選擇性CDK4/6抑制劑的研究進(jìn)展

張翼航，張艷敏，劉海春，何正大，陳亞?wèn)|

（中國(guó)藥科大學(xué)理學(xué)院，江蘇 南京 211198）

周 期 蛋 白 依 賴 性 激 酶（cyclin-dependent kinase，CDKs）是絲氨酸/ 蘇氨酸蛋白激酶家族成員之一，其對(duì)調(diào)控細(xì)胞周期進(jìn)程和細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄活性具有重要作用[1]。細(xì)胞周期調(diào)節(jié)異常會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞周期進(jìn)程和細(xì)胞增殖不受控制，進(jìn)而可導(dǎo)致惡性腫瘤的發(fā)生[2]。一直以來(lái)，CDKs都是臨床上治療惡性腫瘤的重要靶點(diǎn)。細(xì)胞周期蛋白依賴 性 激 酶4/6（cyclin-dependent kinase 4/6，CDK4/6）是調(diào)控細(xì)胞周期的關(guān)鍵激酶。新一代選擇性CDK4/6 抑制劑是迄今為止第一類也是唯一一類被批準(zhǔn)用于治療癌癥的高度特異性CDK 抑制劑。本文對(duì)采用選擇性CDK4/6 抑制劑治療惡性腫瘤的機(jī)制、目前獲美國(guó)食品與藥物管理局（food and drug administration，F(xiàn)DA）批準(zhǔn)上市的選擇性CDK4/6 抑制劑的應(yīng)用情況及其他選擇性CDK4/6 抑制劑研發(fā)的進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 選擇性CDK4/6 抑制劑的作用機(jī)制

CDKs 能與細(xì)胞周期素（cyclin）結(jié)合形成復(fù)合物，啟動(dòng)細(xì)胞周期轉(zhuǎn)變信號(hào)，促使細(xì)胞依次經(jīng)歷從G1期、S期、G2期到M 期的細(xì)胞周期過(guò)程。CDK4/6 作為重要的細(xì)胞周期信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子，能與cyclin D 家族的三種亞型結(jié)合形成cyclin D-CDK4/6 復(fù)合物，促使Rb 抑癌因子的磷酸化，釋放轉(zhuǎn)錄因子E2F，激活相關(guān)基因，促使細(xì)胞周期從G1期向S 期轉(zhuǎn)變，從而促進(jìn)DNA 的復(fù)制及細(xì)胞的增殖[1]。這一過(guò)程促進(jìn)了細(xì)胞周期必不可少的基因產(chǎn)物的轉(zhuǎn)錄，如CDK2 被cyclin E 激活，使Rb 進(jìn)一步磷酸化，形成正反饋回路，以啟動(dòng)超過(guò)細(xì)胞周期進(jìn)程限制的DNA 合成。在正常的細(xì)胞周期中，CDK4/6 可通過(guò)cyclin D-CDK4/6-INK4-Rb 信號(hào)通路調(diào)控細(xì)胞周期，從而控制細(xì)胞的增殖。引起細(xì)胞增殖失控的原因通常是編碼cyclin D 的基因擴(kuò)增，導(dǎo)致cyclin D 過(guò)表達(dá)及編碼p16 的CDKN2A 基因純合缺失，致使p16NK4A失活，從而導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞對(duì)CDK4/6 的依賴性增強(qiáng)[3]、激活信號(hào)傳導(dǎo)蛋白及上游生長(zhǎng)因子受體突變，導(dǎo)致cyclin D 的表達(dá)水平增加[4]。選擇性CDK4/6 抑制劑可通過(guò)與CDK4/6-ATP 結(jié)合，使cyclin D-CDK4/6 失活，從而抑制Rb 的磷酸化，使細(xì)胞周期阻滯在G1期[1]。選擇性CDK4/6 抑制劑還可通過(guò)調(diào)節(jié)有絲分裂激酶信號(hào)、誘導(dǎo)細(xì)胞衰老、改變腫瘤的微環(huán)境等發(fā)揮抗腫瘤的作用[4-5]。

2 選擇性CDK4/6 抑制劑的研究進(jìn)展

2.1 已在臨床上應(yīng)用的選擇性CDK4/6 抑制劑

目前獲美國(guó)FDA 批準(zhǔn)上市的四個(gè)選擇性CDK4/6抑制劑分別是Palbociclib、Ribociclib、Abemaciclib 和Trilaciclib[3,6-8]。這四個(gè)CDK4/6 抑制劑針對(duì)CDK 激酶的選擇性如表1 所示。Palbociclib 是第一個(gè)應(yīng)用于臨床上的口服生物利用度高、選擇性高的CDK4/6 抑制劑，其 僅 對(duì)CDK4/D1、CDK4/D3 和CDK6/D6 有 活 性。 該藥于2015 年獲批用于治療HMR 陽(yáng)性、Her2 陰性的絕經(jīng)后晚期乳腺癌。對(duì)Palbociclib 進(jìn)行單藥治療一期臨床試驗(yàn)表明，用此藥治療Rb 陽(yáng)性的晚期實(shí)體瘤、非霍奇金淋巴瘤和多發(fā)性骨髓瘤可取得良好的臨床療效，且患者對(duì)此藥的耐受性較高[9]。此外，Palbociclib 還可與EGFR 酪 氨 酸 激 酶 抑 制 劑（epidermal growth factor receptor -tyrosine kinase inhibitors，EGFR TKIs） 聯(lián)合應(yīng)用，以降低對(duì)EGFR-TKI 敏感和耐藥細(xì)胞系的增殖[10]。Ribociclib 于2017 年獲批可聯(lián)合來(lái)曲唑治療HR 陽(yáng)性、Her2 陰性的絕經(jīng)后晚期乳腺癌或轉(zhuǎn)移性乳腺癌。Abemaiclib 是選擇性最低的CDK4/6 抑制劑，可對(duì)DYRK、PIM、HIPK 和CAMK 激 酶 家 族（Ki＜10 nM）成員起到抑制作用。此藥也是CDK9 的有效抑制劑。Abemaiclib 對(duì)套細(xì)胞淋巴瘤、結(jié)腸癌、肺癌、膠質(zhì)母細(xì)胞瘤和急性髓性白血病患者腫瘤細(xì)胞的分化、增殖具有顯著的抑制作用[7]。Trilaciclib 為2021 年2 月獲批上市的注射用CDK4/6 抑制劑，用于預(yù)防小細(xì)胞肺癌患者進(jìn)行化療后發(fā)生骨髓抑制[8]。目前，關(guān)于采用Trilaciclib預(yù)防轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌患者進(jìn)行化療后發(fā)生骨髓抑制和治療三陰性乳腺癌（triple-negative breast cancer，TNBC）的試驗(yàn)已進(jìn)入臨床Ⅲ期。

表1 Palbociclib、Ribociclib、Abemaciclib 和Trilaciclib 對(duì)CDK 激酶的選擇性

2.2 選擇性CDK4/6 抑制劑的研發(fā)

近年來(lái)，一些醫(yī)藥企業(yè)基于選擇性CDK4/6 抑制劑的化學(xué)骨架研發(fā)了一系列的活性衍生物。Palbociclib 的吡啶-[2,3-d] 嘧啶-7- 酮結(jié)構(gòu)對(duì)CDK4/6 抑制劑的特異性和活性至關(guān)重要。Reddy 等[11]在吡啶并嘧啶骨架的2位C 上引入甲基哌嗪取代苯胺，并由H 取代5 位的甲基，由氰基取代6 位的乙酰基，在上述條件下研發(fā)的化合物被證明對(duì)于CDK4、CDK6、ARK5、FGFR1、PDGFR 和PI3K- 多種對(duì)腫瘤細(xì)胞有絲分裂起關(guān)鍵作用的激酶具有抑制活性。另一種選擇性CDK4/6 抑制劑的研發(fā)策略是基于Ribociclib 的吡咯并[2,3-d] 嘧啶骨架開發(fā)衍生物。Wang 等[12]采用甲磺酰基取代吡咯并嘧啶6 位的酰胺基，并保留對(duì)CDK4/6 的高選擇性（IC50為0.8 nM 和5.7），研發(fā)出對(duì)結(jié)腸癌細(xì)胞系Colo-205 和乳腺癌細(xì)胞系MCF-7的增殖具有抑制作用的化合物。Abemaciclib 的嘧啶苯并咪唑結(jié)構(gòu)同樣是研發(fā)選擇性CDK4/6 抑制劑的有效骨架。Wang 等[13]通過(guò)修飾咪唑環(huán)及引入二甲基環(huán)戊基研發(fā)的化合物對(duì)CDK4/6 具有較強(qiáng)的抑制活性（IC50為7.4 和0.9），對(duì)CDK1 的抑制具有良好的選擇性（IC50=2.67 ），且在MDB-MA-231 細(xì)胞活性測(cè)試中顯示出良好的抑制腫瘤細(xì)胞增殖的作用。G1T38 是基于三環(huán)內(nèi)酰胺骨架研發(fā)的口服類選擇性CDK4/6 抑制劑[14]，其與G1T28 結(jié)構(gòu)高度類似，區(qū)別僅為哌嗪環(huán)上與N 原子相連的甲基被異丙基取代。有學(xué)者進(jìn)行體內(nèi)試驗(yàn)觀察到G1T38 可抑制多種CDK4/6依賴性致瘤細(xì)胞系（包括乳腺腫瘤細(xì)胞、黑色素瘤細(xì)胞、淋巴瘤細(xì)胞等）的增殖，其良好的藥代動(dòng)力學(xué)特性可預(yù)防連續(xù)給藥引起骨髓抑制[14]。目前，聯(lián)合應(yīng)用G1T38 與Fulvestrant 治療HR 陽(yáng)性、Her2 陰性的局部晚期乳腺癌或轉(zhuǎn)移性乳腺癌的試驗(yàn)正處于臨床Ⅰ期/Ⅱ期。

3 結(jié)語(yǔ)

選擇性CDK4/6 抑制劑因具有靶向CyclinD-CDK4/6-INK4-Rb 通路異常的有效性和較第一代、第二代CDK 抑制劑的不良反應(yīng)較微等優(yōu)點(diǎn)正受到越來(lái)越多的關(guān)注。但腫瘤細(xì)胞對(duì)此類藥物的耐藥性可在一定程度上影響其療效。有報(bào)道稱，將選擇性CDK4/6 抑制劑與現(xiàn)有的內(nèi)分泌療法及上游和下游信號(hào)分子抑制劑聯(lián)合使用，能降低腫瘤細(xì)胞對(duì)選擇性CDK4/6 抑制劑的耐藥性[15]。近期的研究表明，pan-ERBB 抑制劑與選擇性CDK4/6 抑制劑聯(lián)合使用能協(xié)同抑制食管鱗狀細(xì)胞癌[16]。聯(lián)合抑制CDK2 和CDK4/6 的表達(dá)可能克服CDK4/6 抑制劑的cyclin E 相關(guān)耐藥性，開發(fā)靶向CDK2/4/6 的多靶點(diǎn)選擇性CDK 抑制劑有望成為抗腫瘤小分子抑制劑研發(fā)的新策略[17]。