IDH靶點(diǎn)概述

       異檸檬酸脫氫酶（Isocitrate dehydrogenase，IDH）是人體內三羧酸循環(huán)中細胞呼吸所需的關(guān)鍵酶，有IDH1，IDH2和IDH3三種異構酶形式，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IDH3突變并不常見(jiàn)，結構上，IDH1和IDH2是結構高度相似的同工異構酶，其在細胞內均以同源二聚體的形式存在，同源二聚體的每個(gè)亞基均有一個(gè)活性中心，而IDH3是一個(gè)異源四聚體結構。

       IDH靶點(diǎn)與腫瘤的關(guān)系

       IDH1和IDH2兩個(gè)基因的熱點(diǎn)突變最早由閻海教授及其合作伙伴在成人膠質(zhì)母細胞瘤（一種惡性腦腫瘤）患者中發(fā)現，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胞性白血?。ˋML）、肝內膽管癌、軟骨肉瘤、甲狀腺癌、前列腺癌、副神經(jīng)節瘤以及黑色素瘤等在內的眾多癌癥中被發(fā)現。2016年IDH1/2被寫(xiě)入《WHO中樞神經(jīng)系統腫瘤分類(lèi)》指南，這是人類(lèi)歷史上第一次將分子分型作為腦腫瘤診斷的金標準。IDH1/2 突變對應 WHO 分型有一定的分布規律,主要分布在 II~III 級少突膠質(zhì)瘤(69.2%)、星形細胞瘤 (79.8%)、少突星形細胞瘤(75.5%) 和 IV 級繼發(fā)性膠質(zhì)母細胞瘤(>50%)中, 而在原發(fā)性膠質(zhì)母細胞瘤(<5%)和兒童膠質(zhì)母細胞瘤中卻少見(jiàn)。2018年，閻海教授帶領(lǐng)團隊首次通過(guò)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準或有望得以進(jìn)一步更新。

       在血癌研究領(lǐng)域，在大多數成人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A(yíng)ML中的潛在效果已在多項體外及體內的臨床前研究中得到證實(shí)。2017年8月，FDA批準了新基和Agios的IDH2抑制劑enasidenib (商品名Idhifa，曾用名AG-221)，用于治療IDH2變異、復發(fā)難治型AML，同時(shí)批準了雅培的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(lái)野生型IDH1/2的產(chǎn)物α-酮戊二酸（αKG）在胞漿/線(xiàn)粒體中轉化為致癌代謝物2-羥基戊二酸(2HG)。2HG能夠胞漿/細胞核中競爭性地抑制α-酮戊二酸依賴(lài)的二氧酶。2HG介導的10-11易位（TET）酶和組蛋白賴(lài)氨酸脫甲基酶（KDM）活性抑制分別導致了全細胞對于DNA和組蛋白的表觀(guān)遺傳學(xué)修飾，進(jìn)而導致了過(guò)甲基化表型。對丙酰羥化酶和賴(lài)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)行穩定。此外，負責修復DNA氧化損傷的ALKBH，也會(huì )收到2HG的抑制。

       IDH全球臨床試驗開(kāi)展情況

       IDH抑制劑通過(guò)作用于腫瘤細胞中的IDH突變位點(diǎn)，使體內致癌代謝物2HG減少，從而誘導組蛋白去甲基化，達到抑制腫瘤發(fā)展的效果。IDH抑制劑根據作用靶點(diǎn)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(kāi)展，其主要作用靶點(diǎn)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(shí)驗中，100mg/天給藥量的總反應率為38.5%（42/109），完全緩解率為20.2（22/109）。給藥結果導致了D2HG水平的有效抑制。同樣來(lái)源自Agios制藥公司的AGI-5198，又稱(chēng)為AG-120（ivosidenib），能夠降低膠質(zhì)瘤細胞內的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)瘤細胞。該藥物于2014年開(kāi)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8.2個(gè)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，FDA批準Idhifa (enasidenib，Celgene Corp.)用于對攜帶有特定基因突變的復發(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(shí)，該藥物也被批準與能夠檢測AML患者IDH2基因突變的RealTime IDH2伴隨診斷試劑盒同時(shí)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，FDA批準 Tibsovo (ivosidenib, Agios Pharmaceuticals, Inc.) 用于對可能攜帶IDH1突變的復發(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，FDA又進(jìn)一步批準了Tibsovo (ivosidenib, Agios Pharmaceuticals, Inc.) 用于治療至少75歲或其共患病排除使用強化誘導化療方法進(jìn)行治療、新診斷出可能攜帶IDH1突變的復發(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A(yíng)bbott m2000rt 系統上運行的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

       國內首款NMPA獲批IDH試劑盒（PCR法）

       2018年，NMPA批準了泛生子的人IDH1基因突變檢測試劑盒（PCR-熒光探針?lè )ǎ▏底?0173401602）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是國內首款獲批適應癥為膠質(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，其獲批為臨床的膠質(zhì)瘤病理分型提供了重要指導和參考。

       IDH1基因檢測試劑盒采用ARMS-qPCR（突變阻滯擴增系統-聚酶鏈式反應）技術(shù)，基于實(shí)時(shí)熒光PCR平臺，結合特異性引物和Taqman探針（熒光標記探針）兩種技術(shù)。該試劑盒的主要優(yōu)勢體現如下

       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操作方法標準化，一次上機可檢測多達90個(gè)樣品，檢測時(shí)間約為1個(gè)小時(shí)。全封閉體系，減少污染的可能性。

       3、結果判讀簡(jiǎn)便

       檢測結果客觀(guān)數據化，無(wú)需肉眼主觀(guān)性判定，簡(jiǎn)便易行。

       基于NGS平臺的拓展解決方案

       以Agios和Celgene公司開(kāi)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(zhù)多靶點(diǎn)、多適應癥的趨勢發(fā)展。能夠同時(shí)檢測IDH1和IDH2，甚至包括更多其他潛在靶點(diǎn)的需求也應運而生，而以高通量、準確、快速為優(yōu)勢點(diǎn)的NGS技術(shù)能夠很好的滿(mǎn)足這一場(chǎng)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(diǎn)及腫瘤信號通路相關(guān)重要基因，可用于提供實(shí)體瘤、血液腫瘤分型、預后、用藥等多維指導。

       IDH靶點(diǎn)伴隨診斷注冊策略及建議

       近些年 ，國內外各大藥廠(chǎng)在IDH管線(xiàn)上的頻頻出手，也促使IDH1/2成為伴隨診斷的熱門(mén)靶點(diǎn)。此前FDA批準的兩款雅培IDH1/2伴隨診斷試劑，采用的是與藥物同步開(kāi)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(kāi)展了臨床試驗AG221-C-001，通過(guò)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，評價(jià)了199例IDH2突變患者在接受100mg/天劑量IDHIFA治療后完全緩解（CR）人數所占的比例，最終證實(shí)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，涉及的內容可能包括最低檢出線(xiàn)（LOD）、樣本起始量、交叉反應、內/外源干擾物質(zhì)、精密度、重現性，以及其他金標準或公認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)能夠對伴隨診斷產(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(yíng)綜合能力，包括與外部制藥企業(yè)的合作、在各種臨床場(chǎng)景（包括真實(shí)世界數據）下驗證伴隨診斷產(chǎn)品臨床有效性，最終才能夠獲得藥監部門(mén)的批準。泛生子目前針對IDH1/2靶點(diǎn)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(lái)用藥治療及獲益機會(huì )！