郭宗儒:首创性的“跟踪”药物色瑞替尼 物与肝微粒体温孵,加入 NADPH、谷胱甘肽(GSH)而对作用靶标EML4ALK和Tel-ALK高表达的 和尿苷-5-二磷酸( UDPGA),反应后,用LCMS检Ba/F3细胞的ICo值分别为22和40.7 nmol.L-,显 测反应液中生成加合物的含量,并换算成受试物的示了对细胞的高选择性。化合物4对小鼠、大鼠、犬 百分含量。表3列出了有代表性化合物的数据,表明和猴的药代动力学试验表明,口服生物利用度F(% 含有对苯二胺结构的化合物2(存在哌嗪片段)有分别为55、60、100、56;静脉注射的清除率CL 209%转化成亲电性物质,与GSH生成加合物,而含有( mL min-mg)分别为27、37、9、13;半衰期ta(h) 吡啶、哌啶的化合物(4、8、10和12)没有发生代为6、9、21和26,提示在不同动物种属之间也有良 谢转化,未见形成与GSH的加合物 好的药代参数。进而对裸鼠移植性间变性大细胞淋巴 瘤(ALCL)和非小细胞肺癌( NSCLC)作治疗性实 表3代表性化合物与GSH生成加合物的百分率 验,证明在可耐受剂量下有显著抑制生长作用。遂进 七合物 捕获GSH%20<1<1<1<1 入临床研究,命名化合物4为色瑞替尼( ceritinib), 经临床研究后,FDA认为对于间变性淋巴瘤激酶 52药代动力学性质的优选对有代表性的高活性(ALK)阳性转移、经克唑替尼治疗无效的 NSCLC肺 化合物进行了药代动力学性质的测定,包括在啮齿癌患者,作为突破性治疗药物,于2014年批准上市 动物和人肝微控体的清除率(aU,对重要的药物代mmm 谢酶CYP3A4的抑制作用(以咪达唑仑为底物)、化 novel potent and selective anaplastic lymphoma kinase 合物的溶解度以及对hERG的抑制作用(采用多非 (ALK) inhibitor 5-chloro-N2-(2-isopropoxy-5-methyl-4- 利特竞争性结合试验)。结果表明,这些化合物对肝( piperidin-4 yl)phenyl))N4(2( isopropylsulfonyD)phenyl 微粒体都有较好的稳定性;对CYP3A4的抑制作用 pyrimidine-2,4 diamine ( ld378) currently in phase 尚可;有不同的水溶解度,发现与碱性氮原子的pKa1 and phase2 clinical trials. J Med Chem,2013,56: 相关;对心肌钾通道hERG的作用变化也较大,这5675-5690)。 也与化合物的pKa相关。对化合物4和12进一步用 诺华研制的色瑞替尼是继辉瑞于2011年上市的 膜片钳方法测定对hRG抑制作用的ICso值,分别为克唑替尼的“第二代”产品,但它不是模仿跟进性 46和20molL-,预示4和12对心脏是安全的。表药物。克唑替尼是个性化治疗罕见病药物的重大突 列出了这些化合物的药代数据 破,而色瑞替尼则是针对发生耐药和不能耐受的患 6候选化合物的确定一色瑞替尼的上市 者,所以具有鲜明的创新性。 综合体外对酶和细胞的活性和选择性、药代、安7色瑞替尼与ALK激酶的分子对接 全性和物化性质,确定了化合物4为候选药物,进 化合物2与ALK激酶复合物的单晶结构于2010 步测定4对其他30多种激酶的的抑制活性,结果显年解析( BoSsi rt, Saccardo MB, Ardini e,etal 示,ICs低于100 moll-的激酶只有3个:IGF-IR Crystal structures of anaplastic lymphoma kinase in InsR和STK22D,Co分别为8、7和23nmoL,由 complex with ATP competitive inhibitors. Biochemistry, 于对ALK激酶的IC3o为2mmoL,选择性范围为2010,49:6813-6825),图3是将色瑞替尼分子对接到 70~230倍。对18种激酶高表达的Ba/F3细胞增殖ALK晶体结构中的示意图,嘧啶的氮原子和氨基与 试验表明化合物4的IC50都高于400 moll的浓度,Met99的氮和氧原子分别形成氢键(图中未显示出 表4代表性化合物的药代动力学性质。括弧内数据是用膜片钳方法测定的ICs0值 化合物 肝微粒体清除CLμ 'min.mg CYP3A4/umol-L pH68缓冲液 溶解度和moL hERG/umol.L 5.3(46 umol-L-) 24.5 144 11(20molL)郭宗儒: 首创性的“跟踪”药物色瑞替尼 · 503 · 物与肝微粒体温孵, 加入 NADPH、谷胱甘肽 (GSH) 和尿苷-5'-二磷酸 (UDPGA), 反应后, 用 LC-MS 检 测反应液中生成加合物的含量, 并换算成受试物的 百分含量。表 3 列出了有代表性化合物的数据, 表明 含有对苯二胺结构的化合物 2 (存在哌嗪片段) 有 20%转化成亲电性物质, 与 GSH 生成加合物, 而含有 吡啶、哌啶的化合物 (4、8、10 和 12) 没有发生代 谢转化, 未见形成与 GSH 的加合物。 表 3 代表性化合物与 GSH 生成加合物的百分率 化合物 2 4 8 10 12 捕获 GSH/% 20 < 1 < 1 < 1 < 1 5.2 药代动力学性质的优选 对有代表性的高活性 化合物进行了药代动力学性质的测定, 包括在啮齿 动物和人肝微粒体的清除率 (CL), 对重要的药物代 谢酶 CYP3A4 的抑制作用 (以咪达唑仑为底物)、化 合物的溶解度以及对 hERG 的抑制作用 (采用多非 利特竞争性结合试验)。结果表明, 这些化合物对肝 微粒体都有较好的稳定性; 对 CYP3A4 的抑制作用 尚可; 有不同的水溶解度, 发现与碱性氮原子的 pKa 相关; 对心肌钾通道 hERG 的作用变化也较大, 这 也与化合物的 pKa 相关。对化合物 4 和 12 进一步用 膜片钳方法测定对 hERG 抑制作用的 IC50 值, 分别为 46 和 20 μmol·L −1 , 预示 4 和 12 对心脏是安全的。表 4 列出了这些化合物的药代数据。 6 候选化合物的确定—色瑞替尼的上市 综合体外对酶和细胞的活性和选择性、药代、安 全性和物化性质, 确定了化合物 4 为候选药物, 进一 步测定 4 对其他 30 多种激酶的的抑制活性, 结果显 示, IC50 低于 100 nmol·L −1 的激酶只有 3 个: IGF-IR、 Ins-R 和 STK22D, IC50 分别为 8、7 和 23 nmol·L −1 , 由 于对 ALK 激酶的 IC50 为 2 nmol·L −1 , 选择性范围为 70～230 倍。对 18 种激酶高表达的 Ba/F3 细胞增殖 试验表明化合物 4的 IC50都高于 400 nmol·L −1的浓度, 而对作用靶标 EML4-ALK 和 Tel-ALK 高表达的 Ba/F3 细胞的 IC50 值分别为 2.2 和 40.7 nmol·L −1 , 显 示了对细胞的高选择性。化合物 4 对小鼠、大鼠、犬 和猴的药代动力学试验表明, 口服生物利用度 F (%) 分别为 55、60、100、56; 静脉注射的清除率 CL (mL·min−1 ·mg−1 ) 分别为 27、37、9、13; 半衰期 t1/2 (h) 为 6、9、21 和 26, 提示在不同动物种属之间也有良 好的药代参数。进而对裸鼠移植性间变性大细胞淋巴 瘤 (ALCL) 和非小细胞肺癌 (NSCLC) 作治疗性实 验, 证明在可耐受剂量下有显著抑制生长作用。遂进 入临床研究, 命名化合物 4 为色瑞替尼 (ceritinib), 经临床研究后, FDA 认为对于间变性淋巴瘤激酶 (ALK) 阳性转移、经克唑替尼治疗无效的 NSCLC 肺 癌患者, 作为突破性治疗药物, 于 2014 年批准上市 (Marsilje TH, Pei W, Chen B, et al. Synthesis, struc￾ture-activity relationships, and in vivo efficacy of the novel potent and selective anaplastic lymphoma kinase (ALK) inhibitor 5-chloro-N2-(2-isopropoxy-5-methyl-4- (piperidin-4-yl)phenyl)-N4 (2-(isopropylsulfonyl)phenyl) pyrimidine-2,4-diamine (LDK378) currently in phase 1 and phase 2 clinical trials. J Med Chem, 2013, 56: 5675−5690)。 诺华研制的色瑞替尼是继辉瑞于 2011 年上市的 克唑替尼的“第二代”产品, 但它不是模仿跟进性 药物。克唑替尼是个性化治疗罕见病药物的重大突 破, 而色瑞替尼则是针对发生耐药和不能耐受的患 者, 所以具有鲜明的创新性。 7 色瑞替尼与 ALK 激酶的分子对接 化合物 2 与 ALK 激酶复合物的单晶结构于 2010 年解析 (Bossi RT, Saccardo MB, Ardini E, et al. Crystal structures of anaplastic lymphoma kinase in complex with ATP competitive inhibitors. Biochemistry, 2010, 49: 6813−6825), 图 3 是将色瑞替尼分子对接到 ALK 晶体结构中的示意图, 嘧啶的氮原子和氨基与 Met1199 的氮和氧原子分别形成氢键 (图中未显示出 表 4 代表性化合物的药代动力学性质。*括弧内数据是用膜片钳方法测定的 IC50 值 肝微粒体清除 CL/μL·min−1 ·mg −1 化合物 小鼠 大鼠 人 CYP3A4/μmol·L −1 pH 6.8 缓冲液 溶解度/μmol·L −1 hERG /μmol·L −1 4 15 15 15 1.4 4 5.3 (46 μmol·L −1 ) * 5 15 10 19 1.5 24 1.25 9 15 14 15 2.5 36 2.64 11 45 21 46 0.6 4 24.5 12 15 14 8 9.8 144 1.1 (20 μmol·L −1 ) *