作者：劉sir

非小細胞肺癌是全球最常見的惡性腫瘤之一，對人類身體健康造成極大的威脅，近年來其發病率和病死率均呈明顯的上升趨勢。大部分患者被確診時，已處于晚期，錯失了最佳的治療時機。當前臨床上用于治療非小細胞肺癌的藥物主要是2011年第一代抑制劑Crizotinib，以及隨后出現的第二代抑制劑Ceritinib、Alectinib和Brigatinib。

1、克唑替尼（Crizotinib） 的研發之旅

美國Sugen公司為了開發出新型的c-Met抑制劑，通過高通量對數千個吲哚-2-酮類衍生物進行活性篩選，發現衍生物A對c-Met具有較好的抑制活性，可作為具有較好開發前景的苗頭化合物。研究員為進一步增強衍生物A對c-Met的抑制活性，根據蛋白質同源模建獲得的結構信息，在吡咯環和吲哚-2-酮母核上分別引入氨基甲酰基片段和氨基磺酰基片段，得到化合物A1，活性篩選發現，該衍生物可有效的抑制細胞內c-Met的自動磷酸化(IC50=10nmol/L)，但選擇性差。為進一步提高其選擇性，引入2,6-二氯苯甲基磺酰基片段，得到了可選擇性的抑制GTL-16細胞中c-Met的自動磷化衍生物A2(IC50=9nmol/L)，且活性與A1相當。但是衍生物A2具有親脂性高、水溶性差、滲透性低、代謝清除率高及分子量大等缺點，因此該衍生物的成藥性差。隨后，輝瑞制藥對衍生物A2與c-Met的共結晶進行分析后，在原有的基礎上，保留衍生物的有效藥效團，并對其結構進行簡化得到5-苯基-3-芐氧基-2-氨基吡啶骨架結構的衍生物A3，其中5-苯基部分指向溶劑區，可用來進行結構修飾降低其親脂性。對其進一步進行構效關系及藥代動力學研究，優選出臨床候選藥物Crizotinib。該候選藥物對c-Met及其敏感細胞株均表現出很強的抑制活性，且具有良好的藥代動力學性質。在進行的120多種激酶選擇性研究中發現，Crizotinib對間變性淋巴瘤激酶及其陽性細胞表現出顯著的抑制活性。

Crizotinib的開發起源于Sugen公司的c-Met抑制劑研發項目，是首個經合理藥物設計獲得的抗腫瘤藥物，因此其研發思路對其他藥物的開發具有重要的指導意義。

2、色瑞替尼（Ceritinib） 的研發之旅

Novartis公司通過高通量篩選技術對激酶化合物庫進行篩選發現化合物B具有較好的開發前景，活性檢測發現，該衍生物對間變性淋巴瘤激酶陽性細胞株增殖具有較好的抑制活性。分析其同源蛋白質模建發現，該衍生物可以嵌入到間變性淋巴瘤激酶的疏水口袋。

通過肝微粒體代謝試驗證明，衍生物B可被氧化代謝為高活性的離子化合物B1，而谷胱甘肽可對該離子化合物進行捕獲并進行加成反應得到衍生物B2。且有試驗證明，具有較高活性的代謝產物可在一定程度上引起藥物特異性反應，從而產生一定的毒副作用。為避免有毒代謝產物的生成，研究者對具有水溶性的脂肪胺部分進行了相應的結構改造，避免了1，4-二氨基醌結構的形成。研究發現，利用異丙氧基替換甲氧基得衍生物B3，不僅保持了衍生物對間變性淋巴瘤激酶的抑制活性，而且還提高了其選擇性。另外在異丙氧基的對位引入甲基后，得衍生物B4，明顯的提高了衍生物的代謝穩定性。在此基礎上進行進一步的構效關系及藥代動力學研究，最終確定了Ceritinib，藥理實驗發現，Ceritinib對間變性淋巴瘤激酶具有較好的抑制活性。

3、艾樂替尼（Alectinib）的研發之旅

Alectinib是由羅氏公司控股的日本中外制藥Chugai公司研發而成的。Chugai公司通過高通量篩選技術對激酶化合物庫進行篩選發現具有四環母核結構的衍生物C具有較好的開發前景。活性篩選發現，該衍生物對間變性淋巴瘤激酶具有較好的抑制活性，而對c-Met幾乎沒有抑制活性，這表明，該衍生具有較好的選擇性，且毒副作用較小。因此Chugai公司通過結構優化發現，利用吡咯環替換呋喃環后，并在母核上引入氰基得到C1，活性測定發現，C1的活性提高了近千倍；隨后再引入4-（3-氧雜環丁基）哌嗪片段后得具有全新骨架的衍生物C2，且研究發現，該衍生物的代謝穩定性得到了相應的提高。為進一步提高C2的選擇性，Chugai公司對間變性淋巴瘤激酶進行了同源模建，對化合物C2進行了分子對接分析，發現在9-位引入乙基這樣的一個親脂性取代基，提高了選擇性，得到了化合物C3。繼續對8-位取代基的結構進行優化，最終得到了具有開發前景的Alectinib。

4、布格替尼（Brigatinib）的發現之旅

ARIAD制藥公司對SRC抑制劑AP23464中的二甲基氧化磷片段產生了濃厚的興趣。它們在2，4-二芳氨基嘧啶母核中引入該片段，從而設計合成了一系列含磷的嘧啶衍生物，最終得到了候選藥物AP26113，即Brigatinib。在體外間變性淋巴瘤激酶繼發性突變細胞模型中，Brigatinib可高效抑制17個間變性淋巴瘤激酶繼發性突變，IC50介于9nmol/L和184nmol/L之間。

隨著分子生物學和高通量篩選技術的快速發展，藥物研發也逐步向“個性化”、“精準化”邁進。與大多數藥物一樣，治療非小細胞肺癌的藥物也不可避免的出現耐藥性及各種毒副作用，而科學家們也在一步一步克服險阻，朝著耐藥性低且毒副作用小的更高效藥物邁進。

參考資料

[1] A Selectivesmall molecule inhibitor of c -Met kinase inhibits c -Met-dependent phenotypes in vitro and exhibits cytoreductive antitumor activity in vivo.

[2] Discovery of (10R)-7-amino-12-fluoro-2,10,16-trimethyl-15-oxo-10,15,16,17 -tetrahydro -2H -8,4 -(metheno)pyrazolo [4,3 -h] [2,5,11] - benzoxadiaz-acyclotetradecine-3-carbonitrile(PF-06463922), a macrocyclic inhibitor of anaplastic lymphoma kinase (ALK) and c-ros on.

[3] Discovery of entrectinib:a new 3 -aminoindazole as a potent anaplastic lymphoma kinase(ALK), c-ros oncogene 1 kinase (ROS1), and pan-tropomyosin receptor kinases (Pan-TRKs)inhibitor.

[4] Chaptertwenty-five case history: XalkoriTM (Crizotinib), a potent and selective dual inhibitor of mesenchymal epithelial transition (MET) and anaplastic lymphoma kinase (ALK)for cancer treatment.