自伊馬替尼2001年獲批以來(lái)，當前已經(jīng)有70多種激酶抑制新藥獲得批準。作為第一個(gè)激酶抑制劑，伊馬替尼的成功開(kāi)辟了分子靶向治療藥物的新領(lǐng)域。于此文我們回顧激酶抑制劑這二十年間的發(fā)展，總結其未來(lái)發(fā)展研發(fā)的幾種趨勢。

       蛋白激酶介紹

       蛋白激酶是一類(lèi)催化蛋白質(zhì)磷酸化反應的酶系。在輔酶三磷酸腺苷（ATP）存在下，激酶蛋白將ATP的γ-磷酸轉移到蛋白質(zhì)分子的氨基酸殘基上，底物蛋白磷酸化獲得能量而被激活，這種共價(jià)結合改變了蛋白質(zhì)和酶的構象與活性，所以這個(gè)體系實(shí)際上是激酶蛋白+ATP+底物蛋白的三元體系的反應。

       磷酸基團是一種信號，可以用來(lái)傳遞信息，這個(gè)體系對細胞信號傳導和細胞周期的調控有著(zhù)重要的作用。在對腫瘤的研究中，發(fā)現一些惡性腫瘤中，激酶呈現高表達的狀態(tài)。比如說(shuō)慢性粒白血病患者的BCR-ABL編碼蛋白酪氨酸激酶過(guò)于活化，導致其無(wú)控制地增值。

       激酶結構域是一些蛋白質(zhì)片段，激酶抑制劑阻止或者減慢激酶結構域的活性。藥物研究常以ATP的結合位點(diǎn)或者相近的變構位點(diǎn)為切入點(diǎn)，抑制激酶的活性，阻斷酶蛋白與底物蛋白的相互作用。伊馬替尼抑制ABL酪氨酸激酶是通過(guò)契合到激酶的疏水裂隙中從而結合于激酶變構區域，阻斷激酶的變構過(guò)程，抗腫瘤藥物吉非替尼通過(guò)結合于激酶的ATP位點(diǎn)，抑制表皮生長(cháng)因子受體（EGFR）酪氨酸激酶。

       激酶抑制劑發(fā)展

       伊馬替尼是第一個(gè)被批準的用于抑制特定激酶的抑制劑藥物，盡管無(wú)法治愈慢性粒細胞白血?。–ML），但是可以有效延緩CML的病情發(fā)展，現在每天有超過(guò)10萬(wàn)名患者需要伊馬替尼維持治療。在獲批后的第一年，即2012年，伊馬替尼的銷(xiāo)售量就達到了46億美元。此后多年間，陸續發(fā)現伊馬替尼在KIT和PDGF受體等靶點(diǎn)的抑制作用，這為它在除了CML以外的其他癌癥領(lǐng)域治療開(kāi)辟了市場(chǎng)。

       2002年接著(zhù)批準了EGFR酪氨酸激酶抑制劑吉非替尼和厄洛替尼用于治療非小細胞肺癌，EGFR突變占據了西方NSCLC患者的10%~15%，亞洲的NSCLC患者的30%~50%。在二十年后的現在，EGFR抑制劑仍然是研究的熱點(diǎn)內容。

       在特定分子表征的腫瘤環(huán)境中，可以觀(guān)察到BCR-ABL和EGFR抑制劑明顯的效果，在過(guò)往的20年間影響著(zhù)癌癥的治療，促進(jìn)癌癥治療往精準治療方向發(fā)展。

       下圖為過(guò)往20年間，關(guān)于激酶抑制劑開(kāi)發(fā)和批準的大事記，其中粉色部分涉及到TKI即酪氨酸激酶抑制劑，藍色部分涉及到絲氨酸/蘇氨酸激酶，灰色部分涉及到PI3K即磷脂酰肌醇3-激酶。

       二十年風(fēng)風(fēng)雨雨，激酶抑制劑的發(fā)展也不是完全順利的。激酶抑制劑可以延緩腫瘤的進(jìn)展卻無(wú)法治愈，就是因為晚期腫瘤會(huì )找到逃避途徑來(lái)逃脫靶點(diǎn)抑制，從而引發(fā)了耐藥性。這也是激酶抑制劑現在除了選擇性以外所面臨的另外一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。

       對激酶抑制劑的抗性可以大致分為先天性和獲得性抗性。特定激酶抑制劑對部分帶有相關(guān)的致癌突變基因的腫瘤敏感，但是也不意味著(zhù)所有的腫瘤細胞會(huì )響應，有些腫瘤細胞僅表現出短暫的抑制效果，可能是由于外在因素，例如藥物對靶激酶的抑制作用不足或與激酶的結合時(shí)間不夠長(cháng)，也有可能是腫瘤本身存在多種致癌途徑，難以靶向抑制。

       獲得性耐藥性通常影響藥物與其靶點(diǎn)的結合。獲得性致癌性擴增以及重排可以激活下游信號傳導，從而繞過(guò)對藥物靶點(diǎn)的抑制，盡管激酶抑制劑可以有效抑制上游激酶靶點(diǎn)，但是下游因子的突變仍可激活信號傳導途徑。另外腫瘤狀態(tài)的改變也會(huì )導致激酶抑制劑不敏感從而失效。下圖為常見(jiàn)的四種機制。

       就拿伊馬替尼來(lái)說(shuō)吧。

       未經(jīng)過(guò)治療的CML的中位生存期只有三年，在經(jīng)過(guò)幾年的慢性期之后，大約有一半的患者會(huì )進(jìn)入一個(gè)持續時(shí)間為6~12個(gè)月的加速期，病情迅速惡化。另外一半的患者直接進(jìn)入到最后的惡化階段，這兩種情況都表現的像是急性白血病，快速導向死亡。這種疾病進(jìn)展很可能是因為表觀(guān)遺傳學(xué)變化，以及在 BCR-ABL發(fā)生易位后有新的突變發(fā)生。

       伊馬替尼的耐藥機制可以被分為依賴(lài)于BCR-ABL或獨立。前者包括BCR-ABL的擴增或過(guò)表達或ABL蛋白激酶結構域中的點(diǎn)突變，后者包括藥物吸收減少，藥物外排增加或信號模塊（如Ras-Raf-MEK-ERK和Src家族激酶途徑）上調。

       其中BCR-ABL依賴(lài)性過(guò)程，尤其是點(diǎn)突變，是CML中伊馬替尼耐藥的最常見(jiàn)機制。目前已經(jīng)發(fā)現了100多種不同的突變，它們發(fā)生在幾個(gè)酶部位，包括ATP結合位點(diǎn)，催化環(huán)，活化區段以及與伊馬替尼直接接觸的氨基酸。（以下四個(gè)氨基酸置換約占CML復發(fā)時(shí)BCR-Abl突變的60％：Thr315Ile，Tyr253Phe，Glu255Lys / Val和Met351Thr）

       激酶抑制劑研發(fā)趨勢

       根據現有靶點(diǎn)改進(jìn)下一代

       選擇激酶靶點(diǎn)大致遵循兩個(gè)步驟。首先，重點(diǎn)關(guān)注具有已批準的激酶抑制劑靶點(diǎn)發(fā)生突變情況的患者。第二，針對已知的這些致癌激酶靶點(diǎn)和已獲批的TKI抑制劑，去開(kāi)發(fā)更有效的下一代TKI抑制劑。

       關(guān)于迭代的TKI抑制劑藥物較早的例子有尼洛替尼和達沙替尼，作為比伊馬替尼是更有效的BCR-ABL抑制劑，可以抑制對伊馬替尼耐藥的突變體，隨后比它們具有更長(cháng)的無(wú)進(jìn)展生存期（PFS）和總體生存期（OS）的波舒替尼作為BCR-ABL的第二代抑制劑，被批準為CML的一線(xiàn)治療藥物。

       拉帕替尼是另外一種下一代抑制劑，不僅靶向EGFR受體，而且靶向密切相關(guān)的HER2，這使其被批準用于乳腺癌。近來(lái)，已批準更有效和特異性的HER2抑制劑neratinib和tucatinib用于乳腺癌。

       抑制血管生成方向

       此類(lèi)藥物是通過(guò)破壞腫瘤的血管，“餓死”腫瘤來(lái)達到治療效果的。這方面的例子有早期的索拉非尼和舒尼替尼，二代的帕唑帕尼和卡博替尼，雖然后來(lái)發(fā)現這類(lèi)藥物中存在多靶點(diǎn)，因為抑制了多種激酶類(lèi)型，所以是否是通過(guò)抑制血管起作用的結論還是有待進(jìn)一步探討的。

       VEGF/VEGFR是血管生成信號通路，在血管的生成中起到關(guān)鍵總用，這方面最有力的證據來(lái)自于VEGF抗體貝伐單抗（Avastin）的成功，貝伐單抗是2018年全球第七大暢銷(xiāo)藥物，用于治療多種實(shí)體瘤。

       多靶點(diǎn)抑制的方向

       比如說(shuō)用于治療Waldenstrom巨球蛋白血癥和彌漫性大B細胞淋巴瘤的ABC亞型的依魯替尼，起初被認為是通過(guò)抑制Bruton酪氨酸激酶起效，后被發(fā)現其可以同時(shí)抑制造血細胞激酶。更進(jìn)一個(gè)例子，克唑替尼起先以靶向TKI開(kāi)發(fā)的，后來(lái)發(fā)現它同時(shí)也是ALK和ROS1的強效抑制劑，這使得克唑替尼能夠被批準用于其它適應癥。

       所以這也是一個(gè)重要的研發(fā)側重點(diǎn)，已有的靶點(diǎn)抑制劑同時(shí)也可抑制其他靶點(diǎn)，通過(guò)新靶點(diǎn)的發(fā)現，拓展藥物的適用范圍，用于治療不同的癌癥，或者增強對特定癌癥的療效，比如肺癌中阿法替尼靶向HER2和EGFR，在乳腺癌中palbociclib靶向CDK4和CDK6。

       與免疫檢查點(diǎn)抑制劑組合

       PD1/PDL1靶向的免疫檢查抑制劑通過(guò)阻斷這一信號通路，增強自身的免疫系統能力，打擊腫瘤細胞的免疫逃脫，詳情請看PD-1 / PDL-1抑制劑在癌癥免疫治療中的當前和未來(lái)展望

       考慮到血管生成在免疫抑制微環(huán)境中起到的重要作用，VEGFR抑制劑與靶向PD1/PDL1的抗體組合使用也是一種新興的策略。比如說(shuō)阿昔替尼和pembrolizumab的組合是否可以改善腎細胞癌這種的研究正在開(kāi)展中。

       除了抑制血管，某些激酶抑制劑還可以通過(guò)調節腫瘤微環(huán)境刺激免疫應答，例如通過(guò)防止PD1過(guò)表達從而增強T細胞浸潤，這類(lèi)激酶抑制劑和免疫檢查點(diǎn)抑制劑合用可以產(chǎn)生協(xié)同作用，但同時(shí)也有一個(gè)不可忽略的地方就是，這樣的組合會(huì )導致細胞**增強，比如奧西替尼與PD1抑制劑durvalumab的搭配或者或克唑替尼與nivolumab的搭配。有待進(jìn)一步評估。

       靶向PI3K途徑

       PI3Kα中活化熱點(diǎn)突變（例如E545K，H1047和E542K突變，或編碼PTEN的基因缺失）通常導向致癌，這使得這使PI3K成為藥物發(fā)現的重點(diǎn)。然而，到目前為止，在開(kāi)發(fā)針對PI3K的批準藥物方面取得的成功有限。

       在B細胞和T細胞中表達的PI3Kδ特異性抑制劑Idelalisib 被批準用于復發(fā)性濾泡性B細胞非霍奇金淋巴瘤（FL），復發(fā)性慢性淋巴細胞性白血?。–LL）和復發(fā)性小淋巴細胞淋巴瘤（SLL）。緊隨其后的是下一代抑制劑copanlisib（用于復發(fā)性FL）和duvelisib（用于CLL，SLL和FL）。

       靶向PI3K的藥物匱乏可能與抑制該途徑所產(chǎn)生的有關(guān)**無(wú)法解決有關(guān)，因為這個(gè)途徑對維持正常的體內穩態(tài)功能很重要，所以怎么樣才能開(kāi)發(fā)出高選擇性的抑制劑是研究員們需要攻略的一個(gè)難點(diǎn)。

       通過(guò)聯(lián)合療法靶向MAP激酶級聯(lián)

       這樣一個(gè)層層激活途徑驅動(dòng)細胞的增殖或分化，而這一級聯(lián)反應中的激酶突變會(huì )導致癌癥的發(fā)生，這種突變常常在肺癌等一些癌癥中可以觀(guān)察到。

       總結

       在接下來(lái)的20年間，腫瘤學(xué)將繼續主導激酶藥物發(fā)現領(lǐng)域。迄今為止，人類(lèi)基因組編碼的500種蛋白激酶中只有50種被靶向治療癌癥，在而未來(lái)，除了新的靶點(diǎn)的挖掘，對于耐藥性和選擇性等問(wèn)題是必須要解決的重點(diǎn)內容。合理設計新型激酶抑制劑組合的范圍，嘗試激酶抑制劑與其他治療手段的多種組合。在未來(lái)的20年間，新型激酶抑制劑開(kāi)發(fā)的潛力巨大，有望成為一個(gè)主要的增長(cháng)領(lǐng)域。

       參考文獻：

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       2，藥物化學(xué)總論，郭宗儒著(zhù)。

       3，Roskoski, R. (2015). A historical overview of protein kinases and their targeted small molecule inhibitors. Pharmacological Research, 100, 1–23. doi:10.1016/j.phrs.2015.07.010