非小细胞肺癌中的EML4- ALK融合，不同亚型对ALK TKIs反应不同

来源:觅健 2023-03-23 11:20:51

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关键词：ALK布加替尼

E M L 4-ALK

ALK最早发现于间变性大细胞淋巴瘤，因此得名间变性淋巴瘤激酶（anaplastic lymphoma kinase，ALK），后来在多个肿瘤中均有发现，是强力的致癌驱动基因。非小细胞肺癌（NSCLC）的一个重要的临床亚型是ALK基因融合，以EML4-ALK融合突变为主，EML4-ALK融合有不同的融合亚型。

EML4位于染色体2p21上，包含26个外显子。迄今为止，EML4外显子2、3、6、7、8、10、13、14、15、16、17、18、19、20、21和23的融合断点已在EML4- ALK NSCLC中被发现。此外，在EML4-ALK的融合连接点发现了小的缺失和插入。

EML4- ALK主要变异的编号

各种EML4- alk变异的编号最初是根据变异发现的时间顺序，而不是根据EML4基因的外显子断点进行的。最初描述NSCLC中ALK融合时，将EML4的外显子1-13与ALK的外显子20的融合称为为EML4-ALK变种1 (v1)。然后发现了EML4-ALK变异体2和3。

在过去，由于不同的研究小组在同一时间发现了具有相同外显子断点的罕见变异，但插入/缺失不同，所以这些数字是重叠的。例如，EML4的第4外显子的断点由于ALK第20外显子融合断点的插入和缺失的不同，被赋予了4号和7号。此外，“4”号被指定为EML4第15外显子的融合断点。同样，EML4-ALK (E18, A20)是平均约1%的EML4-ALK变异体，与EML4-ALK (E2, A20)的v5a/b区分，成为为v5 。

随着时间的推移，由于使用NGS的增加，出现了频率低于1%的其他EML4-ALK变异体。此外，ALK的19外显子甚至18外显子的融合断点也已经被描述。

各种EML4- ALK变异体的结构基序

EML4-ALK变异体的结构基序已经得到了专家的评论。从本质上讲，全长EML4蛋白包含一个n端螺旋-螺旋三聚体结构域，接着是串联的非典型β -螺旋结构域(TAPE)，它构成了EML4蛋白的其余部分。该TAPE结构由EML蛋白(HELP)结构域的一个疏水基序组成，该结构域介导微管蛋白结合和9个色氨酸-天冬氨酸(WD)重复序列，促进蛋白质之间的相互作用。在功能和临床方面，EML4-ALK变异可广泛分为“短”型(v3a/b和v5a/b，不包含TAPE结构域)和“长”型(包含部分TAPE结构域)，导致不同程度的细胞蛋白稳定性和对ALK TKIs的不同临床反应。

ALK+ NSCLC中EML4- ALK变异的分布

EML4-ALK v1 (E13, A20)和EML4-ALK v3a/b(E6, A20)两种EML4-ALK变异合在一起占所有EML4-ALK变异的70-80%。第三种最常见的变异体是EML4-ALK v2，其次是EML4-ALK v5。

各种EML4- ALK变异蛋白的细胞可移植性

“短”和“长”变异体之间的主要生物学差异之一是蛋白质稳定性，最终转化为对ALK TKIs的不同反应。在Ba/F3细胞系模型中，Heuckmann和同事证明，EML4-ALK v3比EML4ALK v2具有最长的蛋白稳定性，且对crizotinib或HSP90抑制剂、alvespimycin (17-DMAG)和AUY922的敏感性最低。HSP90抑制剂ganetespib对“长”的EML4-ALK v1和v2敏感，而对“短”的变种EML4-ALK v3和v5不敏感。该研究的假设是，“长”变异体中的截断的TAPE结构域造成了结构不稳定，并将eml1 - alk变异体暴露于HSP90等伴随蛋白，HSP90抑制剂诱导蛋白加速降解和凋亡。

6种ALK TKIs对野生型EML4 ALK变异体1和变异体3的临床抑制活性的差异

Horn和Lovy及其同事独立比较了所有6种市售ALK TKIs(crizotinib、ceritinib、alectinib、brigatinib、ensartinib和lorlatinib)对两种主要野生型EML4-ALK变异v1和v3的半数最大抑制浓度(IC50)。

与v3相比，EML4-ALK v1中所有6个ALK TKIs的IC50均有不同幅度的降低，这表明v3组存在相对统一的内在“抗性”模式。

与v1相比，alectinib对v3的抑制活性似乎最大程度地下降了，比例为21.43。brigatinib的v3/v1比值为17.47，ensartinib为19.45，lorlatinib为16.69。

在这6种市售的ALK TKIs中，lorlatinib的IC50最低。尽管IC50增加了16.69倍，但lorlatinib仍然是EML4-ALK v3的有效抑制剂。这些结果提示，在EML4-ALK v3患者中，我们应该考虑在病程早期引入更积极的治疗。

针对EML4- ALK突变异体(G1202R, G1202del, L1198F, G12 69A)的不同临床前抑制剂活性的研究

序贯使用crizotinib和ALK TKIs，导致出现多个获得性单一和双耐ALK突变。Horn和Lovy及其同事进一步全面分析了所有六种ALK TKIs对各种获得性抗ALK突变的细胞抑制活性。尽管大多数抗性突变对单个ALK TKIs具有相似水平的抗性(IC50)，且不管EML4-ALK v1或v3变异，但也有一些例外。

例如，针对难治的溶剂型ALK G1202R突变，brigatinib和lorlatinib在v1背景下似乎具有类似的临床前效力，但实践中brigatinib的效力下降，而lorlatinib的效力在v3背景下保持不变。对于ALK G1202del突变的情况相反，尤其对于lorlatinib, brigatinib和lorlatinib，其IC50在v1背景下较高。

对于ALK L1198F和ALK G1269A突变，brigatinib和lorlatinib在v1背景下的IC50均较低，而在v3背景下的IC50则高得多，尤其是对于brigatinib。

这些例子强调了v1和v3如何根据特定的ALK突变调节两个最有效的ALK TKIs的效力;因此，在解释ALK抗性突变时，应该考虑融合变异背景。

回顾性机构分析根据EML4- ALK变异对ALK TKIs的不同反应

Yoshida和他的同事在2016年首次报道了基于35例ALK+ NSCLC患者的EML4-ALK变异对crizotinib存在差异临床反应的研究。

与非v1变异组(63%)相比，v1变异组crizotinib的总有效率(ORR)更高(74%)。95%的v1患者获得了疾病控制，而非v1患者获得了63%的疾病控制。最重要的是，v1患者(11个月)的中位无进展生存期(PFS)也比非v1患者(4.2个月)更长(p < 0.05)。

随后，多项回顾性机构研究被报道，其中绝大多数支持Yoshida和同事的观察，并将v1与v3的差异反应扩展到第二代ALK TKIs和“短”与“长”EML4-ALK变异体。

单臂前瞻性试验eXalt2的回顾性分析

在eXalt2的单臂试验中，76例ALK+ NSCLC患者中的56例成功地分析了来自血浆基因分型的循环肿瘤DNA，这些患者纳入了ensartinib I/II期试验。

患者或TKI-naïve，已接受crizotinib，或已接受crizotinib加至少一个第二代ALK TKI。EML4-ALK v1组ORR为53% (9/17)，v3组为14%(1/11)。

在只接受crizotinib治疗的患者中，v1组的ORR为78% (7/9)，v3组为25%(1/4)。

在所有患者中，v1组的中位PFS为8.2个月(N = 17)，而v3组为1.9个月(N = 7)。

在ALK+非小细胞肺癌患者中，接受crizotinib加先前TKI治疗的患者，v1组的中位生存期为10.9个月(N = 9)，v3组为2.2个月(N = 4)。

这些结果似乎表明，当使用ALK TKIs治疗时，与EML4-ALK v3患者相比，EML4-ALK v1患者的预后有所改善，尽管也发现了ALK突变的获得性耐药性，而且没有考虑到各种变异的EML4-ALK之间的分布。鉴于患者数量有限，且在15名患者中存在24个ALK突变，变异体之间可能存在ALK抗性突变的潜在失衡，这可能会影响报告的结果。因此，尽管这项回顾性研究的临床结果与主流范式一致，但仍应谨慎解读。

根据EML4- ALK变异(AL EX, ALTA- 1L)， ALK TKIs反应差异的随机前瞻性试验回顾性分析

在6个全球性随机三期临床试验(PROFILE1014， ASCEND-4， ALEX， ALTA-1L， eXalt3， CROWN)和3个国家或地区的随机三期临床试验(PROFILE10129， J-ALEX， ALESIA中，ALEX和ALTA-1L试验均报道了EML4-ALK变异体的临床结果(ORR，PFS)。非常值得注意的是，只有J-ALEX允许通过逆转录-聚合酶链反应或结合免疫组化和FISH进入试验。其余的试验以免疫组化或FISH为基础招收患者。

从ALEX的研究来看，v1组的肿瘤或血浆中Alectinib的ORR数值高于v3组。血浆基因分型分析显示，用alectinib治疗v1组(34.8个月)比v3组(17.7个月)的中位无进展生存期延长近两倍。采用肿瘤分型alectinib治疗的中位PFS在v1时没有达到，在v3时达到34.9个月。

一个潜在的假设是，成功的血浆基因分型通常意味着更高的肿瘤负担，在疾病负担增加的情况下，下一代 ALK TKIs的临床疗效差异可能会得到积极的改善。从ALTA-1L的回顾性分析来看，尽管v1和v3的ORR相似，均为84%，但在v1和v3中，用brigatinib治疗后16个月的PFS中值没有达到。crizotinib治疗时，v1和v3之间的差异不大，可能是因为v1之间的PFS已经短得多。

ALK G1202R在EML4- ALK v1和v3之间的分布

不同的EML4-ALK变异导致了对ALK TKIs的不同反应，这在很大程度上被认为是基于变异之间内在蛋白质稳定性的差异。此外，这样的结果是，有了更稳定的蛋白质变异，由于对ALK TKIs更高的活性的要求，潜在耐药性机制的频谱更加有限，因此选择性地导致有限但更强的靶向耐药性的出现，如溶剂前沿突变ALK G1202R。

事实上，Lin和他的同事们的研究似乎也证实了这一假设。发现最顽固的ALK抗性突变ALK G1202R在v3背景中更常见(100%，12/12)。并且，Dagogo-Jack及其同事(3/3)和Bauer及其同事(15/15)的其他系列也报道了ALK G1202R几乎只在v3中发现。

因此，EML4-ALK v3的检测不但提醒临床医生下一代ALK TKIs可能出现更短的PFS，更警示医生出现高耐药ALK突变的可能性要高得多。

EML4- ALK v1与v3评价ALK+非小细胞肺癌的临床特点

鉴于上述数据显示EML4-ALK v1和v3对ALK TKIs的显著差异反应，显而易见的问题是这两种变异体之间是否存在内在的临床或病理差异。大多数回顾性分析还对患者特征进行了比较。大多数研究都没有发现任何一致的不同特征。

一些研究发现，通过转移部位的数量或脑转移灶大小的中位数(不是脑转移的数量或脑转移的总大小)来衡量的肿瘤负荷具有显著意义。虽然结果并不完全一致，但这提示EML4-ALK v3可能预示更高的肿瘤负荷，不过这可能与诊断时间混淆。