AMG-510(消旋体)为一种不可逆的KRAS G12C共价抑制剂,其化学名称为4-[(S)-4-丙烯酰-2-甲基哌嗪-1-基]-6-氟-7-(2-氟-6-羟基苯基)-1-(2-异丙基-4-甲基吡啶-3-基)吡啶(2,3-d)嘧啶-2(1H)-酮,分子式为C30H30F2N6O3,CAS：2252403-56-6，相对分子质量为560.59。高纯度新鲜样品多为近白色/类白色；在DMSO中可溶，微溶于乙醇，几乎不溶于水，在DMF中有一定的溶解度，存放、轻微氧化后转为淡黄色，无明显特异气味。
作用机制
KARS基因编码的蛋白是一种小GTP酶(small GTPase),属于RAS超蛋白家族。在生长因子信号传导过程中,KRAS蛋白起到分子开关的作用,在与GDP结合的非活性形式和与GTP的活性形式之间交替起作用,从而激活RAF-MEK-ERK(MAPK)信号通路,以促进细胞增殖分化。KEAS基因密码子12突变,导致GAP蛋白(GTPase-activating proteins)与KRAS蛋白的缔合,通过抑制GAP的活性降低的GTP水解,导致处于活性形式的KRAS逐渐积累,破坏了活性形式和非活性形式之间的调控循环,导致下游分子被持续激活。AMG-510(消旋体)与在KRAS G12C突变生成的半胱氨酸共价结合后更倾向于GDP的结合,导致GTP与KRAS的亲和力降低,同时阻碍鸟苷酸交换因子(guanosine exchange factor,GEF)催化GTP替换GDP,通过将KRAS G12C突变体特异性的不可逆的锁定在非激活的GDP结合状态,从而抑制其细胞增殖活性[1]。
临床前研究[1]
1、AMG-510(消旋体)单独给药的临床前研究
在体外细胞模型中,AMG-510(消旋体)可以特异性抑制KRAS G12C细胞系中ERK1/2的基础磷酸化(basalphosphorylation of ERK1/2,p-ERK),从而抑制除SW1573外的所有KRAS G12C细胞系的生长。在2株KRAS G12C细胞系中,经AMG-510(消旋体)处理2h后可几乎完全抑制p-ERK(IC50≈0.03uM),AMG-510(消旋体)还可以显著降低NCI-H358和MIA PaCa-2的细胞存活率(IC50分别为0.006和0.009umol/L)。另外,采用0.1uM的AMG-510(消旋体)对NCI-H358和MIA PaCa-2进行滴定,这2株细胞系均在8~16h出现细胞凋亡。
在MIA PaCa-2 T2(KRAS G12C)肿瘤细胞的小鼠模型中,AMG-510(消旋体)每日给药1次,给药剂量分别为10、30和100mg/kg。结果显示,在10mg/kg剂量下,可达到86%的肿瘤生长抑制,并且在>30mg/kg的剂量下肿瘤消退。在SW480-1AC(KRAS G12V)肿瘤细胞小鼠模型中,AMG-510(消旋体)每日给药1次;结果显示，在30或100mg/kg的剂量下,肿瘤生长仍均未受到抑制。另外,在具有免疫能力的KRAS G12C同系肿瘤小鼠模型中,AMG-510(消旋体)每日给药1次,剂量为100mg/kg。结果显示,10只小鼠中有2只小鼠肿瘤完全消退;在200mg/kg剂量组中,10只小鼠中有8只肿瘤完全消退且持久治愈。在缺少免疫细胞小鼠的相同肿瘤模型中,AMG-510(消旋体)给药后肿瘤退化但没有治愈,表明在具有免疫能力的小鼠中可促进AMG-510(消旋体)对肿瘤的完全治愈。
2、AMG-510(消旋体)与MAPK信号通路抑制剂联合使用的临床前研究
Canon等报道了AMG-510(消旋体)分别与HER激酶、EGFR、SHP2、PI3K、AKT和MEK等抑制剂在KRASG12C细胞系中的体外联合试验结果。AMG-510(消旋体)分别与阿法替尼、厄洛替尼、RMC-4550、AMG 511、AZD5363、曲美替尼多种药物的联合用药被发现对NCI-H358肿瘤细胞有协同杀伤作用。AMG-510(消旋体)与MEK抑制剂曲美替尼的联合在多种KRAS G12C细胞系中具有协同作用。在动物实验中,使用AMG-510(消旋体)(10mg/kg)与MAPK抑制剂(1mg/kg)单独给药与最小有效剂量的联合给药,与单独使用任何一种单一药剂相比,AMG-510(消旋体)与MAPK抑制剂的联合给药显著增强抗肿瘤活性。
考虑到KRAS G12C在非小细胞肺癌中的高出现率,对AMG-510(消旋体)与卡铂的联合治疗进行研究。使用AMG-510(消旋体)(10、30mg/kg)与卡铂(50、100mg/kg)单独给药均可显著抑制小鼠NCI-H358肿瘤的生长，AMG-510(消旋体)(10、30mg/kg)与卡铂联合给药(AMG-510(消旋体) 10mg/kg联合卡铂100mg/kg,AMG-510(消旋体)30mg/kg联合卡铂100mg/kg,AMG-510(消旋体)30mg/kg联合卡铂50mg/kg),不同剂量的联合治疗均可显著提高抗肿瘤功效。该研究为临床上选择性KRAS抑制剂和化学治疗剂联合使用提供了理论依据。
3、AMG-510(消旋体)与免疫疗法协同作用的临床前研究
Canon等使用CT-26 KRAS G12C模型评估了抗PD-1抗体Pembrolizumab与AMG-510(消旋体)单独给药与联合给药效果。AMG-510(消旋体)以100mg/kg剂量单独给药可导致1/10小鼠的肿瘤完全消退。Pembrolizumab单独给药延缓了肿瘤的生长,也仅有1/10的小鼠肿瘤完全消退。每日100mg/kg的AMG-510(消旋体)与Pembrolizumab联合治疗可导致9/10的小鼠肿瘤完全消退,在治疗第43天后停止给药,所有完全缓解的小鼠在112d后仍未出现复发,说明联合给药治疗方案可显著提高生存率。
为了了解Pembrolizumab与AMG-510(消旋体)联合治疗对免疫细胞组成的影响,Canon等对CT-26 KRAS G12C肿瘤进行了免疫细胞分析。治疗4d后,AMG-510(消旋体)单一给药显著增加了肿瘤中T细胞数量,这一现象未在Pembrolizumab单一疗法中观察到。免疫组织化学分析还显示,AMG-510(消旋体)单一给药后的总CD3+T细胞数、增殖CD3+T细胞数和CD8+T细胞总数增加,而在联合给药治疗组此类细胞进一步增加。
AMG-510(消旋体)和抗PD-1抗体的组合治疗增强了对肿瘤特异性T细胞反应,可进一步增强抗肿瘤性T细胞活性。虽然I期试验着眼于AMG-510(消旋体)的单一疔疗法,但考虑到肿瘤可能产生治疗耐药,联合疗法仍将是Amgen开发项目的重要组成部分。2019年12月，Amgen公司启动了一项非随机,连续分配,开放标签的Ib期临床试验(NCT04185883),以评估单独使用AMG-510(消旋体)以及与MEK抑制剂或抗PD-1抑制剂联合使用对KRAS G12C突变的晚期实体瘤患者(预期n=120)的安全性和耐受性。
参考文献
[1] 王灵智,于芳,何宇鹏,等. 针对KRAS G12C的首个抗肿瘤药物——AMG 510[J]. 临床药物治疗杂志,2020,18(5):31-34. DOI:10.3969/j.issn.1672-3384.2020.05.006.