Adavosertib增强trastuzumab deruxtecan在HER2表达癌症中的抗肿瘤活性

Adavosertib Enhances Antitumor Activity of Trastuzumab Deruxtecan in HER2-Expressing Cancers

作者信息Timothy P DiPeri, Kurt W Evans, Maria Gabriela Raso, Ming Zhao, Yasmeen Q Rizvi, Xiaofeng Zheng, Bailiang Wang, Bryce P Kirby, Kathleen Kong, Michael Kahle, Timothy A Yap, Ecaterina E Dumbrava, Jaffer A Ajani, Siqing Fu, Khandan Keyomarsi, Funda Meric-Bernstam
PMID37279095
发布时间2023-11-01
DOI10.1158/1078-0432.CCR-23-0103

实验完整度

高

研究包含体外细胞系实验、体内PDX模型、组学数据分析(TCGA、MD Anderson)及药效学标志物检测,并进行了功能验证(基因敲低/过表达)和机制验证(DNA损伤、STING通路)。

主要模型

HER2+乳腺癌细胞系(HCC-1954、MKN7等) HER2表达胃食管癌PDX模型(PDX.003.204、PDX.003.213、PDX.003.227、PDX.003.230) 其他HER2表达肿瘤PDX模型(子宫内膜神经内分泌癌PDX.003.368、结直肠癌PDX.003.396)

重点核对

CCNE1和ERBB2的共扩增状态 细胞系中CCNE1的过表达或敲低 药物处理剂量和时间(如adavosertib 60 mg/kg,T-DXd 1/3/10 mg/kg,5天用药/2天停药) PDX模型的HER2表达水平和ERBB2突变状态 给药顺序和方案(如T-DXd每3周一次,adavosertib口服5天/2天)

摘要

目的:细胞周期蛋白E(CCNE1)被认为是adavosertib(一种Wee1激酶抑制剂)敏感性的生物标志物,也是HER2靶向治疗耐药的机制。实验设计:分析了来自癌症基因组图谱(TCGA)和MD安德森癌症中心数据库的拷贝数和基因组测序数据,以评估ERBB2和CCNE1的表达。通过下一代测序、全外显子组测序、荧光原位杂交和免疫组织化学评估肿瘤和患者来源异种移植瘤(PDX)的分子特征。在体外,在HER2+细胞系中过表达或敲低CCNE1以评估药物联合疗效。在体内,携带PDX的NSG小鼠接受不同治疗方案联合治疗,随后评估肿瘤生长。通过免疫组织化学和反相蛋白质阵列表征PDX中的药效学标志物。结果:在几种ERBB2扩增的癌症中,鉴定出CCNE1共扩增(胃37%、子宫内膜样43%、卵巢浆液性腺癌41%)。我们假设adavosertib可能增强HER2抗体-药物偶联物trastuzumab deruxtecan(T-DXd)的活性。在体外,细胞周期蛋白E过表达降低了T-DXd的敏感性,而敲低增加了敏感性,并且adavosertib与拓扑异构酶I抑制剂DXd具有协同作用。在体内,T-DXd+adavosertib联合治疗显著增加了HER2低表达、细胞周期蛋白E扩增的胃食管癌PDX模型中的γH2AX和抗肿瘤活性,并延长了HER2过表达胃食管癌模型的无事件生存期(EFS)。T-DXd+adavosertib治疗还延长了其他HER2表达肿瘤类型的EFS,包括T-DXd治疗的结肠癌模型。结论:我们为在HER2表达癌症中联合使用T-DXd和adavosertib提供了理论基础,尤其是在CCNE1共扩增的情况下。参见Rolfo等人的相关评论,第4317页。转化相关性:这项关于trastuzumab deruxtecan联合adavosertib的临床前研究表明,在HER2表达肿瘤中抗肿瘤活性增强。这些发现为在HER2表达实体瘤的特定亚群中临床开展该联合治疗提供了支持性依据。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
在HER2表达癌症中,联合Wee1抑制剂adavosertib能否增强T-DXd的抗肿瘤活性,尤其是在CCNE1扩增的情况下?
核心机制
DXd/T-DXd诱导cyclin E表达上调,增加复制应激,而adavosertib抑制Wee1激酶,阻断G2-M检查点,导致DNA损伤积累和细胞凋亡,从而增强抗肿瘤活性。
主要证据
体外实验显示cyclin E过表达降低T-DXd敏感性,敲低增加敏感性;DXd和adavosertib协同诱导凋亡。体内PDX模型显示联合治疗显著抑制肿瘤生长,延长EFS,并增加γH2AX等DNA损伤标志物。
研究意义
为T-DXd联合adavosertib在HER2表达癌症中的临床研究提供了理论依据,尤其针对CCNE1扩增的患者亚群。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

生物信息学分析

评估不同肿瘤类型中ERBB2和CCNE1共扩增的频率。

使用TCGA Pan-Cancer和MD Anderson数据库的拷贝数和测序数据,应用DISCOVER检验分析ERBB2和CCNE1扩增的共现性。

2

体外细胞系功能验证

验证cyclin E表达水平对T-DXd敏感性的影响,并评估adavosertib与DXd/T-DXd的协同作用。

在HER2+细胞系中过表达或敲低CCNE1,进行细胞活力、凋亡和蛋白质印迹分析。

3

体外联合机制研究

探索DXd/T-DXd诱导cyclin E表达以及联合adavosertib对DNA损伤和凋亡途径的影响。

用DXd、T-DXd、adavosertib单药或联合处理MKN7细胞,通过蛋白质印迹检测cyclin E、γH2AX、pCHK1等,并评估STING通路蛋白。

4

体内PDX药效实验

评估T-DXd联合adavosertib在HER2表达PDX模型中的抗肿瘤活性和生存获益。

建立HER2低或高表达的胃食管癌及其他肿瘤PDX模型,随机分组接受单药或联合治疗,监测肿瘤体积和EFS。

5

药效学标志物分析

评估联合治疗对DNA损伤、增殖和凋亡标志物的影响,并分析蛋白表达差异。

对PDX肿瘤组织进行IHC检测γH2AX、pCHK1、pKap1、Ki67、cleaved caspase 3,并进行RPPA分析。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
DMEM培养基----
RPMI1640培养基----
胎牛血清----
Lonza支原体检测试剂盒Lonza--
AdavosertibNCI Developmental Therapeutics Program--
DXdMedChemExpress--
曲妥珠单抗MD Anderson Cancer Center Pharmacy--
曲妥珠单抗-德鲁替康MD Anderson Cancer Center Pharmacy--
抗细胞周期蛋白B1抗体Cell Signaling Technology12231
抗细胞周期蛋白E1抗体Cell Signaling Technology20808
抗CDK1抗体Cell Signaling Technology9116
抗磷酸化CDK1抗体Cell Signaling Technology9114
抗CDK2抗体Cell Signaling Technology2546
抗磷酸化CDK2抗体Cell Signaling Technology2561
抗磷酸化CHK1抗体Cell Signaling Technology2348
抗H2AX抗体Cell Signaling Technology2595
抗γH2AX抗体Cell Signaling Technology9718
抗HER2抗体Cell Signaling Technology2242
抗p21抗体Cell Signaling Technology2947
抗p27抗体Cell Signaling Technology2552
抗STING抗体Cell Signaling Technology13647
抗磷酸化TBK1抗体Cell Signaling Technology5483
抗TBK1抗体Cell Signaling Technology3504
抗磷酸化IRF3抗体Cell Signaling Technology37829
抗IRF3抗体Cell Signaling Technology11904
抗磷酸化IKKαβ抗体Cell Signaling Technology2697
抗磷酸化AKT抗体Cell Signaling Technology4060
抗AKT抗体Cell Signaling Technology9272
抗磷酸化ERK1/2抗体Cell Signaling Technology4370
抗ERK1/2抗体Cell Signaling Technology9102
抗β-肌动蛋白抗体SigmaA5441
山羊抗兔Alexa Fluor-680二抗Life TechnologiesA21076
山羊抗小鼠Dylight-800二抗Rockland Immunochemicals610145-121
磺基罗丹明B----
Synergy 4酶标仪BioTekSCR_019750
CalcuSyn软件--SCR_020251
Lipofectamine 3000转染试剂Thermo Fisher Scientific--
Pierce BCA蛋白定量试剂盒Thermo Fisher Scientific--
Odyssey红外成像系统Li-Cor Biosciences--
Qiagen DNA小提试剂盒Qiagen--
Qiagen血液小提试剂盒Qiagen--
Qubit 2.0 DNA高灵敏度定量Thermo Fisher Scientific--
SureSelectXT低起始量试剂盒Agilent--
Agilent全外显子组V4Agilent--
QuantStudio 5系统Applied BiosystemsSCR_020240
Illumina NovaSeq S4测序仪Illumina--
Prism 8软件GraphPad--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
生物信息学分析
TCGA数据版本、MD Anderson数据库查询条件、DISCOVER检验参数
阅读提示:Materials and Methods: TCGA analysis, MD Anderson genomic sequencing analysis
体外细胞实验
细胞系来源、培养条件、药物浓度范围、处理时间、细胞接种密度、重复数
阅读提示:Materials and Methods: Cell lines, drugs, antibodies, and other reagents; Cell viability assay; Apoptosis assay
基因操作
CCNE1 shRNA序列、转染试剂、筛选浓度
阅读提示:Materials and Methods: Isogenic knockdown of cyclin E; Overexpression of cyclin E
体内PDX实验
PDX模型建立、治疗剂量和方案、给药方式、肿瘤体积测量方法、统计检验
阅读提示:Materials and Methods: In vivo studies; Treatment and schedule
药效学分析
IHC抗体、RPPA方法、染色评分标准
阅读提示:Materials and Methods: Immunohistochemistry; Reverse-phase protein array (RPPA); Results: Pharmacodynamic effects