学术经纬

Leukemia | 临床前研究助力儿童急淋白血病靶向新疗法进入临床试验

撰文 | 胡建中   责编 | 周叶斌
急性淋巴细胞白血病(ALL)是儿童中最常见的癌症,可以在B或T淋巴细胞谱系中产生。随着科研人员多年的研究,风险定向联合化疗的出现使B-ALL的5年总生存率在过去几十年中显著提高。然而,T-ALL相对于B-ALL,治愈率仍然落后5-10%,并且复发疾病的预后尤其不佳。T-ALL的基因组分析为了解该疾病的生物学基础提供了重要信息,但其遗传突变背景相较于B-ALL要更复杂。因此,针对T-ALL开发有效的靶向治疗手段仍然有限,需要新的策略来改善这种白血病的治愈率。
2021年,来自圣裘德儿童研究医院的杨俊课题组通过自行开发的病人白血病细胞体外药物敏感性测试的系统对352例成年人和儿童淋巴白血病(307例B-ALL和45例T-ALL)进行了体外药物敏感性测试并且发现大约40%的T-ALL对BCR-ABL1抑制剂达沙替尼敏感(Nature Cancer, 2021)。进一步研究发现达沙替尼在T-ALL中通过抑制磷酸化激酶LCK对T-ALL癌细胞进行杀伤。课题组研究人员构建了多例T-ALL人源异体移植模型(PDX)并测试了达沙替尼在PDX动物模型中的治疗效果。结果发现达沙替尼作为单药处理在PDX动物模型中对T-ALL起到了明显的抑制效果。由于达沙替尼已被批准用于多种白血病的治疗,其安全性得到了深度验证,使用达沙替尼治疗T-ALL拥有很强的可行性。另外,越来越多的证据显示,LCK高度激活的T-ALL病人对常规化疗的预后相对较差,这进一步说明针对LCK的靶向治疗手段,例如达沙替尼和普纳替尼,在临床上治疗T-ALL中可能起到非常重要的作用。
近日,杨俊 课题组在 Leukemia 上发表了题为 Preclinical pharmacokinetic and pharmacodynamic evaluation of dasatinib and ponatinib for the treatment of T-cell acute lymphoblastic leukemia 的论文,描述了作为LCK抑制剂时,达沙替尼和普纳替尼在临床前模型里的药物动力学和药效学特征,为推进靶向LCK的T-ALL治疗进入临床试验提供了极为重要的信息。

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为了对LCK靶向治疗手段进行临床前药效试验,杨俊课题组的吉村聪和胡建中博士首先测试了两种LCK抑制剂达沙替尼和普纳替尼在体外对51例T-ALL患者肿瘤细胞的杀伤效果。结果发现32.7%的样本对普纳替尼敏感,这一数字和对达沙替尼敏感的T-ALL样本比例接近并且所有样本对这两种抑制剂的反应模式高度相关。进一步,研究人员对普纳替尼的体内白血病抑制效果进行了测试。结果发现在PDX小鼠模型中,每日30mg/kg剂量的普钠替尼可有效减缓T-ALL生长并将生存时间延长122-216%。

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普纳替尼在T-ALL的PDX模型中展示出有效性
接下来,研究人员对达沙替尼和普纳替尼进行了药代动力学和药效学的前临床试验。研究人员确定经口服给药的达沙替尼或普纳替尼在T-ALL PDX小鼠中的血浆浓度,药学系的Panetta博士对每种药物的各剂量进行药代动力学建模。相对达沙替尼,在小鼠体内口服普纳替尼时,药物清除速度较慢,药物最大浓度出现时间(Tmax)较长,药物曲线下面积(AUC0-24hrs)较高。这说明普纳替尼在体内存在时间较长,有效浓度较高。

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小鼠中达沙替尼(左)和普纳替尼(右)的药代动力学曲线
研究人员同时也通过测量LCK磷酸化水平(pLCK)测试了两种药物在体内对LCK的抑制效果。虽然达沙替尼相比普纳替尼在体内存在浓度较低,时间较短,两种药物在体内的最大pLCK抑制作用相当。通过建立药物体内浓度-反应模型,研究人员模拟了这些药物在目前已批准的人体剂量下对LCK磷酸化水平的稳态抑制作用。显示140mg达沙替尼和45mg普纳替尼(一日一次)均足以达到每天13.0和13.9小时以上的半数LCK磷酸化抑制,与这些剂量在BCR :: ABL1白血病的药效学特征相当。这些证据说明在已批准的临床剂量下,达沙替尼和普纳替尼均能达到对LCK长期有效的抑制。在T-ALL中使用这两种LCK抑制剂具有临床意义上的可行性。

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小鼠中达沙替尼(A)和普纳替尼(B)的pLCK抑制效果,以及人体中模拟的稳态下达沙替尼(C)和普纳替尼(D)的pLCK抑制效果
由于在BCR::ABL1白血病中,ABL1基因突变(T315I)引起的达沙替尼耐药可以通过普纳替尼治疗。研究人员也探讨了LCK激活的T-ALL是否也存在这种情况。首先,研究人员通过连续使用达沙替尼处理达沙替尼敏感的T-ALL细胞系KOPT-K1,建立了一种达沙替尼耐药细胞模型。通过全基因组测序发现,耐药的KOPT-K1细胞的获得性耐药可能来自于LCK T316I突变。研究人员进一步发现这些细胞对普纳替尼仍保持着较高的敏感性。结果证实,达沙替尼不再抑制耐药细胞中的LCK,而普纳替尼仍保留一定的LCK磷酸化抑制能力。
总之,T-ALL相对于传统的细胞毒性化疗来说预后较差,其原因尚未完全了解,杨俊课题组人员在此前的研究中发现LCK是T-ALL中的一个治疗靶点,而LCK抑制剂达沙替尼和普纳替尼在已被批准用于其他类型的疾病里,安全性得到了多重验证。此项研究对两种LCK抑制剂达沙替尼和普纳替尼进行了临床前药代动力学和药效学模拟,实验结果证实这两种药物在批准的临床剂量下能有效抑制LCK活性,为以后的临床试验提供了重要的指导。
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*本文由深圳市拾玉儿童公益基金会“儿童肿瘤前沿”团队编译或约稿,文中图表均源引自文献原文。本文著作权归文章作者所有,欢迎个人转发分享,未经允许禁止转载,作者拥有所有法定权利,违者必究。如需转载,请留言或联系[email protected]。本文旨在分享儿童肿瘤科研前沿成果,不是治疗方案推荐。如需获得疾病治疗方案指导,请前往正规医院就诊。
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原文摘要(Abstract)

LCK is a novel therapeutic target in ~40% of T-cell acute lymphoblastic leukemia (T-ALL), and dasatinib and ponatinib can act as LCK inhibitors with therapeutic effects. We herein report a comprehensive preclinical pharmacokinetic and pharmacodynamic evaluation of dasatinib and ponatinib in LCK-activated T-ALL. In 51 human T-ALL cases, these two drugs showed similar patterns of cytotoxic activity, with ponatinib being slightly more potent. Given orally in mice, ponatinib was associated with slower clearance with a longer Tmax and higher AUC0-24 h, although maximum pLCK inhibition was comparable between the two drugs. After establishing the exposure-to-response models, we simulated the steady-state pLCK inhibitory effects of each drug at currently approved dosages in humans: dasatinib at 140 mg and ponatinib at 45 mg once daily are both sufficient to achieve >50% pLCK inhibition for 13.0 and 13.9 h/day, respectively, comparable to pharmacodynamic profiles of these agents in BCR::ABL1 leukemias. Moreover, we developed a dasatinib-resistant T-ALL cell line model with LCK T316I mutation, in which ponatinib retained partial activity against LCK. In conclusion, we described the pharmacokinetic and pharmacodynamic profiles of dasatinib and ponatinib as LCK inhibitors in T-ALL, providing critical data for the development of human trials of these agents.

DOI: 10.1038/s41375-023-01900-5
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