第三代EGFR抑制劑研究進(jìn)展

孔月月，饒國(guó)武

（浙江工業(yè)大學(xué)藥學(xué)院，浙江 杭州 310014）

0 前言

EGFR是細(xì)胞膜表面的表皮生長(zhǎng)因子受體，具有酪氨酸激酶（tyrosine kinase，TK）活性，EGFR在調(diào)控細(xì)胞的增殖、分化及凋亡占據(jù)重要的角色。通過(guò)抑制蛋白酪氨酸激酶的活性表達(dá)，可以有效抑制腫瘤的生長(zhǎng)和增殖[1-2]。EGFR靶點(diǎn)成為近幾年來(lái)研究的熱點(diǎn)。迄今為止，美國(guó)食品藥品管理局（FDA）分別在2003年和2004年批準(zhǔn)了第一代EGFR靶向酪氨酸激酶抑制劑（TKIs）吉非替尼和厄洛替尼，第一代EGFR抑制劑的早期結(jié)果是令人振奮的，大多數(shù)具有活化突變的NSCLC患者早期治療效果良好[3-4]。不幸的是，患者在幾個(gè)月內(nèi)產(chǎn)生了對(duì)第一代EGFR TKIs治療的耐藥性。獲得性耐藥性最常見的機(jī)制是外顯子20中的次級(jí)T790M（蘇氨酸替代甲硫氨酸）把控點(diǎn)突變[5]。

為了克服對(duì)第一代TKI獲得性耐藥性的問(wèn)題，目前已經(jīng)開發(fā)了幾種第二代EGFR TKI。這些不可逆的EGFR TKI有可與EGFR的ATP結(jié)合裂隙中的Cys797的巰基形成共價(jià)鍵的邁克爾受體部分，由此增加抑制效力。第二代EGFR在治療過(guò)程中逐漸出現(xiàn)了野生型的EGFR T790M靶點(diǎn)，進(jìn)而對(duì)第二代TKI產(chǎn)生了耐藥性[6-7]。

為了克服上述問(wèn)題第三代EGFR抑制劑逐漸被開發(fā)出來(lái)，下面對(duì)近兩年來(lái)已經(jīng)上市（或臨床）的第三代EGFR抑制劑和具有成藥潛力的活性小分子進(jìn)行總結(jié)。

1 已上市 （或臨床）的第三代EGFR抑制劑

在臨床治療中靶點(diǎn)EGFR T790M產(chǎn)生了野生型突變和對(duì)第二代不可逆EGFR抑制劑的耐藥，在臨床用藥上不得不加大用量達(dá)到藥物作用的有效濃度，在加大藥量的同時(shí)人體產(chǎn)生了嚴(yán)重的毒副反應(yīng)，鑒于此針對(duì)耐藥性和野生型EGFR T790M開發(fā)了高效低毒的第三代EGFR抑制劑。

1.1 Osimertinib

Osimertinib是由阿斯利康公司生產(chǎn)上市的藥物，2015年11月，經(jīng)優(yōu)先審查后，美國(guó)FDA加速批準(zhǔn)奧希替尼用于治療轉(zhuǎn)移性表皮生長(zhǎng)因子受體 （EGFR）T790M突變陽(yáng)性的非小細(xì)胞肺癌（NSCLC）。

Osimertinib是一種單苯胺基嘧啶化合物 （化合物1，F(xiàn)igure 1）。Osimertinib通過(guò)與EGFR激酶的ATP結(jié)合位點(diǎn)中的半胱氨酸-797殘基形成不可逆共價(jià)鍵而產(chǎn)生作用。該化合物是不可逆的突變型選擇性EGFR TKI（外顯子19缺失EGFR IC50=12.92 nM，L858R/T790M EGFR IC50=11.44 nM，野生型EGFR IC50=493.8 nM）。它是目前唯一批準(zhǔn)的適用于轉(zhuǎn)移性EGFR T790M突變陽(yáng)性非小細(xì)胞肺癌患者[8-9]的EGFR TKI。

Figure1 已上市（或臨床）的第三代EGFR抑制劑

1.2 Olmutinib

Olmutinib（化合物 2，F(xiàn)igure 1）于 2016 年 5月獲得韓國(guó)食品藥品安全部（MFDS）批準(zhǔn)[10-11]，它最初是由Hanmi發(fā)現(xiàn)的，然后授權(quán)給勃林格殷格翰的開發(fā)和全球商業(yè)化權(quán)利。它用于治療局部晚期或轉(zhuǎn)移性表皮生長(zhǎng)因子受體（EGFR）T790M突變陽(yáng)性非小細(xì)胞肺癌[12]。

Olmutinib是一種不可逆激酶抑制劑，與突變型EGFR激酶結(jié)構(gòu)域附近的半胱氨酸殘基共價(jià)結(jié)合。HM61713在細(xì)胞系 H1975（L858R和T790M）和 HCC827（外顯子 19缺失）[13-16]中引起有效抑制。HM61713對(duì)攜帶野生型EGFR的NSCLC細(xì)胞系 H358具有低效力（GI50為 2225 nM）[8-9]。在用H1975和HCC827異種移植模型的體內(nèi)研究中，HM61713對(duì)腫瘤具有抑制生長(zhǎng)作用而沒(méi)有顯示任何副作用[8-9]。

1.3 Nazartinib

Nazartinib（化合物 3， Figure 1）是由諾華公司研發(fā)的處于臨床Ⅱ期的口服不可逆的第三代突變選擇性表皮生長(zhǎng)因子受體（EGFR）抑制劑[17]。

Nazartinib共價(jià)結(jié)合并抑制突變形式的EGFR（包括T790M EGFR突變體）的活性，從而阻止EGFR介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)[18]。EGF816優(yōu)先抑制突變形式的EGFR，包括T790M（二次獲得性耐藥突變），與其他EGFR酪氨酸激酶抑制劑相比，可能對(duì)T790M介導(dǎo)的耐藥腫瘤有治療作用[19]。

1.4 Brigatinib

Brigatinib（化合物4，F(xiàn)igure 1）是一種口服藥物，是選擇性的雙ALK/EGFR抑制劑。Brigatinib結(jié)合并抑制ALK激酶和ALK融合蛋白以及EGFR和突變形式[20]，這將破壞它們的信號(hào)傳導(dǎo)途徑，從而抑制ALK激酶和EGFR激酶，并最終抑制易感腫瘤細(xì)胞中的腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)[21-22]。Brigatinib已由美國(guó)Ariad（現(xiàn)該公司已被日本武田藥品株式會(huì)社收購(gòu)）提交，用于治療對(duì)克唑替尼耐藥的間變性淋巴瘤激酶（ALK）陽(yáng)性局部晚期或轉(zhuǎn)移性非小細(xì)胞肺癌（NSCLC）患者[23]。此藥物在正處于Ⅰ/Ⅱ期臨床試驗(yàn)階段，因試驗(yàn)結(jié)果顯示出較有前景的治療效果，F(xiàn)DA授予其突破性治療地位。該公司正在尋求FDA加速批準(zhǔn)brigatinib，并計(jì)劃要求對(duì)申請(qǐng)進(jìn)行優(yōu)先審查。

1.5 Naquotinib

Naquotinib（化合物5，F(xiàn)igure 1）是由Astellas公司開發(fā)的處于臨床Ⅱ期的第三代不可逆EGFR小分子抑制劑。通過(guò)質(zhì)譜發(fā)現(xiàn)Naquotinib通過(guò)與突變體EGFR（L858R/T790M）的激酶結(jié)構(gòu)域中的半胱氨酸殘基797共價(jià)結(jié)合，長(zhǎng)效抑制EGFR磷酸化達(dá)24 h。在體外酶促和基于細(xì)胞的測(cè)定中，針對(duì)EGFR突變體（L858R，外顯子19缺失，L858R/T790M和 del19/T790M）和 WT EGFR來(lái)評(píng)估Naquotinib。結(jié)果顯示，在攜帶上述EGFR突變的 NSCLC細(xì)胞系中，Naquotinib對(duì)EGFR突變體的 IC50值為 8～33 nM，比對(duì) WT EGFR抑制作用更強(qiáng)（IC50值為230 nM）[24]。值得關(guān)注的是Naquotinib對(duì)于在用其他EGFR TKIs包括AZD9291和CO1686用藥中出現(xiàn)耐藥的患者具有作用效果。

1.6 其他第三代EGFR抑制劑

除了上述介紹的幾種小分子藥物，還有一些在臨床試驗(yàn)中被終止的小分子藥物。Rociletinib（化合物6，F(xiàn)igure 1）又名CO1686，由阿維拉治療學(xué)和發(fā)起人和克洛維斯腫瘤學(xué)聯(lián)合開發(fā)，在2016年4月臨床Ⅱ/Ⅲ期臨床試驗(yàn)階段被美國(guó)FDA駁回。WZ4002（化合物 7，F(xiàn)igure 1）是具有突破性進(jìn)展的第三代EGFR小分子抑制劑。但由于化合物的專利歸屬問(wèn)題使其在臨床研究中停滯。

2 具有成藥潛力的第三代EGFR抑制劑

2016年，Hao等人[25]基于先前報(bào)道的不可逆EGFR抑制劑（化合物8，F(xiàn)igure 2）并根據(jù)其結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，結(jié)合分析其結(jié)合模型并比較T790M突變體和野生型 （WT）EGFR激酶之間的關(guān)守口袋的差異來(lái)對(duì)化合物8進(jìn)行改造。在這些結(jié)果的指導(dǎo)下，發(fā)現(xiàn)了一種新型的6，7-二氧代-6，7-二氫蝶啶骨架，并且在N5-位進(jìn)行疏水修飾以增強(qiáng)非極性接觸并提高突變選擇性和對(duì)WT（EGFR）的抑制作用。最后，確定了最具代表性的化合物9（化合物 9，F(xiàn)igure 2）。 其合成如圖（Scheme 1）。 化合物9對(duì)H1975癌細(xì)胞表現(xiàn)出強(qiáng)烈的抗增殖活性，而對(duì)A431癌細(xì)胞的作用不明顯。化合物9的進(jìn)一步體內(nèi)抗腫瘤效力評(píng)估表明，通過(guò)以50 mg/kg-1d-1劑量對(duì)H1975NSCLC異種移植小鼠口服給藥14天，其結(jié)果顯示化合物9能明顯抑制小鼠模型中的腫瘤生長(zhǎng)。由于化合物9具有良好的選擇性和體內(nèi)抗腫瘤作用，它極有可能被用作進(jìn)一步發(fā)展為一種可以克服EGFR耐藥突變的先導(dǎo)化合物。

2017年，Song等人[26]使用由具有嗎啉官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)修飾的二苯基嘧啶衍生物（Mor-DPPYs）組成的潛在的新EGFR T790M抑制劑來(lái)改善吉非替尼抗性的非小細(xì)胞肺癌（NSCLC）治療的活性和選擇性。最有希望的抑制劑化合物10（化合物10，F(xiàn)igure 2），不僅顯示出高活性EGFR T790M/L858R激酶（IC50=0.71 nM），而且還能夠抑制攜帶EGFRT790M突變的H1975細(xì)胞的復(fù)制。其合成如圖（Scheme 2）。總的來(lái)說(shuō)，這一發(fā)現(xiàn)為進(jìn)一步開發(fā)抗NSCLC藥物提供了新的有前景的先導(dǎo)化合物。

Figure2 具有成藥潛力的第三代EGFR抑制劑

Scheme1

Scheme2

2017年，Tomassi等人[27]通過(guò)分子模擬分析化合物與蛋白質(zhì)空腔的結(jié)合模式設(shè)計(jì)了獨(dú)特氨基吡唑類化合物。并獲得了15個(gè)能有效抑制EGFR耐藥突變變體同時(shí)對(duì)野生型有選擇性的衍生物。其中化合物11（化合物11，F(xiàn)igure 2）顯示對(duì)H1975細(xì)胞存活力的有效抑制，EC50為694 nM，并且對(duì)HCC827細(xì)胞也有活性EC50為459 nM。此外，通過(guò)蛋白質(zhì)印跡分析這些抑制劑也顯示出抑制激酶磷酸化的作用。其合成如圖（Scheme 3）?？傊?，新型的選擇性吲唑基耐藥EGFRL858R/T790M抑制劑被開發(fā)出來(lái)，并顯示出強(qiáng)的抑制作用，它極有可能被用作進(jìn)一步發(fā)展為一種可以克服EGFR耐藥突變的先導(dǎo)化合物。

2017 年，Yu 等人[28]進(jìn)行吡啶并[2，3-d]嘧啶-7-酮的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，合成一系列具有改善的藥代動(dòng)力學(xué)性質(zhì)的新的選擇性EGFR T790M抑制劑。其中最有希望的是化合物12（化合物12，F(xiàn)igure 2），能夠有效地抑制EGFR L858R/T790M激酶并抑制H1975細(xì)胞的增殖，其IC50值分別為2.0 nM和40 nM。化合物12劑量依賴性地誘導(dǎo)細(xì)胞減少EGFR的磷酸化和NCI-H1975細(xì)胞中ERK的下游活化。并且口服生物利用度值為16%。其合成如圖（Scheme 4）化合物12可以發(fā)展為有希望的先導(dǎo)化合物，以克服獲得的非小細(xì)胞肺癌（NSCLC）患者的抗性。

Scheme4

2017年，Zhang等人[29]基于市售AZD9291與EGFR T790M的建模結(jié)合模式，設(shè)計(jì)并合成了一系列 5，6-二氫-4H-吡咯并 [3，2，1-ij] 喹啉衍生物，目的是克服T790M/L858R雙重突變引起的耐藥性。最有效的化合物13（化合物13，F(xiàn)igure 2）對(duì)于單L858R突變和雙重T790M/L858R突變型EGFR顯示出優(yōu)異的酶抑制活性和選擇性，IC50值亞納摩爾級(jí)，并且對(duì)野生型EGFR具有超過(guò)8倍的選擇性?；衔?3表現(xiàn)出良好的微粒體穩(wěn)定性和藥代動(dòng)力學(xué)性質(zhì)，并且對(duì)hERG離子通道的結(jié)合親和力低于AZD9291，并且對(duì)攜帶T790M/L858R的非小細(xì)胞肺癌 （NSCLC）細(xì)胞H1975顯示出強(qiáng)抗增殖活性，在人NSCLC（H1975）異種移植小鼠模型中表現(xiàn)出體內(nèi)抗癌效力。其合成如圖（Scheme 5）。

3 總結(jié)

自第一代EGFR抑制劑吉非替尼和厄洛替尼2002年獲準(zhǔn)用于治療NSCLC疾病，2004年分別推出了一些更有效的抗EGFR藥物。然而，這些藥物在約50%的臨床治療患者中產(chǎn)生了抵抗，單一T790M點(diǎn)突變?cè)贓GFR在第一代重復(fù)治療后出現(xiàn)耐藥，使這些藥物失去重大有效治療NSCLC疾病。因此，尋找對(duì)突變EGFR T790M特別有效的藥物仍然很緊急。最近，大量的小分子，包括新型臨床候選藥物羅西替尼，osimertinib和HM81713，已被發(fā)現(xiàn)強(qiáng)力抑制EGFR T790M突變激酶。特別是羅西替尼和osimertinib，代表了領(lǐng)先的臨床開發(fā)中的第三代不可逆EGFR抑制劑。希望它們的批準(zhǔn)將為患者的治療提供重大突破EGFR T790M突變的NSCLC。更令人興奮的是，持續(xù)專注于這一領(lǐng)域的努力也產(chǎn)生了一些甚至更多的選擇性抑制劑。然而在尋找更加有效，更加有選擇性的抑制劑還有很長(zhǎng)的道路要走。

Scheme5