肺癌における第二世代未分化リンパ腫キナーゼ（ALK）阻害薬アレクチニブの耐性経路としての BRAF V600E 変異と MET 増幅

BRAF V600E mutation and MET amplification as resistance pathways of the second-generation anaplastic lymphoma kinase (ALK) inhibitor alectinib in lung cancer.

• Ruoshi Shi
• Sebastiao N Martins Filho
• Ming Li
• Aline Fares
• Jessica Weiss
• Nhu-An Pham
• Olga Ludkovski
• Vibha Raghavan
• Quan Li
• Deepti Ravi
• Michael Cabanero
• Nadeem Moghal
• Natasha B Leighl
• Penelope Bradbury
• Adrian Sacher
• Frances A Shepherd
• Kazuhiro Yasufuku
• Ming-Sound Tsao
• Geoffrey Liu

抄録

背景:

未分化リンパ腫キナーゼ（ALK）を標的とした治療法は、ALK陽性肺腺癌に対して顕著な有効性を示している。しかし、患者さんはこのような治療法に抵抗性を示すことが避けられません。第二世代 ALK 阻害薬に対する新たな抵抗性のメカニズムを調べるために、1 種類以上の ALK 阻害薬で進行した進行期の肺腺癌患者から樹立された ALK 陽性患者由来のキセノグラフト（PDX）モデルの ALK 阻害薬抵抗性を特徴づけ、モデル化しました。

BACKGROUND: Anaplastic lymphoma kinase (ALK) targeted therapies have demonstrated remarkable efficacy in ALK-positive lung adenocarcinomas. However, patients inevitably develop resistance to such therapies. To investigate novel mechanisms of resistance to second generation ALK inhibitors, we characterized and modeled ALK inhibitor resistance of ALK-positive patient-derived xenograft (PDX) models established from advanced-stage lung adenocarcinoma patients who have progressed on one or more ALK inhibitors.

方法:

再発時の生検から作製したPDXにおけるALK阻害薬に対する耐性機序を同定するために、全エクソームシークエンシングを行った。ALKの融合状態は、蛍光in situハイブリダイゼーション、免疫組織化学、RNAシーケンス、RT-qPCR、ウエスタンブロットを用いて確認した。後天的な抵抗性を克服するための標的治療法がPDXモデルでテストされた。

METHODS: Whole exome sequencing was performed to identify resistance mechanisms to ALK inhibitors in PDXs generated from biopsies at the time of relapse. ALK fusion status was confirmed using fluorescent in situ hybridization, immunohistochemistry, RNA-sequencing, RT-qPCR and western blot. Targeted therapies to overcome acquired resistance were then tested on the PDX models.

結果:

クリゾチニブおよび／またはアレクチニブで進行した2人の患者の生検から、3つのPDXモデルを確立することに成功した。これらのPDXモデルは、患者の腫瘍の組織学とALKの状態を再現しており、マッチした患者のALK阻害薬に対する臨床治療成績を再現していた。全エクソームシークエンシングにより、MET増幅とこれまで報告されていなかったBRAF V600E変異がアレクチニブに対する抵抗性の独立した機序であることが明らかになった。重要なことは、これらの標的に特異的な阻害剤の PDX 治療と ALK 阻害剤の併用により抵抗性が克服されたことである。

RESULTS: Three PDX models were successfully established from biopsies of two patients who had progressed on crizotinib and/or alectinib. The PDX models recapitulated the histology and ALK status of their patient tumors, as well as their matched patients' clinical treatment outcome to ALK inhibitors. Whole exome sequencing identified MET amplification and previously unreported BRAF V600E mutation as independent mechanisms of resistance to alectinib. Importantly, PDX treatment of inhibitors specific for these targets combined with ALK inhibitor overcame resistance.

結論:

c-METとBRAFを介したバイパスシグナル伝達経路は、アレクチニブに対する抵抗性の独立したメカニズムである。これらの耐性経路に対する個別化された介入は、アレクチニブ抵抗性肺腺癌の治療オプションとして有効であると考えられる。

CONCLUSIONS: Bypass signaling pathway through c-MET and BRAF are independent mechanisms of resistance to alectinib. Individualized intervention against these resistance pathways could be viable therapeutic options in alectinib-refractory lung adenocarcinoma.

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