1、天道酬勤EGFR抑制剂研究进展EGFR抑制剂的研究进展 目 录 1.引言 1 2.EGFR抑制剂的化学结构 1 2.1含喹唑啉结构的化合物 1 2.2含吡啶并嘧啶结构的化合物 2 2.3含吡咯并嘧啶结构的化合物 3 2.4其它类型的化合物 3 3.EGFR抑制剂耐药机制 4 3.1肿瘤诱导的、非依赖于EGFR的血管生成 4 3.2绕开EGFR通路的其他TK受体的活化 5 3.3胞内EGFR下游效应蛋白非依赖性或组成性活化 6 3.4EGFR基因突变或靶点缺失 6 4.EGFR抑制剂相关皮肤不良反响 7 4.1EGFR抑制剂引发皮疹发生率 7 4.2EGFR抑制剂相关皮肤不良反响的临床表现 7
2、4.3EGFR抑制剂相关皮肤不良反响的治疗 8 总结 10 参考文献 11 致谢 12 EGFR抑制剂的研究进展 ：表皮生长因子受体(EGFR)通路在肿瘤发生、开展过程中起到非常重要的作用,它已成为肿瘤分子治疗领域最主要的研究和开发靶点之一。目前有单克隆抗体与小分子受体酪氨酸激酶抑制剂两类EGFR抑制剂在临床治疗中取得成功。然而,该类药物在临床前研究及临床治疗中已经出现耐药现象。由于EGFR调节多种细胞功能,该耐药现象可能与多个传导通路紊乱有关,包括配体自分泌/旁分泌的产生、受体突变、下游信号蛋白的组成性活化以及旁路信号途径的激活。本文采用文献综述的方法对于该课题进行研究，从EGFR抑制剂的化
3、学结构、EGFR抑制剂耐药机制、EGFR抑制剂相关皮肤不良反响三方面进行分析研究，以期本文的研究结果能够将EGFR抑制剂更好的应用在临床上。关键词：EGFR；抑制剂；研究 1.引言 据统计,美、欧、日等国每年新增癌症患者达400万人左右,全世界癌症死亡人数达630万人。随着科技的进步,肿瘤化疗也取得了相当大的进步,肿瘤患者生存时间明显延长,特别是对白血病、恶性淋巴瘤等的治疗有了突破,但对危害人类生命健康最严重的、占恶性肿瘤90%以上的实体瘤的治疗未能取得满意效果。有关专家意识到:要提高肿瘤治疗的疗效,必须从肿瘤发生开展的机制着手,才能取得突破性进展。表皮生长因子受体酪氨酸激酶(EGFR-TK)
4、是近年来发现的一个新的抗癌靶点,它的磷酸化作用与细胞的许多调节有关,一旦其过度表达,细胞的生长就会处于失控状态,从而导致恶性肿瘤的产生。人类EGFR家族由4个不同的受体酪氨酸酶(RTKs)组成,分别是EGFR、HER2、HER3和HER4。它们参与激活一系列复杂的细胞信号传导途径,在正常组织中调控细胞的生长、分裂、分化等重要生理过程,在发生异常的情况下可引起癌变,被认为是抗肿瘤治疗的新分子靶点。EGFR家族及EGF(表皮生长因子)的过度表达与癌症的转移、开展和恶化等环节有关,在30%以上乳腺癌人中可发现EGFR和HER2(表皮生长因子受体2)浓度升高。1987年,Akiyama首次报道EGFR
5、小分子抑制剂槲皮素(quercetin,1)和燃料木黄酮(金雀异黄素,金转停,Genistein,2)等天然黄酮和异黄酮化合物,对ATP有相对较弱的非选择性竞争性。此外天然的吲哚咔唑(indolecarbazole)、星形孢菌素(staurosporine,3)、薰草菌素(lavendustin,4)和制表菌素(erbstatin,5)也都是较弱的EGFR非选择性抑制剂。为了找到新的更好的EGFR抑制剂,对人们近年来在这方面药物研究中的工作按结构特征分类来进行介绍。2.EGFR抑制剂的化学结构 2.1含喹唑啉结构的化合物 Parke-Davis公司报道的喹唑啉衍生物6是一种有效的选择性EGFR
6、抑制剂,对EGFR的IC50值为29mol/L,即使其浓度高达50mol/L时,仍不能抑制其它酪氨酸激酶。各种细胞类型的实验中,在纳摩尔浓度下化合物6也可阻断EGFR自身的磷酸化。因此,化合物6可作为EGFR抑制剂的标准物。但6的水溶性较差,对于肿瘤模型的体内评价较为困难。6是可逆性抑制剂,而不可逆性抑制剂可以在 更低浓度下阻断酶的细胞活性。Parke-Davis公司发现,通过与受体中靠近ATP结合部位的半胱氨酸残基公价结合,2-硫代腺苷能不可逆的抑制EGFR和Erb-2。因此利用上述原理合成化合物7,模拟实验说明:其丙烯酰胺基能与EGFR第773位半胱氨酸形成共价键,对别离酶的IC50值为0
7、.7mol/L。Discafani等合成了含丁炔酰胺基结构的化合物8,其是不可逆抑制剂,对EGFR酶的抑制活性和自身磷酸化的IC50值分别为37010-6mol/L和510-3mol/L,在A431异种移植模型实验中,采用口服给药时表现出抑制作用。Zeneca公司开发研制了化合物9,它可竞争EGFR-TK催化区域上Mg-ATP结合位点,对别离酶的IC50值为2010-3mol/L,在许多异种移植模型实验中口服均具有活性。由于该化合物具有新型抗肿瘤作用机制,激起人们对它临床用于治疗各种实体肿瘤的兴趣。且该药已获得了日本卫生部及美国FDA的新药批准,用于治疗非小细胞肺癌及胰腺癌。Juozas等合成
8、了系列含有亚硝基脲结构的氨基喹唑啉和酰脲基喹唑啉,通过对它们的比拟,以期找到影响EGFR抑制剂活性的结构参数。发现当亚硝基脲或酰脲集团与喹唑啉平面之间的扭转角越小,活性越高。其中稳定的亚硝基脲喹唑啉化合物12,其抑制EGFR酶活性的IC50值为20410-3mol/L,被认为是有进一步研究价值的结构。图1含喹唑啉结构的化合物 2.2含吡啶并嘧啶结构的化合物 Rewcastle等为改善抗癌药物水溶性较差的缺点,制备了含有碱性吗啉基丙基和二甲基丁基的衍生物16、17和18。16抑制别离酶和EGF受体自身磷酸化的IC50值分别为7.4mol/L和38mol/L,17的IC50值分别为1.9mol/L
9、和8.1mol/L。16和17在裸鼠实验时能阻滞人体A431细胞异种移植肿瘤的生长。吡啶并嘧啶衍生物18抑制EGFR自身的磷酸化的IC50值为1310-3umol/L,在A431异种移植模型实验时能使肿瘤生长延迟8d;在MCF-7细胞异种移植模型实验中能使肿瘤生长延迟10d。James等报道了吡啶2,3-d嘧啶系列化合物,发现化合物19,具有广泛的酪氨酸蛋白酶抑制活性,其抑制EGFR酶活性的IC50值为0.45mol/L。在平安分析报告中指出化合物19的溶解性、生物药效率是该类化合物中最好的。图2含吡啶并嘧啶结构的化合物 2.3含吡咯并嘧啶结构的化合物 Ciba-Geigy公司根据4-苯氨基喹
10、唑啉衍生物和另一些的ATP竞争性激酶抑制剂的活性设计了含有EGFR与ATP结合部位药效基团的模型21,用它确认4-苯氨基-7H-吡咯并2,3-d嘧啶是一种强效的EGFR的ATP竞争性抑制剂。对抑制别离的EGFR酶活性的IC50值为2710-3mol/L,在A431异种移植模型实验中每日口服25mg盐酸盐可抑制肿瘤生长。Aleem等合成了吡咯2,3-d嘧啶类系列化合物,发现化合物22抑制EGFR酶活性的IC50值为0.23mol/L,高于标准对照药物PD153035(IC50值为0.24mol/L)的活性。图3含吡咯并嘧啶结构的化合物 2.4其它类型的化合物 Showalter等研究发表了一系列
11、具有抑制EGFR酶活性的二硫代双(1H-吲哚-3-烷酸)类化合物23和24,其IC50分别为18mol/L和1.5mol/L。相应的酰胺类似物25抑制EGFR活性酶的IC50为20mol/L,25对细胞内EGFR自身磷酸化无活性,但能抑制成纤维细胞生成因子受体(FGFR)的自身磷酸化。26抑制EGFR的IC 50值分别为0.4mol/L和6.1mol/L。以各种细胞实验比拟类似物27和28的活性,发现28抑制EGF依赖性细胞增值的活性比27强9倍。化合物2328的结构如下: Aviv等报道了系列苯亚甲基丙二腈类化合物,其中化合物29抑制EGFR酶活性的IC50值为3mol/L。Michael等
12、合成了系列噻吩并嘧啶和噻吩并吡啶类化合物,发现其中的化合物30和31有较好的活性,其抑制EGFR酶活性的IC50值为0.001mol/L。图4苯亚甲基丙二腈类化合物 3.EGFR抑制剂耐药机制 3.1肿瘤诱导的、非依赖于EGFR的血管生成 肿瘤诱导的血管生成在肿瘤局部生长、侵袭转移中起到重要作用,这种血管生成受到许多生长因子的调节,其中最主要的是血管内皮生长因子(VEGF)与碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)。肿瘤细胞内,EGFR自分泌通路能够局部调控多种血管生成生长因子,其中包括VEGF与bFGF。体外研究发现,EGFR的活化能够引起结肠癌、前列腺癌、神经胶质瘤及头颈部癌细胞内VEGF表达增
13、高。EFGR抑制剂能够通过抑制EGFR活化从而下调肿瘤诱导VEGF介导的血管生成。肿瘤血管发生调控的改变可能是EGFR抑制剂产生耐药的一个重要机制。出较强的耐药性。西妥昔单抗抑制EGFR活化,同时也下调多种血管生成调节蛋白。他们的研究证实了血管发生调控的改变能诱导肿瘤对EGFR抑制剂产生耐药。他们在SCID小鼠体内诱导出耐抗-EGFRMAb的细胞株,该耐药株在体外对MAb仍然具有较高的敏感性,而将耐药细胞注入动物体内后产生较高的耐药性。他们还将VEGF转入敏感细胞株内,转染后细胞在动物体内对MAb治疗产生较强的耐药。上述结果提示VEGF的过度表达在抗-EGFRMAb治疗的获得性耐药中起到重要的
14、作用。耐药细胞株蛋白表达分析还发现了2个与耐药表型相关的蛋白改变:细胞周期蛋白D1与Bc-lXL的高表达。Ciard iello等在裸鼠体内诱导出对MAb与TKI都耐药的GEO结肠癌细胞株,EGFR与VEGFR双受体抑制剂ZD6474能有效抑制GEO肿瘤的生长。耐药株与亲本株细胞蛋白分析结果显示,两者EGFR及其主要特异配体的表达量没有明显差异,只是前者环氧合酶-2(COX-2)与VEGF的表达分别是亲本敏感株的5倍和10倍。Vallbohmer等在 对西妥昔单抗治疗失败的结肠癌患者肿瘤组织中也 发现 COX-2与 VEGF的高表达。上述研究能够充 分说明 EGFR抑制剂的获得性耐药不是由 E
15、GFR 表 达的缺失或功能的改变引起, 而可能是由于 VEGF 的表达增强所致。3.2绕开EGFR通路的其他TK受体的活化 细胞内存在许多转导增殖刺激的TK受体,包括EGFR、胰岛素样生长因子1受体(IGF-1R)、VEGFR、血小板衍生生长因子受体(PDGFR)以及肝细胞生长因子受体(c-MET)。它们都参与调节细胞的许多生理功能,并且许多调节作用存在相互交叉。EGFR被阻断后,其他受体能够通过替代EGFR的主要功能来维持细胞的存活。引起EGFR抑制剂耐药的一条重要旁路是IGF-1R通路。该受体主要激活PI3K/Akt通路与Shc,后者能活化Ras/Raf/MEK/ERK通路。研究发现,IG
16、F-1R通路在细胞生长、存活与分化中起到非常重要的作用,并且发现在许多肿瘤中都有该受体的过表达。Chakravarti等研究一株对EGFR-TKIsAG1478耐药的恶性多形性胶质母细胞瘤(glioblastomamultiforme,GBM)细胞时发现,耐药株IGF-1R的表达较亲本株有显著的增高,且GBM耐药株胞内PI3K-Akt通路在使用AG1487处理后并未受到明显抑制。进一步研究发现,AG1487并不能抑制耐药株抗凋亡效应蛋白Akt的磷酸化与活化。联合使用特异的IGF-1R抑制剂后,EGFR抑制剂对耐药株显示出较强的生长抑制作用。此外在乳腺癌与前列腺癌的研究中也发现,EGFR抑制剂的获得性耐药与IGF-1R的活化有关。Lu等通过实验也证实IGR-1R能够干扰抗-EGFRMAb对肿瘤细胞的生长抑制作用。研究中MAb对没有导入IGF-1R的人乳腺癌细胞SKBR3具有较强的生长抑制作用,而对于导入IGF-1R的SKBR3细胞没有生长抑制