第三代EGFR抑制劑研究進展

孔月月，饒國武

（浙江工業大學藥學院，浙江 杭州 310014）

0 前言

EGFR是細胞膜表面的表皮生長因子受體，具有酪氨酸激酶（tyrosine kinase，TK）活性，EGFR在調控細胞的增殖、分化及凋亡占據重要的角色。通過抑制蛋白酪氨酸激酶的活性表達，可以有效抑制腫瘤的生長和增殖[1-2]。EGFR靶點成為近幾年來研究的熱點。迄今為止，美國食品藥品管理局（FDA）分別在2003年和2004年批準了第一代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抑制劑的早期結果是令人振奮的，大多數具有活化突變的NSCLC患者早期治療效果良好[3-4]。不幸的是，患者在幾個月內產生了對第一代EGFR TKIs治療的耐藥性。獲得性耐藥性最常見的機制是外顯子20中的次級T790M（蘇氨酸替代甲硫氨酸）把控點突變[5]。

為了克服對第一代TKI獲得性耐藥性的問題，目前已經開發了幾種第二代EGFR TKI。這些不可逆的EGFR TKI有可與EGFR的ATP結合裂隙中的Cys797的巰基形成共價鍵的邁克爾受體部分，由此增加抑制效力。第二代EGFR在治療過程中逐漸出現了野生型的EGFR T790M靶點，進而對第二代TKI產生了耐藥性[6-7]。

為了克服上述問題第三代EGFR抑制劑逐漸被開發出來，下面對近兩年來已經上市（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行總結。

1 已上市 （或臨床）的第三代EGFR抑制劑

在臨床治療中靶點EGFR T790M產生了野生型突變和對第二代不可逆EGFR抑制劑的耐藥，在臨床用藥上不得不加大用量達到藥物作用的有效濃度，在加大藥量的同時人體產生了嚴重的毒副反應，鑒于此針對耐藥性和野生型EGFR T790M開發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上市的藥物，2015年11月，經優先審查后，美國FDA加速批準奧希替尼用于治療轉移性表皮生長因子受體 （EGFR）T790M突變陽性的非小細胞肺癌（NSCLC）。

Osimertinib是一種單苯胺基嘧啶化合物 （化合物1，Figure 1）。Osimertinib通過與EGFR激酶的ATP結合位點中的半胱氨酸-797殘基形成不可逆共價鍵而產生作用。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）。它是目前唯一批準的適用于轉移性EGFR T790M突變陽性非小細胞肺癌患者[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，Figure 1）于 2016 年 5月獲得韓國食品藥品安全部（MFDS）批準[10-11]，它最初是由Hanmi發現的，然后授權給勃林格殷格翰的開發和全球商業化權利。它用于治療局部晚期或轉移性表皮生長因子受體（EGFR）T790M突變陽性非小細胞肺癌[12]。

Olmutinib是一種不可逆激酶抑制劑，與突變型EGFR激酶結構域附近的半胱氨酸殘基共價結合。HM61713在細胞系 H1975（L858R和T790M）和 HCC827（外顯子 19缺失）[13-16]中引起有效抑制。HM61713對攜帶野生型EGFR的NSCLC細胞系 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研究中，HM61713對腫瘤具有抑制生長作用而沒有顯示任何副作用[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因子受體（EGFR）抑制劑[17]。

Nazartinib共價結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介導的信號轉導[18]。EGF816優先抑制突變形式的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T790M介導的耐藥腫瘤有治療作用[19]。

1.4 Brigatinib

Brigatinib（化合物4，Figure 1）是一種口服藥物，是選擇性的雙ALK/EGFR抑制劑。Brigatinib結合并抑制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傳導途徑，從而抑制ALK激酶和EGFR激酶，并最終抑制易感腫瘤細胞中的腫瘤細胞生長[21-22]。Brigatinib已由美國Ariad（現該公司已被日本武田藥品株式會社收購）提交，用于治療對克唑替尼耐藥的間變性淋巴瘤激酶（ALK）陽性局部晚期或轉移性非小細胞肺癌（NSCLC）患者[23]。此藥物在正處于Ⅰ/Ⅱ期臨床試驗階段，因試驗結果顯示出較有前景的治療效果，FDA授予其突破性治療地位。該公司正在尋求FDA加速批準brigatinib，并計劃要求對申請進行優先審查。

1.5 Naquotinib

Naquotinib（化合物5，Figure 1）是由Astellas公司開發的處于臨床Ⅱ期的第三代不可逆EGFR小分子抑制劑。通過質譜發現Naquotinib通過與突變體EGFR（L858R/T790M）的激酶結構域中的半胱氨酸殘基797共價結合，長效抑制EGFR磷酸化達24 h。在體外酶促和基于細胞的測定中，針對EGFR突變體（L858R，外顯子19缺失，L858R/T790M和 del19/T790M）和 WT EGFR來評估Naquotinib。結果顯示，在攜帶上述EGFR突變的 NSCLC細胞系中，Naquotinib對EGFR突變體的 IC50值為 8～33 nM，比對 WT EGFR抑制作用更強（IC50值為230 nM）[24]。值得關注的是Naquotinib對于在用其他EGFR TKIs包括AZD9291和CO1686用藥中出現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中被終止的小分子藥物。Rociletinib（化合物6，Figure 1）又名CO1686，由阿維拉治療學和發起人和克洛維斯腫瘤學聯合開發，在2016年4月臨床Ⅱ/Ⅲ期臨床試驗階段被美國FDA駁回。WZ4002（化合物 7，Figure 1）是具有突破性進展的第三代EGFR小分子抑制劑。但由于化合物的專利歸屬問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]基于先前報道的不可逆EGFR抑制劑（化合物8，Figure 2）并根據其結構的設計，結合分析其結合模型并比較T790M突變體和野生型 （WT）EGFR激酶之間的關守口袋的差異來對化合物8進行改造。在這些結果的指導下，發現了一種新型的6，7-二氧代-6，7-二氫蝶啶骨架，并且在N5-位進行疏水修飾以增強非極性接觸并提高突變選擇性和對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，Figure 2）。 其合成如圖（Scheme 1）。 化合物9對H1975癌細胞表現出強烈的抗增殖活性，而對A431癌細胞的作用不明顯。化合物9的進一步體內抗腫瘤效力評估表明，通過以50 mg/kg-1d-1劑量對H1975NSCLC異種移植小鼠口服給藥14天，其結果顯示化合物9能明顯抑制小鼠模型中的腫瘤生長。由于化合物9具有良好的選擇性和體內抗腫瘤作用，它極有可能被用作進一步發展為一種可以克服EGFR耐藥突變的先導化合物。

2017年，Song等人[26]使用由具有嗎啉官能團的結構修飾的二苯基嘧啶衍生物（Mor-DPPYs）組成的潛在的新EGFR T790M抑制劑來改善吉非替尼抗性的非小細胞肺癌（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，Figure 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細胞的復制。其合成如圖（Scheme 2）。總的來說，這一發現為進一步開發抗NSCLC藥物提供了新的有前景的先導化合物。

Figure2 具有成藥潛力的第三代EGFR抑制劑

Scheme1

Scheme2

2017年，Tomassi等人[27]通過分子模擬分析化合物與蛋白質空腔的結合模式設計了獨特氨基吡唑類化合物。并獲得了15個能有效抑制EGFR耐藥突變變體同時對野生型有選擇性的衍生物。其中化合物11（化合物11，Figure 2）顯示對H1975細胞存活力的有效抑制，EC50為694 nM，并且對HCC827細胞也有活性EC50為459 nM。此外，通過蛋白質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）。總之，新型的選擇性吲唑基耐藥EGFRL858R/T790M抑制劑被開發出來，并顯示出強的抑制作用，它極有可能被用作進一步發展為一種可以克服EGFR耐藥突變的先導化合物。

2017 年，Yu 等人[28]進行吡啶并[2，3-d]嘧啶-7-酮的結構優化，合成一系列具有改善的藥代動力學性質的新的選擇性EGFR T790M抑制劑。其中最有希望的是化合物12（化合物12，Figure 2），能夠有效地抑制EGFR L858R/T790M激酶并抑制H1975細胞的增殖，其IC50值分別為2.0 nM和40 nM。化合物12劑量依賴性地誘導細胞減少EGFR的磷酸化和NCI-H1975細胞中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可以發展為有希望的先導化合物，以克服獲得的非小細胞肺癌（NSCLC）患者的抗性。

Scheme4

2017年，Zhang等人[29]基于市售AZD9291與EGFR T790M的建模結合模式，設計并合成了一系列 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，Figure 2）對于單L858R突變和雙重T790M/L858R突變型EGFR顯示出優異的酶抑制活性和選擇性，IC50值亞納摩爾級，并且對野生型EGFR具有超過8倍的選擇性。化合物13表現出良好的微粒體穩定性和藥代動力學性質，并且對hERG離子通道的結合親和力低于AZD9291，并且對攜帶T790M/L858R的非小細胞肺癌 （NSCLC）細胞H1975顯示出強抗增殖活性，在人NSCLC（H1975）異種移植小鼠模型中表現出體內抗癌效力。其合成如圖（Scheme 5）。

3 總結

自第一代EGFR抑制劑吉非替尼和厄洛替尼2002年獲準用于治療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生了抵抗，單一T790M點突變在EGFR在第一代重復治療后出現耐藥，使這些藥物失去重大有效治療NSCLC疾病。因此，尋找對突變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，已被發現強力抑制EGFR T790M突變激酶。特別是羅西替尼和osimertinib，代表了領先的臨床開發中的第三代不可逆EGFR抑制劑。希望它們的批準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，持續專注于這一領域的努力也產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的道路要走。

Scheme5