胃癌个体化治疗的临床前研究

Gastric cancer is one of the most malignant tumors in the world. The mortality in East Asia, represented by China, accounts for more than half of the world's total. It is a heterogeneous disease characterized by poor clinical outcomes and limited targeted treatment options. An increasing number of next generation sequencing (NGS) based high-quality large-scale studies were published in the past decade and provided a roadmap of potential molecular therapies. Unfortunately， most of the clinical trials failed when patients were selected indiscriminately (without considering the activation status of the drug targets) except for Trastuzumab (a recombinant IgG1 kappa, humanized monoclonal anti-HER2 monoclonal antibody) and Ramucirumab (a fully human monoclonal antibody against VEGFR2). This points out the urgency of using individualized therapy by selecting patients with activated kinases in the tumors..Here, we propose to carry out a preclinical study for personalized treatment of gastric cancer, basing on patient-derived tumor xenograft (PDX) model. Taking full advantage of proteomics and bioinformatics, we will map the proteomic and phosphor-proteomic landscapes of 30 PDX models, and find the activated kinases for each PDX model. In the preliminary studies, we have obtained a collection of kinases from analyzing resected gastric cancer tumors, whose activations are correlated with poor overall survival (OS). We will select the activated kinases that are correlated with poor OS in each PDX model, and treat the PDX models in a personalized fashion using FDA/CFDA approved kinase inhibitors for other cancer treatments, or in developments to evaluate the effectiveness of our strategy. We hope this study will provide insightful data to serve as a solid foundation for the future clinical trials of personalized medicine of gastric cancer using kinase inhibitors.

胃癌是世界常见的恶性肿瘤之一，以我国为代表的东亚地区患病数占世界范围的一半以上。基因组学为胃癌的治疗提出众多基因层面的备选因子，仅有靶向HER2的曲妥珠单抗和靶向VEGFR2的雷莫芦单抗在临床试验中证实可显著延长患者生存，包括EGFR、MET、mTOR等多个候选标志物在不考虑病人入组条件（非个性化）下的试验均以失败告终。提示我们针对胃癌这种高异质性的肿瘤，非个性化的方案不足以指导临床治疗。本课题立足于个性化医疗策略，对胃癌治疗开展临床前研究，采用高精度的磷酸化蛋白组学技术，对30例人源化移植瘤模型（patient-derived tumor xenograft, PDX）进行激酶活性谱的定量与分析，找到每个PDX模型中的高活化激酶靶点，利用FDA/CFDA批准的激酶抑制剂（或正在开发的激酶抑制剂），在PDX模中按照个性化方案进行药效评估，为将来胃癌个性化医疗的临床试验，奠定扎实的技术基础。

胃癌是世界常见的恶性肿瘤之一，以我国为代表的东亚地区患病数占世界范围的一半以上。然而，现有研究模型和方法与真实胃癌有较大差距，例如通常使用免疫缺陷小鼠等。然而在肿瘤生长过程中，癌细胞必须破坏免疫系统来逃避宿主的免疫监视。因此，构建具有正常免疫系统的小鼠肿瘤模型，对于胃癌的研究具有重大的意义。在本项目研究中，我们成功实现皮下接种Hepa1-6肝癌细胞到同系的C57BL/6J小鼠上，构建出具有正常免疫系统的小鼠皮下同种移植肿瘤模型；获得小鼠皮下肿瘤形成生物学特点，并完成了小鼠模型成瘤过程中肿瘤组织和主要免疫组织器官的蛋白表达谱采集和生物信息学的分析；发现了全新的肿瘤靶向/免疫治疗靶点PDL2，并在Hepa1-6小鼠肿瘤模型中完成了对PDL2的疗效评估。我们开发了具有高灵敏度、高覆盖度并能够简易操作的工作流程，以测量AMG510的共价结合蛋白以及具体的半胱氨酸位点。此外，还开发了一种泛抗AMG510抗体，以丰富AMG510脱靶蛋白并对其进行全局分析。我们使用了该方法探索了AMG510修饰的蛋白质组的反应动力学研究，并在CDX模型中鉴定出跟心脏毒性相关的脱靶蛋白。这些研究结果不仅提供了AMG510脱靶蛋白的综合资源，而且有助于阐明这种共价KRASG12C抑制剂的潜在毒理学副作用。我们改良了小鼠胃癌化学诱导的方法，成功在小鼠胃体部位诱导出临床多发的腺癌。在原位胃癌模型的基础上，为了更好的进行高通量药物试验，而将原位肿瘤拓展至皮下模型。一方面，我们将肿瘤块在培养基中进行培养，获得细胞后进行单克隆筛选，以及50代以上的传代，从而得到新的胃腺癌来源小鼠胃癌细胞系MCC；另一方面，我们直接将小鼠原位胃癌小块种植至同种小鼠的皮下，通过不断的皮下种植迭代，获得稳定的小鼠同种移植模型。根据MCC免疫健全小鼠胃癌皮下肿瘤模型含KRAS G12D突变，以及曲美替尼药物的靶点MAP2K1表达量较高的特点，开展了曲美替尼与其他药物X联用的研究，结果显示曲美替尼与其他药物X联用可在不影响小鼠体重的情况下，长期且更为有效的减少小鼠肿瘤的体积，为曲美替尼在胃癌治疗中的临床应用提供了新思路。为胃癌个性化医疗的临床试验，奠定扎实的技术基础。