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ALK抑制剂：迭代升级，靶向疗法精准出击

2022-09-01
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目前第四代 ALK 抑制剂已在研究中。ALK抑制剂的研究，真正体现了长江后浪推前浪,一浪更比一浪强。生物医药技术不断进步，药物研发也不断更新发展。ALK 靶向药物开发的快速步伐，以及同时获得的关于耐药机制的知识，说明了迭代的、系统的发现过程对推动肿瘤研究和改变患者生活具有举足轻重的作用。

美迪西建立了一站式临床前生物医药研发服务平台，包括药物发现、药学研究及临床前研究。一站式的研发平台，强强整合优势资源，推动跨部门高效协作，充分发挥1+1>2的协同效应，加速推进新药研发。

背景介绍

肺癌是全球癌症死亡的主要原因之一，在中国肺癌高居发病率和死亡率首位。肺癌按照生物学特征、治疗和预后划分为非小细胞肺癌 (NSCLC)与小细胞肺癌 (SCLC)。在我国，NSCLC占80%-85%，NSCLC患者中约有3%-7%的患者具有ALK基因突变。20-40%的ALK阳性晚期NSCLC患者在初诊时就已发生脑转移，且发生率随时间延长而升高。
ALK在间变性大细胞淋巴瘤(anaplastic large cell lymphoma, ALCL)中发现。ALK突变和肿瘤有着密切关系，鉴于此，众多科研工作者开发了一系列主要针对ALK的抗肿瘤药物。ALK是一种与肿瘤密切相关的酪氨酸激酶，ALK基因在包括NSCLC、间变大细胞淋巴瘤和神经母细胞瘤在内的一系列恶性肿瘤中被发现，存在重排、点突变或扩增。因其稀少且精准的特性，ALK融合突变被称为“钻石突变”。
随着ALK阳性患者的治疗药物增多，如何实现精准治疗成为关键，在临床上也普遍达成共识：精准治疗的基础是精准诊断。目前，多种精准诊断方法可用于检测肿瘤组织中ALK融合基因的表达情况，这对于近年来NSCLC的分子诊断具有革命性的意义。

ALK结构&作用机制

ALK (间变性淋巴瘤激酶)：也称为ALK酪氨酸激酶受体或CD246，由ALK基因编码合成。ALK是一种受体酪氨酸激酶，属于胰岛素受体超家族，与白细胞酪氨酸激酶（LTK）具有高度同源性。人类ALK基因位于2p23染色体片段上，编码1620个氨基酸的多肽，经过翻译后修饰，产生约200-220 kDa的成熟ALK蛋白。ALK成熟蛋白是一种经典的受体酪氨酸激酶，包括细胞外配体结合结构域，跨膜结构域和细胞内酪氨酸激酶结构域。激酶结构域与同一家族的其他激酶共享 3-酪氨酸基序（Tyr1278、Tyr1282 和 Tyr1283），该基序位于活化环中，代表激酶活性的主要自磷酸化位点。ALK仅在配体诱导的同型二聚化时才被激活，且在没有配体的情况下通过受体蛋白酪氨酸磷酸酶 β 和 zeta 复合物 (PTPRB/PTPRZ1)去磷酸化而失活。

ALK蛋白结构.jpg

ALK蛋白结构[1]

ALK激活多种途径，包括磷脂酶 C γ (PLCγ), JAK-STAT, PI3K-AKT, mTOR, sonic hedgehog, JUNB, CRKL-C3G (也称为 RAPGEF1)-RAP1 GTPase 和MAPK 信号级联，影响细胞生长、转化和抗凋亡信号传导。受体蛋白酪氨酸磷酸酶β 和zeta 复合物(PTPRB/PTPRZ1) 通过去磷酸化使ALK失活。

ALK信号通路.jpg

ALK信号通路[1]

ALK抑制剂发展迭代历程

2011年，在Soda等人发现ALK重排作为NSCLC中潜在的致癌驱动因素仅4年后，Crizotinib (克唑替尼)被FDA批准用于治疗晚期ALK阳性NSCLC。Crizotinib是一种口服的小分子ATP竞争性ALK抑制剂，最初用作MET TKI，然后在发现ALK重排在NSCLC中的作用后迅速转为靶向ALK。由此开始了ALK抑制剂的不断迭代发展。

NSCLC中ALK-抑制剂研发历程.jpg

NSCLC中ALK 抑制剂研发历程[2]

一代ALK抑制剂

Crizotinib（克唑替尼）
首款FDA批准上市的ALK-TKI药物，2011年8月FDA批准上市，填补了当时靶向药物在ALK阳性NSCLC领域的空白。Crizotinib是一种有效的口服酪氨酸激酶抑制剂，适用于ALK融合基因或局部晚期或转移性ROS1融合阳性NSCLC。Crizotinib比化疗疗效更好，毒副反应更小。

二代ALK抑制剂

Alectinib（阿来替尼）
2015年12月FDA批准上市，用于治疗经Crizotinib治疗后疾病进展或无效的局部晚期或转移性ALK阳性NSCLC。Alectinib是一款强效的选择性ALK 抑制剂，针对Crizotinib难治性ALK阳性NSCLC且出现CNS 转移患者具有良好疗效。具有良好的入脑性。
Ceritinib（塞瑞替尼）
2017年5月FDA批准上市，用于治疗ALK阳性的转移性NSCLC。适用于ALK阳性、ROS1阳性的局部晚期或转移性NSCLC。无进展生存期翻倍，脑转移病灶疗效显著。
Ensartinib（恩沙替尼）
2020年11月NMPA批准上市。第一款用于治疗ALK突变晚期NSCLC的国产1类新药，为NSCLC患者提供了新的治疗选择。适用于ALK阳性的局部晚期或转移性NSCLC，选择性强。用于此前接受过Crizotinib治疗后进展的或者对Crizotinib不耐受的ALK阳性的局部晚期或转移性NSCLC。在疗效上与同类进口药相比更有优势，尤其在脑转移患者中具有更高的应答率，且具有良好可控的安全性。
Brigatinib（布加替尼）
2017年4月FDA批准上市，适用于治疗经Crizotinib治疗后不耐受的ALK阳性的NSCLC。同时靶向抑制ALK和EGFR。Brigatinib 是一款口服有效的选择性ALK和ROS1 酪氨酸激酶抑制剂。与Crizotinib相比，Brigatinib在ALK抑制剂初治ALK阳性NSCLC患者中具有更好的总疗效和颅内疗效。Brigatinib长期使用耐受性良好。

三代ALK抑制剂

Lorlatinib（劳拉替尼)
2018年11月FDA批准上市，用于治疗疾病持续进展的ALK阳性NSCLC，接受过Crizotinib和至少一种其它ALK抑制剂治疗的转移性疾病患者，或在接受Alectinib或Ceritinib治疗后疾病发展为转移性疾病的患者。比Alectinib的入脑性更强。Lorlatinib具有出色的血脑屏障穿透能力，无脑转移的患者接受其治疗能有效阻止脑转移发生。Lorlatinib在化学结构上有比较独特的大环酰胺结构，对ALK的穿透力与结合力都较强，因此在临床上显示较好的效果。

四代ALK抑制剂

双突变活性 ALK TKI
开发四代ALK TKI主要是为了克服ALK突变，这些突变主要是由于连续使用“单突变活性” ALK TKI，特别是包括基于ALK G1202R 的双突变。目前正在开发的四代 ALK TKI有TPX-0131和NVL-655等。除了广谱的单一ALK突变外，TPX-0131 和 NVL-655 还可以抑制获得性双“复合”ALK突变。TPX-0131 和 NVL-655 在体外可以克服多重双突变。

TPX-0131和NVL-655的抑制活性.jpg

TPX-0131和NVL-655的抑制活性[3]

TPX-0131 是一种有效的 CNS 渗透性的大环分子，可抑制ALK融合蛋白。在细胞试验中，TPX-0131 比目前已获批的五种ALK抑制剂对WT ALK和许多类型的ALK抗性突变（例如 G1202R、L1196M 和复合突变）更有效。在生化分析中，TPX-0131有效抑制WT ALK和26个 ALK突变体 (单突变和复合突变)，IC50 < 10 nM。TPX-0131作用于ALK (G1202R) 和 ALK复合突变依赖性异种移植瘤模型，可导致肿瘤完全消退。大鼠口服给药TPX-0131后，观察到TPX-0131 在脑中的水平约为血浆中的 66%。

TPX-0131的结构设计.jpg

TPX-0131的结构设计[4]

美迪西助力ALK抑制剂研发

项目案例：ALK降解剂SIAIS164018

SIAIS164018是一款口服有效的降解剂，不仅可以降解ALK或突变型 EGFR，还可以降解其他参与转移的肿瘤蛋白。尤其强效靶向L858R+T790M突变EGFR，这是非小细胞肺癌中最重要的两个靶点。SIAIS164018抑制Calu-1和MDA-MB-231的细胞迁移和侵袭。SIAIS164018 还降解几种与转移有关的重要肿瘤蛋白，如FAK、PYK2 和 PTK6等。

多靶点降解剂SIAIS164018.jpg

多靶点降解剂SIAIS164018[5]

在此项研究中，科研人员通过美迪西评估了SIAIS164018在大鼠中静脉和口服给药的药代动力学 (PK) 数据。数据显示，SIAIS164018在体内具有良好的生物利用性和耐受性。

SIAIS164018的药代动力学研究.jpg

SIAIS164018的药代动力学研究[5]

项目案例：ALK抑制剂CGT-9475

2022年7月22日，盛世泰科自主研发的新一代ALK抑制剂CGT-9475，获得FDA批准进入临床试验。ALK抑制剂在临床应用上具有显著的优势，但ALK抑制剂的使用会不可避免的产生继发性耐药以及脑转移问题，CGT-9475旨在克服耐药性和解决中枢神经系统转移的难题，进行优质化和差异化的开发。CGT-9475在临床前研究中，针对NSCLC细胞系中L1196M、RET等耐药突变具有显著抑制作用。同时，CGT-9475在临床前研究展示出良好的血脑屏障穿透效果，将为NSCLC脑转移患者带来新希望。美迪西为CGT-9475的研发提供了一站式全套临床前综合性研发服务 (历时两年, 筛选出临床前候选化合物, 再进行系统的药学研究，药效研究，药代动力学研究，安全评价研究，IND申报)。CGT-9475有望用于已有ALK抑制剂耐药后的后续治疗。

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项目案例：第四代ALK抑制剂创新药研发

Lorlatinib作为第3代ALK抑制剂虽表现出优异的临床疗效但也面临治疗抵抗的问题，其中复合突变是导致抵抗的重要原因。以TPX-0131和NVL-655为代表的第4代能够有效抑制复合突变，特别是NVL-655显著改善了对TRKB的脱靶效应预期能够解决现有药物的神经毒性问题。美迪西使用TPX-0131和NVL-655等代表性的3代ALK抑制剂作为阳参，设计、合成具有一定新颖性的、较高活性的第四代ALK靶点小分子，并对其进行深入的探讨和研究。

总结与展望

近年来，随着中国“重大新药创制”科技重大专项实施与拓展，中国本土医药研发创新能力极大提高，为全球医药研发领域注入了强大动力，意味着更多的创新药有望加速上市。在药物研发方向上，为满足更多患者需求，越来越多的医药研发工作者们投入到靶向药物研发中来，不断聚力实现新突破！
参考文献

[1] Carminia Maria Della Corte, et al. Role and targeting of anaplastic lymphoma kinase in cancer. Mol Cancer. 2018 Feb 19;17(1):30.

[2]Brandon Golding, et al. The function and therapeutic targeting of anaplastic lymphoma kinase (ALK) in non-small cell lung cancer (NSCLC). Mol Cancer. 2018 Feb 19;17(1):52.

[3] Sai-Hong Ignatius Ou, et al.  Will the clinical development of 4th-generation "double mutant active" ALK TKIs (TPX-0131 and NVL-655) change the future treatment paradigm of ALK+ NSCLC? Transl Oncol. 2021 Nov;14(11):101191. doi: 10.1016/j.tranon.2021.101191.

[4] Brion W Murray, et al. TPX-0131, a Potent CNS-penetrant, Next-generation Inhibitor of Wild-type ALK and ALK-resistant Mutations. Mol Cancer Ther. 2021 Sep;20(9):1499-1507.  doi:

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