近十年来，以表皮生长因子受体酪氨酸激酶抑制剂（EGFR-TKI）为代表的分子靶向治疗，为肺癌的治疗带来了巨大的变革，但药物的耐药性仍是一个悬而未决的难题[1]。
以EGFR-TKI为例，在携带有EGFR突变的非小细胞肺癌（NSCLC）患者中往往一开始是有效的，但常演变为获得性耐药而失去治疗作用，如导致第一/二代EGFR-TKI耐药的T790M突变和导致第三代EGFR-TKI耐药的C797S突变等，尤其是同时含有L858R/T790M/C797S突变的肿瘤，目前已有的EGFR-TKI对其束手无策[2, 3]。
山穷水复疑无路，柳暗花明又一村。研究人员开始尝试开发第四代EGFR抑制剂，去克服EGFR突变所致EGFR-TKI耐药。
2016年，第一个EGFR变构抑制剂EAI045被发现，拉开了第四代EGFR抑制剂登场的序幕。其作用位点为L858R突变形成的一个独特的位点，该位点与ATP竞争性EGFR-TKI结合位点不同，因此不会受到影响TKI疗效的获得性EGFR突变的影响，为克服耐药EGFR突变提供了新的策略[4]。然而，EAI045需要EGFR单抗共同给药来破坏不对称的EGFR二聚化，从而允许EAI045与EGFR二聚体的两个单体结合[4]。这显然不便于临床上的使用。
2019年，由哈佛医学院丹娜-法伯癌症研究中心的Michael J. Eck、Nathanael S. Gray、Pasi A. J nne领衔团队，报道了一种突变选择性EGFR变构抑制剂——JBJ-04-125-02[5]。研究显示，它在体外和体内对EGFR L858R/T790M/C797S突变均有效，但遗憾的是，JBJ-04-125-02单一治疗在患者来源的细胞系或异种移植模型中无效[5]。
好消息是，上述三位教授联合同单位的David A. Scott 教授团队对JBJ-04-125-02进行改进，发现了新的更有效的EGFR变构抑制剂——JBJ-09-063，并在体外和体内对其进行了表征。
近日，他们的研究发现，与JBJ-04-125-02相比，JBJ-09-063具有更好的药代动力学和疗效，它对导致EGFR-TKI耐药的模型，如EGFR T790M突变和C797S突变，都具有良好的治疗效果，相关结果发表在著名杂志《自然·癌症》上[6]。
JBJ-09-063改进的药理特性使第四代EGFR抑制剂的临床开发迈出了关键一步，其对导致第一/二/三代EGFR-TKI耐药的EGFR突变肿瘤具有良好的抑制效果，尤其是与第三代EGFR-TKI联用，堪称治疗NSCLC的“大杀器”。
论文首页截图
为了确定一种更有效的变构抑制剂，研究团队对JBJ-04-125-02进行改造，并鉴定出JBJ-09-063是一种高效的EGFR变构抑制剂。
酶学分析表明，相比于JBJ-04-125-02和奥希替尼（第三代EGFR-TKI），JBJ-09-063对EGFR L858R/T790M和EGFR L858R/T790M/C797S的抑制作用更强，且不受C797S突变的影响（奥希替尼受C797S突变影响）。
在EGFR L858R/T790M和EGFR L858R/T790M/C797S BA/F3细胞系中，JBJ-09-063比JBJ-04-125-02对细胞生长的抑制作用更强（约10倍），对EGFR磷酸化抑制的作用也更强。在对吉非替尼耐药的EGFR L858R/T790M BA/F3细胞中，JBJ-09-063对细胞生长的抑制作用与奥希替尼相当，在对奥希替尼耐药的EGFR L858R/C797S BA/F3细胞中，JBJ-09-063对细胞生长的抑制作用与吉非替尼相当。
细胞学研究中，JBJ-09-063展示出了比JBJ-04-125-02和奥希替尼更好的抑制突变EGFR的效果
紧接着，研究人员比较了JBJ-09-063和JBJ-04-125-02的药代动力学特性。发现JBJ-09-063有着更高的静脉内清除率（5.0ml/min/kg vs 15.7ml/min/kg）和生物利用度（14.6% vs 3%）。不难看出，JBJ-09-063药代动力学优于JBJ-04-125-02，且有着更好的药理学特性。
因此，理论上JBJ-09-063将有更好的体内疗效。
研究人员构建了均含有EGFR L858R/T790M突变的H1975细胞（人肺腺癌细胞）和患者来源的DFCI52细胞异种移植肿瘤模型，以评估JBJ-09-063在体内的作用。
在H1975模型中，JBJ-09-063可使肿瘤体积呈剂量依赖性缩小，并且比JBJ-04-125-02更有效。值得注意的是，50mg/kg和100mg/kg剂量的JBJ-09-063与25mg/kg奥希替尼的治疗效果相当。在DFCI52模型中，50mg/kg剂量的JBJ-09-063与奥希替尼的治疗效果相当。
JBJ-09-063在体内对EGFR L858R/T790M突变肿瘤具有良好的治疗作用
同样的，在DFCI52-C797S和H3255GR-C797S细胞构建的异种移植肿瘤模型（对奥希替尼耐药）中，JBJ-09-063同样具有显著的治疗作用。
JBJ-09-063在体内对EGFR C797S突变肿瘤具有良好的治疗作用
但出人意料的是，体外的DFCI52细胞和H3255GR细胞（细胞具有EGFR T790M突变，对吉非替尼耐药）对JBJ-09-063并不如在体内时那么敏感，而当ATP竞争性EGFR抑制剂吉非替尼与JBJ-09-063联用后，可显著抑制DFCI52细胞和H3255GR细胞的生长。
体外的DFCI52细胞对JBJ-09-063耐药，但和吉非替尼联用后可显著抑制细胞生长
同样，在体内对JBJ-09-063敏感的H3255GR-C797S和DFCI52-C797S（细胞具有EGFR C797S突变，对奥希替尼耐药）细胞，在体外也对JBJ-09-063耐药，JBJ-09-063和奥希替尼联用可逆转这一耐药性。
研究人员猜想，这些细胞在体外培养时，必然因某些原因使得EGFR构象改变，使得原本对JBJ-09-063敏感的细胞变得耐药，而EGFR TKI可以逆转这一耐药性。
经过研究，研究人员发现原来是由于培养基中的ERBB家族配体（如EGF和NRG1）与EGFR结合，导致EGFR与自身或其他ERBB家族成员二聚化，使得JBJ-09-063无法抑制EGFR的磷酸化，从而出现了耐药性。而EGFR-TKI与EGFR的结合抑制了二聚体的形成，从而恢复了细胞对JBJ-09-063的敏感性。
对奥希替尼耐药的除了常见的C797S之外，还有一些突变也可导致对奥希替尼耐药，包括L718Q突变、L792F突变和G796S突变[7]，这些突变局限于ATP位点，影响奥希替尼与位点的结合，但理论上不会影响与变构抑制剂的结合。
C797S突变、L718Q突变、L792F突变和G796S突变影响奥希替尼与位点的结合，但理论上不会影响与变构抑制剂的结合
为了验证JBJ-09-063在这些突变的情况下是否有效，研究人员构建了EGFR LT/L718Q、EGFR LT/L792F和EGFR LT/G796S的BA/F3细胞，并比较了JBJ-09-063和奥希替尼对细胞生长和EGFR的影响。实验结果证实这些突变体细胞确实对奥希替尼耐药，但对JBJ-09-063的敏感性都更高，JBJ-09-063能使这些细胞中EGFR磷酸化水平降低，从而抑制EGFR信号转导和细胞生长。这些实验表明，JBJ-09-063可广泛有效地治疗对奥希替尼耐药的EGFR突变肿瘤。
尽管JBJ-09-063对导致奥希替尼耐药的EGFR突变有效，但很可能存在EGFR突变可介导对JBJ-09-063的耐药性。
为了鉴定JBJ-09-063耐药突变，研究人员用1μM JBJ-09-063、1μM奥希替尼或两者联合处理BA/F3细胞来筛选耐药细胞系（每种用法处理900个细胞克隆）。在JBJ-09-063和奥希替尼处理的细胞克隆中，分别有76个和13个细胞克隆生长，当两种药物一起处理细胞时，没有任何细胞克隆生长。
筛选对JBJ-09-063耐药细胞系
通过对76个JBJ09-063耐药细胞克隆的EGFR 酪氨酸激酶（TK）结构域进行测序发现，在76个JBJ09-063耐药克隆中，3个（3.94%）含有L747S突变，其他73个JBJ-09-063耐药克隆中没有发现任何EGFR TK区突变。
通过建模分析，研究人员发现L747的侧链与JBJ-09-063的苯环可形成良好的疏水接触，而L747S突变则会减少这种接触。在表达EGFR LT/L747S的BA/F3细胞中，JBJ-09-063的作用降低，这验证了L747S突变的确可导致JBJ-09-063耐药。
在本研究中，研究人员确定了第四代EGFR抑制剂JBJ-09-063，其对导致EGFR-TKI耐药的EGFR突变具有良好的抑制作用。
研究人员还发现EGFR与自身或ERBB家族其他成员的同源或异源二聚，以及EGFR L747S突变，会导致JBJ-09-063耐药，但与EGFR-TKI联用可很好地解决这一耐药性。
总体而言，JBJ-09-063是具有突出临床潜力第四代EGFR抑制剂，可作为单药或与EGFR-TKIs联用来治疗EGFR突变肺癌，期待其早日进入临床，弥补EGFR-TKIs治疗的不足。
参考文献
1.Marasco M, Misale S: Resistance is futile with fourth-generation EGFR inhibitors. Nat Cancer 2022.
2.Soria JC, Ohe Y, Vansteenkiste J, Reungwetwattana T, Chewaskulyong B, Lee KH, Dechaphunkul A, Imamura F, Nogami N, Kurata T et al: Osimertinib in Untreated EGFR-Mutated Advanced Non-Small-Cell Lung Cancer. N Engl J Med 2018, 378(2):113-125.
3.Rangachari D, To C, Shpilsky JE, VanderLaan PA, Kobayashi SS, Mushajiang M, Lau CJ, Paweletz CP, Oxnard GR, Janne PA et al: EGFR-Mutated Lung Cancers Resistant to Osimertinib through EGFR C797S Respond to First-Generation Reversible EGFR Inhibitors but Eventually Acquire EGFR T790M/C797S in Preclinical Models and Clinical Samples. J Thorac Oncol 2019, 14(11):1995-2002.
4.Jia Y, Yun CH, Park E, Ercan D, Manuia M, Juarez J, Xu C, Rhee K, Chen T, Zhang H et al: Overcoming EGFR(T790M) and EGFR(C797S) resistance with mutant-selective allosteric inhibitors. Nature 2016, 534(7605):129-132.
5.To C, Jang J, Chen T, Park E, Mushajiang M, De Clercq DJH, Xu M, Wang S, Cameron MD, Heppner DE et al: Single and Dual Targeting of Mutant EGFR with an Allosteric Inhibitor. Cancer Discov 2019, 9(7):926-943.
6.To C, Beyett TS, Jang J, Feng WW, Bahcall M, Haikala HM, Shin BH, Heppner DE, Rana JK, Leeper BA et al: An allosteric inhibitor against the therapy-resistant mutant forms of EGFR in non-small cell lung cancer. Nat Cancer 2022.
7.Lin L, Lu Q, Cao R, Ou Q, Ma Y, Bao H, Wu X, Shao Y, Wang Z, Shen B: Acquired rare recurrent EGFR mutations as mechanisms of resistance to Osimertinib in lung cancer and in silico structural modelling. Am J Cancer Res 2020, 10(11):4005-4015.
责任编辑丨BioTalker