ALK融合是晚期非小細胞肺癌的重要治療靶點，被稱為“鉆石突變”。自FDA批準第一代ALK-TKI克唑替尼以來，第二代ALK-TKI阿萊替尼、塞來替尼、布替尼、恩扎替尼和第三代ALK-TKI洛拉替尼相繼豐富了序貫用藥模式，ALK融合陽性患者的中位總生存期(OS)大幅延長，逐步步入“慢性病”管理時代。新的問題會隨之而來。與盛開的ALK綏和洶涌的前線戰場，誰將主宰？
本文將帶您回顧ALK如何成為癌癥治療的重要對象，梳理三代ALK-TKI抑制劑的藥物發現和歷史過程，并基于醫學魔方NextPharma和NextMed數據庫快速檢索和簡要呈現相關藥物的循證數據和指南建議，實現對ALK藥物的直觀對比分析。
追本溯源篇
ALK(間變性淋巴瘤激酶)，即間變性淋巴激酶，屬于胰島素受體(IR)蛋白酪氨酸激酶超家族。1994年在間變性大細胞淋巴瘤的一個亞型中首次發現，因此得名。該基因融合了整個核磷蛋白(NPM)基因。人類ALK基因位于染色體2p23上。成熟的ALK蛋白包含細胞外配體結合結構域、跨膜結構域和細胞內酪氨酸激酶結構域。在配體的誘導下，同型二聚體形成并被激活，調節細胞增殖、分化，抑制細胞凋亡。[1]
2007年，Soda及其同事首先在NSCLC患者中發現了ALK重排現象[2]，約3% ~ 7%的NSCLC患者存在ALK重排[3]，與EGFR突變不同時存在。目前已發現27種ALK重排變體，最常見的是棘皮動物的微管相關蛋白4(EML4) -ALK融合基因，它是EML4第13外顯子切割產生的一個3.6kb片段，連接到ALK第20外顯子的一個297bp片段上，共同構成融合基因EML4-ALK，可導致酪氨酸酶的激活，促進腫瘤細胞的生長和分化。EML4-ALK融合基因至少有11種亞型，其中最重要的亞型是EML4-ALK1(33%)[4]。
雖然ALK基因融合最早發現于非小細胞肺癌患者，且非小細胞肺癌是目前ALK抑制劑最重要、最成功的腫瘤種類，但隨著研究的進展，發現基因融合只是ALK基因遺傳改變的一部分，ALK改變的現象并不是簡單的出現在非小細胞肺癌中。在成神經細胞瘤、成膠質細胞瘤、橫紋肌肉瘤、卵巢癌、乳腺癌、非炎性肌成纖維細胞(IMT)、鱗狀細胞癌和許多其他癌癥中，已經發現由ALK過表達和點突變引起的致癌作用。
資料來源：皇家莎士比亞劇團，8，16470-16493
藥物發現史
這是藥物研發的歷程，在致癌驅動因素確定后，臨床研發將提上日程。到現在，ALK藥物已經發展到第三代，每種藥物的治療推薦都一步步向前推進。ALK陽性NSCLC的一線治療即將呈現“它在家族中遺傳”的盛況。更重要的是，藥物的上市給疾病的治療和預后帶來了很大的改善。
來源：腫瘤靶向和治療2019:12
當然，每一代藥物的研發也是為了更好的解決耐藥性的突變。對ALK抑制劑的耐藥性是由ALK激酶結構域(F1174 L、F1174C、L1196 M、I1171T、G1202R、S1206Y、G1269S和G1269A)的獲得性次級突變或ALK基因的擴增和其他激活途徑(如EGFR或胰島素樣生長因子途徑)以及腫瘤組織學類型的轉化介導的。目前批準的ALK藥物大多解決獲得性二次突變。
來源：Della Corte等人《分子癌癥》(2018) 17: 30
1. 克唑替尼（Crizotinib）
2011年，就在Soda等人發現ALK重排是非小細胞肺癌潛在致癌因素的四年后，克唑替尼被FDA批準用于治療ALK陽性的晚期非小細胞肺癌。作為輝瑞公司開發的口服ATP競爭性ALK抑制劑，克唑替尼最初用作MET-TKI，在發現ALK重排在NSCLC中的作用后，迅速轉向ALK。
來源：J. Med J. Med。化學。2019, 62, 1092710954
起初，克唑替尼是輝瑞公司通過采用全面的藥物發現策略為c-Met激酶設計的。如上圖所示，輝瑞公司的研究人員首先確定了一種3-取代吲哚啉-2-酮衍生物SU-11274，然后將其優化為有效的c-Met抑制劑PHA-665752(舒尼替尼類似物)。由于其溶解性低、膜通透性差、代謝快等理化性質較差，通過基于結構的藥物設計(SBDD)和吲哚酮衍生物PHA-665752和c-Met激酶結構域共晶結構中揭示的新ATP位點環鏡，將核心骨架重新設計為新的5-芳基-3-芐氧基-2-氨基吡啶核心。本設計以3-氨基吡啶為核，進一步優化了活性和ADMET性質，最終得到克唑替尼。
佐替尼在臨床試驗中顯示了良好的效果。約60%的患者可獲得緩解，中位無進展生存期(PFS)為8 ~ 10個月。然而，約30%的ALK陽性非小細胞肺癌患者對克唑替尼具有固有耐藥性，其余70%的患者在治療約一年后對克唑替尼表現出不同程度的耐藥性。這種獲得性耐藥主要包括藥物性耐藥和生物性耐藥。
產生耐藥性的主要原因是克唑替尼難以透過血腦屏障。生物耐藥主要是藥物靶點和ALK信號通路的改變。藥物靶點的改變包括ALK激酶突變(28%)和ALK融合基因拷貝數擴增(9%)。克唑替尼治療后，約30% ~ 45%的患者會出現ALK激酶突變和ALK融合基因拷貝數擴增。最常見的獲得性突變有L1196M、G1269A/S、C1156Y、G1202和1151Tins、L1152R、i171t/n/s、F1174 V等。所有這些都在呼吁下一代ALK藥物的出現。
2. 塞瑞替尼（色瑞替尼，Ceritinib）
舍替尼是諾華公司開發的第二代ALK抑制劑的首個上市藥物，對克唑替尼的L1196M、G1269A、C1156Y、S1206Y、I1171T和F1245C等耐藥突變表現出顯著活性。
來源：J. Med J. Med。化學。2019, 62, 1092710954
2013年，諾華制藥公司的Marsilje和他的同事們報告了具有2，4-二氨基嘧啶核心骨架的化合物3的發現，該化合物來源于用于高通量篩選(HTS)的目標化合物2(NVP-TAE684)的結構優化。TAE684對NPM-ALK的Ba/F3和對EML4-ALK的兩個NSCLC細胞系(NCI-H2228和NCI-H3122)顯示了強的滴度。但如上圖所示，化合物2由于潛在的氧化代謝毒性，未能進入臨床研究。根據構效關系(SAR)分析，進一步證實活性代謝物(1，4-二氨基醌結構)的產生主要歸因于中間苯胺上連接有氮原子的可溶性基團。因此做了進一步的修飾，提高激酶的選擇性，防止反應性代謝產物的形成，最終產生了化合物3(塞來替尼)。
來源：J. Med J. Med。化學。2019, 62, 1092710954
化合物3與鉸鏈殘基Met1199形成兩個H鍵，倒置的哌啶環作為與Glu1210的鹽橋。異丙基可以與Arg1120和Glu1132等鉸鏈區形成良好的相互作用，從而提高了化合物3的選擇性和效率。正如所預期的，化合物3保留了其對ALK的高活性，IC50為0.2 nM，并顯示出對具有NPM-ALK融合基因的Karpass-299和Ba/F3細胞系的有效抗增殖活性，IC50分別為22.8和26.0 nM。此外，化合物3在H2228大鼠異種移植模型中可誘導腫瘤完全消退，在Karpass-299異種移植模型中可部分抑制腫瘤進展。
三項多中心I/II期試驗(ASCEND-1、-2和-3)和兩項隨機III期臨床試驗(ASCEND-4和-5)強烈證實了塞來替尼對未經治療和耐藥的ALK重排非小細胞肺癌患者的治療效果。但塞來替尼對G1202R和F1174V/C沒有抑制作用，體外實驗也證實了1151Tins和L1152R介導的塞來替尼耐藥。
3. 阿來替尼（Alectinib）
阿萊替尼是一種獨特的第二代ALK抑制劑。起初，日本Chugai公司(羅氏子公司)通過高通量篩選發現了一類具有苯并[B]惡唑酮母核結構骨架的先導化合物。為了提高結合能力和活性，用吲哚部分取代苯并呋喃片段。進而通過優化代謝穩定性、溶劑相互作用和調節ATP結合位點，提高了激酶功效、選擇性和藥代動力學特性，從而找到了化合物阿萊替尼。
來源：藥學學報B20155(1):3437
以前的臨床研究已經證實，阿萊替尼的ALK抑制活性高于克唑替尼，隨后的體內和體外試驗進一步證實，阿萊替尼對大多數已知的ALK耐藥類型(G1202R除外)有效。更重要的是，與克唑替尼和塞來替尼相比，阿萊替尼不是P-糖蛋白的底物，可以很好地透過血腦屏障。在臨床前試驗中，阿萊替尼在腦和血漿中的濃度比約為0.63 ~ 0.94，塞來替尼為0.15，克唑替尼為0.0026。
在臨床試驗中，87例ALK陽性且克唑替尼治療失敗的晚期非小細胞肺癌患者接受了阿萊替尼600 mg po bid，其中48%的患者獲得了持久的客觀緩解率。中位反應時間(DOR)為13.5個月，75%的腦轉移患者達到客觀緩解(PR CR)，中位顱內反應時間(IDOR)為11個月。
在2020年的ASCO年會上，更新了阿萊替尼與克唑替尼在ALEX陽性的晚期非小細胞肺癌一線治療中的數據。該研究成果近日正式發表在《腫瘤學年鑒》上。研究者(INV)評估的阿萊替尼組的無進展生存期(PFS)最終確定為34.8個月，顯著優于克唑替尼組的10.9個月(HR=0.43，P <0.0001)。亞組分析的結果顯示，無論基線是否伴有中樞神經系統轉移，阿萊替尼都顯示出PFS的益處。雖然最終的OS數據尚未成熟，但在第5年，阿萊替尼組顯示出具有臨床意義的OS改善(62.5%比45.5%)。[5]
4. 布格替尼（Brigatinib）
布替尼也是一種新型ALK抑制劑，對大多數已知的ALK臨床耐藥突變有抑制作用，對G1202R和G1202的缺失表現出中度抑制，優于克唑替尼、塞來替尼和阿萊替尼。
來源：J.Med.Chem. 2019年6月2日1092710954；2016,59, 49484964
2016年，黃和Ariad Pharmaceuticals的同事報道了一系列基于2-氨基嘧啶并含有二甲基氧化膦(DMPO)的ALK抑制劑。Bugtinib就是其中一種化合物，比未取代的類似物具有更高的活性和選擇性。Ariad的ALK抑制劑開發采用了幾個并行策略，包括基于克唑替尼的結構修飾和2-氨基嘧啶化合物庫的構建。為了找到一種有效的ALK抑制劑，首先將DMPO引入苯胺的C4’位置，C2’保留為甲氧基。保留甲氧基的目的是與鉸鏈附近的疏水口袋相互作用。值得慶幸的是，DMPO的引入確實提高了活性，但是選擇性很差。通過分析構效關系(SAR)并考慮對化合物溶解度的影響，進一步構建不同取代的化合物庫以提高活性和選擇性。最終發現化合物5 (bugtinib)，對InsR和IGF1R表現出良好的選擇性。同時很好地保留了化合物5的高價態，增強了甲氧基與Leu1198、C5-氯原子與leu196、二甲基氧化膦(DMPO)與DFG基序的相互作用。此外，獨特的DMPO作為氫鍵受體，有效地促進分子內相互作用，穩定其U形構象。
2016年，一項II期、多中心、隨機研究(ALTA)顯示，對于對克唑替尼耐藥的晚期或轉移性ALK陽性非小細胞肺癌患者，布替尼的疾病控制率(DCR)達到86%，并產生明顯的全身(ORR: 54%)和顱內(ORR: 67%)效應，以及持久性PFS(。
最近，在《腫瘤學年鑒》 (JCO)公布了阿爾塔-1L研究的第二次中期分析結果。當中位隨訪時間為24.9個月時，獨立審查委員會盲法評估的PFS在布替尼組為24.0個月，在克唑替尼組為11.0個月(HR=0.49，P <0.0001)。研究者評估的中位PFS分別為29.4個月和9.2個月(HR=0.43，P <0.0001)。[6]
5. 恩沙替尼（Ensartinib）
11月11日，醫藥魔方Plus的預警顯示，貝達藥業的鹽酸恩沙替尼(商品名：貝美納)上市申請進入“審批中”階段，這意味著該藥有望于近期正式獲批。莎替尼是貝達藥業自主研發的新型強效高選擇性ALK抑制劑。該應用的適應癥是為克唑替尼治療后出現進展或對克唑替尼耐藥且ALK陽性的局部晚期或轉移性非小細胞肺癌患者提供新的治療。
根據其結構，恩扎替尼的來源也是基于克唑替尼。母核結構所體現的設計方法也是藥物研發中的慣用技術，側鏈的修飾很可能是基于效價和ADMET的考慮。恩扎替尼的一線臨床研究也在進行中。在今年的世界肺癌大會(WCLC)上公布的III期eXalt3試驗結果顯示，恩扎替尼的中位PFS明顯長于克唑替尼(25.8比12.7個月；P=0.0003).在改善的ITT人群中，恩扎替尼的中位PFS尚未達到，而克唑替尼的中位PFS為12.7個月。在改良的ITT人群中，恩扎替尼和克唑替尼的ORR分別為75%和67%；在腦轉移患者中，恩扎替尼的顱內ORR為54%，克唑替尼的顱內ORR為19%。[7]
6. 勞拉替尼（Lorlatinib）
被批準的ALK藥物是ATP競爭性抑制劑，它們的分子都含有延伸到溶劑區域的骨架片段。這些化合物不可避免地易受溶劑前沿突變(SFM)的影響，例如ALKG1202R。
來源：J.Med.Chem. 2019年6月2日1092710954；PNAS，112(11):3493-3498
幸運的是，2014年Johnson等人報道了通過結構導向的方法發現了有效的ALK抑制劑，通過酰胺基團連接形成13元大環化合物11 (lauratinib)。在他們的工作中，通過比較apo ALK和alkcrizotinib的晶體結構來設計化合物11，并且大環化合物11中的剛性大環以預定的生物活性結合姿態準確錨定在腺嘌呤結合位點，以避免熵損失。此外，化合物11能與Glu1197和Met1199形成兩個穩定的氫鍵，并通過范德華相互作用與DGF-Asp1270形成良好的接觸。大環化合物11的最終成功生產歸功于一系列提高效力、選擇性、CNSDME和親脂性效率的努力。
勞拉替尼是一種有效的雙重ALK/ROS1抑制劑。ROS1、ALK和L1196M突變ALK的Ki值分別為<0.02、<0.07和0.7 nM，對表達ALKG1202R的Ba/F3細胞顯示出良好的抑制活性。值得注意的是，化合物11能有效透過BBB，滲入中樞神經系統(CNS)。根據輝瑞公司發起的I/II期臨床試驗，在ALK或ROS1陽性的非小細胞肺癌患者中，洛拉替尼顯示出有希望的全身和顱內活性。I/II期試驗的結果促進了勞拉替尼于2018年9月在日本首次獲得批準，用于耐藥ALK融合陽性的晚期和/或復發性非小細胞肺癌。
幾天前，在ESMO會議期間，終于宣布了loratinib與crizotinib一線治療晚期ALK陽性非小細胞肺癌的III期CROWN研究。根據BIRC評估，勞拉替尼帶來了顯著的PFS益處(與克唑替尼相比少于9.3個月)，降低了高達72%的疾病進展或死亡風險，并推進到一線。就次要終點而言，兩組的ORR分別為76%和58%。值得一提的是，勞拉替尼組的客觀顱內緩解率高達82%，克唑替尼組為23%。[8]
回顧三代ALK-TKI藥物的發展，每一種藥物都為患者提供了良好的治療益處；同時，不同藥物之間存在不同的耐藥機制。
來源：J. Med J. Med。化學。2019, 62, 1092710954
臨床應用紀
藥物研發的迭代史，也是推動疾病治療的遞進史。雖然目前只有三種ALK藥物(克唑替尼、塞來替尼、阿萊替尼)在國內上市，臨床藥物的選擇也不多，但已經上市的五種ALK藥物在國內獲批，或者一線藥物資格審批可能只是時間問題。此外，可以預見的是，恩沙替尼將首先在國內上市，后續可能會有一批國產ALK藥物上市，因此臨床醫生的選擇空間會很大。選擇多了，隨之而來的問題也就來了。怎么選，選哪個，怎么用，可能是一個新的選擇。
1. 循證數據
臨床用藥以藥物對疾病的治療效果為基礎，考慮患者概況、有效性、耐受性和藥物可及性(經濟性)等因素。基于NextPharma和NextMed數據庫，可以快速檢索相關藥物的循證數據，實現ALK藥物的直觀對比分析。
目前資料顯示克唑替尼對非小細胞肺癌腦轉移患者治療無效，對應的是血腦屏障通透性低。勞拉替尼能有效抵抗繼發于ALK的耐藥基因突變，具有較強的中樞神經系統通透性。
第二代和第三代ALK-TKI之間仍然缺乏直接的比較。藥物選擇應“因地制宜”，考慮各種生物因素，包括治療持續時間、中樞神經系統活動范圍、毒性特征和長期不良事件。顯然，未來ALK的舞臺將是輝煌的，競爭將是激烈的。
2. 指南推薦
通過使用NextMed數據庫的臨床用藥比較模塊，可以直觀地比較ALK-TKI指南的推薦差異和證據來源如下：
在最新的2020年CSCO非小細胞肺癌診療指南中，阿萊替尼和克唑替尼均被推薦為I級，并優先推薦阿萊替尼的備注。含鉑雙藥化療或含鉑雙藥化療貝伐單抗(非鱗狀細胞癌)推薦為級，布替尼推薦為級。
在最新版的NCCN指南中，阿萊替尼被推薦作為ALK陽性晚期非小細胞肺癌的一線治療藥物，布替尼和塞來替尼是其他推薦藥物，在某些情況下還推薦使用克唑替尼。
2019年《ESMO轉移性非小細胞肺癌臨床實踐指南》中，阿萊替尼和克唑替尼均被推薦為一線治療ALK陽性非小細胞肺癌的A級藥物，并優先推薦阿萊替尼的備注；推薦塞替尼和布替尼為B級。
3. 真實世界
目前，對ALK陽性的晚期非小細胞肺癌患者的真實治療和預后數據知之甚少。一項于2020年7月在《臨床腫瘤學雜志》(腫瘤學)上發表的回顧性研究包括了接受一線ALK-TKI治療的581名晚期NSCLC患者的數據，并使用Kaplan-Meier方法計算了真實世界的無進展生存期(rwPFS)和停藥時間。[9]
在這項研究中，581例患者接受一線ALK-TKI治療(27.5%在治療開始時或之前有腦轉移)，254例患者在克唑替尼治療后接受二線ALK-TKI治療(45.7%在二線ALK-TKI治療開始時或之前有腦轉移)。
分析表明，克唑替尼是最常用的一線ALK-TKI療法。對于克唑替尼治療后的二線ALK-TKI，塞來替尼、阿萊替尼、克唑替尼和布替尼的發生率分別為49.6%、41.7%、5.9%和2.8%。一線和二線ALK-TKI治療的中位數rwf分別為7.47和7.30個月。腦轉移患者的中位RWFS甚至更短，表明這一組人需要更有效的治療。
不同ALK-TKI治療對PFS (COX比例風險模型)的影響
4. 探索方向
美國范德比爾特大學醫學中心的克里斯汀m洛夫利(Christine M. Lovly)博士對皇冠研究發表評論，指出ALK基因檢測對于篩選合適的治療群體非常重要。研究人員正在更大范圍內對ALK陽性非小細胞肺癌進行更多臨床試驗，包括一線聯合治療(如聯合免疫檢查點抑制劑、VEGFR抑制劑、其他罕見靶向治療、化療等。)，二線或以上聯合治療，并通過循環腫瘤DNA(ctDNA)監測ALK-TKI。
除了ALK-TKI，潛在的ALK靶向治療包括變構抑制劑、蛋白質降解靶向嵌合體技術(PROTACS)和癌癥疫苗；ALK-TKI病能否發展到輔助治療值得討論，長期治療的總體生存益處仍有待觀察。此外，如何將ALK陽性非小細胞肺癌的治療突破擴展到ALK重排的其他腫瘤類型也是需要考慮的問題。
總之，還是那句老話，無論是藥物研發還是臨床治療，都應該以患者為中心，讓患者選擇最合適、最需要的藥物。
