急性骨髓性白血病（AML）是一种侵袭性、异质性的恶性肿瘤。化疗时疾病复发或不适合积极诱导疗法的AML患者，治疗选择有限。许多患者从venetoclax（BCL2i）和低甲基化剂（HMA）的组合中受益，但这种方案很少能治愈。增加新的药物可以为复发/难治的病人提供更好的益处。
为了确定这样的方案，我们用venetoclax和新型靶向药物的组合筛选了10个AML细胞系。所用药物跨越了多种作用机制（如DNA损伤反应、激酶信号、促凋亡药物），并且都处于早期临床开发阶段。细胞被处理72小时后，用CellTiter-Glo评估其生存能力。在几个对venetoclax不敏感或部分敏感的细胞系（OCI-AML3、KG1a、MonoMac6、THP1）中，与MCL1（AZD5991）、AURKB（AZD2811）和BRD4（AZD5153）的抑制剂组合显示出协同活性（Loewe协同得分>5，生长抑制>180%）。
我们接下来询问这些组合在AML的患者来源异种移植（PDX）模型中是否有活性。我们使用HS-5骨髓基质细胞系建立了一个体外共培养试验。从小鼠脾脏中分离出AML PDX细胞，并在96孔格式中与HS-5细胞直接共培养或在HS-5衍生的条件培养基中培养。用每种单药的三个剂量和固定比例组合的三个剂量来处理细胞。使用不同天的单个小鼠的细胞进行重复筛选，确认数据在移植了相同PDX的动物之间是可重复的（r2=0.687）。条件培养基和直接共培养试验之间的药物反应相似（r2=0.81）。
Venetoclax的敏感性在不同的PDX体外模型中有所不同。值得注意的是，筛选出的2/5 PDX模型（DFAM-68555和DFAM-10360）对venetoclax和venetoclax+5-azacytidine（HMA）的体内组合都不敏感。这两个模型都是由未经治疗的/1L患者建立的，并携带有TP53突变。在DFAM-10360模型中，联合治疗并没有比venetoclax单药治疗增加额外的益处。然而，在DFAM-68555中，AZD5153、AZD5991和AZD2811显示出比venetoclax单药更强的活性（分别比venetoclax单药的存活率下降67%、54%和67%和26%）。由于联合策略可能对venetoclax后难治或复发的患者影响最大，我们选择了这种对venetoclax不敏感的模型来优先考虑体内的治疗。
为了证实这些发现的可转化性，我们设计了一个使用DFAM-68555的试点体内研究。当外周血病变达到~5%（通过流式细胞仪检测hCD45+hCD33+细胞）时，小鼠随机接受载体、venetoclax+HMA或venetoclax+AZD5153。用药两周后，牺牲动物以评估骨髓（胸骨）、脾脏和外周血的疾病负担。该模型在体内对venetoclax + HMA仍然不敏感。与药物相比，AZD5153与venetoclax的联合使用降低了血液和脾脏中的疾病负担（流式细胞仪测定的hCD45+CD33+细胞比例分别为30%和42%，与70%和95%相比），通过免疫组化在骨中看到类似的疗效。
最后，我们在体内对venetoclax耐药或仅有部分反应的其他侵袭性AML PDX模型中筛选了这些venetoclax组合。在骨髓中，将AZD2811NP和AZD5991加入venetoclax比单独使用venetoclax和venetoclax+HMA更有效。最活跃的组合因模型不同而不同。目前正在进行其他模型的疗效筛选，以进一步建立从体外到体内的转化，并优先开发特定组合。正在进行的还有这些PDXs的基因组和转录组分析，以确定组合活性的潜在预测性生物标志物。
总之，我们开发了一个体外筛选平台，在临床相关模型中测试临床上可操作的组合的活性。利用这个平台和随后的体内疗效，我们发现venetoclax组合跨越多种机制（促凋亡、细胞周期调节、转录调节、DNA损伤反应），在venetoclax不敏感的模型中有活性。这些结果表明，在临床上对AML患者有潜在的治疗方案可以探索。
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