinib对这类疾病的临床试验,该类药物可以填补治疗空缺,并为这种突变类型提供第一种靶向药物。

参考文献:

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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