Trick or treats : 肿瘤君的一千个耐药的理由，CD Episode and Nat Ca

Vivian 微 lin 肺癌前沿

            

原发性耐药往往与固有的肿瘤异质性有关，并且常常涉及缺乏对靶点的依赖以及其他靶点的存在。某一些药物的原发耐药，主要有以下几个表现：

目标靶点的高度变异性。比如NSCLC的exon20.  Egfr20外显子的插入突变导致了结构上的改变，将C-helix结构向内推，导致活化的EGFR蛋白处于与ATP高亲和力状态并且无法与一代EGFR抑制剂结合抑制。

与目标靶点有关的旁路途径激活。比如CRC中的RAS突变和EGFR抑制，在结直肠癌中，位于EGFR跨膜受体下游的RAS通路的激活限制了抗EGFR单抗的活性。

下游通路的靶点激活，比如 编码位于细胞内CDK4/6蛋白下游的RB1蛋白的有害突变损害了CDK4/6抑制剂的活性

存在两个及以上的驱动基因。

ALK 与EGFR共突变大概在1.3%的NSCLC中存在。这导致单一一种抑制剂应答不佳，癌蛋白磷酸化水平似乎介导活性。

沉默基因及存在有可检测的基因变异，但是不编码蛋白质。

对靶向治疗发生短期适应性耐受。

靶向治疗对反馈回路的抑制可能导致上游通路非预期的代偿性过度激活。这一现象在存在KRAS G12C突变的结直肠癌对KRAS抑制剂 sotorasib的低到中度的应答响应中可以找到。这种不应答可能依赖于信号反馈导致上游EGFR的表达增加造成。另外一种短时间适应性耐受的例子也来自于KRAS G 12C抑制剂的一项临床前的研究。First-in-class KRASG12C抑制剂只与不活跃的鸟苷-5 ' -三磷酸状态的癌蛋白结合，在应用抑制剂对MAPK进行抑制后，一些沉寂的细胞可以产生新的对药物不敏感的KRAS细胞亚群，这些细胞依赖于EGFR-SHP2和AURK的活化。Xue JY, Zhao Y, Aronowitz J, Mai TT, Vides A, Qeriqi B, et al. Rapid non-uniform adaptation to conformation-specific KRAS(G12C) inhibition. Nature 2020;577:421–5

Mihaela Aldea et al. Cancer Discov 2021;11:874-899

获得性耐药的机制

• ontarget oncogenic alteration ：包括 gatekeeper 突变 “守门人”突变，二次耐药突变，比如EGFRC797s 导致药物与激酶的结合力减弱，或者导致激酶结构的构相改变，比如  (gatekeeper mutations, e.g., BCR–ABLT315I, EGFRT790M,ALKL1196M, ROS1L2026M, RETV804M/L, and TRKAF589L) 或者对药物结合位点形成空间位阻， (solvent-front mutations, e.g., EGFRG796, ALKG1202R, ROS1G2032R, ROS1D2033N, RETG810,TRKAG595R, TRKBG639R, TRKCG623R; xDFG mutations, for example, ROS1G2101A/C, TRKAG667S, or TRKCG696A；这些二次耐药突变在那些靶向膜受体的TKI中较常见,比如 RTKi，EGFR，FGFR,MET,NTRK1-3,RET）；

  
  

C797s 是Osimertinib 共价结合的位点，无论是否存在T790m，C797s都可影响Osimertinib的ATP 结合,并且能够逆转由T790m带来的Osmertinib ATP binding potency升高。EGFR exon20上的797位于不可逆的EGFR TKI 结合位点,并且p.Cys797ser 与 p.Cys797Gly 被报道具有不同的效应. 对于C797x介导的耐药应注意：1）在不伴有T790m的情况下，EGFR-MUT/C797s 对一代 二代EGFR TKI仍具有敏感性。

ontarget oncogenic alteration 还包括 选择性的剪接，异常剪接的蛋白质可以通过增强二聚化来介导耐药，比如BRAF V600E剪接变异发生在13~30%的接受BRAF抑制剂治疗的黑色素瘤中。

还有EGFR扩增还有BRAF扩增

2. 旁路途径激活：有三种主要的致癌信号通路驱动细胞生长和增殖 the PI3K/AKT/mTOR (PI3K pathway), RAS/RAF/ERK (MAPK pathway), and STAT/ JAK pathways. 致癌驱动因素通常通过相同的途径发出信号:EGFR、IGFR1、FGRF2和HER2信号通过PI3K和MAPK途径发出，而ALK、ROS1、MET和cKIT通过这三种致癌途径发出，BRAF只通过MAPK途径发出信号。在靶向治疗下，旁路通路最终可能导致下游通路或连接信号通路的异常激活。比如在非小细胞肺癌中EGFR抑制可导致 MET扩增，ERBB扩增， FGF2-FGFR1突变，IGF1R活化和融合事件。值得注意的是，使用的抑制剂越强效旁路途径的激活越容易出现。在egfr3代抑制剂逐渐进入一线以后，可以看到其耐药机制中bypass oncogenic基因的扩增事件成为主要的耐药基因事件。

MET 扩增 （定义为 MET 拷贝数≥5或者 MET/CEP7 比例≥2）是常见的EGFR耐药旁路途径激活机制之一。既往报道中，Osimertinib耐药后经血浆检测提示的MET 扩增大概存在与10-19或者15%的osimertinib二线/一线人群中，目前仍然缺少基于NGS检测的MET 扩增（血液检测）的定义共识。

Resistance mechanisms to osimertinib in EGFR-mutated non-small cell lung cancer

Leonetti, A., Sharma, S., Minari, R. et al. Resistance mechanisms to osimertinib in EGFR-mutated non-small cell lung cancer. Br J Cancer 121, 725–737 (2019).

Passaro, A., Jänne, P.A., Mok, T. et al. Overcoming therapy resistance in EGFR-mutant lung cancer. Nat Cancer (2021). https://doi.org/10.1038/s43018-021-00195-8

lineage plasticity

表型转换，或细胞可塑性，是一种肿瘤逃逸机制，允许具有相同基因型的细胞获得不同的表型，以应对不利的肿瘤微环境。细胞可能失去上皮表型，获得间充质特征，这一过程称为EMT。这是由表观遗传修饰引起的，如zeste同源物2的组蛋白甲基转移酶增强子(EZH2)或re1沉默转录因子(REST)的上调。EMT 也是常见的NSCLC EGFR抑制剂治疗失败的主要原因之一。细胞转分化，一种从腺癌到鳞癌或神经内分泌癌的表型转化，在EGFRi治疗后egfr突变的NSCLC患者中也有3%至14%的报告，随着更强的三代抑制剂进入到前线治疗中发生组织学类型转换的耐药事件也呈增加的趋势，在阿比特龙/恩杂鲁胺治疗失败的前列腺癌患者中也有17%的报告。神经内分泌转化之前伴随TP53和RB1失活，但这并不是充分条件。

在egsr突变的非小细胞肺癌中当治疗前即伴随有RB1和TP53突变的患者中有18%出现小细胞肺癌类型的转换，那些不携带有该类型共突变的患者中，则没有观察到这种现象。因此对于接受了奥西替尼治疗耐药的患者，如果在血液检测中发现有RB1和TP53的图片。必要时一定要进行组织在活检，以确定是否存在有小细胞肺癌的转化。

在接受奥西替尼治疗的患者中，也有相当一部分15%左右患者在出现耐药时伴有鳞状细胞癌的转化。

其他可能的耐药机制。

有些抑制剂是P糖蛋白外流泵（Pgp efflux pumps）的结合底物，可能介导其较快的颅内进展或者颅内的抑瘤效果降低。

知己解彼克服耐药的策略。

克服原发耐药。

目前已经有几个靶向Exon20的高选择性抑制剂在研发中，包括TAK788， 还有能够同时阻断EGFR和MET信号的双特异性抗体JNJ61186372.为了克服快速适应性耐药机制，或许需要对靶点及其反馈通路的其他靶点进行共同抑制，比如KRAS抑制剂与上游信号EGFR的同时阻断。

克服继发性耐药

基于高通量测序分析耐药机制的结果，对于那些on target resistance，应用针对同一靶点，但不同结构或不同亲和力的药物来克服ontarget resistance 。比如osimertinbi针对1代EGFR-TKI 导致的耐药,二代ALKi alectinib对crizoitinib的大多数gatekeeper mutation有抑制作用，而lorlatinib又能够克服阿来替尼的耐药突变。对于egfr通路4代的抑制剂也是研究的热点，这些抑制剂普遍具有能够克服T790M和C1797S突变的活性，比如EAI045，JBJ0412502，BLU-945.由于这些药物大多数都在研发阶段，临床上尚不可获得，但是一代或者二代egf2抑制剂对于奥西替尼耐药后存在有C797X，并且不伴有T790M突变的情况与奥西替尼联用也有临床有效的报道。Liife is a cycle，天生我材必有用。

以旁路途径激活为主的耐药机制，可能需要同时阻断原有的靶点以及获得性耐药的其他靶点。正在进行的2期临床研究ORCHARD（NCT03944772）旨在针对一线，经过奥西替尼治疗后失败的非小细胞肺癌存在的旁路途径激活机制采用不同的联合方案进行治疗。双特异性抗体也是非常有前景的，治疗探索方向。在激活c-MET通路的野生型和突变型EGFR NSCLC的临床前研究中，针对EGFR和c-MET的双特异性抗体(JNJ-61186372)通过靶抑制、增强抗体依赖的细胞介导的细胞毒性和FcγRIIIa结合显示了抗肿瘤活性。Capmatinib 一种MET抑制剂和吉非替尼的联合在phaseIb/II中仅仅获得27%的客观缓解，但是对于 mat基因拷贝数大于等于6的那部分病人来说，缓解率可以达到47%。对于HER2 扩增介导的耐药，目前应用HER2-ADC的临床研究正在进行中。

lineage plasticity ：发生组织转化的确是更棘手的情况。化疗或者化疗联合免疫治疗，可能可以提供一种有效的治疗策略，一些临床前研究提示针对参与组织转化的因素，比如阻断表观遗传因子(如EZH2抑制剂)，抗凋亡蛋白(如navitoclax, BCL2抑制剂)，或干细胞标记物（SOX2 抑制剂）可能是一个探索方向。

以不变应万变的策略。不要忘了化疗的普遍打击性。另外随着 HER3-ADC （U3-1402), Trop2 ADC进入临床研究阶段。未来针对那一些耐药机制不明或者无可获得靶向药物的耐药机制，或许能够提供一个Agnostic strategy。

关注脑转移或者颅内进展的治疗策略。新1代的抑制剂包括EGFR 和ALK抑制剂都具有良好的血脑屏障通透性，以及颅内抗肿瘤活性，但针对于脑膜转移，这一个临床棘手问题仍然需要进一步的研究探索，目前已经有研究团队着手于探索160毫克两倍治疗剂量的奥西替尼，对于脑膜转移的有效性。需要重视局部治疗和系统治疗的协同增效作用。

对抗血管生成耐药的可能机制。到目前为止，所知甚少。由于治疗导致的缺氧，可能同时对肿瘤细胞和肿瘤微环境起作用。肿瘤细胞通过血管生成信号的冗余性和血管生成代偿信号通路的激活来适应VEGF的阻滞和缺氧，这就解释了为什么针对不同酪氨酸激酶的抗血管生成药物即使在连续使用中也有效，这在透明肾细胞癌中表现的尤为明显。

针对免疫检查点抑制剂治疗耐药的机制，研究也是学术讨论的热点。可以看得出来，目前这张图仍然只是概念图。在其他的推文中关于获得性免疫耐药的机制陈述已经长篇累牍，不胜枚举，其中一定包括，但不仅限于关于以下几个方面的讨论：

1.新抗原缺失。2.抗原呈递机制的缺陷主要表现为肿瘤细胞会下调 HLA-I基因表达来实现免疫逃逸。比如通过B2M LOF 突变。还有新抗原瘤内抑制性。3 通过拷贝数变异或者突变介导的IFNγ信号缺陷。CDKN2A缺失可能是潜在的分子机制之一。STK11/LKB1和keap1突变或-缺陷的NSCLC与IFN信号受损有关 4 由分子事件介导的T细胞缺如（exclusion）5 共抑制信号表达增加。TIM3,LAG3 et al。

可能可以克服免疫耐药的几个研究方向。A, Increase tumor visibility. B, Enhance T-cell infiltration. C, Remove TME barriers. D, Enhance T-cell/NK-cell function. E, Unfavorable genomics/epigenetics. F, Adapt to the host.

1.增加肿瘤细胞，被免疫系统识别捕获的可能性。理论上包括化疗靶向治疗，放疗，溶瘤病毒等所有能够引起肿瘤细胞免疫原性死亡的方式都可以起到这一作用。抗体偶联药物ABC因其能够携带具有较强的细胞毒作用的toxin也是不错的联合选择之一。2 增加T细胞，在肿瘤局部区域的浸润。3通过抗血管生成治疗改善局部缺氧。或者应用双特异性抗体拉近T细胞和肿瘤细胞之间的空间距离。形成免疫突触。画出一个相互作用更强的战斗区域。

当然还有Host的神秘力量，microbiota，以色列 Sheba医学中心Baruch等报告的早期临床试验数据显示，粪菌移植可助力免疫治疗治疗难治患者，提高免疫治疗的有效率。该Ⅰ期临床试验给PD-1抑制剂难治黑色素瘤患者移植了2例免疫治疗后完全缓解持续至少1年的患者的粪菌，再给予PD-1抑制剂治疗，3例患者获得缓解，1例完全缓解，初步疗效支持进一步临床试验探讨。(Science. 2020年12月10日在线版 doi: 10.1126/science.abb5920)

Passaro, A., Jänne, P.A., Mok, T. et al. Overcoming therapy resistance in EGFR-mutant lung cancer. Nat Cancer (2021). https://doi.org/10.1038/s43018-021-00195-8

最后的最后文末还提出了，对于克服肿瘤治疗耐药及免疫治疗耐药和未来要解决的一些大家都知道，却没有办法解决的问题。

比如首当其冲的要致力于对原发性耐药机制和获得性更进一步的认识；将更好的药物用在前线，以尽可能的延迟耐药的出现。更复杂的耐药机制，可能要采取不同的策略，尤其是多种药物耐药的情况下。由于在这种情况下，可能存在有更复杂的肿瘤抑制性抗体偶联药物以及独特的作用机制和旁观者效应（bystander，在细胞外释放toxin或者在细胞死亡后toxin释放引起周围的肿瘤细胞死亡的效应）或许能够提供更多的解决方案。

面对着这个地表最强生物不断进化和适应的肿瘤君，在探索更有效的治疗方案时，或许真的需要打破常规的思维。out of box thinking.

当前的精准医学范式将治疗定制为平均的、静态的肿瘤属性，直到进展或复发，当每一种治疗停止工作时，重复这个过程，收益递减。相比之下，适应性方法应该从最初的治疗和未来的决策点考虑亚克隆异质性和进化动力学，并且应该根据患者肿瘤中出现新的耐药亚克隆的估计概率来计划频繁修改治疗。当然这和效不更方的传统治疗理念是背道而驰的。

这种前瞻性策略被正式定义为动态精准医学(DPM- Dynamic precision medicine)，与仅对复发或进展或通过液体活检监测的新分子发现做出反应的方法相反。DPM的模拟表明，在300万转移性癌症的情况下，平均和中位生存期增加了一倍11。DPM有可能改善已批准药物的疗效，但也可能影响药物开发管道，因为当考虑到患者分子结构中的少数亚克隆时，可能会揭示出更多相关的可行突变。例如，根据单个患者的亚克隆组成和动态，DPM可能会在短时间内推荐一种已批准的治疗方法或特定的试验组，以优先消除可能导致未来耐药性的少数亚克隆。对临床数据集的评估表明，即使使用药物组合，在癌症进展之前不改变治疗的传统策略也可以为耐药性的出现提供简单的可预测的进化环境。相比之下，DPM模型考虑了个体肿瘤异质性的进化，并根据未来风险预测频繁调整治疗，为试图产生耐药性的肿瘤细胞提供了更具挑战性的移动靶点。预测个体患者未来的风险具有相当大的潜力，但需要大量资源，包括基于先前临床和人群数据的初步估计，以及基于从该患者收集的一系列数据的逐步改进。

革命尚未成功，大家都努努力。