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成纖維細(xì)胞生長因子相關(guān)信號(hào)異常是許多癌癥的驅(qū)動(dòng)因素，近年來FGFR抑制劑的研究取得很大成功，2019年首個(gè)FGFR泛抑制劑Erdafitinib被FDA批準(zhǔn)上市，目前FGFRs抑制劑的研究則集中于實(shí)現(xiàn)亞型的高選擇性。
通過四個(gè)亞型的序列比對(duì)發(fā)現(xiàn)FGFR4的GK+2位置存在非常獨(dú)特的552位半胱氨酸，而其他三個(gè)亞型則為酪氨酸，同時(shí)在其他類型激酶中僅發(fā)現(xiàn)4個(gè)激酶的GK+2位置存在半胱氨酸（MAPKAPK2，MAPKAPK3，p70S6Kb，TTK），這為發(fā)現(xiàn)共價(jià)結(jié)合于C552的具有高選擇性FGFR4抑制劑提供了理論基礎(chǔ)。
本項(xiàng)目通過高通量的篩選發(fā)現(xiàn)化合物7和8存在FGFR4高抑制活性，均能共價(jià)結(jié)合于半胱胺酸殘基，并且對(duì)FGFR2有超過50倍的選擇性，同時(shí)對(duì)50種激酶進(jìn)行篩選也表現(xiàn)出顯著選擇性，其中本項(xiàng)目選擇化合物8作為hit進(jìn)一步研究。
基于hit compound 8進(jìn)行了初步的構(gòu)效關(guān)系研究，將喹啉骨架改為苯并脂肪雜環(huán)，并替換共價(jià)基團(tuán)醛基為氰基，末端吡啶環(huán)的R取代，其活性表明化合物16類骨架具有較好活性，可進(jìn)一步優(yōu)化。
進(jìn)而確定醛基為共價(jià)基團(tuán)、優(yōu)化吡啶并哌啶骨架分子的不同取代，其中末端吡啶環(huán)優(yōu)化側(cè)鏈獲得的化合物27和29活性顯著提升。
隨后評(píng)價(jià)了化合物24的成藥性，發(fā)現(xiàn)其生物利用度僅4%，肝臟微粒體存在明顯不穩(wěn)定，其主要是哌啶環(huán)的羥基化及醛基的還原。
基于此，該類骨架穩(wěn)定性優(yōu)化成為下一步主要工作，如下圖，主要通過醛基鄰位及末端吡啶環(huán)的不同取代進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了代謝穩(wěn)定性的提高。
進(jìn)而對(duì)較優(yōu)化合物43（酶活IC50：2.9 nM，Hep3B細(xì)胞IC50：73 nM）進(jìn)行成藥性及體內(nèi)活性評(píng)價(jià)，但是其生物利用度仍然比較低（22%），在60mg/kg的劑量口服劑量下（每日兩次）才表現(xiàn)出較好的抑制活性。
進(jìn)而對(duì)化合物43進(jìn)一步結(jié)構(gòu)優(yōu)化以實(shí)現(xiàn)活性及穩(wěn)定性的最優(yōu)平衡，著重修飾了醛基鄰位的N乙?；〈?，與Arg483構(gòu)建氫鍵相互作用，化合物61-69酶活均顯著提高。
通過優(yōu)選化合物42、48、61、68的成藥性評(píng)價(jià)，并選擇化合物68（生物度可達(dá)25%）進(jìn)行體內(nèi)活性評(píng)價(jià)，其體內(nèi)活性有較明顯的提升，其溶解性＜6 uM可能是限制其生物利用度的原因。
總結(jié)： Roblitinib在2014年被FDA批準(zhǔn)為首個(gè)進(jìn)入臨床的高選擇性FGFR4抑制劑，該文章詳細(xì)的介紹了該項(xiàng)目的研究過程，該項(xiàng)目的立項(xiàng)依據(jù)非常值得研讀，發(fā)現(xiàn)高選擇性抑制劑的基礎(chǔ)是靶點(diǎn)結(jié)構(gòu)的特異性（C552）；其次本文提供了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的hit—lead—candidate的經(jīng)典案例，hit—lead的過程注重活性的提升，從lead到candidate則是成藥性和藥效的平衡優(yōu)化。 注：本文著重截取了改構(gòu)優(yōu)化思路，更多活性相關(guān)詳情請見原文。 參考文獻(xiàn)： [1] Robin A. Fairhurst. Discoveryof Roblitinib (FGF401) as a Reversible-Covalent Inhibitor of the KinaseActivity of Fibroblast Growth Factor Receptor 4. J. Med.Chem. 2020.DOI:10.1021/acs.jmedchem.0c01019. |
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