组成 皮肤医学研究与实践 1687 - 6113 1687 - 6105 Hindawi出版公司 259170年 10.1155 / 2012/259170 259170年 评论文章 针对细胞信号:BRAF抑制和治疗转移性恶性黑色素瘤 菲利普 1 Metzger-Filho 奥托 2 Pierard 杰拉尔德·E。 1 皮肤病学系 古斯塔夫Roussy研究所 114年爱德华Vaillant街 948005年,瑟 法国 igr.fr 2 医学肿瘤学部门 朱尔茨博尔代研究所 大学自由de布鲁塞尔 滑铁卢大道 121年 1000年布鲁塞尔 比利时 ulb.ac.be 2012年 15 12 2011年 2012年 15 07年 2011年 14 09年 2011年 2012年 版权©2012埃兹费利佩和奥托Metzger-Filho。 这是一个开放的文章在知识共享归属许可下发布的,它允许无限制的使用,分布和繁殖在任何媒介,提供最初的工作是正确的引用。

尽管在一些肿瘤细胞毒性治疗取得了进步,在转移性黑色素瘤没有药物能够显著改变疾病的自然历史在过去的30年。在过去的十年中,转化研究发现恶性转化的重要机制,入侵和进展。信号通路异常激活的癌基因。确定致癌突变激酶参与这个过程提供了一个新的目标疗法的机会。允许BRAF-mutated黑色素瘤依赖激酶抑制剂的发展产生主要反应在临床试验中。这是小说类的开始在转移性黑色素瘤的药物;识别信号转导网络和其他“制药”激酶活性研究。在本文中,我们讨论正在进行的研究细胞信号抑制,耐药机制和策略来克服治疗失败。

1。介绍

皮肤恶性黑色素瘤也可以成为鉴别药物抵抗和药物积极是一种最人类的肿瘤。在过去的30年里,没有细胞毒性剂能够重要改变疾病的自然历史 1]。一些策略来克服抗细胞毒性药物测试,包括组合药物( 2)、细胞因子和免疫接种( 1]。这些治疗方法,只有一小部分的转移患者肿瘤收缩,但是这些影响没有转化为显著的临床效益而言,无进展生存或总体存活率 1, 3]。直到最近,没有建立可预测反应的标志。

这种情况开始改变在过去的十年。随着转化研究的进步,可以识别途径和体细胞突变与黑色素瘤的生物学。异常的识别和封锁通过增殖蛋白激酶(MAPK)信号通路是迄今为止最有前景的治疗策略。大约60%的黑色素瘤表达体细胞突变BRAF蛋白和90%的这些表达突变致癌激活V600E ( 4]。Vemurafenib,存在BRAF V600E激酶活性的抑制剂,产生了主要反应( 5),显示整体生存优势作为单药对达卡巴嗪在最近的三期临床试验( 6]。

尽管进步,反应是暂时的,我们还没有能够治愈和稳定长期疾病。更好的理解tumoral生物学及其适应治疗仍然是一个挑战。并行信号通路和网络之间是一些治疗抵抗和可能的原因可能为药物开发提供新的目标。我们回顾了抑制信号通路的研究进展和转移性黑色素瘤治疗的新策略。

2。MAPK Pathway-RAS / RAF MEK / ERK

在黑素瘤MAPK通路经常突变。它参与细胞突变、分化和生存。在细胞外信号拉家族蛋白成员RAF的家庭细胞膜蛋白质。活跃的RAS信号激活ERK和下游效应器,如图 1。特别是国家管制当局方面和BRAF突变高度与黑素瘤相关( 4]。临床结果显示细胞毒性的影响途径堵塞增加了临床研究这个方向的兴趣( 4, 7]。

MAPK和PI3K通路的示意图。药物针对多个激酶信号级联用蓝色表示。

2.1。拉

致癌突变蛋白质序列的国家管制当局方面一直在观察到约15%的黑色素瘤( 4)导致蛋白质激活和生存和增殖信号转导 8, 9]。临床前研究验证RAS蛋白可能成为临床药物开发的目标 7, 10]。

通过转移酶抑制剂药物开发,避免膜RAS的本地化,防止其激活( 11]。这些药物与令人失望的结果评估跨多个肿瘤( 12, 13]。在黑色素瘤,只有一个第二阶段研究中没有观察到反应14个病人( 14]。这项研究并没有分层患者由国家管制当局方面突变状态,这就可以解释这群病人没有反应。有一些证据的协同机制通过转移酶抑制剂与顺铂( 15),但是这种方法不是临床测试。

2.2。英国皇家空军

几乎60%的黑色素瘤显示BRAF突变( 4, 16]。在这些病人中,最常见的是更换由缬氨酸谷氨酸胺基酸在600的位置,所谓存在BRAF V600E突变( 4]。它占90%的BRAF基因突变( 4]。

存在BRAF V600E频繁突变在黑色素瘤,也常见良性的痣 17]。BRAF突变似乎并不足以推动恶变,但可能发挥作用在癌形成的早期阶段 16, 18- - - - - - 20.]。第二个致癌打击可能是必要的:BRAF的交互与PTEN [ 21],p16 [ 20.],p53 [ 18),一种蛋白激酶( 22),和紫外线辐射 23已被描述。

第一个治疗方法阻止这种蛋白质是multikinase抑制剂索拉非尼的使用,目标BRAF, CRAF PDGFR β和VEGFR 24]。索拉非尼是作为单一疗法并结合细胞毒性chemotherapy-dacarbazine [ 25],temozolomide [ 26),卡铂+紫杉醇( 27)——负面结果。与积极的结果在肾细胞癌( 28),表明,黑色素瘤可以专门BRAF通路的依赖。一些作者认为,索拉非尼不是一个有效的BRAF抑制剂在临床试验中使用的剂量 29日]。

Vemurafenib,也称为PLX4032, RG7204或RO5185436,是强有力的和特定抑制剂的存在BRAF V600E活动,最近批准用于治疗晚期黑色素瘤。在I / II期研究中,升级后剂量阶段,32个黑色素瘤患者窝藏存在BRAF V600E突变被包含在每天两次960毫克剂量方案评估反应率。令人印象深刻的RR 81%的观察,包括24部分反应和两个完整的反应。Vemurafenib活跃多行治疗,患者即使在高LDH水平,或内脏转移。估计无进展生存率超过7个月,出版的时候,整体存活率没有达到[ 5]。Vemurafenib测试对达卡巴嗪III期随机试验。临时分析总体存活率显示vemurafenib的生存优势相对死亡风险降低63%(95%可信区间(CI), 0.26 - 0.55; P < 0.001 )。在6个月,总体存活率为84%(95%可信区间,78年至89年)和64%(95%可信区间,56至73年),估计平均无进展生存期是5.3个月和1.6个月,和响应率为48%和5%的vemurafenib和达卡巴嗪组( 6]。特定BRAF抑制促进增殖的矛盾的副作用皮肤病变,起源于野生型BRAF角化细胞( 30.]。

第二个目标化合物,BRAF突变蛋白质是GSK2118436。这是一个更有效的BRAF抑制剂激酶活性,有关皮肤的毒性较低。这种化合物的特性之一是它能够有效地通过血脑屏障。在亚组病人登记在第一阶段的研究中,观察脑转移大小的减少( 31日]。葛兰素史克正在评估2118436二期研究治疗脑转移患者( 32]。另外一项III期研究比较葛兰素史克2118436达卡巴嗪( 33]。

2.3。MEK

MEK激酶是下游BRAF信号通路。这个激酶的抑制是假设作为一个有趣的目标BRAF突变黑色素瘤( 34),但不是在国家管制当局方面 35]。体外研究发现更高的感性MEK抑制细胞内窝藏BRAF突变( 34]。第一阶段临床试验结果显示,子组疾病反应和稳定的黑色素瘤患者( 36)和相关的转化研究成功地确定了减少ERK的磷酸化( 37, 38]。

MEK抑制剂正在评估治疗转移性黑色素瘤和显示中度活动第一阶段研究[ 38]。MEK抑制剂AZD6244测试单独或结合化疗在几个二期研究( 39]。重要的是,并不是所有的研究需要BRAF突变入选标准。分子也被测试在二期研究结合BRAF抑制剂( 40对BRAF抑制[]和失败之后 41]。

2.4。的兵

直接抑制ERK在基础研究正在调查中。激酶活性的抑制剂合成和测试在小鼠模型的类风湿性关节炎 42, 43]。作者认为,这类药物可用于癌症治疗( 43]。然而,到目前为止,没有公布的数据抑制ERK在此设置。

3所示。PI3K / AKT Pathway-PI3K / PTEN / mTOR

PI3K通路被激活的等候一个配体受体酪氨酸激酶(RTK) [ 44]。它与多个细胞的生存机制,增殖、迁移、分化、和增长( 45]。信号通路的改变可以在恶性转化和入侵中发挥作用 45, 46]。最近,这是证明AKT的BRAF蛋白之间的相互作用与黑色素瘤的发展( 47]。几个分子针对信号转导通过这个途径目前正在开发(图 1)。

3.1。PI3K

许多抗癌疗法依靠细胞凋亡,它假定了抑制PI3K活动可能会改变这一过程。LY294002被开发成一种抑制剂PI3K的活动。在黑素瘤细胞系,它有效地诱导细胞凋亡本身和结合其他药物( 48]。在小鼠模型中,局部使用LY294002结合RAS抑制剂抑制黑素瘤移植入侵行为和减少血管生成( 49]。在细胞系(组合也有效 50]。

强者的观察coexpression p110分数的PI3K的激活mTOR动机的策略双重阻断这些激酶( 51]。几位组合在临床前研究中进行了测试 51, 52]。

PI3K和mTOR激酶属于phosphatidylinositol-3-kinase-related激酶(PIKK)家庭和分享相当大的同源性的活性部位。抑制剂开发阻止PI3K活动,LY294002和渥曼青霉素等,因此,活性激酶。很可能这些化合物的影响可能是由于不仅抑制PI3K而是双通道的堵塞。研究正在进行为了小活动网站被理解的差异,为特定抑制剂(生产 53]。用双重阻断药物临床早期研究招募。

3.2。一种蛋白激酶

副本收益AKT3基因的发现在大约60%的黑色素瘤,与黑素瘤相关进展( 54]。AKT通路的激活可以抑制细胞凋亡 55]。

Perifosine是第一个化合物抑制AKT达到第二阶段研究黑色素瘤。是管理18黑色素瘤患者,导致7疾病稳定和11两个28天周期治疗后进展。作者得出结论,这种药不应该测试作为一个代理( 56]。其他化合物像mk - 2206 ( 57, 58pbi], rx - 0201 - 05204,和GSK2141795 59)对几种类型的癌症在早期临床开发( 60- - - - - - 63年]。

已经观察到,在临床前模型,细胞毒性的协同效应组合的mk - 2206与其他目标疗法和传统化疗 58]。这种方法可以在恶性黑素瘤窝藏BRAF突变特别承诺,考虑这些激酶的交互所扮演的角色的恶性转化。

3.3。PTEN

磷酸酶和tensin同族体(PTEN)是一种肿瘤抑制基因( 64年, 65年]。其蛋白质产物抑制黑色素瘤生长和提高其对细胞凋亡的敏感性 66年]。PTEN缺失或沉默的增加AKT3磷酸化水平在黑色素细胞和早期黑色素瘤细胞 67年, 68年]。细胞缺乏PTEN更耐化疗药物和bcl - 2显示增加的活动,更耐药细胞凋亡( 69年]。

在黑素瘤在裸鼠异种移植模型,引入PTEN使用质粒或染色体转移抑制肿瘤发展( 66年]。也观察到在乳腺癌细胞系抗EGFR抑制和缺乏野生型PTEN活动引入的基因恢复耐药表型( 70年]。方法恢复PTEN活动仍在研究实验室的基本设置。

3.4。mTOR

哺乳动物雷帕霉素靶(mTOR)了下游的一种蛋白激酶,可以调节其活动的反馈机制。mTOR形式至少2活性复合物的蛋白质:mTOR1 mTOR2,第一抑制和第二AKT信号( 71年]。

mTOR信号似乎是活跃在黑素瘤细胞系( 72年]。在乳腺癌中,抑制mTOR可以扭转曲妥珠单抗阻力表型( 73年]。作为单药治疗,抑制mTOR显示低活性和没有临床效益转移性黑色素瘤( 74年]。mTOR阻塞在临床前研究中被测试与热休克蛋白结合疫苗( 75年)和MAPK抑制剂( 71年, 76年]。

有几种衍生品针对mTOR1复杂的雷帕霉素和临床研究。的第一阶段——研究测试everolimus和temsirolimus与常规细胞毒性治疗目前正在进行( 77年]。

4所示。c - kit受体

c - kit属于生长因子受体家族。是RTK与黑素细胞在胚胎细胞迁移的过程 78年]。它还在造血和生殖细胞内稳态中发挥作用 79年, 80年]。致病性激活工具包是观察到的许多实体肿瘤,如精原细胞瘤( 81年],要点[ 82年),胸腺癌( 83年]。

黑色素瘤的一个子集(2 5%)也提供了一个放大或c - kit的突变。更频繁的在non-sun-exposed领域,如粘液和肢端的黑色素瘤亚型,虽然它能够在长期被阳光晒伤的皮肤区域( 84年, 85年]。大多数工具包突变在黑色素瘤近膜区( 86年甲磺酸伊马替尼),预测反应,抑制酪氨酸激酶活性的 87年]。

几个案例报告证明的客观反应c - kit突变黑色素瘤使用伊马替尼( 88年- - - - - - 91年]。这个观察也证实在细胞系的研究( 92年]。当测试在第二阶段的研究中,不一致的和令人失望的消极结果在三个不同的试验 93年- - - - - - 95年]。这一发现的可能的解释是c - kit的相对较低的生存依赖刺激信号或需要一个更具体的和强有力的c - kit拦截器。不同的c - kit受体阻滞剂现在在临床开发,结果从这些试验中可以帮助回答这些问题( 96年]。

5。BRAF抑制耐药机制

抑制BRAF蛋白是目标疗法在更高级的临床开发。即使大多数的病人对初始治疗,他们最终会复发。相关机制抵抗抑制BRAF正在强化研究。激活MAPK途径似乎参与大多数的病例,但由平行的信号转导通路也确认( 97年- - - - - - 99年)(图 2)。

表示vemurafenib的耐药机制。(一)Vemurafenib导致细胞死亡通过抑制BRAF V600E激酶活性并通过MAPK信号转导途径。(b)的新国家管制当局方面的突变导致heterodimerization BRAF / CRAF和信号通路的激活。(c)和(d)的磷酸化ERK独立于英国皇家空军刺激过度的结果床(c)和额外的突变MEK激酶(d)。(e) PDGFR超表达 β会导致电阻vemurafenib治疗独立于持续抑制MAPK通路。

RAS蛋白从上游。激活MAPK通路发生由于RAF蛋白质的二聚(ARAF, BRAF和CRAF)的RAS刺激。BRAF野生型细胞抵抗BRAF抑制因为药物的等候一个调光器激活其他的原因( One hundred.- - - - - - 102年]。在BRAF-mutated细胞中,这种激酶的活性高可能会导致负面的反馈在RAS激酶( 101年),因此英国皇家空军二聚在这个人口的细胞较低,治疗是有效的。原发性黑素瘤,RAS突变和英国皇家空军是互斥的 4),但vemurafenib治疗失败后,发现了一个新的国家管制当局方面激酶突变,导致MAPK通路的激活和疾病进展 99年)(图 2(b))。细胞系实验overexpressing CRAF还显示阻力vemurafenib的影响( 97年]。

阻力也可以从激活ERK RAF信号独立的。MAPK受体激动剂基因 MAPK8编码蛋白质的床。过度的小屋中检测出病人后未能抑制BRAF的子集。这个激酶可以使磷酸化MEK和ERK RAF-independent方式以及调节阻力vemurafenib [ 97年)(图 2(c))。另一个抵抗机制的激活MAPK通路的收购或 新创MEK的激活突变蛋白( 98年)(图 2(d))。

PDGFR β观察超表达细胞株抗vemurafenib的子集。这些细胞是抗BRAF V600E抑制的抗增殖作用尽管持续低ERK的磷酸化水平(图 2(e))。这一亚组病人观察验证 99年]。

新BRAF蛋白具有抗突变细胞株的抑制( 103年),但迄今为止它不能确定患者的活检。

6。克服阻力

的激活MAPK途径似乎参与获得性耐药病例大部分BRAF抑制( 97年- - - - - - 99年),下游阻塞似乎是一个有前途的战略。现在有一些研究测试MEK抑制转移性前期anti-BRAF治疗失败之后。伴随或顺序抑制英国皇家空军和MEK对于这样的病人也可能有用。另一个策略可能是双重抑制BRAF和CRAF的发展。婴儿床的阻力引起的激活和PDGFR β可以有针对性的组合抑制剂与维护这些蛋白质RAF抑制剂。

由于多种耐药机制,没有一个单一的策略,将适用于所有的病人。在个性化治疗,肿瘤分析的不同时刻的重大疾病。只有肿瘤分子序列分析的资料,可以确定最佳目标为每个特定的病人在最好的时刻。

黑色素瘤治疗的进展为研究人员提供了一个独特的机会发展新的治疗策略。实验室耐药细胞模型耦合的可访问性黑色素瘤皮肤肿瘤连续切片提供了一个研究策略,将导致更好地了解耐药机制和提高临床护理。

7所示。结论

黑色素瘤的生物学理解新疗法的发展至关重要。观察MAPK途径对肿瘤生存的依赖增加干扰肿瘤细胞信号作用的研究方法。几个化合物阻断信号通路的多个水平正在积极研究。vemurafenib存在BRAF V600E抑制剂,现在是一个批准代理治疗晚期黑色素瘤。

然而,这些进步只有约60%的患者,也就是说,那些有BRAF突变,甚至在这些病人的反应是暂时的。对于那些不是这种突变,找到另一个目标是紧迫。免疫疗法和疫苗接种等方法正在发展,有前景的结果,但是,同样,只有一小部分患者对治疗(~ 10%) 104年,没有可用的预测反应的标志。

连续切片和分子分析是重要的工具在癌症治疗和研究。它让我们了解疾病进展及其耐药机制和选择最合适的治疗策略。个性化的分子在皮肤恶性黑色素瘤治疗已经是一个现实。激酶的抑制与常规细胞毒性化疗,免疫疗法或多个激酶抑制遵循肿瘤分子概要文件将为个性化的黑色素瘤的治疗提供新的策略。

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