唐 敏,武晓楠,程 刚
(卫生部北京医院肿瘤内科,北京100730)
2011年8月,美国食品和药物管理局(Food and drug administration, FDA)批准 crizotinib (PF-02341066,商品名XALKORI® 、克唑替尼,辉瑞)用于治疗间变性淋巴瘤激酶(anaplastic lymphoma kinase,ALK)基因重排阳性的局部晚期或转移性非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC),这是NSCLC 靶向治疗中又一大里程碑式成就,也标志着NSCLC 中ALK 基因重排这一亚组人群越来越受到临床关注。本文就NSCLC 患者中ALK 基因重排及crizotinib 在这一亚组人群中的应用综述如下:
ALK 基因首先在间变性大细胞淋巴瘤(anaplastic large cell lymphoma,ALCL)中被发现,其重排突变NPM-ALK 融合基因具有致癌性[1]。后继研究发现ALK基因突变参与了多种肿瘤包括间变性大细胞淋巴瘤、炎性肌纤维母细胞瘤[2]、神经母细胞瘤[3]的发病。2007年在肺腺癌组织中发现了ALK基因突变:2 号染色体短臂内发生倒置突变,使得棘皮动物微管相关蛋白4(echinoderm microtubule-associated protein-like 4 gene,EML4)基因的1 ~13 号外显子与ALK 基因的20 ~29 号外显子融合形成EML4-ALK 融合基因[4]。转染了EML4-ALK 融合基因的NIH-3T3 成纤维细胞具有恶性转化能力[4]。表达EML4-ALK 融合基因的转基因小鼠出现双肺多发腺癌,应用ALK 抑制剂可使肿瘤缩小[5]。由于断裂融合位点的不同,迄今至少已有11 种EML4-ALK变异体在NSCLC 中被发现。在NSCLC 中ALK 也有与其他基因(如TFG、KIF5B)融合的报道,但这些融合基因明显少见[6-7]。
ALK 蛋白属于酪氨酸激酶受体家族,生理状态下,活化配体与胞外受体结合后引起ALK 二聚化,继而胞内酪氨酸残基磷酸化,活化下游信号传导通路。但EML4-ALK 融合蛋白可以不依赖配体地持续激活激酶结构域,活化下游的RAS-MEKERK、PI3K-AKT 等信号通路,导致细胞增殖和存活失控[8]。
Crizotinib 是一种小分子ATP 竞争性抑制剂,对ALK 和c-Met/肝细胞生长因子受体(HGFR)以及它们的致癌变异体具有选择性抑制作用。在NPMALK 依赖的Karpas299 和SU-DHL-1 细胞系中,crizotinib 可以抑制NPM-ALK 的磷酸化,抑制细胞增殖、促进细胞凋亡。在Karpas299 细胞株的鼠移植瘤模型中,crizotinib 抗肿瘤活性呈剂量依赖性,与NPM-ALK 磷酸化的抑制程度相关,在NPM-ALK 信号通路中的一些关键介质也同时受到抑制[9]。
Crizotinib 的Ⅰ期临床研究PROFILE 1001 共分为2 部分。第1 部分剂量爬坡实验确定最大耐受剂量为250 mg bid,同时观察到ALK 重排NSCLC 患者临床症状改善明显[10]。所以在实验的第2 部分纳入FISH 检测ALK 重排阳性的NSCLC 患者。82 例患者中,客观有效率(objective response rate,ORR)为57%,疾病控制率(disease control rate,DCR)达90%,其中87%的患者在8 周内达到DCR[11]。1年总生存(overall survival,OS)为77%,2年为64%,中位OS 没有达到,OS 与性别、种族、吸烟史、年龄无关。另外选取了37 例ALK 重排阳性但未经crizotinib 治疗的患者,1年OS 为73%,2年为33%,中位OS 为20 个月。研究者建议将crizotinib 作为ALK 重排NSCLC 患者的标准治疗[12]。2011年更新了PROFILE 1001 研究中共119 例患者的情况。119例患者中,中位年龄51 岁,性别分布没有差异,不吸烟者(72%)、腺癌(97%)常见,均没有EGFR 突变,87%患者既往接受过多线治疗。ORR 达61%,DCR为88%,平均反应持续时间为11.2 个月,55%患者在开始治疗8 周内肿瘤缩小达到客观缓解。初步估算PFS 约10 个月。部分患者在开始治疗的数天内即出现症状的改善和肿瘤的缩小[13]。
Crizotinib 单次给药后4 ~6 h达到血浆峰浓度,半衰期为46 h,250 mg bid给药后15 d达到稳态血药浓度,平均血浆游离药物谷浓度为256 μg/L,高于临床前研究中抑制 ALK 和 c-Met 所需浓度。100 mg qd到300 mg bid时其药代动力学呈线性特征。进食对crizotinib 血药浓度影响甚微。主要经肝脏细胞色素P450 3A(CYP3A)同功酶代谢。63%经粪便排出,23% 经尿液排出。1 例患者(口服250 mg crizotinib 5 h后)检测了脑脊液中crizotinib浓度为0.616 μg/L,血药浓度为237 μg/L,脑脊液/血浆药物浓度比为0.002 6,提示crizotinib 可能不易穿透血脑屏障[14]。
PROFILE 1005 是关于crizotinib 的Ⅱ期临床研究,纳入ALK 重排(FISH 检测)、化疗失败的NSCLC患者136 例,主要终点为ORR。中位年龄52 岁,性别分布没有差异,不吸烟者(68%)、腺癌(94%)常见,93%患者既往接受过多线化疗。ORR 达50%,83%患者出现靶病灶缩小,平均反应持续时间为9.8 个月,79%患者在开始治疗8 周内肿瘤缩小达到客观缓解,88%的患者仍在治疗中。大多数患者临床症状得到改善[15]。基于以上研究,2011年8月美国FDA 批准了crizotinib 用于FISH 检测ALK 重排阳性的局部晚期或转移性NSCLC 患者。
2 项crizotinib 的Ⅲ期临床研究正在进行中。PROFILE 1014 比较crizotinib 与顺铂(或卡铂)联合培美曲塞一线治疗晚期ALK 重排非鳞癌NSCLC 患者,PROFILE 1007 比较crizotinib 与培美曲塞(或多西他赛)二线治疗晚期ALK 重排NSCLC 患者,主要终点均为PFS。已有回顾性分析提示,培美曲塞治疗ALK 重排NSCLC 患者可以延长PFS,提高ORR[16]。对于这2 个比较crizotinib 与含培美曲塞化疗的Ⅲ期临床研究的结果,更让我们拭目以待。
Crizotinib 大部分不良反应为1 ~2 度,停药后可恢复,大部分患者耐受良好。最常见的不良反应为1 度视觉障碍(62%),表现为周边视野光“拖尾”感、复视、畏光、视觉模糊等,随着使用时间延长或停药后不适感消失。其他常见不良反应还包括消化道反应(恶心53%、腹泻43%、呕吐40% 和便秘27%)、水肿28%、乏力20%(3 ~4 度2%)、食欲减退19%、头晕16%、神经病变13%和皮疹10%。餐后用药可以减少恶心呕吐的发生。13%的患者转氨酶升高,常在开始治疗的2 个月内出现,5%的患者3 ~4 度升高,但仅1.5% 的患者需要永久停药。1.6%的患者出现治疗相关的危及生命的肺炎,常在开始治疗的2 个月内出现,如果出现应立即停药。1.3%的患者出现QTcF >500 ms。
EML4-ALK 融合基因首先在吸烟者的肺腺癌组织中发现,但后继分析发现这种突变更易出现在不吸烟或少吸烟的患者中,吸烟者中阳性率约0% ~8.3%,不吸烟者中阳性率约0% ~22.4%[4,17-21]。与EGFR 突变人群和EGFR/ALK 双野生型人群相比,ALK 重排人群年龄更轻[21]。组织学类型以腺癌为主,在亚裔人群中,肺泡样腺癌多见[18],在高加索裔人群中,印戒细胞癌多见[21]。绝大部分情况下,ALK 融合基因与EGFR 突变、KRAS 突变不共存。ALK 重排NSCLC 患者与EGFR/ALK 双野生型相比,对包含铂类化疗的缓解率和OS 没有差异[21]。
用RACE-coupled PCR 分析103 例中国人NSCLC 标本,ALK 融合基因总阳性率11.6%,腺癌患者中阳性率16.13%,不吸烟者中阳性率19.23%,吸烟者中阳性率3.9%,在EGFR/KRAS 双野生型患者中阳性率42.80%。提示EML4-ALK 融合基因在中国NSCLC 患者中阳性率较高,特别是在无EGFR/KRAS 基因突变的腺癌人群中[20]。
检测ALK 重排的方法包括荧光原位杂交(FISH)“分离”分析、RT-PCR、免疫组化染色(IHC)。FISH“分离”分析是唯一确认与crizotinib疗效相关的方法,Vysis ALK Break Apart FISH Probe Kit 也是FDA 唯一批准用于检测ALK 重排的标准方法。FISH 检测必须满足3 个条件才能诊断ALK 重排阳性:1)至少计数50 个细胞;2)至少15%的肿瘤细胞含有ALK 断裂信号或单独3'ALK 信号(橙色);3)ALK 的3'(橙色)和5'(绿色)探针距离至少为2 个信号直径方可认为是断裂信号阳性[22]。FISH检测无需知道ALK 融合基因的融合伴侣,可以使用福尔马林固定石蜡包埋的组织。但对判读者的要求较高,且价格昂贵,限制了其作为常规筛查的使用。
相对于FISH 检测,RT-PCR 技术在各实验室研究中应用更加广泛。但RT-PCR 要求知道ALK 融合基因的融合伴侣来设计引物,甲醛固定石蜡包埋的组织中RNA 可能保存不当影响检测,相对于FISH检测需要的组织量更多,且存在假阳性可能,使RTPCR 在临床工作中的应用受到了限制。
ALK 重排的另一检测方法是IHC。目前ACLC中已有多个ALK 抗体用于IHC 检测,但由于ALK 重排的NSCLC 患者肿瘤组织中ALK 蛋白表达明显低于ACLC,IHC 检测ALK 重排的阳性率降低[23]。研究发现,在IHC 3 +和IHC 0 与FISH 检测的阳性和阴性基本符合,但部分IHC 2 +和IHC 1 + 的患者FISH 检测为阳性[24]。由于IHC 检测更加经济、方便,将IHC 作为初筛方法,而FISH 作为IHC 1 + ~2 +患者的确诊方法,也许是将来临床工作中检测ALK 基因重排的手段。
PROFILE 1001 研究中1 例患者在crizotinib 治疗5 个月后出现继发耐药,再次检测发现肿瘤在EML4-ALK 融合基因中新出现2 个独立突变,C1156Y 和L1196M[25]。PROFILE 1001 研究中11例对crizotinib 原发和继发耐药的患者进展后再次获取标本与治疗前标本进行比对分析:2 例为L1196M 突变;1 例为G1269A 突变;1 例出现了ALK融合基因拷贝数扩增(copy number gain,CNG);1例为G1269A 合并CNG;1 例新出现了EGFR 基因L858R 突变;1 例原发耐药的患者合并存在KRAS 突变;1 例新出现了KRAS 突变;1 例出现了ALK 融合基因阴性的肿瘤,但是未找到驱动基因;2 例(包括1 例原发耐药)未明确耐药机制[26]。提示crizotinib的耐药机制还比较复杂,包括融合基因继发突变(如C1156Y、L1196M、G1269A,这些突变常导致crizotinib 结合障碍)、ALK 融合基因CNG、合并或继发其他基因突变等。目前关于crizotinib 耐药的病例报道和分析并不是很多,对孰是crizotinib 耐药的主要机制下结论还为时尚早,还有待crizotinib 上市后进一步的观察分析。针对crizotinib 耐药的第2 代ALK 抑制剂(NVP-TAE684、AP26113 和Hsp90 抑制剂等)的研究正在进行中。
肺癌是全世界最常见的恶性肿瘤,在恶性肿瘤相关死亡原因中占第1 位,其中85%为NSCLC。目前晚期NSCLC 的1 线化疗主要是第3 代含铂两药方案,有效率约30%,而2 线化疗的有效率仅10%。PROFILE 1001 和PROFILE 1005 研究中,ALK 重排阳性NSCLC 患者对crizotinib 有效率达50% ~60%,且大部分患者为2 线及以上患者,安全性好,是这类患者的一个有利选择。2011年ASCO 上报道约60% 肺腺癌肿瘤组织中存在活动性突变位点[27]。针对这些突变开展针对性的药物治疗也许是未来肺腺癌治疗的发展方向。
[1]Morris SW,Kirstein MN,Valentine MB,et al.Fusion of a kinase gene,ALK,to a nucleolar protein gene,NPM,in non-Hodgkin's lymphoma[J].Science,1994,263:1281-1284.
[2]Pulford K,Lamant L,Espinos E,et al.The emerging normal and disease-related roles of anaplastic lymphoma kinase[J].Cell Mol Life Sci,2004,61:2939-2953.
[3]Mossé YP,Laudenslager M,Longo L,et al.Identification of ALK as a major familial neuroblastoma predisposition gene[J].Nature,2008,455:930-935.
[4]Soda M,Choi YL,Enomoto M,et al.Identification of the transforming EML4-ALK fusion gene in non-small-cell lung cancer[J].Nature,2007,448:561-566.
[5]Soda M,Takada S,Takeuchi K,et al.A mouse model for EML4-ALK-positive lung cancer[J].Proc Natl Acad Sci,2008,105:19893-19897.
[6]Rikova K,Guo A,Zeng Q,et al.Global survey of phosphotyrosine signaling identifies oncogenic kinases in lung cancer[J].Cell,2007,131:1190-1203.
[7]Takeuchi K,Choi YL,Togashi Y,et al.KIF5B-ALK,a novel fusion oncokinase identified by an immunohistochemistry-based diagnostic system for ALK-positive lung cancer[J].Clin Cancer Res,2009,15:3143-3149.
[8]Shaw AT,Solomon B.Targeting anaplastic lymphoma kinase in lung cancer[J].Clin Cancer Res,2011,17:2081-2086.
[9]Christensen JG,Zou HY,Arango ME,et al.Cytoreductive antitumor activity of PF-2341066,a novel inhibitor of anaplastic lymphoma kinase and c-Met,in experimental models of anaplastic large-cell lymphoma[J].Mol Cancer Ther,2007,6:3314-3322.
[10]Kwak EL,Camidge DR,Clark J,et al.Clinical activity observed in a phase I dose escalation trial of an oral c-met and ALK inhibitor,PF-02341066[J].J Clin Oncol,2009,27:abstr 3509.
[11]Kwak EL,Bang Y-J,Camidge DR,et al.Anaplastic lymphoma kinase inhibition in non-small-cell lung cancer[J].N Engl J Med,2010,363:1693-1703.
[12]Shaw AT,Yeap BY,Solomon BJ,et al.Impact of crizotinib on survival in patients with advanced,ALK-positive NSCLC compared with historical controls[J].J Clin Oncol,2011,29:abstr 7507.
[13]Camidge DR,Bang Y,Kwak EL,et al.Progression-free survival (PFS)from a phase I study of crizotinib (PF-02341066)in patients with ALKpositive non-small cell lung cancer (NSCLC)[J].J Clin Oncol,2011,29 Suppl:abstr 2501.
[14]Costa DB,Kobayashi S,Pandya SS,et al.CSF concentration of the anaplastic lymphoma kinase inhibitor crizotinib[J].J Clin Oncol,2011,29:e443-e445.
[15]Crinò L,Kim D,Riely GJ,et al.Initial Phase II results with crizotinib in advanced ALK-positive non-small cell lung cancer (NSCLC):PROFILE 1005[J].J Clin Oncol,2011,29:abstr 7514.
[16]Camidge DR,Kono SA,Lu X,et al.Anaplastic lymphoma kinase gene rearrangements in non-small cell lung cancer are associated with prolonged progression-free survival on pemetrexed[J].J Thorac Oncol,2011,6:774-780.
[17]Shinmura K,Kageyama S,Tao H,et al.EML4-ALK fusion transcripts,but no NPM-,TPM3-,CLTC-,ATIC-,or TFG-ALK fusion transcripts,in non-small cell lung carcinomas[J].Lung Cancer,2008,61:163-169.
[18]Inamura K,Takeuchi K,Togashi Y,et al.EML4-ALK lung cancers are characterized by rare other mutations,a TTF-1 cell lineage,an acinar histology,and young onset[J].Mod Pathol,2009,22:508-515.
[19]Wong DW,Leung EL,So KK,et al.The EML4-ALK fusion gene is involved in various histologic types of lung cancers from nonsmokers with wild-type EGFR and KRAS[J].Cancer,2009,115:1723-1733.
[20]Zhang X,Zhang S,Yang X,et al.Fusion of EML4 and ALK is associated with development of lung adenocarcinomas lacking EGFR and KRAS mutations and is correlated with ALK expression[J].Mol Cancer,2010,9:188-199.
[21]Shaw AT,Yeap BY,Mino-Kenudson M,et al.Clinical features and outcome of patients with non small-cell lung cancer who harbor EML4-ALK[J].J Clin Oncol,2009,27:4247-4253.
[22]Camidge DR,Kono SA,Flacco A,et al.Optimizing the detection of lung cancer patients harboring anaplastic lymphoma kinase (ALK)gene rearrangements potentially suitable for ALK inhibitor treatment[J].Clin Cancer Res,2010,16:5581-5590.
[23]Mino-Kenudson M,Chirieac LR,Law K,et al.A novel,highly sensitive antibody allows for the routine detection of ALK-rearranged lung adenocarcinomas by standard immunohistochemistry[J].Clin Cancer Res,2010,16:1561-1571.
[24]Yi ES,Boland JM,Maleszewski JJ,et al.Correlation of IHC and FISH for ALK gene rearrangement in non-small cell lung carcinoma:IHC score algorithm for FISH[J].J Thorac Oncol,2011,6:459-465.
[25]Choi YL,Soda M,Yamashita Y,et al.EML4-ALK mutations in lung cancer that confer resistance to ALK inhibitors[J].N Engl J Med,2010,363:1734-1739.
[26]Doebele RC,Pilling AB,Aisner DL,et al.Mechanisms of resistance to crizotinib in patients with ALK gene rearranged non-small cell lung cancer[J].Clin Cancer Res,2012,18:1472-1482.
[27]Kris MG,Johnson BE,Kwiatkowski DJ,et al.Identification of driver mutations in tumor specimens from 1,000 patients with lung adenocarcinoma:The NCI's Lung Cancer Mutation Consortium (LCMC)[J].J Clin Oncol,2011,29:CRA7506.