激酶抑制劑的進展和未來

蛋白激酶幾乎調(diào)節(jié)細胞的各個方面，其表達水平或突變異常會導(dǎo)致癌癥和其他疾病。自2001年伊馬替尼獲得批準(zhǔn)以來，已有76種激酶抑制劑獲批上市 。 這些開創(chuàng)性化合物的成功，尤其是1998年伊馬替尼進入臨床試驗后的驚人療效，改變了人們對蛋白激酶作為藥物靶點的看法；目前，已經(jīng)有數(shù)百種蛋白激酶抑制劑被開發(fā)出來并在人類身上進行了測試。  

粉紅色為酪氨酸激酶；藍色為絲氨酸/蘇氨酸特異性蛋白激酶 

激酶抑制劑的臨床影響 

激酶抑制劑的開發(fā)和批準(zhǔn)已經(jīng)改變了包括CML、GIST、黑色素瘤和NSCLC在內(nèi)的多種惡性腫瘤的臨床治療。與化療相比，靶向治療 （針對EGFR突變和ALK重排的NSCLC） 大幅提高應(yīng)答率和PFS ， 并減少不良反應(yīng) 。 

在慢性粒細胞白血病中， 常規(guī)治療 已經(jīng)被BCR-ABL抑制劑所取代， 異基因骨髓移植 現(xiàn)僅用于多藥耐藥或晚期疾病 。 GIST或BRAF突變型黑色素瘤的全身化療的臨床應(yīng)用幾乎已經(jīng)消失； 在非小細胞肺癌中，包括激酶抑制劑在內(nèi)的基因型導(dǎo)向治療已取代全身化療作為晚期非小細胞肺癌患者的初始治療。 激酶抑制劑的另一個特點是能夠穿透血腦屏障（BBB），用于治療腦轉(zhuǎn)移和/或軟腦膜疾?。?化療藥物 很少能 通過血腦屏障，放射治療的長期副作用也可能是毀滅性的。

激酶抑制劑耐藥 

盡管已批準(zhǔn)的激酶抑制劑給許多癌癥患者帶來了收益，但這些藥物并不能治愈癌癥 ，大多數(shù)腫瘤只能延遲腫瘤的進展 。晚期腫瘤通常會找到逃避靶點抑制的途徑，從而導(dǎo)致耐藥性。自從第一批激酶抑制藥物問世以來，人們就觀察到了耐藥，有效地處理這一問題已成為一項重大挑戰(zhàn)。 激酶抑制劑的耐藥性大致可分為先天性或原發(fā)性耐藥性。獲得性耐藥機制包括靶蛋白二次突變、“旁路”激活或表型轉(zhuǎn)化等。引起耐藥的激酶域突變，包括守門員、溶劑前突變和DFG環(huán)突變等。

激酶抑制劑研究進展 

在過去的20年中，由于 幾個關(guān)鍵技術(shù)進步的推動， 激酶抑制劑的設(shè)計工作得到顯著改進。

• 首先，在人類基因組測序之后，對500多種蛋白激酶（人類激酶組）進行了全面的分類和注釋，并將其細分為若干亞家族，這導(dǎo)致了對激酶組關(guān)系的全面理解，并促進了激酶藥物發(fā)現(xiàn)方式的一個階段性變化。

• 第二，由于自動化、微量激酶活性測試方法的進步，激酶譜的測試變得更加便宜。這使藥物開發(fā)人員能夠?qū)σ种苿┑闹饕悬c和脫靶激酶進行常規(guī)分析，使選擇性不好的先導(dǎo)化合物能夠在早期被丟棄，并在隨后幫助指導(dǎo)關(guān)鍵系列化合物的選擇性改進。廣譜激酶抑制劑獲得新的臨床機會，并且不良反應(yīng)能夠合理解釋。

• 第三，在結(jié)構(gòu)基因組學(xué)的推動下，激酶催化結(jié)構(gòu)域的高分辨率結(jié)構(gòu)越來越多，這使得結(jié)構(gòu)化學(xué)、計算化學(xué)、基于片段的藥物設(shè)計方法能夠常規(guī)整合到藥物發(fā)現(xiàn)中。

• 第四，在患者中觀察到的耐藥機制的闡明有助于尋找下一代抑制劑的開發(fā)機會和把握臨床需求特點。

迄今為止，驅(qū)動細胞分裂周期的蛋白激酶如 PLK、aurora激酶和一些細胞周期素依賴性激酶 ，由于無法獲得足夠的治療收益，還 沒有開發(fā)出臨床有用的抑制劑 。對于這些靶點，需要持續(xù)的藥物化學(xué)努力，以開發(fā)具有更好耐受性的選擇性抑制劑。 目前激酶抑制劑領(lǐng)域的另一個重要問題是如何開發(fā) 穿過血腦屏障 的藥物：因為隨著晚期癌癥患者存活時間的延長，腦轉(zhuǎn)移是一個常見的臨床問題。平衡和維持藥物的所有特性，如效價、選擇性以及佳的血腦屏障通透性，仍然是一個重大的挑戰(zhàn)。 

非癌癥激酶抑制劑 平滑肌松弛與免疫抑制 Rho激酶抑制劑法舒地爾（AT877，HA107） 顯示出治療腦血管痙攣的療效，1995年在日本被批準(zhǔn)用于此目的，后來在中國被批準(zhǔn)，但尚未在美國或歐洲獲得批準(zhǔn)。法舒地爾是從一類初被鑒定為鈣調(diào)素拮抗劑的分子發(fā)展而來，后來被發(fā)現(xiàn)能抑制AGC亞家族的幾種蛋白激酶包括 Rho依賴性激酶，這導(dǎo)致肌球蛋白P輕鏈的磷酸化減 少，增加平滑肌松弛，從而擴張血管。 

雷帕霉素 的靶點為FK506結(jié)合蛋白（FKBP），F(xiàn)KBP-雷帕霉素復(fù)合物被證明是 TORC1蛋白激酶 復(fù)合物的有效和特異性抑制劑。雷帕霉素的免疫抑制特性在1999年被批準(zhǔn)作為腎移植受者的免疫抑制劑，后來被用于治療淋巴管平滑肌瘤病，一種罕見的肺部疾病。 

炎癥和自身免疫性疾病 炎癥性疾病和自身免疫性疾病，包括關(guān)節(jié)炎、哮喘、結(jié)腸炎、纖維化、系統(tǒng)性紅斑狼瘡（SLE）、銀屑病和敗血癥等，常常是由免疫系統(tǒng)失調(diào)引起炎癥介質(zhì)的過量產(chǎn)生有關(guān)。一些蛋白激酶與細胞內(nèi)細胞因子功能及其產(chǎn)生細胞有關(guān)，成為治療這些疾病的潛在靶點；但由于細胞因子的正常功能在對抗微生物病原體中發(fā)揮作用，因此該類抑制劑面臨不可接受的感染風(fēng)險。 

Janus激酶（JAK） 抑制劑托法替尼在2012年被批準(zhǔn)用于治療中重度類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎，這是第一個在癌癥領(lǐng)域之外通過靶向特定蛋白激酶開發(fā)的藥物，也是第一個50多年來治療類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的口服活性藥物。托法替尼隨后被批準(zhǔn)用于治療銀屑病性關(guān)節(jié)炎、潰瘍性結(jié)腸炎和青少年特發(fā)性關(guān)節(jié)炎。 大約有12種其他的JAKitinibs正在進行臨床試驗。 但 tofacitinib治療增加了微生物感染的風(fēng)險，尤其是上呼吸道感染的風(fēng)險，近，1%的接受治療的患者增加了靜脈血栓栓塞的風(fēng)險 。 靶向抑制炎性細胞因子產(chǎn)生的蛋白激酶越來越受到關(guān)注。

一個有趣的候選激酶是 IRAK4 （白細胞介素1受體相關(guān)激酶4） ，它是Toll樣受體（TLRs）產(chǎn)生促炎細胞因子和趨化因子所必需的，表達IRAK4激酶非活性突變體的小鼠在多種炎癥和自身免疫性疾病模型中受到保護，并且IRAK4抑制劑在與人類SLE相關(guān)的小鼠模型中防止SLE的自身免疫和自身炎癥。至少四種特異性抑制IRAK4或IRAK4和IRAK1雙重抑制劑的化合物（PF-06650833、BAY1834845、BAY1830839和CA-4948）目前正在進行炎癥和自身免疫性疾病的I/II期臨床試驗。 關(guān)于IRAK4抑制劑引起微生物病原體感染易感性增加的潛在問題，已經(jīng)通過一項為期30多年的研究得到解決。IRAK4缺乏的幼兒極易受化膿性細菌感染，即使每天使用廣譜抗生素，也有一半在8歲前死亡。令人著迷的是，這些人在8歲時不再死亡，侵襲性細菌感染逐漸減少，20歲后很少出現(xiàn)，他們對常見的真菌、寄生蟲、病毒和許多其他類型的細菌也有正常的抵抗力。因此，IRAK4在人類中的重要作用似乎僅限于保護幼兒免受少數(shù)細菌的感染，這表明IRAK4抑制劑可以安全地應(yīng)用于成人。。 抑制蛋白激酶 SIK亞家族 成員能夠增強IL-10的產(chǎn)生，將巨噬細胞從炎癥M1轉(zhuǎn)化為抗炎M2b狀態(tài)，促進炎癥的消退和感染后受損組織的修復(fù)，提示SIK抑制藥物在炎癥性疾病的治療中具有潛在的應(yīng)用價值。SIK抑制劑目前正進行類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、潰瘍性結(jié)腸炎、銀屑病和其他疾病的晚期臨床試驗階段。SIK抑制劑在纖維化疾病模型中還顯示出臨床前活性。 

阿爾茨海默病 p38激酶 抑制劑neflamapimod（以前的VX745）被用于治療阿爾茨海默病。這種化合物逆轉(zhuǎn)了淀粉樣蛋白-β (Aβ)-誘導(dǎo)突觸功能障礙和丟失，減少β 阿爾茨海默病小鼠模型的產(chǎn)生，以及認(rèn)知障礙大鼠在Morris水迷宮（MWM）試驗中表現(xiàn)的改善。一些穿過BBB并通過I/II期試驗的TKIs也被重新用于治療阿爾茨海默病，包括saracitinib（以前的AZD0530）以及BCR–ABL抑制劑nilotinib。 

糖原合成酶激酶3（GSK3） 是磷酸化Tau的蛋白激酶之一；tau的過度磷酸化并聚集阿爾茨海默病和其他tau病的標(biāo)志。GSK3抑制劑tideglusib192被發(fā)現(xiàn)可以減少tau蛋白的過度磷酸化，以及其他阿爾茨海默病的標(biāo)志物，如小鼠大腦中的淀粉樣蛋白沉積、神經(jīng)元丟失和膠質(zhì)增生，它還可以逆轉(zhuǎn)阿爾茨海默病小鼠模型中的空間記憶缺陷。Tideglusib在I/II臨床試驗中耐受性良好。對30名輕中度阿爾茨海默病患者進行的一項試驗性、雙盲、隨機二期試驗（NCT00948259）顯示，在多項認(rèn)知益處測試中，有陽性趨勢；然而，一項涉及306名阿爾茨海默病患者的更大的II期試驗錯過了其主要的認(rèn)知終點。 

帕金森病 全世界1%到2%的帕金森病是由 蛋白激酶LRRK2基因突變 引起的，盡管這種突變在特定人群中更為普遍。特發(fā)性帕金森病患者多巴胺感受神經(jīng)元中的也存在與突變無關(guān)的LRRK2活性增加。LRRK2可能是通過氧化機制激活α-突觸核蛋白和線粒體損傷，導(dǎo)致內(nèi)溶酶體功能障礙，積累磷酸化α-突觸核蛋白與帕金森綜合征。因此，LRRK2活性的增加可能有助于帕金森病患者的發(fā)病機制。包括DNL201（Denali）在內(nèi)的少量LRRK2抑制劑已進入臨床試驗階段。 

由蛋白激酶突變引起的其他疾病 PKCγ 特異性亞型可能與一些脊髓小腦共濟失調(diào)的發(fā)病有關(guān)，蛋白激酶WNK1或WNK4的表達增加（由其突變和其他機制引起）是Gordon綜合征的基礎(chǔ)，Gordon綜合征是由鉀離子排泄缺陷引起的遺傳性高血壓。高血壓是由WNK催化的 蛋白激酶SPAK和OSR1 的磷酸化和活化介導(dǎo)的，后者控制著幾種離子協(xié)同轉(zhuǎn)運蛋白的活性。 

未來20年 激酶藥物的研發(fā)趨勢 我們預(yù)測，在未來20年內(nèi)， 腫瘤學(xué)將繼續(xù)主導(dǎo)激酶藥物的發(fā)現(xiàn) 。盡管迄今為止，人類基因組編碼的518種蛋白激酶中只有50種被用于癌癥治療，但我們預(yù)測，未來用于癌癥藥物開發(fā)的新激酶的數(shù)量只會略有增加，因為近年來作為特定癌癥驅(qū)動因素的激酶新突變尚未被發(fā)現(xiàn)。我們認(rèn)為腫瘤學(xué)中激酶抑制劑的研究重點將主要集中于如何克服耐藥。 我們設(shè)想 下一代激酶抑制劑的發(fā)展趨勢將加快 ，這種抑制劑具有更好的選擇性、抗耐藥和中樞神經(jīng)系統(tǒng)滲透的能力。此外，我們認(rèn)為合理設(shè)計新的激酶抑制劑及其組合、激酶抑制劑與其他治療方法的組合，以及克服和預(yù)防耐藥性的研究將會增加。 

腫瘤間質(zhì)微環(huán)境和免疫生物學(xué)在保護癌細胞中的作用將是另一個深入研究的重點領(lǐng)域 ，如TAM激酶（TYRO3，AXL和MER）和集落刺激因子1受體（CSF1R）在免疫信號傳導(dǎo)中具有關(guān)鍵作用。 到目前為止，被合理設(shè)計的治療癌癥以外疾病的藥物是JAK抑制劑，我們認(rèn)為 靶向治療癌癥以外疾病的新蛋白激酶的數(shù)量將逐漸增加 。例如GSK3抑制劑tideglusib正在進行阿爾茨海默病的臨床試驗；同時也發(fā)現(xiàn)GSK3的抑制在調(diào)節(jié)胰島素依賴性的血糖轉(zhuǎn)化為組織糖原中具有重要作用，也許GSK3抑制劑具有降低2型糖尿病患者血糖水平的潛力。 

我們預(yù)測， 下一代抗體方法將導(dǎo)致更多的藥物批準(zhǔn) ，其中包括阻斷一個以上激酶的雙特異性抗體。在臨床開發(fā)中已經(jīng)顯示出令人鼓舞的數(shù)據(jù)的一個例子是阿米凡他瑪（JNJ-61186372），一種雙MET/EGFR抗體。抗體-藥物綴合物（ADC）是另一個令人興奮的未來治療平臺。 

我們預(yù)測， 小分子抑制劑的開發(fā)技術(shù)將繼續(xù)取得突破性進展 。例如，近年來誘導(dǎo)特定蛋白質(zhì)降解的藥物的開發(fā)取得了重大進展。PROTAC技術(shù)利用化學(xué)實體來指導(dǎo)泛素化介導(dǎo)的特定蛋白質(zhì)的降解。必須強調(diào)的是，蛋白激酶的特異性蛋白水解破壞并不等同于其催化活性的抑制，因為許多激酶是多結(jié)構(gòu)域蛋白。當(dāng)?shù)鞍准っ傅谋磉_被去除時，每個結(jié)構(gòu)域都被消除，這可以提高療效，但也會引起更嚴(yán)重的副作用。 已批準(zhǔn)的MEK1/MEK2小分子抑制劑（曲美替尼、司盧美替尼）和在研AKT抑制劑MK2206均是變構(gòu)抑制劑，通過與催化域以外的區(qū)域結(jié)合來阻斷激酶活性。這種變構(gòu)抑制劑避免了與細胞內(nèi)ATP競爭以結(jié)合到催化位點，從而增加了開發(fā)更有效以及更特異的抑制劑的潛力。ascinimib是一種變構(gòu)ABL抑制劑，與BCR–ABL的肉豆蔻酰結(jié)合位點結(jié)合；在臨床前和臨床研究中，這種化合物已被證明對耐藥機制有效，包括ABLT315I門控突變。 

總之，開發(fā)新型激酶抑制劑的潛力是巨大的，我們有信心地預(yù)測： 在未來20年，激酶抑制劑仍然將是藥物開發(fā)的一個主要增長領(lǐng)域！