实体瘤丨精准医疗,NTRK融合靶向治疗新突破

2021
07/09

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原肌球蛋白相关激酶 (tropomyosim-relatedkinase Trk) 是一类神经生长因子受体,其家族由高度同源性原肌球蛋白相关激酶 A tropomyosim-related kinaseA TrkA )、原肌球蛋白相关激酶 B TrkB )、原肌球蛋白相关激酶 C TrkC )组成,分别由 NTRK1(神经营养因子受体酪氨酸激酶基因NTRK2NTKR3 编码。 Trk 激酶与细胞增殖、分化、代谢、凋亡等密切相关。

Trk激酶结构及功能

A.  Trk激酶都有一个同源保守的结构区域,该结构区域从N末端到C末端,分别包括5个细胞外结构域、1个跨膜结构域和1个细胞内的激酶结构域。

B.  神经营养因子与TRK蛋白质结合后可诱导受体二聚体化、磷酸化并激活下游PI3K、RAS / MAPK / ERK和PLC-γ的信号级联通路。TRK信号通路的改变,包括基因融合、蛋白过度表达或单核苷酸改变,已经被发现是许多肿瘤的致病原因,目前的研究发现约3%的肺腺癌存在NTRK1的重排,且不与EGFR、KRAS基因突变和ROS1融合基因同时存在。在结直肠癌中的发病率也低于5%,但该通路在各种癌种致病中共享,目前临床试验药物可以覆盖NTRK的泛癌种治疗。

C. 神经营养因子与TrK结合

1. 与 TrkA 结合的神经生长因子以神经生长因子(nerve growthfactor, NGF)和神经营养因子 7 (neurotrophin-7)为 主, 另 外 还 包 括 神 经 营 养因 子 6(neurotrophin-6);

2. 与 TrkB 结合的神经生长因子包括脑源性神经营养因子(brain-derivedneurotrophic factor, BDNF)和神 经 营 养 因 子 4/5(neurotrophin-4/5);

3. TrkC 特异性地和神经营养因子 3 (neurotrophin-3)结合。

 

 Trk激酶结构;右图:[1]

 
TrK激酶与肿瘤关系
Trk 激酶被认为与神经元细胞的生长、分化、凋亡等相关。Trk激酶在黑色素瘤、非小细胞肺癌(NSCLC)、甲状腺癌、恶性骨髓白血病(AML)、恶性胶质瘤、星形细胞瘤、结肠癌等中都存在过表达,且这种过表达与肿瘤细胞的迁移有密切的关系。
Trk激酶在恶性肿瘤中通过多种机制激活,主要是结构重排和表达的改变。 Trk激酶的编码基因NTRK重排产生嵌合癌基因,导致Trk激酶组成型激活,不再受到神经生长因子配体的调节和控制,具有致癌的风险

DOI: 10.1038/s41571-018-0113-0

NTRK融合报道

在结肠癌KM12细胞中,位于1号染色体长臂上的原肌球蛋白-3基因TPM3与NTRK1就发生了基因片段重排,TPM3在第7号和8号外显子之间断裂,NTRK1在第8号外显子内部断裂,然后,TPM3直接和表达胞内结构区域的NTRK1连接,异常表达TPM3-TRKA嵌合蛋白。这种基因的改变破坏了细胞中配体NGF与TrkA的相互作用,胞内TRKA处于过度表达和持续激活状态,而下游的PI3K/AKT、RAS/MAPK和PLCγ三条信号通路也处于异常活跃状态。

在分泌性乳腺癌、先天性纤维肉瘤和急性骨髓白血病(AML)中,ETV6-NTRK3型的基因融合高频发生。

2018 年2 月,N Engl J Med杂志在线发表了关于传奇神药Larotrectinib(LOXO⁃101)同时进行的三项安全性和有效性的研究结果,对于年龄为4个月至76岁的患者,针对17种不同肿瘤的总体应答率为75%,再次掀起了其靶点NTRK融合基因研究的热潮,我们回顾一下55 例NTRK 融合基因融合伙伴的情况,在25例NTRK1中,融合伙伴LMNA占28.00%(7/25),TPM3 占36.00%(9/25),IRF2BP2占8.00%(2/25),CTRC 占8.00%(2/25),其余融合伙伴TPR、PDE4DIP、SQSTM1、TRIM63、PPL 各占4.00%(1/25);1例为NTRK2,其融合伙伴为STRN;29例为NTRK3,融合伙伴ETV6占96.55%(28/29),TPM4占3.45%(1/29)。

2017年5月,Nat Med杂志发表了一篇重量级文章,纪念MSKCC癌症研究中心的科学家采用MSK⁃IMPACT方法,开展了一项大规模、前瞻性的临床测序研究,他们对1万多名晚期癌症患者,接近300多种肿瘤进行基因二代测序检测,同时收集这些患者的临床注释、病理等方面的信息,其中NTRK1融合10例,非小细胞肺癌占0.13%(2/1563),且均为肺腺癌,融合伙伴P2RY8和VANGL2各1例;结直肠癌占0.31%(3/978),融合伙伴均为LMNA;胆囊癌占0.41%(1/242),融合伙伴为LMNA;黑色素瘤占0.57%(2/350),融合伙伴DDR2和GON4L各1例;软组织肿瘤占0.23%(1/438),融合伙伴为LMNA,原发灶未明肿瘤1例,融合伙伴为IRF2BP2。NTRK3融合13例,结直肠癌占0.10%(1/978),融合伙伴为ETV6;涎腺胰腺癌占0.41%(2/490),融合伙伴均为ETV6;甲状腺癌占1.77%(4/226),融合伙伴均为ETV6;涎腺肿瘤占4.81%(5/104),融合伙伴均为ETV6;胶质瘤占0.19%(1/512),融合伙伴为ZNF710。

2017年6月美国临床肿瘤学会(ASCO)年会上,Anna等报道,通过二代测序技术发现8例非小细胞肺癌发生NTRK融合现象,这些患者的中位年龄为53.5岁,一半以上均为男性,组织学类型大部分为腺癌87.50%(7/8)。NTRK1融合6例,融合伙伴IRF2BP2占33.33%(2/6),MPRIP、SQSTM1、TPR和VANGL2各占16.67%(1/6);NTRK3融合2例,融合伙伴均为ETV6。

Hechtman等在23例NTRK融合肿瘤中发现,阑尾腺癌1 例(LMNA⁃NTRK1),结直肠癌5例[LMNA⁃NTRK1(2例),TPM3⁃NTRK1(2例)和ETV6⁃NTRK3(1例)],胆囊腺癌1例(LMNA⁃NTRK1),胶质母细胞瘤4 例[AFAP1⁃NTRK1(1例),BCR⁃NTRK2(1例),EML4⁃NTRK3(1例)和ZNF710⁃NTRK3(1例)],肺腺癌3 例[IRF2BP2⁃NTRK1(1例),P2RY8⁃NTRK1(1例)和TPM3⁃NTRK1(1例)],乳腺癌1 例(ETV6⁃NTRK3),涎腺癌4 例(均为ETV6⁃NTRK3),黑色素瘤2 例[TRIM63⁃NTRK1(1例)和TRAF2⁃NTRK2(1例)]和肉瘤2 例[LMNA⁃NTRK1(1例)和TPM4⁃NTRK3(1例)]。

2015年10月Farago等在 J Thorac Oncol上发表的一项研究中,他们也是利用AMP方法对1378例非小细胞肺癌患者的标本进行检测,发现有1 例患者出现SQSTM1⁃NTRK1 融合基因。

2017年11月欧洲临床肿瘤学会亚洲(ESMOAsia)会议上报道了亚洲日本人群非小细胞肺癌NTRK融合情况,在2668例患者中仅发现1例ETV6⁃NTRK3(0.04%)。

Pietrantonio等报道了结直肠癌中13例NTRK融合,其中LMNA⁃NTRK1为3 例,TPM3⁃NTRK1为7例,SCYL3-NTRK1为1例,ETV6-NTRK3为2例。


 

 

NTRK篇概要

检测方法

1. FISH、ICH、RT-PCR、NGS等;推荐NGS-seq

靶向治疗

2. Larotrectinib:总ORR为75%;其中肺癌ORR为77%,脑转ORR为71%

3. 恩曲替尼:总ORR为57.4%,PFS为11.2个月,OS为20.9个月;其中肺癌ORR为70%

4. LOXO-195:可对抗耐药突变,如G595R、G623R

5. TPX-0005:ORR为50%

6. 其他:卡博替尼、DS-6051b等

耐药机制

7. 详见正文

检测方法

NTRK基因融合的检测方法也包括荧光原位杂交(FISH)、免疫组化(IHC)、荧光定量PCR (RT-PCR)和高通量测序(NGS)等方法。

NGS用于NTRK基因融合检测可分为DNA-seq与RNA-seq两种方案,即分别针对DNA与RNA样本进行检测。考虑到融合基因的断点一般都位于内含子区域,对于一些内含子序列较长的基因,比如NTRK2和NTRK3,通过DNA全面覆盖各类融合突变比较困难。如果用RNA的话,只要找出异常的外显子拼接就可以了,很容易就能解决这一问题。而且一部分患者即便在DNA水平检测到NTRK融合阳性,也不一定产生TRK融合蛋白,因此使用靶向药物依旧可能无效,而RNA测序得到的融合基因都是有可能表达出蛋白的,因此对临床的指导意义更为明确。大量的实验早已证明,RNA-seq更适合临床样本的融合基因检测。


靶向治疗
2014年,美国癌症研究学会(AACR)提出了基于精准医学的两大创新性临床试验概念,即篮子试验和雨伞试验(Umbrella Trial),以实现精准的“异癌同治”与“同癌异治”的目的。 雨伞试验,是对某一类肿瘤进行疾病驱动基因分型、再予以对应精准靶向施药的临床试验 篮子试验,是将带有特定相同分子事件(如基因突变、融合、扩增等)的不同瘤种放进同一篮子进行药物临床试验 。以同一分子事件为依据,指导不同疾病治疗的理念将带来全新的开放式治疗思维。
目前靶向NTRK融合基因的临床在研新药10余种,它们都具有Trk激酶抑制活性,大多通过与ATP竞争结合位点实现抑制激酶催化活性,其中 LarotrectinibEntrectinib已上市。
Larotrectinib

2018年2月N Engl J Med在线发表了Larotrectinib(LOXO-101)同时进行的三项安全性和有效性研究结果[2],包括成人I期研究,儿童I-II期研究,以及青少年和成人II期研究(NCT02122913,NCT02637687和NCT02576431)。

从2015年3月到2017年2月,研究人员分析了55例参加了3项正在进行的I期、II期临床试验的TRK基因融合患者的数据。患者年龄从4个月到76岁不等,全部患者(12例儿童,43例成人)患有包括涎腺的乳腺样分泌癌、婴儿纤维肉瘤、甲状腺肿瘤、结肠肿瘤、肺肿瘤、黑色素瘤、胃肠道间质瘤等17种肿瘤。这些患者通过检测手段确定属于NTRK1、NTRK2或者NTRK3融合,之前进行过治疗。主要研究终点为总反应率。次要终点包括反应持续时间,无进展生存期和安全性。

患者基线特征

研究结果:在主要分析的数据截止日期2017年7月17日,总反应率为75%,总共13%的患者(7名患者)完全缓解,62%(34)的患者部分缓解,13%(7)的患者病情稳定,9%(5)的患者有进行性疾病,4%(2)由于临床恶化提前退出而未被评估。  
研究进行1年时,71%的患者持续缓解,55%的患者无进展。尚未达到中位持续时间和无进展生存期。至数据截止日时,有缓解的患者中,86%(38/44)继续接受治疗或已接受治愈性手术。  
 
ORR  
 
 
 
不良反应  

 
图2:A为依据肿瘤类型绘制的肿瘤大小最大变化幅度的瀑布图;B为所有55例患者结局的游泳图。图3:44例有缓解患者的缓解持续时间及所有55例患者中无进展生存期的Kaplan-Meier曲线。  
安全性:治疗中出现的不良事件大多为1级,研究人员认为3级或4级不良事件与Larotrectinib相关,发生率超过5%。没有患者因为药物相关的不良事件而停用Larotrectinib。最常见的不良事件是贫血(11%),丙氨酸转氨酶或天冬氨酸转氨酶水平增加(7%),体重增加(7%)和中性粒细胞计数减少(7%)。  

2020年WCLC大会发布了由独立评审委员会(IRC)和研究者(INV)评估的NTRK融合型肺癌患者的两项研究NCT02122913和NCT02576431的最新数据。截至2019年7月15日,共纳入14例来自两个临床试验【NCT02122913和NCT02576431】的NTRK基因融合肺癌患者,其中13例非小细胞肺癌(NSCLC)和1例小细胞肺癌(SCLC)。7例(6例NSCLC, 1例SCLC)患者有中枢神经系统(CNS)基线转移,11名患者(79%)融合涉及NTRK1,3名患者(21%)融合涉及NTRK3。患者接受了三种既往治疗(范围1-5)。Larotrectinib剂量为100mg,每日2次,连续28天服用。结果显示:在13例可评估的患者中,IRC评估ORR为77%,INV评估ORR为71% ,中枢神经系统转移患者的ORR分别为71%和57%。该研究数据显示,拉罗替尼在NTRK基因融合的肺癌患者中表现出高度的活性,在CNS转移的患者中,拉罗替尼具有良好的安全性。


恩曲替尼 [3-6]

罗氏/Ignyta合作开发的口服Trk、ROS1和ALK蛋白强效抑制剂,对携带NTRK1/2/3、ROS1或ALK融合基因的晚期或转移性肿瘤患者具有快速持久的疗效,且可以通过血脑屏障

2019年8月,FDA宣布批准罗氏Rozlytrek(Entrectinib,恩曲替尼)上市,用于治疗神经营养性酪氨酸受体激酶(NTRK)基因融合阳性的晚期复发实体瘤成人和儿童患者。同时,FDA还批准恩曲替尼用于治疗携带ROS1基因突变的转移性非小细胞肺癌。

此次恩曲替尼(Entrectinib)获批,是基于关键 Ⅱ期STARTRK-2、I期 STARTRK-1、I期ALKA-372-001的研究数据(51例ROS1基因融合患者和54例局部晚期或转移性NTRK基因融合实体瘤患者的综合分析,包含超过19种组织病理学的10种肿瘤类型:肉瘤、非小细胞肺癌、唾液腺癌、乳腺癌、甲状腺癌、结直肠癌、神经内分泌癌、胰腺癌、妇科癌症和胆管癌)以及在儿科患者中 I/Ib期 STARTRK-NG的研究数据。这几项研究共涉及全球15个国家的150个中心。

STARTRK-2  是一项全球性、多中心、开放性II期临床试验,针对携带NTRK1/2/3、ROS1或ALK基因融合的实体瘤患者。主要研究终点为客观响应率(ORR),次要研究终点为响应持续时间(DoR)。其他次要结果包括反应时间、临床受益率、颅内肿瘤反应、无进展生存期(PFS)、中枢神经系统(CNS)PFS和总生存期(OS)。
STARTRK-NG  是一项I/II期剂量递增和扩增研究,评估Rozlytrek用于治疗复发性或难治性颅外实体肿瘤或原发性中枢神经系统肿瘤的儿童和青少年患者的安全性和有效性。这些患者既往没有接受过一线治疗、伴或不伴TRK、ROS1或ALK融合。
STARTRK-1  是一项多中心、开放性、剂量递增I期临床试验,针对美国和韩国携带NTRK1/2/3、ROS1或ALK基因融合的实体瘤患者每日连续给药。通过标准剂量递增方案评估Rozlytrek的安全性和耐受性,并确定推荐II期剂量。
ALKA-372-001  是一项多中心、开放性、剂量递增I期临床试验,在意大利进行,针对携带TRKA/B/C、ROS1或ALK基因融合的晚期或转移性实体瘤患者进行间歇性和连续性Rozlytrek给药。

01

NTRK

数据显示 54例NTRK融合阳性实体瘤患者的总反应率(ORR)为57.4%,中位反应持续时间(DOR)为10.4个月。此外,中位PFS(无进展生存期)为11.2个月,中位OS(总生存期)为20.9个月。 综合分析的结果显示,在10种实体肿瘤类型中均得到应答,无论在基线时有和没有CNS转移的患者。颅内ORR(客观反应率)为54.5%,其中超过25%的患者达到完全缓解。在几个亚组分析中,客观反应率是一致的,包括基线时有脑转移(50.0%,n=12)与无脑转移(59.5%,n=42)。

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NTRK的融合伴侣及疗效

54例局部晚期或转移性NTRK1/2/3基因融合实体瘤患者中,共检出20种NTRK融合的伴侣,其中最多的融合伴侣是ETV6,ETV-NTRK3的总体ORR为68%;其次是TPM3TPR,其中TPR-NTRK1的总体ORR为100%!

NTRK的融合伴侣及疗效情况

不同癌种NTRK融合疗效
在Ⅱ期STARTRK-2、I期 STARTRK-1、I期ALKA-372-001的临床试验中,54例局部晚期或转移性NTRK基因融合实体瘤患者涵盖了10种肿瘤类型:肉瘤、非小细胞肺癌、唾液腺癌、乳腺癌、甲状腺癌、结直肠癌、神经内分泌癌、胰腺癌、妇科癌症和胆管癌。 总缓解率(ORR)达到57%。
在不同的肿瘤类型中,总缓解率(ORR)差别较大,ORR最高的三个癌种分别为: 唾液腺癌(86%)乳腺癌(83%) 非小细胞肺癌(70%)

不同癌种NTRK融合的ORR情况

02

ROS1

在51例ROS1阳性NSCLC患者中, 总缓解率(ORR)达到78% ,完全缓解率(CR)达到6%。持续缓解时间(DoR)在1.8~36.8个月以上(N=40/51)。 [数据来源说明书]
 

51例ROS1阳性NSCLC患者的疗效

 

54例NTRK阳性实体瘤患者的疗效

03

STARTRK-NG试验

STARTRK-NG试验的结果在2019年ASCO年会上公布,I/Ib期STARTRK-NG研究是在儿科和青少年患者中开展的剂量递增和扩展研究,纳入了29例没有治愈性一线方案的复发或难治性颅外肿瘤患者或原发性CNS肿瘤儿童患者,这些患者携带NTRK1/2/3、ROS1或ALK基因融合。 结果显示,在11例效果可评估患者中,ORR达到惊人的100%。
 

STARTRK-NG试验的结果

 

恩曲替尼最常见不良反应包括便秘、味觉障碍、腹泻、头晕、疲劳、呕吐、体重增加、贫血、血肌酐增高、呼吸困难、恶心。常见副作用都是1-2级,总体安全可控,未发生5级安全事件。

LOXO-195
拜耳公司和Loxo公司合作开发的第二代Trk激酶抑制剂, 用于对抗Trk激酶的耐药突变,如TrkA出现G595R突变或TrkC出现G623R突变等 。目前已有2名患者在出现Larotrectinib(LOXO-101)耐药后成功接受LOXO-195治疗。

 

 

TPX-0005
Repotrectinib(瑞波替尼,代号TPX-0005)是美国TP Therapeutics公司研发的新一代ROS1/NTRK-TKI,TRIDENT-1研究中期数据显示,无论之前是否使用TKIs治疗,使用Repotrectinib治疗ROS1/NTRK驱动基因阳性的肿瘤患者都能得到良好的治疗效果。TRIDENT-1研究第II阶段纳入39名患者,其中ROS1+且接受过一线化疗或免疫治疗的患者,ORR达到86%;ROS1+且接受过一代TKI联合含铂化疗预处理的患者ORR达到40%;ROS1+且接受过一代TKI预处理的患者ORR达到67%;ROS1+且接受过二代TKI预处理的患者ORR达到40%;NTRK-TKI预处理的患者ORR达到50%。研究结果显示在ROS1融合阳性NSCLC和NTRK融合阳性实体瘤的患者中,患者使用Repotrectinib治疗具备良好的耐受性和较好的缓解率。

卡博替尼

Exelixis公司开发的多靶点激酶抑制剂,该药物已被FDA批准用于转移性骨髓性甲状腺癌和晚期肾细胞癌的治疗,现正开展针对ROS1/NTRK基因融合的非小细胞肺癌的II期临床研究。

DS-6051b

Daiichi Sankyo开发的Trk/ROS1激酶抑制剂,目前I期临床试验结果已公布。试验入组15ROS1融合的晚期NSCLC患者,7例患者肿瘤部分缓解,5例疾病稳定,此外脑转移患者也出现临床缓解。该试验确认了II期的推荐剂量为每日600mg

其  他

进入临床的药物还包括礼来公司的MerestinibAmgen/Tesaro合作开发的BelizatinibOno PharmaceuticalONO-7579PlexxikonPLX7486MiratiSitravatinib,目前尚无相关的临床试验结果被报道。


耐药机制
NTRK 占优势的耐药机
制[7]

NTRK1获得性耐药突变:V573MF589LG595RG667CG667SA608D

NTRK2获得性耐药突变:Q596EV601GG623SG693SR630K

NTRK3获得性耐药突变:G623RG696A

NTRK 非占优势的耐药机制

旁路途径的激活:BRAF突变ALK融合,MYC扩增,CCNE1扩增等。

参考文献

[1]DOI: 10.1016/j.pharmthera.2017.02.006

[2]Drilon A, Laetsch TW, Kummar S, et al. Efficacy of Larotrectinib in TRK Fusion-Positive Cancers in Adults and Children. N Engl J Med. 2018 Feb 22;378(8):731-739. doi: 10.1056/NEJMoa1714448. 

[3]https://www.globenewswire.com/news-release/2019/06/18/1869988/0/en/Japan-becomes-the-first-country-to-approve-Roche-s-personalised-medicine-Rozlytrek.html

[4]https://www.roche.com/dam/jcr:87e8934f-32c4-42f2-832e-bb066e78c8da/en/irp20181022.pdf

Demetri GD, Paz-Ares L, Farago AF, et al. Efficacy and safety of entrectinib in patients with NTRK fusion-positive tumors: pooled analysis of STARTRK-2, STARTRK-1 and ALKA-372-001. Presented at: 2018 ESMO Congress; October 19-23, 2018; Munich, Germany. Abstract LBA17.

[5]Entrectinib Drug label

[6]Roche Holding Ltd ADR (RHHBY) Presents At 2019 ASCO Annual Meeting - Slideshow

[7]Cocco E, Scaltriti M, Drilon A. NTRK fusion-positive cancers and TRK inhibitor therapy. Nat Rev Clin Oncol. 2018 Dec;15(12):731-747. doi: 10.1038/s41571-018-0113-0. 

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关键词:
靶向治疗,NTRK,实体,医疗,融合,激酶,肿瘤,肺癌,耐药

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