趙永杰，孟 建，胡瑞娟，郄正剛

（河北常山生化藥業(yè)股份有限公司，河北 石家莊050800）

0 引 言

酪氨酸激酶（TKs）是催化三磷酸腺苷（ATP）上的γ-磷酸基與蛋白質(zhì)的酪氨酸殘基羥基發(fā)生磷酸化的一類激酶。酪氨酸激酶分為受體酪氨酸激酶（RTKs）和非受體酪氨酸激酶（NTKs）。

臨床研究發(fā)現(xiàn)，腫瘤的生成與TKs的異常表達密切相關(guān)，因此，通過抑制TKs，可以實現(xiàn)對腫瘤的預(yù)防和治療。

目前，國內(nèi)外已有多種以TKs為靶點的酪氨酸激酶抑制劑（TKIs）類藥物批準(zhǔn)上市。如表皮生長因子受體（EGFR）抑制劑、成纖維細胞生長因子受體（FGFR）抑制劑、血管內(nèi)皮生長因子受體（VEGFR）抑制劑、間變性淋巴瘤激酶（ALK）抑制劑等。

EGFR家族是酪氨酸激酶中最早被發(fā)現(xiàn)的受體酪氨酸激酶。表皮生長因子受體酪氨酸激酶能夠介導(dǎo)多條信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，將胞外信號傳遞到細胞內(nèi)，對細胞增殖、分化和凋亡起著重要的調(diào)節(jié)作用，選擇性抑制表皮生長因子受體介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，可以達到治療腫瘤的目的，這為腫瘤的治療開辟了途徑。

EGFR靶向藥物主要有2類：一類是作用于受體細胞外區(qū)的單克隆抗體（MAb）；另一類是作用于受體細胞內(nèi)區(qū)的小分子酪氨酸激酶抑制劑。

20世紀(jì)90年代中期，F(xiàn)ry等人發(fā)現(xiàn)4-苯胺基喹唑啉（PD153035）為EGFR酪氨酸激酶的專一抑制劑，喹唑啉衍生物成為表皮生長抑制劑研發(fā)的重要方向。化合物PD153035被廣泛用作EGFR抑制劑設(shè)計的先導(dǎo)化合物。小分子酪氨酸激酶抑制劑根據(jù)在體內(nèi)結(jié)合能力的差異，可以將這類藥物劃分為可逆抑制劑和不可逆抑制劑。

目前，已上市的喹唑啉類小分子靶向酪氨酸激酶抑制藥物有吉非替尼、厄洛替尼、?？颂婺?、阿法替尼、達克替尼等。

1 EGFR酪氨酸激酶可逆抑制劑

芳胺基喹唑啉類EGFR酪氨酸激酶可逆抑制劑可模擬ATP的腺嘌呤環(huán)，通過與EGFR激酶域ATP結(jié)合位點上的ATP競爭，干擾EGFR激酶域的自身磷酸化，抑制EGFR的活性，進而阻斷參與腫瘤生長與轉(zhuǎn)移的EGFR信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，抑制腫瘤細胞生長，促進細胞凋亡。

1.1 EGFR酪氨酸激酶可逆抑制劑藥物

20世紀(jì)90年代，阿斯利康研發(fā)的吉非替尼，是這類藥物中最早進入臨床和上市的口服EGFR酪氨酸激酶可逆抑制劑藥物。

已上市的酪氨酸激酶可逆抑制劑代表性藥物有吉非替尼、埃羅替尼、?？颂婺岬?，如圖1所示。

圖1 酪氨酸激酶可逆抑制劑Fig.1 Reversible inhibitors of tyrosine kinase

在吉非替尼上市后，相繼上市了吉非替尼的“me-too”藥物埃羅替尼、?？颂婺岬?。其中，浙江貝達藥業(yè)有限公司通過對6-，7-位點修飾優(yōu)化，成功上市了用于晚期NSCLC治療的抗癌新藥?？颂婺帷?/p>

臨床試驗表明，埃克替尼的療效及毒性與吉非替尼的療效及毒性相似，但安全性更優(yōu)。該藥的成功研制，結(jié)束了我國TKIs類抗腫瘤藥物全部進口的歷史，打破了患者只能依賴于天價進口抗癌藥的尷尬局面。

1.2 代表性EGFR酪氨酸激酶可逆抑制劑藥物的合成

EGFR酪氨酸激酶可逆抑制劑（吉非替尼）合成路線主要有喹唑啉母核修飾、3，4-二甲氧基苯甲酸或3-羥基-4-甲氧基苯甲醛（酯）經(jīng)脫保護、鹵代、烷氧基化、縮合、重排等反應(yīng)制備。

張華等人以3，4-二羥基苯甲醛為起始原料，經(jīng)醛基縮合、氧化、側(cè)鏈烷氧基修飾、重排環(huán)化制備4-（3-氯-4-氟苯氨基）-7-甲氧基-6-[3-（4-嗎啉基）-丙氧基]喹啉（吉非替尼）的合成法更適宜工業(yè)化。

EGFR酪氨酸激酶可逆抑制劑類藥物的開發(fā)是以喹唑啉骨架為母核，通過在母核上修飾合適的疏水基團，使分子與整個ATP結(jié)合域通過弱的、可逆性的作用力，如氫鍵、范德華力和疏水作用力等實現(xiàn)結(jié)合。這導(dǎo)致EGFR酪氨酸激酶可逆抑制劑類藥物的選擇性不夠好、藥效不夠強烈和持久，同時還易引發(fā)耐藥性。

2 EGFR酪氨酸激酶不可逆抑制劑

EGFR可逆抑制劑在臨床上對NSCLC（非小細胞肺癌）患者，特別是對攜帶EGFR敏感型突變的患者的治療取得了顯著的治療效果，但大部分患者在用藥一段時間后（9～12個月），會出現(xiàn)獲得性耐藥的情況，超過半數(shù)的耐藥原因是由于腫瘤細胞EGFR激酶結(jié)構(gòu)域的新型突變，這個突變就是現(xiàn)在認(rèn)識比較清晰的790位蘇氨酸（Thr，簡稱T）點突變?yōu)榧琢虬彼幔∕et,簡稱M），一般稱之為“T790M”。

2.1 EGFR酪氨酸激酶不可逆抑制劑藥物

研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)喹唑啉母核連接一個長度合適的親電功能團，如各類不飽和酰胺結(jié)構(gòu)側(cè)鏈，這個親電的功能團能與氨基酸殘基共價結(jié)合時[EGFR激酶配體結(jié)合位點的半胱氨酸殘基（C797）與邁克爾加成受體形成共價結(jié)合]，使得藥物牢固結(jié)合在靶點上與受體產(chǎn)生不可逆作用效果，大大提高了藥物的抑制效率，這是EGFR不可逆抑制劑較為成熟的開發(fā)思路。

以此為基礎(chǔ)，上市了EGFR酪氨酸激酶不可逆抑制劑，如阿法替尼、達克替尼、卡奈替尼，如圖2所示。

圖2 酪氨酸激酶不可逆抑制劑Fig.2 Irreversible inhibitor of tyrosine kinase

2.2 代表性EGFR酪氨酸激酶不可逆抑制劑藥物合成

阿法替尼是第1個上市的不可逆EGFR TKIs藥物。阿法替尼主要有以下2種較為適宜的合成方案。

（1）從4-氯-2-氨基苯甲酸為起始原料，經(jīng)環(huán)合、硝化、氯化、取代、醚化生成關(guān)鍵中間體N-4-[(3-氯-4-氟苯基)氨基]-6-硝基-7-[[(3S)-四氫-3-呋喃基]氧基]-喹唑啉，關(guān)鍵中間體再經(jīng)氫化還原、縮合、Wittig-Horner反應(yīng)及成鹽，得到目標(biāo)產(chǎn)物馬來酸阿法替尼。（2）從中間體4-氯-6-氨基-7-羥基喹唑啉為原料，經(jīng)醚化生成關(guān)鍵中間體4-氯-6-氨基-7-[[(S)-四氫呋喃-3-基]氧基]-喹唑啉后，再經(jīng)氫化、酰胺化、取代、成鹽得到馬來酸阿法替尼。

3 喹唑啉類EGFR酪氨酸激酶抑制劑藥物設(shè)計

上述喹唑啉類EGFR酪氨酸激酶抑制劑藥物已經(jīng)救助了上百萬的肺癌患者，但在治療一定時間后，都會發(fā)生耐藥突變而喪失治療效果，如T790M突變型、L858R合并T790M、Del19合并T790M雙突變型和Del19/T790M/C797S及L858R/T790M/C797S三突變型等。這對醫(yī)藥工作者提出了針對這些突變開發(fā)特異性靶向EGFR酪氨酸激酶抑制劑的新要求。

綜合已上市的芳胺基喹唑啉類EGFR酪氨酸激酶可逆抑制劑和EGFR酪氨酸激酶不可逆抑制劑兩類藥物的結(jié)構(gòu)分析，喹唑啉類EGFR酪氨酸激酶抑制劑藥物主要由3個六元環(huán)（A，B，C）和1個連接橋胺基構(gòu)成，如圖3所示。

圖3 芳胺基喹唑啉母核Fig.3 Arylamine quinazoline mother nucleus

通過對喹唑啉類EGFR酪氨酸激酶抑制劑藥物的構(gòu)效關(guān)系研究發(fā)現(xiàn)如下內(nèi)容。

（1）環(huán)A的2個N原子與激酶間氫鍵的作用，對于藥效活性至關(guān)重要。若A環(huán)1-位上的N原子與EGFR蛋白酶的Met769或Met793殘基形成氫鍵，對激酶活性至關(guān)重要，如果1-位N原子被C原子替換，活性將降低3 700多倍。

（2）3-位上的N原子與Thr766形成氫鍵，如果3-N被C原子替換，活性將降低200多倍。

（3）B環(huán)對活性也有顯著影響，8-位H被取代會因空間位阻阻止配體與受體之間的相互作用，對活性極其不利。

（4）6，7-位通常處于水相介質(zhì)中，是優(yōu)化化合物物化性質(zhì)改善其藥動學(xué)性質(zhì)的重要修飾位點，提高此部位取代基團的親水性，或采用能形成陽離子的基團，會提高TKIs的活性和增加生物的利用度。

（5）C環(huán)占據(jù)了EGFR-TKs的疏水空腔，影響著化合物的親和力和選擇性，特別是3，4-位以鹵素等小基團取代時可顯著提高活性。

（6）作為A環(huán)和C環(huán)連接橋梁的胺基最好裸露，該位置如被取代，將顯著降低TKIs的活性。

生物構(gòu)效與藥效的關(guān)系研究表明，對喹唑啉母環(huán)的不同位置引入不同修飾基團，可以實現(xiàn)對藥物活性的控制，這為新型EGFR酪氨酸激酶抑制劑藥物開發(fā)提供了理論支持。

Daniel等人對EGFR不可逆抑制劑克服T790M突變耐藥機制進行了研究，發(fā)現(xiàn)當(dāng)喹唑啉母核6-位帶有不飽和酰胺側(cè)鏈時，能對EGFR-T790M表現(xiàn)出良好的抑制活性，在母核N（3）原子修飾后，會表現(xiàn)出對L858R/T790M變異體的抑制活性。

Carmi等人在母核6-位引入環(huán)氧酰胺基和苯氧乙酰氨基后，發(fā)現(xiàn)可以抑制EGFR的自磷酸化，并可以誘導(dǎo)L858R/T790M突變的NSCLC細胞凋亡。

韓美藥品研發(fā)的波齊替尼Poziotinib（HM781-36B），通過對喹唑啉母核4-，6-位側(cè)鏈修飾，實現(xiàn)了對EGFR外顯子20插入突變的NSCLC的治療。

薛子溪等人將喹唑啉與芳基哌嗪結(jié)構(gòu)結(jié)合，設(shè)計了可能具有雙靶點抗腫瘤小分子化合物喹唑啉-芳基哌嗪化合物。

孟祥川等人設(shè)計合成了一系列2-甲硫基-芳胺喹唑啉衍生物，實驗顯示部分化合物具有較好的抗腫瘤活性。

藥物的復(fù)雜性遠遠不是上述的定向設(shè)計這么簡單，但這些研究為開發(fā)更加高效、低毒、抗耐藥的特異性靶向喹唑啉EGFR酪氨酸激酶抑制劑藥物提供了思路。

4 結(jié) 語

喹唑啉類抗癌藥物在治療非小細胞肺癌、胰腺癌、乳腺癌等多種癌癥疾病中，表現(xiàn)出了良好的治療效果。本文對當(dāng)前喹唑啉類表皮生長因子受體酪氨酸激酶抑制劑藥物的發(fā)展歷程、代表藥物的合成方法、藥物構(gòu)效關(guān)系進行了綜述。

目前，喹唑啉類抗癌藥物已經(jīng)成為治療各種癌癥疾病的一線用藥。在藥物構(gòu)效關(guān)系指導(dǎo)下，結(jié)合現(xiàn)有研究成果和喹唑啉母核結(jié)構(gòu)修飾位點，運用活性拼接理論，將對開發(fā)更加高效、低毒、抗耐藥的特異性靶向喹唑啉類藥物具有重要意義。

總之，喹唑啉類藥物開發(fā)從理論研究和應(yīng)用的角度來看，都具有很好的發(fā)展前景。