澳大利亚新南威尔士州纽卡斯尔大学医学院的Matthew D. Dun团队通过研究发现ONC201对于DIPG的治疗具有潜在的效果。并利用系统性方法测试ONC201与PI3K/Akt抑制剂paxalisib结合，用于治疗初次诊断和疾病进展中的H3K27突变DIPG和DMG的患者。研究成果发表在2023年5月的《Cancer Research》在线。
——摘自文章章节
【Ref: Jackson ER, et al. Cancer Res. 2023 May 17;OF1-OF17. doi: 10.1158/0008-5472.CAN-23-0186. [Epub ahead of print]】
高级别胶质瘤（HGG）占所有儿童中枢神经系统（CNS）癌症的10%-15%；其中，弥漫中线胶质瘤（DMG），包括脑干的弥漫性内生性脑桥胶质瘤（DIPG），是致命的儿童恶性肿瘤，占所有儿童HGG的一半。H3蛋白一个关键的甲基化位点缺失是这种疾病的一个特点，主要由HIST1H3B（H3.1）或H3F3A（H3.3）基因中的突变引起。这些变化与其它的肿瘤抑制基因和信号基因的突变共同发生，并增强了致癌信号通路的活性。ONC201，一种口服小分子抗癌治疗药物，已有研究报道其在DIPG患者中有初步的临床疗效。此外，最近的研究显示，ONC201还是ATP依赖性Clp蛋白酶蛋白水解亚基（ClpP）的有效激动剂，这是一个线粒体蛋白，能降解线粒体呼吸链蛋白以打乱能量平衡。mRNA表达分析与DMG中的肿瘤分级和总生存期相关。这些研究还证明了DMG细胞系对ONC201和ONC206（ONC201的氟代衍生物，正在进行的第I期儿童临床试验）敏感，它们能损害肿瘤细胞的新陈代谢，并引起线粒体损伤，诱导活性氧（ROS）产生，激活整合性应激反应及体外和体内的凋亡。澳大利亚新南威尔士州纽卡斯尔大学医学院的Matthew D. Dun团队通过研究发现ONC201对于DIPG的治疗具有潜在的效果。并利用系统性方法测试ONC201与PI3K/Akt抑制剂paxalisib结合，用于治疗初次诊断和疾病进展中的H3K27突变DIPG和DMG的患者。研究成果发表在2023年5月的《Cancer Research》在线。
作者团队利用细胞增殖、凋亡测定、免疫印迹、质谱分析、annexin V/PI细胞毒性分析等方法，同时基于小鼠颅内原位荷瘤模型，利用ONC201和paxalisib进行治疗，并利用生物发光成像系统（IVIS-Lumina III和IVIS Lumina）定期监测肿瘤的大小，利用免疫组织化学方法收集肿瘤组织样本并染色等方法从而对ONC201和paxalisib对于DIPG的治疗效果及相关机制进行了研究。另外，本研究还涉及了两名患有H3K27突变、PIK3CA或PIK3R1突变DIPG的儿童。这两名儿童分别接受了ONC201和paxalisib的治疗，并详细描述了他们的诊断、治疗进展和用药情况。
研究使用了13种患者衍生的神经球细胞培养模型来评估对ONC201的敏感性，ONC201通过抑制增殖、诱导细胞凋亡和细胞死亡。研究发现43%的DIPG模型在接触ONC201后增殖减少了＞50%。研究还评估了11种DIPG细胞系模型在6天的ONC201治疗后的神经球形态。敏感的细胞数目减少，存活率降低；而那些敏感性降低的模型保持了一定的细胞数量和神经球的形态。研究通过药物基因组学分析来确定是否有重复的突变影响DIPG细胞对ONC201的敏感性。结果表明，TP53功能丧失突变的DIPG模型对ONC201的敏感性显著低于野生型TP53的DIPG模型。此外，研究还发现高比例的ACVR1突变的DIPG（38%），其中许多与H3.1K27M共同出现。然而，ACVR1是否增加了对ONC201的敏感性仍然不清楚。研究还发现，与野生型PIK3CA的DIPGs相比，PIK3CA突变的细胞株对ONC201更敏感。
在G-protein联接受体（GPCR）家族的体外分析中，ONC201被证实是多巴胺受体（DRD2/3/4）的拮抗剂，同时也是线粒体蛋白酶ClpP的激动剂。通过分子建模，研究人员发现ONC201可以高亲和性地结合到ClpP和DRD2两个靶点上。对已知的可能靶点的基因和蛋白表达分析表明，DRD2蛋白高表达与对ONC201的增加敏感性显著相关。对于ClpP，蛋白水平也显示出与ONC201敏感性关联。而在（包括DIPG在内的）儿童HGG患者中，ClpP的表达非常高，高于其它任何儿童中枢神经系统肿瘤。ONC201对ClpP的激动作用增强了其蛋白降解活性，从而驱动呼吸链复合体亚基的降解，包括琥珀酸脱氢酶A和B（SDHA和SDHB）。研究还发现ClpP和DRD2在中介ONC201敏感性方面的作用，其中DRD2在DIPG细胞系增殖中被证明是不可或缺的。
由于SDHA在线粒体呼吸中起到关键作用，因此研究者对ONC201暴露后的SU-DIPG-VI细胞进行了定量蛋白质组学分析，模拟了DIPG的空间异质性。结果表明，ONC201治疗导致线粒体功能障碍是受影响的主要过程，尤其是氧化磷酸化过程下调。ONC201被发现在破坏线粒体稳态和降解线粒体以及三羧酸循环（TCA）蛋白中起到了作用。ONC201处理后，预计PI3K/Akt信号增加可能是导致蛋白质表达显著改变的原因。通过对其它DIPG细胞系的定量蛋白质组学分析，证实了ONC201通过线粒体功能障碍产生抗DIPG效应。所有细胞系中都观察到了PI3K/Akt信号蛋白的激活，尤其是在对ONC201较不敏感的细胞系中。由ONC201的ClpP激动作用引起线粒体氧化应激增强，可能是通过提高PI3K/Akt信号活性来促进应激感知转录因子NRF2的活性。这些观察与先前的研究结果一致，显示KEAP1的表达丧失/降解促进NRF2的转录活性，但只在携带TP53 LoF突变的肿瘤中。结果可能解释了为什么即使在高剂量ONC201存在的情况下，TP53突变的DIPG细胞仍然能够持续增殖。
前期研究表明ONC201会增加ROS的产生。使用ROS清除剂N-acetyl-l-cysteine（NAC）发现，NAC可以消除Akt的磷酸化，而过氧化氢则会增加其磷酸化。能够穿透血脑屏障的PI3K/Akt抑制剂paxalisib在单独或与ONC201结合的情况下都降低了Akt的磷酸化水平。且ONC201和paxalisib的结合能够驱动细胞死亡，特别是在H3.3K27M TP53突变的DIPG模型中，无论在正常氧或低氧条件下都表现出明显的协同效应。在TP53-KD和TP53-KO的HSJD-DIPG007模型中，ONC201减少了SDHA的丰度，并增加了Akt的磷酸化。paxalisib可能有助于恢复TP53-KD和TP53-KO的HSJD-DIPG-007细胞对ONC201的反应。这些体外结果突显了在高度侵略性的H3.3K27突变/TP53突变的DIPG模型中，与ONC201联合paxalisib的治疗潜力。
先前的临床试验显示，ONC201和paxalisib作为单独治疗药物在DIPG/DMG中都表现出了可接受的安全性和毒性（基于NCT03416530和NCT03696355）。随后，研究者使用两种小鼠肿瘤模型来测试这两种药物的效果。生物发光成像用来评估肿瘤大小。结果显示，在模型中，ONC201对肿瘤大小没有显著影响，但paxalisib显著减少了肿瘤负担。两药联合在治疗期间较对照组能更为显著的减少肿瘤负担。单独使用ONC201和paxalisib都显著延长了移植模型的生存时间，而两药组合与单药治疗相比，延长生存时间更为显著。
肿瘤组织中的Akt蛋白磷酸化和EZH2表达增加与药物治疗结果一致。ONC201能降低大脑前额叶中的酪氨酸羟化酶（TH）表达，但在SU-DIPG-VI细胞接种脑干的小鼠模型中则无此效应。ONC201在前额叶和脑干中都降低了Erk的磷酸化。在高度侵袭性的H3.3K27M SF8628 DIPG移植模型中，paxalisib单独使用和与ONC201联合使用在早期都降低了肿瘤负担。与单独使用ONC201相比，ONC201和paxalisib联合使用也增加了小鼠模型的生存时间。
此外，本研究中还报道了两个DIPG（弥漫性中线胶质瘤）患者的病例报告，他们接受了ONC201和paxalisib的联合治疗。
第一个病例：6岁的患者于2021年3月被诊断，经活检确认患有H3.1K27M，ACVR1，和PIK3R1突变的DIPG。诊断时，患者的桥脑区出现了扩散性病变。该患者在诊断后的1到3个月内接受了54 Gy的放疗，并在放疗后的MRI检查中显示肿瘤体积减少了38.1%。随后，患者在放疗后的7周开始接受ONC201和paxalisib的联合治疗。在接下来的MRI检查中，肿瘤的大小保持相对稳定。然而，在诊断后的9个月，MRI显示肿瘤区域比之前的MRI检查减少了62.1%，与诊断时相比减少了70.1%。治疗持续后，肿瘤继续减少。至诊断后的24个月，该患者的肿瘤保持稳定，临床症状也有所改善。
第二个病例：16岁的患者被诊断为DIPG，但未进行活检。该患者在诊断后不久开始接受ONC201的治疗，并配合放疗。在诊断后的15个月，出现了肿瘤进展的临床和放射学迹象。患者随后接受了ONC201和paxalisib的组合治疗，但因为疾病继续进展而在3个月后停止。之后，患者接受了再次放疗并开始使用ONC201和paxalisib的组合治疗。但患者在诊断后的24个月因Pneumocystis肺炎（一种由真菌引起的肺炎）去世。死亡原因被归因于同时使用的类固醇治疗。尽管如此，在ONC201和paxalisib治疗期间，MRI扫描显示肿瘤部分缩小。总的来说，这两个病例报告显示了ONC201和paxalisib组合治疗对于诊断时和疾病进展时的DIPG患者的潜在效益。
综上所述，这篇文章主要研究了针对H3K27突变的弥漫性中线胶质瘤的潜在治疗方法。作者探讨了联合使用ONC201和Paxalisib以靶向肿瘤的潜力，并提供了关于ONC201和Paxalisib如何共同作用来抑制肿瘤生长的详细概述。该研究强调了联合使用ONC201和Paxalisib作为治疗H3K27突变的弥漫性中线胶质瘤的有前途的策略，并为未来相关临床研究奠定了基础。声明：脑医汇旗下神外资讯、神介资讯、神内资讯、脑医咨询、AiBrain 所发表内容之知识产权为脑医汇及主办方、原作者等相关权利人所有。
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