IDH靶點概述

       異檸檬酸脫氫酶（Isocitrate dehydrogenase，IDH）是人體內(nèi)三羧酸循環(huán)中細(xì)胞呼吸所需的關(guān)鍵酶，有IDH1，IDH2和IDH3三種異構(gòu)酶形式，其中IDH1和IDH2突變與腫瘤的發(fā)生和發(fā)展有密切的關(guān)系，但I(xiàn)DH3突變并不常見，結(jié)構(gòu)上，IDH1和IDH2是結(jié)構(gòu)高度相似的同工異構(gòu)酶，其在細(xì)胞內(nèi)均以同源二聚體的形式存在，同源二聚體的每個亞基均有一個活性中心，而IDH3是一個異源四聚體結(jié)構(gòu)。

       IDH靶點與腫瘤的關(guān)系

       IDH1和IDH2兩個基因的熱點突變最早由閻海教授及其合作伙伴在成人膠質(zhì)母細(xì)胞瘤（一種惡性腦腫瘤）患者中發(fā)現(xiàn)，該成果分別刊登于Science和NEJM，從此讓IDH進(jìn)入了癌癥基因組學(xué)科學(xué)家們的視野。在此后的研究報道中，IDH1/2基因突變的臨床意義逐漸在包括急性髓細(xì)胞性白血病（AML）、肝內(nèi)膽管癌、軟骨肉瘤、甲狀腺癌、前列腺癌、副神經(jīng)節(jié)瘤以及黑色素瘤等在內(nèi)的眾多癌癥中被發(fā)現(xiàn)。2016年IDH1/2被寫入《WHO中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤分類》指南，這是人類歷史上第一次將分子分型作為腦腫瘤診斷的金標(biāo)準(zhǔn)。IDH1/2 突變對應(yīng) WHO 分型有一定的分布規(guī)律,主要分布在 II~III 級少突膠質(zhì)瘤(69.2%)、星形細(xì)胞瘤 (79.8%)、少突星形細(xì)胞瘤(75.5%) 和 IV 級繼發(fā)性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤(>50%)中, 而在原發(fā)性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤(<5%)和兒童膠質(zhì)母細(xì)胞瘤中卻少見。2018年，閻海教授帶領(lǐng)團(tuán)隊首次通過全基因組測序繪制了TERTpwt-IDHwt的基因譜，成果發(fā)表于《Nature》子刊，基于此，惡性腦腫瘤的分子分型標(biāo)準(zhǔn)或有望得以進(jìn)一步更新。

       在血癌研究領(lǐng)域，在大多數(shù)成人AML研究中，IDH1的突變頻率約為5.5%-10.4%，而IDH2突變頻率約為8.6%-17.7%。針對IDH突變的靶向治療在AML中的潛在效果已在多項體外及體內(nèi)的臨床前研究中得到證實。2017年8月，F(xiàn)DA批準(zhǔn)了新基和Agios的IDH2抑制劑enasidenib (商品名Idhifa，曾用名AG-221)，用于治療IDH2變異、復(fù)發(fā)難治型AML，同時批準(zhǔn)了雅培的RealTime IDH2檢驗試劑盒作為伴隨診斷。

       突變體生成的新酶mutIDH1/2，可以將原來野生型IDH1/2的產(chǎn)物α-酮戊二酸（αKG）在胞漿/線粒體中轉(zhuǎn)化為致癌代謝物2-羥基戊二酸(2HG)。2HG能夠胞漿/細(xì)胞核中競爭性地抑制α-酮戊二酸依賴的二氧酶。2HG介導(dǎo)的10-11易位（TET）酶和組蛋白賴氨酸脫甲基酶（KDM）活性抑制分別導(dǎo)致了全細(xì)胞對于DNA和組蛋白的表觀遺傳學(xué)修飾，進(jìn)而導(dǎo)致了過甲基化表型。對丙酰羥化酶和賴氨酸羥化酶（例如PLOD1-3）的抑制能夠干擾膠原的成熟以及缺氧誘導(dǎo)因子1α（HIF-1α）的降解途徑，從而能夠在翻譯后對HIF-1α進(jìn)行穩(wěn)定。此外，負(fù)責(zé)修復(fù)DNA氧化損傷的ALKBH，也會收到2HG的抑制。

       IDH全球臨床試驗開展情況

       IDH抑制劑通過作用于腫瘤細(xì)胞中的IDH突變位點，使體內(nèi)致癌代謝物2HG減少，從而誘導(dǎo)組蛋白去甲基化，達(dá)到抑制腫瘤發(fā)展的效果。IDH抑制劑根據(jù)作用靶點分為IDH1抑制劑、IDH2抑制劑和IDH1/IDH2抑制劑三種。

       對于IDH2突變的AML靶向治療研究早在2013年就已經(jīng)開展，其主要作用靶點是IDH2R140Q，候選藥物為AG-221 (enasidenib)。該藥物最早由Agios Pharmaceuticals公司研發(fā)，命名為AGI-6780，在臨床1/2其實驗中，100mg/天給藥量的總反應(yīng)率為38.5%（42/109），完全緩解率為20.2（22/109）。給藥結(jié)果導(dǎo)致了D2HG水平的有效抑制。同樣來源自Agios制藥公司的AGI-5198，又稱為AG-120（ivosidenib），能夠降低膠質(zhì)瘤細(xì)胞內(nèi)的D2HG的水平，促進(jìn)組蛋白去甲基化，從而抑制IDH1突變的膠質(zhì)瘤細(xì)胞。該藥物于2014年開始進(jìn)行臨床試驗，對AML患者的完全緩解率為30.4%，效果可持續(xù)8.2個月。

       截止到2020年11月20日，涉及IDH的臨床試驗有112項。主要分布于北美、歐盟和中國。其中涉及IDH1基因突變的有46項，IDH2基因突變的有32項。

       美國已獲批IDH伴隨診斷試劑盒

       2017年8月1日，F(xiàn)DA批準(zhǔn)Idhifa (enasidenib，Celgene Corp.)用于對攜帶有特定基因突變的復(fù)發(fā)或難治性急性髓系白血病(AML)成人患者進(jìn)行治療。與此同時，該藥物也被批準(zhǔn)與能夠檢測AML患者IDH2基因突變的RealTime IDH2伴隨診斷試劑盒同時使用。如果能夠在患者的血液或者骨髓中檢測到IDH2突變，這些患者就是被推薦使用Idhifa進(jìn)行治療的適宜人群。

       2018年7月20日，F(xiàn)DA批準(zhǔn) Tibsovo (ivosidenib, Agios Pharmaceuticals, Inc.) 用于對可能攜帶IDH1突變的復(fù)發(fā)或難治性急性髓系白血病(AML)成人患者進(jìn)行治療。與之匹配的伴隨診斷試劑是同日獲批的Abbott RealTime IDH1 Assay。

       2019年5月2日，F(xiàn)DA又進(jìn)一步批準(zhǔn)了Tibsovo (ivosidenib, Agios Pharmaceuticals, Inc.) 用于治療至少75歲或其共患病排除使用強(qiáng)化誘導(dǎo)化療方法進(jìn)行治療、新診斷出可能攜帶IDH1突變的復(fù)發(fā)或難治性急性髓系白血病(AML)患者。

       以上所配套的伴隨診斷試劑都是Abbott公司的產(chǎn)品，分別為Abbott RealTime IDH2 Assay和Abbott RealTime IDH1 Assay。Abbott RealTime IDH2 Assay是一款可在Abbott m2000rt 系統(tǒng)上運行的PCR產(chǎn)品，可用于對編碼IDH2的9種單核苷酸突變（SNVs）進(jìn)行定性檢測（(R140Q, R140L, R140G, R140W, R172K, R172M, R172G, R172S和R172W），待測DNA可提取自血液（EDTA）或骨髓（EDTA）。Abbott RealTime IDH1 Assay的區(qū)別在于其能夠檢測編碼IDH1 R132的5種單核苷酸突變（SNVs)（(R132C, R132H, R132G, R132S和R132L）。

       泛生子在IDH的解決方案

       國內(nèi)首款NMPA獲批IDH試劑盒（PCR法）

       2018年，NMPA批準(zhǔn)了泛生子的人IDH1基因突變檢測試劑盒（PCR-熒光探針法）（國械注準(zhǔn)20173401602）用于定性檢測膠質(zhì)瘤患者的中性甲醛固定、石蠟包埋的膠質(zhì)瘤組織樣本的IDH1（異檸檬酸脫氫酶1）基因突變（R132HCGT>CAT）。此Aassy是國內(nèi)首款獲批適應(yīng)癥為膠質(zhì)瘤的IDH檢測試劑盒，該試劑盒不僅是泛生子將科研技術(shù)進(jìn)行臨床轉(zhuǎn)化的一項重要成果，也是泛生子深入推進(jìn)“服務(wù)+產(chǎn)品”模式的重要體現(xiàn)，其獲批為臨床的膠質(zhì)瘤病理分型提供了重要指導(dǎo)和參考。

       IDH1基因檢測試劑盒采用ARMS-qPCR（突變阻滯擴(kuò)增系統(tǒng)-聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)）技術(shù)，基于實時熒光PCR平臺，結(jié)合特異性引物和Taqman探針（熒光標(biāo)記探針）兩種技術(shù)。該試劑盒的主要優(yōu)勢體現(xiàn)如下

       1、靈敏度高

       可以檢測到10ng/μL DNA樣品中低至1%的基因突變。

       2、操作便利

       熒光定量PCR操作方法標(biāo)準(zhǔn)化，一次上機(jī)可檢測多達(dá)90個樣品，檢測時間約為1個小時。全封閉體系，減少污染的可能性。

       3、結(jié)果判讀簡便

       檢測結(jié)果客觀數(shù)據(jù)化，無需肉眼主觀性判定，簡便易行。

       基于NGS平臺的拓展解決方案

       以Agios和Celgene公司開發(fā)的Vorasidenib為例，我們可以注意到新的IDH抑制劑已經(jīng)在朝著多靶點、多適應(yīng)癥的趨勢發(fā)展。能夠同時檢測IDH1和IDH2，甚至包括更多其他潛在靶點的需求也應(yīng)運而生，而以高通量、準(zhǔn)確、快速為優(yōu)勢點的NGS技術(shù)能夠很好的滿足這一場景的需求，泛生子目前面向臨床端推廣的多款NGS panel均涵蓋IDH1/2靶點及腫瘤信號通路相關(guān)重要基因，可用于提供實體瘤、血液腫瘤分型、預(yù)后、用藥等多維指導(dǎo)。

       IDH靶點伴隨診斷注冊策略及建議

       近些年 ，國內(nèi)外各大藥廠在IDH管線上的頻頻出手，也促使IDH1/2成為伴隨診斷的熱門靶點。此前FDA批準(zhǔn)的兩款雅培IDH1/2伴隨診斷試劑，采用的是與藥物同步開發(fā)和同步獲批的形式，其中對于藥效相關(guān)性的研究，以IDH2為例，雅培的伴隨診斷試劑與藥物IDHIFA同步開展了臨床試驗AG221-C-001，通過前瞻性地對受試者IDH突變狀態(tài)進(jìn)行篩選入組，或回顧性地對其他檢測入組樣本進(jìn)行確認(rèn)，評價了199例IDH2突變患者在接受100mg/天劑量IDHIFA治療后完全緩解（CR）人數(shù)所占的比例，最終證實了患者獲益。

       從上述獲批案例中，我們不難看到要驗證一款I(lǐng)DH伴隨診斷試劑所要完成的工作，既包含全面的分析性能驗證，涉及的內(nèi)容可能包括最低檢出線（LOD）、樣本起始量、交叉反應(yīng)、內(nèi)/外源干擾物質(zhì)、精密度、重現(xiàn)性，以及其他金標(biāo)準(zhǔn)或公認(rèn)方法的相互比較等系列試驗，又包含藥物療效的關(guān)聯(lián)研究。前者需要IVD生產(chǎn)企業(yè)能夠?qū)Π殡S診斷產(chǎn)品的檢測性能擁有深后的研發(fā)與改進(jìn)能力，后者則要求IVD生產(chǎn)企業(yè)擁有更多的行業(yè)運營綜合能力，包括與外部制藥企業(yè)的合作、在各種臨床場景（包括真實世界數(shù)據(jù)）下驗證伴隨診斷產(chǎn)品臨床有效性，最終才能夠獲得藥監(jiān)部門的批準(zhǔn)。泛生子目前針對IDH1/2靶點已具備完善的多平臺解決方案，我們愿同藥企合作伙伴一起努力，共同加速推進(jìn)靶向IDH藥物的臨床試驗進(jìn)展，早日為廣大患者迎來用藥治療及獲益機(jī)會！