CDK2抑制联合CDK4/6抑制剂在乳腺癌临床前模型中克服耐药性的研究及生物标志物发现

《npj Breast Cancer》：CDK2 inhibition enhances CDK4/6 inhibitor antitumor activity in comprehensive breast cancer PDX model screen

【编辑推荐】CDK4/6抑制剂(CDK4/6i)耐药是HR+/HER2-乳腺癌治疗的主要挑战。本研究通过大规模PDX模型筛选，证实CDK2抑制剂(BLU-222)联合CDK4/6i可克服多种耐药机制。研究人员开发了CCND1/CCNE1/RB1/CDKN2A加权基因标志，可精准预测联合疗法反应。三重组合(BLU-222+ribociclib+fulvestrant)在HR+模型中展现深度抗肿瘤活性，早期临床数据验证其转化价值，为CDK4/6i进展后患者提供新策略。

　　

在当今乳腺癌治疗领域，CDK4/6抑制剂(CDK4/6i)与内分泌治疗(ET)的组合已成为激素受体阳性(HR⁺)/人表皮生长因子受体2阴性(HER2^-)晚期乳腺癌的标准治疗方案。然而，临床实践中面临着一个严峻挑战：约20%的患者对CDK4/6i产生原发性耐药，而即使初始响应的患者最终也会发展出获得性耐药。这种耐药性的出现极大地限制了CDK4/6i的长期疗效，使得寻找克服耐药的新策略成为当务之急。

耐药机制复杂多样，包括cyclin E1(CCNE1)过表达、Rb功能丧失、p16水平异常等，这些改变通过激活替代信号通路维持细胞周期进程。其中，CDK2-cyclin E轴异常活化被视为关键耐药机制之一，但CDK2抑制剂(CDK2i)单药疗效有限，且预测其疗效的生物标志物体系尚未完善。

为破解这一难题，Blueprint Medicines公司领导的研究团队在《npj Breast Cancer》上发表了重要研究成果。研究人员首次通过大规模乳腺癌患者来源异种移植(PDX)模型系统评估了CDK2i(BLU-222)与CDK4/6i(ribociclib)联合治疗的抗肿瘤活性，并开发了创新的多基因生物标志物签名来预测治疗反应。

研究团队运用了多种关键技术方法：通过CyQUANT直接增殖实验评估化合物抗增殖效果；利用患者来源异种移植(PDX)模型库(包括27个HR⁺和TNBC模型)进行体内药效评价；建立等基因工程细胞系(T-47D)研究特定生物标志物的功能作用；采用协同作用分析(SynergyFinder)评估药物组合效果；基于转录组数据构建加权多基因预测模型；开展BLU-222的I/II期临床试验(NCT05252416)验证临床活性。

Cyclin E1、Rb和p16是乳腺癌细胞系中CDK2通路依赖性的决定因素

研究人员首先在38个乳腺癌细胞系中测试了BLU-222和palbociclib的抗增殖效果。发现BLU-222敏感性与palbociclib耐药性呈显著相关(P<0.01)。通过分析癌症细胞系百科全书(CCLE)数据，发现BLU-222响应者具有较低的RB1、CCND1和ESR1表达，以及较高的CCNE1、CDKN2A(p16)和CDKN2B(p15)表达。研究人员建立了T-47D等基因系统，证明CCNE1和p16共过表达是使细胞对CDK2i单药敏感的必要条件，且这种响应是Rb依赖性的。

完整的Rb和低p16表达富集CDK2i+CDK4/6i协同反应

在37个乳腺癌细胞系的高通量筛选中，发现RB1⁺/CDKN2A^-细胞对所有测试的CDK2i均表现出显著更高的协同潜力。值得注意的是，无论ribociclib敏感性如何，p16低的细胞系均显示出良好的协同作用。在T-47D等基因CDX模型中，CCNE1或p16单独过表达不足以诱导单药活性或显著改变ribociclib反应，而CCNE1+CDKN2A共表达模型对ribociclib耐药但对BLU-222单药敏感。

BLU-222联合ribociclib增强CDK4/6i耐药乳腺癌模型的抗肿瘤活性

在MCF-7 palbociclib耐药(R)模型中，BLU-222单药诱导了强劲的抗肿瘤活性(83% TGI)，而联合治疗在亲本模型中产生了持久反应。在诱导的CDK4/6i耐药细胞系中，BLU-222+ribociclib组合在ribociclib^R和abemaciclib^R细胞系中保持了协同潜力，但在Rb缺失的T-47D atirmociclib^R细胞系中无效。

BLU-222联合ribociclib克服乳腺癌PDX模型中的CDK4/6i耐药

在CDK4/6i进展的PDX模型离体筛选中，BLU-222+ribociclib在大多数(6/9)模型中改善了抗增殖效果。在Rb完整的TNBC PDX模型BCX.051中，联合治疗实现了肿瘤停滞(88% TGI)。在27个PDX模型的大规模筛选中，联合治疗在69%的HR⁺/HER2^-和50%的TNBC模型中诱导了>70% TGI。基因组分析显示，81%的联合治疗响应者携带1-2个已知CDK4/6i耐药标志物，而73%的无响应者携带≥3个耐药机制。

Cyclin E1/D1、p16和Rb表达可用于预测HR+和三阴性乳腺癌PDX模型中BLU-222+ribociclib反应

研究人员开发了基于CCND1、CCNE1、RB1和CDKN2A基线mRNA表达的多元生物标志物签名。该签名在验证集中预测响应的准确度为75%，敏感性100%。在整个数据集中，模型预测响应的准确度为89%，敏感性94%，阳性预测值88%。该签名在不同结构的CDK2i(BLU-2256)中也显示出预测能力，证明了其普遍适用性。

Fulvestrant增强BLU-222+ribociclib在HR+乳腺癌PDX模型中的抗肿瘤作用

在三重组合(BLU-222+ribociclib+fulvestrant)评价中，该组合在14个HR+乳腺癌PDX模型(包括CDK4/6i经治和初治肿瘤)中展现出广泛活性，在11/14模型中实现了>70% TGI。基因集富集分析表明，添加BLU-222显著增强了对E2F通路基因表达的抑制。

BLU-222单药或联合ribociclib和fulvestrant在患者中显示早期临床活性

BLU-222的I/II期临床试验(NCT05252416)初步数据显示：一例CCNE1扩增的HR+/HER2-乳腺癌患者接受BLU-222单药(400 mg BID)治疗后，肝脏靶病灶缩小43%；另一例重度经治患者接受BLU-222(400 mg BID)+ribociclib(400 mg QD)+fulvestrant联合治疗后，靶病灶完全消失，循环肿瘤DNA肿瘤分数降低68%。

本研究的重要意义在于系统阐明了CDK2i与CDK4/6i联合治疗的分子基础，并开发了实用的预测性生物标志物体系。加权CCND1/CCNE1/RB1/CDKN2A签名不仅预测准确度高，而且适用于不同结构CDK2i的联合方案，具有重要临床转化价值。三重组合(BLU-222+CDK4/6i+ET)在CDK4/6i经治患者中展现的强劲活性，特别是其克服多重耐药机制的能力，为HR+乳腺癌后线治疗提供了新希望。早期临床数据验证了临床前发现的转化潜力，标志着CDK靶向治疗进入精准联合的新时代。