研究人员通过Benevolent人工智能平台,搜索了856种可能抑制ALK2蛋白(由ACVR1基因编码)的化合物,找到四种针对ACVR1已经被批准的药物(凡德他尼, 达沙替尼, 克唑替尼和尼达尼布),但由于血脑屏障外排转运体ABCB1 (P-gp)、 ABCG2(BCRP)的作用,通过血脑屏障有限。人工智能平台建议凡德他尼或达沙替尼与mTOR / FKBP12抑制剂如依维莫司或西罗莫司的组合。由于依维莫司具有较高的亲和力,靶向mTOR / FKBP12已经被批准用于癌症治疗,研究人员选择它作为候选mTOR / ABC转运蛋白抑制剂。凡德他尼和达沙替尼在临床试验中与依维莫司联合使用表明这两种组合已经被考虑应用于儿童和成人。
四名DIPG患者在立体定向活检和/或外周血中发现ACVR1突变,并接受凡德他尼和mTOR抑制剂依维莫司联合治疗。其中3例注释了临床细节和治疗相关的毒性。另外一例DIPG患者在复发时接受了凡德他尼和依维莫司联合治疗,随后随访失败。
使用生化分析来评估这些化合物抑制ALK2蛋白的能力,结合DIPG中发现常见的突变位点,并与ACVR1参考抑制剂LDN-214117相比较。野生型和突变型ACVR1的IC50值无显著差异(包括构成性激活突变Q207E)。然而,
在体内评估联合治疗的疗效之前,研究人员首先确保联合治疗在非种植肿瘤小鼠中耐受性良好,体重没有在允许的参数范围外下降。研究人员使用两个不同的DIPG小鼠模型-人源性异种移植(PDX)模型HSJD-DIPG-007(H3F3A K27M、ACVR1 R206H突变细胞系)和基因工程小鼠模型(GEMM) 进行联合治疗研究。结果表明,联合治疗与单独使用任何一种药物相比生存周期更长(log-rank p=0.0034)。同时,数字液滴PCR和免疫组织化学染色表明ACVR1 R206H在联合治疗后表达水平显著下降。
在同种异体移植的基因工程小鼠模型中,研究人员观察到中位生存期从38天延长到60天,由于对照组出现一只小鼠生存周期较长,在生存分析中未能达到统计学显著性差异 (log-rank p=0.200)。
案例#1是一位七岁患有DIPG的女患者,被给予标准聚焦光子束放疗。然后,她接受了依维莫司单药三个周期的治疗。在检测到ACVR1 G328V突变后,加入凡德他尼进行同情使用,与依维莫司联合治疗共7个疗程。联合治疗剂量参考了凡德他尼+/-达沙替尼在DIPG中的临床实验以及凡德他尼/依维莫司对晚期/转移性成人肺癌的I期试验,剂量为:凡德替尼65mg/m2/天,依维莫司4mg /m2/天。与依维莫司单药相比,毒副反应增加,但患者可以接受并能够恢复学校业余活动。由于短暂的临床恶化,治疗在第1和第5疗程中暂时停止 (出现面部下垂加重,说话含糊不清,精神不稳)。两次间隔以相同剂量重新启动,MRI显示结果稳定,短期类固醇治疗后改善。在第6疗程,患者发展为高血压3级,与类固醇无关。
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