王鈺艷 閆 瑞 宋明霞 鄧先清

(井岡山大學 醫(yī)學部，江西 吉安 343009)

0 前言

根據(jù)世界衛(wèi)生組織(WHO)統(tǒng)計，全世界有3/5的人死于癌癥、糖尿病、心血管疾病、慢性呼吸系統(tǒng)疾病這四大類疾病，而癌癥則是最主要的死因之一[1].2018年的全球癌癥負擔狀況報告估計到2018年，將有1810萬新癌癥病例和960萬癌癥死亡[2].雖然經(jīng)過多年的發(fā)展，抗腫瘤藥物的研發(fā)取得了許多重要進展.然而，面對威脅人類生命健康最嚴重的、占惡性腫瘤90%以上的實體瘤至今仍然缺乏高效、特異性強的藥物，也反映了抗腫瘤藥物研發(fā)的艱難.目前抗腫瘤藥物研究呈現(xiàn)出多元化發(fā)展的趨勢，其中以腫瘤血管生成作為靶點，開發(fā)血管新生抑制劑，逐漸成為抗腫瘤研究中一個重要的領(lǐng)域.

早在1971年，哈佛大學Folkman博士就提出了腫瘤的生長和轉(zhuǎn)移具有血管依賴性的理論，并認為阻斷腫瘤血管生成是有效策略[3].血管生成這個術(shù)語通常指新生毛細血管從原有的血管生成系統(tǒng)中萌發(fā)或分裂的過程，它在腫瘤生長的幾個環(huán)節(jié)中起關(guān)鍵作用并有助于腫瘤的生長和促進轉(zhuǎn)移[4].在血管生成過程中，內(nèi)皮細胞獲得獨特的分子特征，并轉(zhuǎn)化為血管生成表型，引起細胞行為和功能的各種變化.血管內(nèi)皮生長因子(VEGFs)、表皮生長因子(EGFs)、血小板來源的內(nèi)皮細胞生長因子(PDGFs)、酸性和堿性成纖維細胞生長因子是主要的血管生成介質(zhì)以及較強的血管通透因子.最關(guān)鍵的因子血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)能促進血管通透性增加，并且血管內(nèi)皮生長因子受體(VEGFR)的5個亞型中以VEGFR-2最重要.目前認為VEGF-VEGFR傳導系統(tǒng)是腫瘤血管生成中主要的信號通路，VEGFR-2信號傳導通路是生理性和病理性血管生成的關(guān)鍵.另外據(jù)文獻報道，研究VEGFR-2抑制劑時應用最廣泛的內(nèi)皮細胞模型是人臍靜脈內(nèi)皮細胞(HUVEC)和雞胚絨毛尿囊膜模型(CAM).

盡管由于抗血管生成藥物廣譜的抗腫瘤活性以及其相對較低的毒性，近年來發(fā)展較為迅速，但目前仍然存在一些問題.比如對晚期腫瘤患者療效差、對不同腫瘤所用劑量存在較大的差異、長期使用易產(chǎn)生耐藥性等[5]，所以抗血管生成藥物仍有很大的發(fā)展空間.本文通過查閱近年來靶向抗血管生成抗腫瘤藥物的研究進展，對具有較好抗血管生成效果的抗腫瘤活性小分子進行了綜述.基于靶點和骨架結(jié)構(gòu)分類的方式對其發(fā)展狀況、特性和前景進行了詳細分析和總結(jié)，旨在為后續(xù)新的抗血管生成活性分子的發(fā)現(xiàn)以及結(jié)構(gòu)優(yōu)化工作提供思路.

1 以血管內(nèi)皮生長因子受體- 2(VEGFR-2)為靶點的抗腫瘤藥物

1.1 一些通過FDA批準的VEGFR-2抑制劑

如今，許多小分子VEGFR-2抑制劑已被合成并被批準為有效的抗癌藥物，如Pazopanib、Sunitinib、Sorafenib、Axitinib、Cabozantinib和Foretinib等.臨床經(jīng)驗表明，這些藥物具有廣譜抗腫瘤作用，不易產(chǎn)生耐藥性.然而，導致治療中斷和劑量減少的副作用可能會抵消這些藥物延長壽命的作用，這也表明對更安全的高效VEGFR-2抑制劑的需求沒有得到滿足.根據(jù)Mai Adel[6]所述，血管內(nèi)皮生長因子受體(VEGFR-2)的幾種小分子酪氨酸激酶抑制劑已經(jīng)被FDA及臨床批準用于治療幾種類型的癌癥，它們的結(jié)構(gòu)式及相應的抑制VEGFR-2的IC50值(見Figure 1).

Figure 1 一些通過FDA批準的VEGFR-2抑制劑結(jié)構(gòu)及相應IC50值

1.2 以嘧啶、噻吩環(huán)為基本骨架的VEGFR-2抑制劑

2018年，Mai Adel團隊[6]以Sorafenib和2010年Yuya Oguro團隊[7]合成的吡咯并[3,2-d]嘧啶衍生物(I)為比較對象，利用X射線共晶體結(jié)構(gòu)進行結(jié)合模式分析后發(fā)現(xiàn)化合物(I)通過嘧啶環(huán)N與Cys919(半胱氨酸)的骨架-NH形成氫鍵，但Sorafenib與Cys919的羰基氧之間存在一個額外的氫鍵.Mai Adel團隊合成的化合物不但可以保留基本氫鍵，而且重新排列吡咯-N的位置,使其可以與Cys919形成一個額外的氫鍵，從而達到模擬Sorafenib的目的，最終合成出了三個系列的新吡咯并[2,3-d]嘧啶衍生物即化合物1-3(見Figure 2)，其中化合物1a和2a活性最強，抑制VEGFR-2激酶的IC50值分別為11.9 nM和13.7 nM.Amna Ghith團隊[8]同樣基于Sorafenib和化合物4，引入了吡喃和吡啶并[2,3-d]噻吩并嘧啶骨架，利用高極性基團來改善和增強藥代動力學特性，從而設計出多種具有良好生物活性的配體.主要進行了兩項結(jié)構(gòu)修飾：第一次是用硫代嘌呤嘧啶骨架取代Sorafenib的吡啶環(huán)，用含氧同位素和氮同源衍生物取代非極性環(huán)己基.第二次修飾中，末端的芳香環(huán)被親脂性基團(R)取代.最終合成出了三個系列噻吩并[2,3-d]嘧啶衍生物5-7(見Figure 2)，化合物6a,7a和7b是最活躍的抑制劑,抑制VEGFR-2酶IC50值分別為2.5 μM,5.48 μM和2.27 μM.

經(jīng)過對比分析，很顯然Mai Adel團隊合成的兩個系列中化合物1a, 2a抑制VEGFR-2激酶的IC50值比Sorafenib(IC50=90 nM )更低，抑制效果很強，相比之下Amna Ghith團隊合成的系列衍生物IC50值均處于μM級別，抑制效果沒有前者突出，但是藥代動力學特性上不一定前者比后者效果更好，可以進行后續(xù)的進一步研究來證明.

Figure 2 Mai Adel團隊、Amna Ghith團隊合成的系列衍生物

2016年，Hao Qiang團隊[9]設計合成了一系列4-氨基嘧啶-5-甲醛肟類化合物， 他們認為c-Met與VEGFR-2具有協(xié)同作用，進而推測雙重抑制c-Met和VEGFR-2的分子可能具有更廣譜的優(yōu)勢.基于喹唑啉骨架是一種已經(jīng)被證明的活性骨架，目前只報道為有效的VEGFR-2抑制劑[10]，而4-氨基嘧啶-5-甲醛肟因其分子內(nèi)氫鍵形成了一個偽六元環(huán)被認為是喹唑啉的等立體結(jié)構(gòu).Cabozantinib和Foretinib都是治療甲狀腺髓樣癌的化合物，此前有報道稱它們同時抑制c-Met和VEGFR-2[11].化合物8a (見Figure 3)與蛋白c-Met和VEGFR-2對接，可以作為進一步研究c-Met和VEGFR-2雙抑制劑的先導分子.

2017年，Jieming Li團隊[12]也設計合成了一系列噻吩[2,3-d]嘧啶衍生物作為新型雙c-Met和VEGFR-2激酶抑制劑，將噻吩并[2,3-d]嘧啶骨架引入側(cè)鏈基合成了一系列化合物9 (見Figure 3)，其中化合物9a (見Figure 3) 抑制活性最強.兩個團隊的設計思想很相近，都插入了環(huán)丙烷-1,1-二羧基酰胺基結(jié)構(gòu)，但是Jieming Li團隊的化合物系列抑制效果更強.

2018年，Guoshun Luo團隊[13]和Wuji Sun團隊[14]也各自相繼合成出了活性較好的嘧啶衍生物.Guoshun Luo團隊著重于研究二取代嘧啶衍生物即化合物10-12 (見Figure 4)的構(gòu)效關(guān)系，而Wuji Sun團隊以Pazopanib、Sorafenib、Axitinib三種VEGFR-2抑制劑的結(jié)構(gòu)片段為基礎(chǔ)，將它們的活性骨架組合成了三個系列嘧啶衍生物即13-15 (見Figure 4).

Figure 3 Hao Qiang團隊、Jieming Li團隊合成的系列衍生物

Figure 4 Guoshun Luo團隊、Wuji Sun團隊合成的系列衍生物

1.3 以喹啉、喹唑啉、吲哚啉為骨架的VEGFR-2抑制劑

2016年，Liang Lu團隊[15]基于ZD4190和Tivozanib中的4-苯胺-喹唑啉和4-羥基喹啉活性骨架，將4-芳基羥基引入喹唑啉骨架中，得到了以4-羥基喹唑啉為核心骨架的一系列喹唑啉衍生物.并且他們還在4-羥基喹唑啉核的基礎(chǔ)上合成了一系列基于席夫堿骨架的喹唑啉類似物16 (見Figure 5).其中化合物16a活性最好，HeLa ( IC50=0.22 μg/mL)，A549 ( IC50=0.15 μg/mL )，MCF-7 ( IC50=0.24 μg/mL ).2018年，Prateek Pathak團隊[16]也合成了一系列喹唑啉團簇1,3,5三嗪衍生物17 (見Figure 5).據(jù)報道，雜環(huán)1,3,5-三嗪及其衍生物是多種治療靶點的有效骨架.單、二或三氨基取代的1,3,5-三嗪偶聯(lián)物如三胺嗪和dioxadet已經(jīng)被報道為抗癌藥物[17].化合物17a,17b,17c活性突出，依次對HeLa(IC50=1.94,1.84,1.82 nM),MCF-7(IC50=1.9,1.84,1.85 nM),HL-60(IC50=1.32,1.25,1.29 nM),Hepg2(IC50=0.98,0.98,0.63 nM),并且與Vandatentinib藥品(IC50=1.87,1.87,1.72，0.33 nM)對比分析，三個化合物對該四種細胞的活性均強于Vandatentinib.

2015年，Wagdy M.Eldehna團隊[18]受到Sorafenib,Regorafenib,Sunitinib三個抗腫瘤藥物結(jié)構(gòu)的啟發(fā)，合成了一系列以吲哚啉脲為結(jié)構(gòu)的化合物18 (見Figure 5)，其中伊沙汀(1H-吲哚-2,3-二酮)是最有前途的一類雜環(huán)化合物，具有多種有趣的活性特征，在人體中具有良好的耐受性[19].最終實驗數(shù)據(jù)表明當R基為4-SO3NH2,X為Cl原子時活性最強.對VEGFR-2(IC50=0.31μM)，Hepg2(IC50=3.15μM)，而對照品Sorafenib對VEGFR-2(IC50=3.4 μM)，Hepg2(IC50=0.1 μM)，由此可見，當R基為4-SO3NH2,X為Cl時的化合物確實對VEGFR-2的抑制作用甚至比Sorafenib強.

Figure 5 Liang Lu、Prateek Pathak、Wagdy M.Eldehna團隊合成的系列衍生物

2 以成纖維細胞生長因子受體(FGFR)為靶點的抗腫瘤藥物

成纖維細胞生長因子受體(FGFR1-4)是酪氨酸受體激酶(RTKs)的一個亞家族，參與許多細胞過程，如血管生成、胚胎生成、組織穩(wěn)態(tài)、傷口修復和癌癥等.大量證據(jù)表明，F(xiàn)GF/FGFR信號的激活在腫瘤的進展和生長中起著關(guān)鍵作用[20].此外，F(xiàn)GF/FGFR信號異常在多種癌癥中頻繁出現(xiàn)，使FGFR成為抗癌藥物開發(fā)的熱點靶點之一.

2.1 以吡咯并吡嗪、吡唑并吡啶環(huán)為基本骨架的FGFR抑制劑

2018年，Alan Jiang團隊[21]合成了一系列5H-吡咯并[2,3-b]吡嗪FGFR激酶抑制劑.在這之前他們報道過幾個化合物作為c-Met抑制劑的生物活性，以1-磺基吡唑啉[4,3-b]吡啶為骨架的化合物具有較好的活性[22].經(jīng)過構(gòu)象分析，發(fā)現(xiàn)其中化合物19的整體結(jié)合構(gòu)象是反向的，這說明甲基吡唑指向FGFR1的ATP位點的后囊，與其它的有顯著的差異.在接下來的工作中，將1H-吡唑并[4,3-b]吡啶骨架改為5H -吡咯并[2,3-b]吡啶從而合成了化合物20和21(見Figure 6)[23]，發(fā)現(xiàn)可以增加與FGFR1結(jié)合的活性.不過最終他們選擇5H-吡咯并[2,3-b]吡嗪作為進一步修飾的骨架，于是合成了一系列5H-吡咯并[2,3-b]吡嗪衍生物.活性最好的化合物22a與FGFR1結(jié)合的方式與化合物19結(jié)合的方式非常相似，并進一步對化合物22a的咪唑基團進行了修飾，并對其FGFR1抑制活性進行了評價，結(jié)果表明，以乙基和異丙基取代咪唑環(huán)，化合物間具有較好的抑制活性.

2016年，Bin Zhao團隊[24]探索并合成了一系列取代的1H吡唑并[3,4b]吡啶衍生物作為有效的和選擇性的FGFR激酶抑制劑.他們基于對AZD4547結(jié)構(gòu)的探索，發(fā)現(xiàn)這個骨架對FGFR具有更強的抑制效果和選擇性，并且利用骨架跳躍策略，在苯環(huán)的2位和6位摻入Cl，設計了新型1H-吡唑并[3,4-b]吡啶骨架衍生物23(見Figure 6)，活性最好的化合物23a對FGFR1的IC50達到0.3 nM.

Figure 6 Alan Jiang團隊、Bin Zhao團隊合成的系列衍生物

2.2 以吲哚唑環(huán)為基本骨架的FGFR抑制劑

2015年，Jian Liu團隊[25]就合成過一系列吲哚唑類FGFR抑制劑24 (見Figure 7).基于AZD4547和NVPBGJ-398的結(jié)構(gòu)，NVP-BGJ398是由諾華公司開發(fā)的一種選擇性FGFR抑制劑，具有良好的FGFR1和FGFR2抑制作用(FGFR1:IC50=0.9 nM；FGFR2:IC50=1.4 nM)[26]，他們利用骨架跳變和分子雜交策略設計了28種新型1H-吲哚-3-胺骨架衍生物.含6-(3-甲氧基苯基)-1H-吲哚唑-3-胺骨架的化合物24a首次被

Figure 7 Jian Liu團隊合成的吲哚唑類FGFR抑制劑

鑒定為一種有效的FGFR1抑制劑，具有良好的酶抑制作用.研究化合物24a與FGFR1結(jié)合的晶體結(jié)構(gòu)，進一步的結(jié)構(gòu)優(yōu)化表明，化合物24b是最有效的FGFR1抑制劑，具有最佳的酶抑制作用和細胞活性(見Figure 7).

2017年，該團隊[27]還繼續(xù)合成了一系列吲哚唑類FGFR1和HDAC雙重抑制劑25(見Figure 7).組蛋白去乙?；?HDAC)也是腫瘤治療的重要靶點.雖然雙HDAC藥物載體聯(lián)合酪氨酸激酶抑制劑(TKIs)已取得成功，但雙HDAC/FGFR1抑制劑尚未見報道.因此他們設計了一系列帶有1H -吲哚唑-3-胺和苯并羥肟酸骨架的雜化產(chǎn)物.據(jù)報道，有許多關(guān)于苯并羥肟酸作為選擇性HDAC6抑制劑，比如Nexturastat[28]，其中化合物25a對HDAC6和MCF-7的抑制作用最強，IC50為34 nM和 9 μM.同時，該化合物還表現(xiàn)出一定程度的FGFR1抑制活性,為進一步探索雙HDAC/FGFR1抑制提供了基礎(chǔ).

3 以表皮生長因子受體(EGFR)為靶點的抗腫瘤藥物

表皮生長因子受體(EGFR)是一類跨膜生長因子受體PTKs.EGFR家族有四個成員:HER2(人表皮生長因子受體-2)及其近親HER1，HER3和HER4.EGFR的表達與許多上皮性腫瘤(如結(jié)腸癌、乳腺癌、卵巢癌和NSC肺癌)的產(chǎn)生有關(guān)[29].它將通過與ATP競爭其目標酶催化域的結(jié)合而發(fā)揮作用.許多小分子EGFR激酶抑制劑已在癌癥臨床試驗中得到評價.例如，已批準用于晚期非小肺癌化療治療的含苯胺喹唑啉化合物厄洛替尼和吉非替尼.

3.1 以喹唑啉、噻唑啉為基本骨架的EGFR抑制劑

EGFR和HER2在乳腺癌、卵巢癌、前列腺癌等多種腫瘤中均有表達，但是患者愈后效果差[30].因此，雙靶點EGFR/HER2比單抑制EGFR更有效.因為EGFR/HER2抑制劑可阻斷酪氨酸激酶磷酸化，抑制腫瘤細胞內(nèi)信號上調(diào)，導致腫瘤調(diào)控功能喪失.已經(jīng)有多種與ATP競爭的EGFR/HER2 RTK雙抑制劑與不同骨架相關(guān)的報道，許多目前正在市場或臨床試驗中用于治療癌癥.

Ahmed Elkamhawy團隊[31]于2017年就合成了一系列具有6-取代-4-苯胺喹唑啉核的新化合物26(見Figure 8).EGFR/HER2雙抑制劑的一個重要先導核是4-苯胺喹唑啉，先導化合物拉帕替尼已被FDA批準用于治療HER2過度表達轉(zhuǎn)移性乳腺癌患者[32].盡管拉帕替尼已被證明是治療有效的，但還是有許多患者治療無效果或變得更耐藥.新化合物在取代的4-苯胺喹唑啉的C-6上引入新的基團或改變C-4苯胺基團來提高效果和選擇性.他們報道的化合物26a,26b,26c (見Figure 8)活性突出，對BT-474 細胞毒性依次為(IC50=2.70,1.82,1.95 μM),抑制EGFR和HER2的IC50值依次有27a ( IC50=0.003,0.016 μM ),27b ( IC50=0.035,0.126 μM),27c ( IC50=0.227,1.390 μM ).

同一年，Yu-Jia Ren團隊[33]也合成了含有吡啶、吡唑和噻唑啉酮的新型抗癌衍生物(見Figure 8).近年來，噻唑啉酮類化合物以其抗腫瘤活性成為新的研究熱點，如包含苯并噻唑結(jié)構(gòu)的噻唑啉酮其抗癌活性已被證明[34].許多吡啶、吡唑或噻唑啉酮的衍生物也被報道過有強大的生物活性以及低毒性[35].化合物26a的活性最為突出，抑制EGFR ( IC50=0.099 μM ),HER2 ( IC50=3.26 μM ),對B16-F10,HeLa和MCF-7三種細胞的抑制活性依次為(IC50=0.09 μM,0.29 μM,0.56 μM ).

Figure 8 Ahmed Elkamhawy團隊、Yu-Jia Ren團隊合成的EGFR抑制劑值

3.2 以吡唑、吡嗪環(huán)為基本骨架的EGFR抑制劑

2015年，Mohamed A團隊[36]合成了一系列新型吡唑并[3,4-d]嘧啶衍生物EGFR-TK抑制劑28(見Figure 9).該吡唑并[3,4-d]嘧啶衍生物被認為是嘌呤核的同分異構(gòu)體，具有良好的抗腫瘤活性，因此受到廣泛關(guān)注,而希夫堿也被發(fā)現(xiàn)是一種很有前途的新型抗癌藥物骨架[37].該團隊對含苯胺喹唑啉化合物的一般特征進行了化學修飾.這些修飾包括用吡唑基取代喹唑啉骨架中的苯環(huán)部分，以增強細胞毒性.另一種修飾是在吡唑啉嘧啶核的C-4上引入席夫堿，目的是利用基于碎片的藥物設計方法來開發(fā)更有效的靶向分子.實驗結(jié)果顯示，化合物28c、28d、28g活性最強，三個化合物對EFGR(表皮生長因子受體)的抑制活性(見Figure 9).對MCF-7細胞的抑制活性依次為(IC50=7.22 μM、8.74 μM、6.14 μM ); 對A549細胞的抑制活性依次為(IC50=13.59 μM、14.42 μM、1.17 μM ); 對HT-29細胞的抑制活性則依次為(IC50=8.20 μM、7.35 μM、5.36 μM ).

Figure 9 Mohamed A團隊合成的新型吡唑并[3,4-d]嘧啶類EGFR抑制劑

4 以蛋白激酶(AKt)為靶點

Akt(蛋白激酶B)是PI3K/Akt/mTOR信號級聯(lián)的關(guān)鍵連接，調(diào)控細胞生長、增殖、存活和凋亡.磷脂酰肌醇-3激酶(PI3K) / Akt通路是人類癌癥中最常見的信號通路之一.Akt是這一通路的關(guān)鍵成分，在多種人類癌癥中過度表達或激活，包括膠質(zhì)瘤、肺癌、乳腺癌等.抑制Akt信號通路能使Akt的活性升高從而導致腫瘤細胞凋亡.因此，Akt已被證實是一種可行的抗癌藥物靶點，目前有幾種有前景的Akt抑制劑正處于不同的臨床評估階段[38].

Figure 10 Mehlika Dilek Altinto、Ahmed Kamal團隊合成的噻唑及苯并咪唑類Akt抑制劑

4.1 噻唑、咪唑類AKt抑制劑

2018年，Mehlika Dilek Altinto團隊[39]為了開發(fā)針對Akt的高效抗癌藥物，合成了新的噻唑衍生物29(見Figure 10).噻唑作為一種多用途骨架材料，因其在先導物鑒定和優(yōu)化方面的重要作用而受到廣泛關(guān)注.含有多種官能團的異取代噻唑衍生物廣泛存在于許多天然化合物中，如硫胺素和商業(yè)合成藥物中.最有希望的抗癌藥物化合物29a(見Figure 10)，其選擇性抑制A549和C6細胞的IC50值分別為12.0 μg/mL和3.83 μg/mL.

2014年早期，Ahmed Kamal團隊[40]也合成過一系列咪唑-[1,5-a]吡啶-苯并咪唑衍生物33(見Figure 10)作為PI3K/Akt通路的抑制劑.含咪唑環(huán)的氮-橋頭融合雜環(huán)是具有重要藥理作用的分子中常見的結(jié)構(gòu)，對多種靶點具有廣泛的活性.應用最廣泛的雜環(huán)系統(tǒng)之一咪唑吡啶類化合物，具有廣泛的生物活性如芳香化酶抑制劑、雌激素生成抑制劑、血小板聚集抑制劑等.咪唑吡啶通過抑制血管內(nèi)皮生長因子受體和誘導細胞凋亡等不同的分子機制表現(xiàn)出抗癌活性.NSC-238189(30)、FB642(31)和Hoechst-33258(32)等化合物[41]都是具有苯并咪唑結(jié)構(gòu)的抗腫瘤藥物.實驗結(jié)果表明化合物33a和33b顯示明顯的細胞毒性其GI50值分別從1.06 - 14.9 μM和0.43 - 7.73 μM.對乳腺癌細胞的IC50值分別為1.79 μM，2.85 μM.流式細胞術(shù)分析表明，這些化合物在G2/M期阻滯細胞周期，并通過凋亡機制誘導細胞死亡.

Figure 11 Chong Han團隊進行不對稱合成Ipatasertib最佳反應工藝路線

4.2 第一代Akt抑制劑：臨床期藥物Ipatasertib的合成

Chong Han團隊[42]于2017年進行不對稱合成的藥物GDC-0068(Ipatasertib)是一種新型有效的抑制劑，可以靶向所有Akt激酶三種亞型的ATP結(jié)合裂解.Ipatasertib即化合物34(見Figure 11)目前正在進行III期臨床試驗，用于治療轉(zhuǎn)移性去勢性前列腺癌和三陰性轉(zhuǎn)移性乳腺癌.活性藥物成分(API)是一個復雜的6,7-二氫-5H-環(huán)戊烷[d]嘧啶哌嗪酰胺類化合物，包含三個手性中心的組裝手性雙環(huán)嘧啶和手性α-芳基-β-氨基酸.為了進一步挑戰(zhàn)工藝化學，該團隊選擇了具有高度吸濕性和潮解性的原料藥單鹽類化合物進行開發(fā).通過摸索眾多反應條件其最佳反應工藝(見Figure 11)

5 以局灶性粘附激酶 (FAK)為靶點

局灶性粘連激酶(FAK)是一種定位于局灶性粘連的細胞質(zhì)酪氨酸激酶和骨架蛋白，同時也是腫瘤微環(huán)境中細胞信號傳遞的重要功能調(diào)控因子.這種蛋白質(zhì)正在成為一個有前途的治療目標,因為它在轉(zhuǎn)錄和翻譯水平過度表達于各種癌癥,包括胰腺癌、卵巢癌、宮頸癌、前列腺腫瘤、頭頸部鱗狀細胞癌、膠質(zhì)母細胞瘤、結(jié)腸癌、乳腺癌、肺癌和腎癌等.并且大量證據(jù)表明，F(xiàn)AK信號通路通過調(diào)控細胞遷移、侵襲和血管生成，可以調(diào)控腫瘤的進展和轉(zhuǎn)移形成[43].

2013年早期，Pascal Dao團隊[44]先合成了一系列1,3,5-三嗪類局部粘附激酶抑制劑35 (見Figure 12)，并且最近被證明對HUVEC細胞具有抗血管生成活性，對多種癌細胞具有抗癌作用.他們研究了諾華制藥公司設計的TAE-226對HUVEC細胞的活性，發(fā)現(xiàn)最有效的化合物35a (見Figure 12) 的共晶結(jié)構(gòu)的x射線結(jié)晶學分析表明，該化合物與FAK激酶結(jié)構(gòu)域的相互作用模式與在TAE-226絡合物中觀察到的非常相似.

之后2017年，Pascal Dao團隊[45]再次設計并合成了一系列含1,2,4-三嗪核的新化合物36 (見Figure 12) 作為FAK抑制劑，活性最好的化合物對FAK酶(FRET)的抑制活性IC50值為0.23 μM.在實驗操作中他們以諾華制藥公司設計的1、2、4-三嗪類抑制劑TAE-226為對照品，發(fā)現(xiàn)這些化合物對癌細胞株 (U87-MG和HCT-116) 表現(xiàn)出較弱的細胞毒性作用，但是具有較強的抗腫瘤作用.總結(jié)所有數(shù)據(jù)的結(jié)果后，該團隊強調(diào)了芳香環(huán)插入催化口袋中所產(chǎn)生的氮的數(shù)量和位置以及氫鍵和疏水相互作用的重要性.此外，活性位點內(nèi)極化水分子的勢效應可能在配體與大分子相互作用中會起重要作用[46].

Figure 12 Pascal Dao團隊合成的三嗪類FRET酶抑制劑

6 其它作用靶點

6.1 以原肌凝蛋白受體激酶(Trk)為靶點

原肌球蛋白受體激酶(Trk)是一種通過染色體重排激活的癌基因.Trk共存在三種亞型:TrkA、TrkB、TrkC，均能與具有不同特異性和親和性的神經(jīng)營養(yǎng)因子結(jié)合.激活的Trk受體信號通過RAS、AKT或PLC-g誘導神經(jīng)突生長、細胞生長存活.因此，Trk家族已經(jīng)成為治療癌癥和疼痛的重要藥物靶點.此外，TrkA的藥理調(diào)節(jié)也為治療癌癥以及癌癥相關(guān)的疼痛和化療耐藥提供了一種新的方法[47].2014年期間，Brendan Frett團隊[48]就設計合成了一系列吡嗪類TrkA抑制劑37、38、39 (見Figure 13)，3類化合物中39a活性最突出.2017年期間，Vadim Bernard-Gauthier團隊[49]也合成出了一系列氟喹唑啉類Trk抑制劑40 (見Figure 13)，其中化合物40a抑制原肌球蛋白受體激酶(Trk)的活性最好.

Figure 13 Frett團隊和Vadim團隊合成的吡嗪類和喹唑啉類Trk抑制劑

6.2 以受體酪氨酸激酶(RTK)為靶點

受體酪氨酸激酶( RTKs )已成為癌癥發(fā)展的各個方面的關(guān)鍵調(diào)控因子，包括增殖、侵襲、血管生成和轉(zhuǎn)移，RTK家族是抗癌藥物開發(fā)的一個重要治療靶點.成纖維細胞生長因子受體( FGFR )就是受體酪氨酸激酶( RTK )超家族的一個亞家族，參與調(diào)節(jié)細胞增殖和遷移、血管生成、器官發(fā)育等過程.例如：Gaozhi Chen團隊[50]就于2014年合成了兩個系列新型吲哚類RTK抑制劑41和42(見Figure 14)，它們之間的主要區(qū)別在于連接劑之間的羥吲哚和疏水基團的差別.其中化合物42a和42b(見Figure 14)對許多癌細胞系表現(xiàn)出很強的活性，并對受體酪氨酸激酶c-Kit表現(xiàn)出明顯的抑制作用，此外，細胞周期分析也證明了激酶抑制活性。

Figure 14 Gaozhi Chen團隊合成的吲哚類RTK抑制劑

7 結(jié)論

本文通過查閱靶向抗血管生成的抗腫瘤藥物近年來的研究進展，對具有較好抗血管生成效果的抗腫瘤活性小分子進行了綜述.基于靶點和骨架結(jié)構(gòu)分類的方式對其發(fā)展狀況、特性和前景進行了分析和總結(jié)，旨在為后續(xù)新的抗血管生成活性分子的發(fā)現(xiàn)及結(jié)構(gòu)優(yōu)化工作提供思路.文中主要整理并列舉了VEGFR-2(血管內(nèi)皮生長因子受體-2)，F(xiàn)GFR(成纖維細胞生長因子受體)、EGFR(表皮生長因子受體)、AKt(蛋白激酶)、FAK(局灶性粘附激酶) 、Trk(原肌凝蛋白相關(guān)激酶)、RTK(受體酪氨酸激酶)等7個主要靶點，并且以結(jié)構(gòu)分類為依據(jù)，進一步對許多研究團隊合成的小分子分別進行了闡述.綜述表明了噻唑環(huán)、嘧啶環(huán)、噻吩環(huán)、吡嗪環(huán)等都是具有特征活性的雜環(huán)，并且是在開發(fā)抑制劑方面利用比較多的重要骨架.