Discovery of a novel potent EGFR inhibitor against EGFR activating mutations and on-target resistance in NSCLC
今天给大家分享一篇由韩国延世大学Byoung Chul Cho教授发表在CLINICAL CANCER RESEARCH上题为“Discovery of a novel potent EGFR inhibitor against EGFR activating mutations and on-target resistance in NSCLC”。表皮生长因子受体（EGFR）酪氨酸激酶抑制剂（TKIs）是EGFR突变的非小细胞肺癌（NSCLC）的标准一线治疗药物。研究通过细胞系、类器官、PDX模型验证了BI-4732（第四代EGFR抑制剂）可抑制非小细胞肺癌中EGFR激活突变和靶向耐药
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1 BI-4732是一种针对EGFR_C797S2突变的新型可逆、ATP竞争性抑制剂，而不针对EGFR野生型
首先，评估BI-4732是否具有先前报道的非功能性共价的大环EGFR-TKI能有效抑制耐药突变; 特别是EGFR_C797S，两种化合物均与激酶的ATP袋结合，并且分子的右侧部分高度相似，然而BI-4732表现出独特的桥吗啉部分指向糖袋，且六氢吡咯并吡嗪部分明显不同于BI-4020。对394种激酶的激酶组选择性分析显示，BI-4732抑制EGFR L858R、T790M和C797S的激酶活性，IC50值为1 nmol/L，同时保留EGFR野生型。
为了评估BI-4732抗C797S突变的体外效果，建立了多种EGFR_C797S Ba/F3模型。这些模型包括EGFR_E19del/C797S和EGFR_L858R/C797S代表一线奥希替尼治疗后的耐药性，以及EGFR_E19del/T790M/C797S和EGFR_L858R/T790M/C797S，代表二线奥希替尼治疗后的耐药性。使用Ba/F3细胞系进行细胞活力测定，并使用奥希替尼作为阴性对照化合物，BI-4732对突变EGFR细胞表现出有效的抗增殖功效，而对野生型EGFR细胞显示出低抑制功效。
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2 BI-4732作为单一药物在C797S介导的奥希替尼耐药类器官模型中表现出优异的体外活性
YU-1182（EGFR_L858R/C797S）是一种类器官模型，源自患者的胸腔积液，该患者最初具有EGFR_L858R突变，随后在一线奥希替尼治疗后获得了C797S突变。YU-1097（PDO）和YU-143（PDO）都是EGFR_E19del/T790M/C797S模型，分别来自接受二线奥希替尼和美乐替尼治疗后获得C797S突变的患者。BI - 4732对YU-1182、YU-1097、YU-143有较强的抗增殖活性，IC50值分别为73 nM、3 nM和5 nM，有效阻断EGFR及其下游信号通路。
3 口服BI-4732作为单一药物在携带EGFR_E19del/T790M/C797S的YU-1097异种移植模型中表现出单一的体内抗肿瘤活性
为了评估BI-4732在体内对EGFR_C797S突变的抑制作用，使用含有EGFR_E19del/T790M/C797S的YU-1097生成异种移植物模型。给小鼠灌胃奥希替尼剂量为25 mg/kg（Qd）或BI-4732剂量为2.5、5、10和25 mg/kg（BID），与体外研究结果一致，BI-4732表现出显著且持续的肿瘤消退功效，实现肿瘤生长抑制，在2.5、5、10和25 mg/kg剂量时，肿瘤生长抑制率分别为143.1%、154.0%、174.1%和183.2%，而奥希替尼的肿瘤生长抑制率为70.9%。此外，对最终给药后6小时和24小时收集的肿瘤进行了免疫印迹和免疫组织化学（IHC）分析，在BI-4732给药后6小时观察到EGFR及其下游分子AKT、ERK和S6K的磷酸化，并持续长达24小时；相比之下，奥希替尼在24小时时间点磷酸化略有下降。肿瘤切片的免疫组织化学分析进一步表明，BI-4732治疗后，细胞增殖标志Ki67的表达显著减少。总之，这些结果表明，BI-4732作为一种单一的药物来对抗含有三级C797S突变表现出优异的体外和体内抗肿瘤活性。
4 在C797S介导的奥希替尼耐药模型中，与单一疗法相比，BI-4732和奥希替尼的联合治疗显示出协同抗肿瘤活性
使用YUX-1024细胞、YU-1153细胞以及YU-1150细胞，YUX-1024细胞在BI-4732和奥希替尼共同治疗21天几乎完全预防了肿瘤形成，即使停药后，细胞的生长也显著延迟。
接下来，评估了BI-4732与奥希替尼联合治疗C797S介导的奥希替尼耐药模型的协同抗肿瘤功效。当与浓度为30 nM的奥希替尼联用时，BI-4732分别在浓度为3、10和30 nM时对PC9_DC、YU-1182、YU-1097细胞的克隆性表现出最明显的协同抑制作用。即使当奥希替尼的浓度增加到100 nM，协同抑制效果与30 nM相当。免疫印迹分析显示，与单独使用任一药物相比，BI-4732和奥希替尼的组合更有效抑制EGFR磷酸化和下游信号通路传导。BI-4732与奥希替尼联合使用的体内功效在皮下YU-1097异种移植物中进一步评估，与使用5 mg/kg BI-4732（144% TGI）或25 mg/kg奥希替尼（80.8% TGI）单药治疗相比，BI-4732和奥希替尼联合治疗能观察到更大的肿瘤消退，TGI达到176.2% 。总的来说，这些发现强调了基于体外和体内EGFR突变临床前模型的结果，包括前期和后续使用BI-4732的各种治疗策略的潜力。
5 BI-4732表现出优异的颅内抗肿瘤功效和血脑屏障穿透能力
考虑到20%-25%的EGFR突变的NSCLC患者在诊断时出现脑转移，随着病程的发展，这一比例进一步增加，因此，EGFR-TKIs穿透血脑屏障（BBB）或在脑转移中充分暴露的能力对于提高临床结果至关重要。在YU-1097衍生的颅内模型中，以25 mg/kg的浓度施用BI-4732在4周的治疗期内显著抑制肿瘤生长，且体重没有明显下降。
本研究采用不同EGFR突变的Ba/F3细胞和患者来源的细胞/类器官/异种移植模型来评估BI-4732的抗肿瘤活性，用脑转移小鼠模型评价BI-4732的颅内抗肿瘤活性。结果表明BI-4732作为单一药物对多种EGFR突变（包括单一激活突变和EGFR突变）具有良好的抑制活性，强调了BI-4732的巨大潜力；并且BI-4732是一种具有高血脑屏障穿透性的选择性EGFR- TKI，值得临床开发。
Lee, Eun Ji et al. “Discovery of a novel potent EGFR inhibitor against EGFR activating mutations and on-target resistance in NSCLC.” Clinical cancer research : an official journal of the American Association for Cancer Research, 10.1158/1078-0432.CCR-23-2951. 8 Feb. 2024, doi:10.1158/1078-0432.CCR-23-2951
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