奥希替尼为EGFR阳性的NSCLC患者提供了一种有效的治疗选择,由于T790M而在接受EGFRTKI治疗时复发。此外,奥希替尼最近在一线EGFRm患者中进行了测试,大多数患者t790m为阴性,并被发现有希望的中位无进展生存期为19.3个月。然而,奥希替尼和其他TKI单方治疗不能治愈,因此必须确定额外的治疗策略以延长患者受益。EGFRTKI耐药的多种临床分子机制正日益得到确认。例如,T790M、MET或HER2扩增和PIK3CA突变与对早期TKIs的抗性有关。同样,奥希替尼的临床耐药机制包括EGFR-C797S突变或通过MET或HER2绕过信号通路。这为识别对新的靶向组合有反应的分子抗性片段提供了挑战。
然而,从这里提供的数据,我们假设,通过糖酵解和OxPhos的双重封锁,使肿瘤细胞凋亡或代谢应激,具有发展这种抵抗机制潜力的活跃分裂细胞池将显著减少。此外,由于我们的数据表明,这种策略可以有效地跨越不同的细胞背景和耐药性机制,这种方法可以提供一个更通用的策略来对抗异质肿瘤的耐药性。有趣的是,在体外培养出对奥希替尼耐药的细胞系后,我们发现它们对OxPhos抑制剂的敏感性与亲代细胞系相同,即使在存在奥希替尼时也是如此。这一发现对于设计潜在的治疗策略至关重要,表明在奥希替尼敏感肿瘤中,预先放弃奥希替尼/OxPhos抑制剂组合将产生最大的患者获益,而一旦在肿瘤群体中建立耐药性,这样的组合将提供很少的好处。
我们和其他研究表明,在EGFRm阳性的NSCLC细胞株中,联合使用EGFR和MEK抑制剂可以显著削弱对EGFR抑制的耐药性。此外,我们还表明,获得的奥希替尼的一个细胞株亚群对MEK抑制剂selumetinib表现出增强的敏感性。然而,最初对奥希替尼/selumetinib组合表现出敏感性的耐药细胞系在体外和体内(数据未显示)均显示出快速再生。虽然调节这种“双重抗性”的机制尚不清楚,但它的快速发生可能排除了遗传改变,而代谢适应可能是观察到的结果的一个解释。Phenformin抑制奥希替尼/selumetinib耐药的能力支持了这一假设,尽管需要对“双耐药”系进行更仔细的代谢分析。
最近对二甲双胍的抗癌潜力的兴趣已经爆发,但是关于临床疗效的结果很大程度上还没有定论。二甲双胍需要通过有机阳离子转运体(OCT1)主动转运到细胞内,其在转化细胞中的表达通常很低或不表达。在我们目前的研究中,我们发现,在测试的OxPhos抑制剂中,二甲双胍是抑制奥希替尼耐药最不熟练的,甚至在超剂量时也是如此。虽然在糖尿病患者中已停止使用,但作为一种肿瘤药物,苯双胍比二甲双胍有优势;它不需要oct1介导的转运进入细胞,是复合物I更有效的抑制剂。
苯formin的主要不良反应是患者亚群中的严重乳酸酸中毒,但有证据表明易感性是由遗传决定的,早期筛查以识别易感患者,结合仔细监测血乳酸可以减轻潜在的不良反应。因此,这种药物对癌症治疗有希望,特别是在lkb1缺失的肺癌和我们的研究和其他研究提出的[38]等联合策略的情况下。然而这里给出的数据和其他地方还指出,小分子等复杂我抑制剂的治疗潜力湾87-2243年效力高摩尔范围,支持进一步的药物开发工作对于这类复杂我抑制剂,可能有一个更有利的安全性。
这项研究的结果不仅可能与egfr驱动的肺腺癌相关,而且也可能与糖酵解由主导作用的癌基因驱动的其他癌症相关。特别是,这些数据类似于braf突变的黑色素瘤细胞在经过通路特异性抑制剂处理后的代谢适应性,在该抑制剂中乳酸产量被抑制,线粒体蛋白水平增加了。我们注意到,最近的一份报告显示,用通路抑制剂处理egfr突变细胞后,线粒体等蛋白显著上调。然而,我们未能在mRNA(数据未显示)或蛋白水平上检测到奥希替尼介导的线粒体等基因上调。
我们确实观察到,在经奥希替尼预处理的PC9细胞中,基础耗氧量有适度的增加,尽管在NCI-H1975细胞中,相似的处理没有引起基础耗氧量的改变。值得注意的是,添加FCCP后,即使在对照细胞中,最大呼吸速率与基础呼吸速率大致相等。同样,奥希替尼耐药系的基础呼吸维持在接近最大水平,奥希替尼或selumetinib处理均未显著改变这一呼吸。
基于我们的数据,我们假设OxPhos活性在未处理的EGFRm细胞中保持在高水平,并且在奥西美替尼诱导糖酵解抑制后,细胞变得强烈依赖OxPhos代谢来产生能量。因此,奥希替尼/phenformin组合消除了OxPhos活性提供的代谢“逃逸路径”,有效地防止了细胞对奥希替尼产生耐药性。
我们引人注目的体外数据显示,与OxPhos抑制剂同时治疗可抑制奥希替尼耐药性,这引发了是否可以在体内复制的问题。不幸的是,由于奥希替尼对egfr突变异种移植的有效性,在体内建立奥希替尼耐药性模型非常困难,在连续给药的情况下没有观察到耐药性。为了解决这个问题,我们对NCI-H1975异种移植的动物单独使用奥希替尼或与phenformin、二甲双胍或selumetinib联合使用28天,然后监测动物的肿瘤再生。单独使用奥希替尼治疗的动物在开始治疗后大约50天开始显示再生。
与单独使用奥希替尼相比,奥希替尼联合phenformin在63天时平均肿瘤大小减小,接近统计学意义(p=0.054;单向方差分析)。二甲双胍治疗也得到了类似的结果。值得注意的是,尽管奥希替尼/selumetinib联合使用在egfr驱动的肺癌[24]转基因模型中非常有效,但在本模型中奥希替尼/phenformin联合使用并没有改善奥希替尼/selumetinib的效果。我们得出的结论是,这种依赖于药物停止的再生模型并不是建模患者耐药性的最佳模型,未来在已建立的转基因模型中测试奥希替尼/phenformin组合的工作将非常有用。
总之,我们已经证明EGFRT790M抑制剂奥希替尼(AZD9291)抑制糖酵解,同时与OxPhos抑制剂治疗延迟或防止耐药性的出现。进一步的临床前研究,例如在EGFRt790m驱动的肺腺癌基因定义小鼠模型中,将是将这一临床前发现转化为潜在治疗机会的关键。我们认为,这可能是一种广泛适用的联合治疗策略,可增强奥希替尼和其他EGFRTKIs对EGFRmNSCLC患者的益处。详情请扫码咨询:
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