自伊馬替尼2001年獲批以來，當(dāng)前已經(jīng)有70多種激酶抑制新藥獲得批準(zhǔn)。作為第一個(gè)激酶抑制劑，伊馬替尼的成功開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(jié)其未來發(fā)展研發(fā)的幾種趨勢。

       蛋白激酶介紹

       蛋白激酶是一類催化蛋白質(zhì)磷酸化反應(yīng)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(zhuǎn)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(jié)合改變了蛋白質(zhì)和酶的構(gòu)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(yīng)。

       磷酸基團(tuán)是一種信號(hào)，可以用來傳遞信息，這個(gè)體系對(duì)細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)和細(xì)胞周期的調(diào)控有著重要的作用。在對(duì)腫瘤的研究中，發(fā)現(xiàn)一些惡性腫瘤中，激酶呈現(xiàn)高表達(dá)的狀態(tài)。比如說慢性粒白血病患者的BCR-ABL編碼蛋白酪氨酸激酶過于活化，導(dǎo)致其無控制地增值。

       激酶結(jié)構(gòu)域是一些蛋白質(zhì)片段，激酶抑制劑阻止或者減慢激酶結(jié)構(gòu)域的活性。藥物研究常以ATP的結(jié)合位點(diǎn)或者相近的變構(gòu)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酪氨酸激酶是通過契合到激酶的疏水裂隙中從而結(jié)合于激酶變構(gòu)區(qū)域，阻斷激酶的變構(gòu)過程，抗腫瘤藥物吉非替尼通過結(jié)合于激酶的ATP位點(diǎn)，抑制表皮生長因子受體（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(zhǔn)的用于抑制特定激酶的抑制劑藥物，盡管無法治愈慢性粒細(xì)胞白血?。–ML），但是可以有效延緩CML的病情發(fā)展，現(xiàn)在每天有超過10萬名患者需要伊馬替尼維持治療。在獲批后的第一年，即2012年，伊馬替尼的銷售量就達(dá)到了46億美元。此后多年間，陸續(xù)發(fā)現(xiàn)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)域治療開辟了市場。

       2002年接著批準(zhǔn)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(xì)胞肺癌，EGFR突變占據(jù)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(xiàn)在，EGFR抑制劑仍然是研究的熱點(diǎn)內(nèi)容。

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

       下圖為過往20年間，關(guān)于激酶抑制劑開發(fā)和批準(zhǔn)的大事記，其中粉色部分涉及到TKI即酪氨酸激酶抑制劑，藍(lán)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)展卻無法治愈，就是因?yàn)橥砥谀[瘤會(huì)找到逃避途徑來逃脫靶點(diǎn)抑制，從而引發(fā)了耐藥性。這也是激酶抑制劑現(xiàn)在除了選擇性以外所面臨的另外一個(gè)亟待解決的問題。

       對(duì)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(duì)部分帶有相關(guān)的致癌突變基因的腫瘤敏感，但是也不意味著所有的腫瘤細(xì)胞會(huì)響應(yīng)，有些腫瘤細(xì)胞僅表現(xiàn)出短暫的抑制效果，可能是由于外在因素，例如藥物對(duì)靶激酶的抑制作用不足或與激酶的結(jié)合時(shí)間不夠長，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(jié)合。獲得性致癌性擴(kuò)增以及重排可以激活下游信號(hào)傳導(dǎo)，從而繞過對(duì)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?nèi)钥杉せ钚盘?hào)傳導(dǎo)途徑。另外腫瘤狀態(tài)的改變也會(huì)導(dǎo)致激酶抑制劑不敏感從而失效。下圖為常見的四種機(jī)制。

       就拿伊馬替尼來說吧。

       未經(jīng)過治療的CML的中位生存期只有三年，在經(jīng)過幾年的慢性期之后，大約有一半的患者會(huì)進(jìn)入一個(gè)持續(xù)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(xiàn)的像是急性白血病，快速導(dǎo)向死亡。這種疾病進(jìn)展很可能是因?yàn)楸碛^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(jī)制可以被分為依賴于BCR-ABL或獨(dú)立。前者包括BCR-ABL的擴(kuò)增或過表達(dá)或ABL蛋白激酶結(jié)構(gòu)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(hào)模塊（如Ras-Raf-MEK-ERK和Src家族激酶途徑）上調(diào)。

       其中BCR-ABL依賴性過程，尤其是點(diǎn)突變，是CML中伊馬替尼耐藥的最常見機(jī)制。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)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(jié)合位點(diǎn)，催化環(huán)，活化區(qū)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(fù)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(jù)現(xiàn)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(zhǔn)的激酶抑制劑靶點(diǎn)發(fā)生突變情況的患者。第二，針對(duì)已知的這些致癌激酶靶點(diǎn)和已獲批的TKI抑制劑，去開發(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(dá)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(duì)伊馬替尼耐藥的突變體，隨后比它們具有更長的無進(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(zhǔn)為CML的一線治療藥物。

       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(zhǔn)用于乳腺癌。近來，已批準(zhǔn)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

       此類藥物是通過破壞腫瘤的血管，“餓死”腫瘤來達(dá)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，雖然后來發(fā)現(xiàn)這類藥物中存在多靶點(diǎn)，因?yàn)橐种屏硕喾N激酶類型，所以是否是通過抑制血管起作用的結(jié)論還是有待進(jìn)一步探討的。

       VEGF/VEGFR是血管生成信號(hào)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(jù)來自于VEGF抗體貝伐單抗（Avastin）的成功，貝伐單抗是2018年全球第七大暢銷藥物，用于治療多種實(shí)體瘤。

       多靶點(diǎn)抑制的方向

       比如說用于治療Waldenstrom巨球蛋白血癥和彌漫性大B細(xì)胞淋巴瘤的ABC亞型的依魯替尼，起初被認(rèn)為是通過抑制Bruton酪氨酸激酶起效，后被發(fā)現(xiàn)其可以同時(shí)抑制造血細(xì)胞激酶。更進(jìn)一個(gè)例子，克唑替尼起先以靶向TKI開發(fā)的，后來發(fā)現(xiàn)它同時(shí)也是ALK和ROS1的強(qiáng)效抑制劑，這使得克唑替尼能夠被批準(zhǔn)用于其它適應(yīng)癥。

       所以這也是一個(gè)重要的研發(fā)側(cè)重點(diǎn)，已有的靶點(diǎn)抑制劑同時(shí)也可抑制其他靶點(diǎn)，通過新靶點(diǎn)的發(fā)現(xiàn)，拓展藥物的適用范圍，用于治療不同的癌癥，或者增強(qiáng)對(duì)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阻斷這一信號(hào)通路，增強(qiáng)自身的免疫系統(tǒng)能力，打擊腫瘤細(xì)胞的免疫逃脫，詳情請(qǐng)看PD-1 / PDL-1抑制劑在癌癥免疫治療中的當(dāng)前和未來展望

       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。比如說阿昔替尼和pembrolizumab的組合是否可以改善腎細(xì)胞癌這種的研究正在開展中。

       除了抑制血管，某些激酶抑制劑還可以通過調(diào)節(jié)腫瘤微環(huán)境刺激免疫應(yīng)答，例如通過防止PD1過表達(dá)從而增強(qiáng)T細(xì)胞浸潤，這類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(dǎo)致細(xì)胞**增強(qiáng)，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(píng)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(dǎo)向致癌，這使得這使PI3K成為藥物發(fā)現(xiàn)的重點(diǎn)。然而，到目前為止，在開發(fā)針對(duì)PI3K的批準(zhǔn)藥物方面取得的成功有限。

       在B細(xì)胞和T細(xì)胞中表達(dá)的PI3Kδ特異性抑制劑Idelalisib 被批準(zhǔn)用于復(fù)發(fā)性濾泡性B細(xì)胞非霍奇金淋巴瘤（FL），復(fù)發(fā)性慢性淋巴細(xì)胞性白血?。–LL）和復(fù)發(fā)性小淋巴細(xì)胞淋巴瘤（SLL）。緊隨其后的是下一代抑制劑copanlisib（用于復(fù)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)**無法解決有關(guān)，因?yàn)檫@個(gè)途徑對(duì)維持正常的體內(nèi)穩(wěn)態(tài)功能很重要，所以怎么樣才能開發(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)。

       通過聯(lián)合療法靶向MAP激酶級(jí)聯(lián)

       這樣一個(gè)層層激活途徑驅(qū)動(dòng)細(xì)胞的增殖或分化，而這一級(jí)聯(lián)反應(yīng)中的激酶突變會(huì)導(dǎo)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察到。

       總結(jié)

       在接下來的20年間，腫瘤學(xué)將繼續(xù)主導(dǎo)激酶藥物發(fā)現(xiàn)領(lǐng)域。迄今為止，人類基因組編碼的500種蛋白激酶中只有50種被靶向治療癌癥，在而未來，除了新的靶點(diǎn)的挖掘，對(duì)于耐藥性和選擇性等問題是必須要解決的重點(diǎn)內(nèi)容。合理設(shè)計(jì)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。在未來的20年間，新型激酶抑制劑開發(fā)的潛力巨大，有望成為一個(gè)主要的增長領(lǐng)域。

       參考文獻(xiàn)：

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       2，藥物化學(xué)總論，郭宗儒著。

       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