四代EGFR抑制剂BLU-945的研发之路

来源：药渡 撰文：星星狐编辑：丸子

近日，美国Biotech公司Blueprint在药物化学TOP期刊JMC的专栏Drug Annotation中详细介绍了当前处于美国临床I/II期的四代EGFR抑制剂BLU-945的发现过程。BLU-945的临床适应症是非小细胞肺癌（NSCLC），目前该款抑制剂已被再鼎医药引进国内。

背景

在因癌症而死亡的人中，肺癌占比最多，占18%；而肺癌患者中有80%-85%是非小细胞肺癌患者。

表皮生长因子受体(EGFR)激酶结构域突变是这一腺癌的致癌驱动因子。NSCLC中最常见的EGFR激活突变(EGFR+)是外显子19的缺失(ex19del)和21外显子单点突变(L858R)。酪氨酸激酶抑制剂(TKIs)在过去二十年中发展起来，以EGFR突变为靶标在治疗EGFR阳性的非小细胞肺癌患者方面已显示出优于化疗的优势，现在被认为是该领域的护理标准。然而，耐药始终是癌症治疗的难点，因而新一代EGFR抑制剂始终具有临床需求。

图1 FDA批准的第一代，第二代和第三代EGFR酪氨酸激酶抑制剂

前三代EGFR抑制剂存在的问题

用于NSCLC的第一代EGFR TKIs是可逆的ATP竞争抑制剂，如吉非替尼。尽管靶向治疗显示生存期延长，但1~2年后，由于获得性耐药，患者会经历疾病复发。最常见的获得性耐药是对gatekeeper残基(T790M)形成二次突变，占耐药案例的50 ~ 70%。

这种gatekeeper突变也是阿法替尼(一种不可逆共价的第二代EGFR抑制剂)获得性耐药的主要机制。

除了获得性耐药，第一代和第二代EGFR抑制剂的治疗窗口有限，这可以归因于对野生型(WT) EGFR抑制引起的毒性。

自从发现T790M耐药突变和wt -EGFR驱动的毒性后，已经开发了几种新的EGFR TKIs来解决这些问题。Osimertinib是一种针对EGFR活性位点C797的不可逆抑制剂，是目前唯一被广泛应用的第三代EGFR TKI，其对T790M耐药突变以及初始致敏突变具有抑制活性。

虽然奥希替尼在一线二线治疗中对患者有明显的好处，但获得性耐药也会随着时间的推移而出现。使用奥希替尼治疗导致的最常见的EGFR依赖性耐药突变是C797S突变，该突变破坏了抑制剂的共价结合。

图2 针对突变的EGFR非共价抑制剂

第四代EGFR抑制剂的研发

1瞄准突变的EGFR抑制剂

目前，当患者二线使用奥西替尼时，产生的EGFR+/T790M/C797S突变对于目前可用的EGFR TKIs是不可治疗的。NSCLC耐药突变是众所周知的，最近的一些文献也描述了各种抑制EGFR+/T790M和EGFR+/T790M/C797S的非共价抑制剂（图2）。鉴于对下一代EGFR抑制剂的需求仍未满足，需要开发新的BIC，对WT（野生型）不抑制，且对EGFR+/T790M和EGFR+/T790M/C797S突变体有效的抑制剂。

表1 EGFR抑制剂4−6的性质

2化合物筛选发现hit

化合物4是从Blueprint公司的化合物库筛选出来的hit，其对EGFR突变型具有强效的酶和细胞的抑制活性，对野生型的EGFR没有抑制，表现出高选择性。（表1）。化合物4的哌啶醇羟基的邻位引入F取代，能够提高对突变型的抑制活性（2~3倍）。这个关键的改造是借鉴了基因泰克公司的改造思路。5到6是一个常见的环化改构思路，吡啶N原子保留了氢键的相互作用。

3hit的优化

对6进行了SAR的研究发现了化合物24（表2）。化合物24对EGFR突变型具有优异的酶活和细胞活性，对野生型抑制弱，表现出高选择性。但是其生物利用度过低，主要的问题是吸收不行，存在外排。且大鼠的PK研究表明，静脉清除接近肝血流速率(约70 mL min−1 kg−1），使得化合物24在大鼠体内清除过快，生物利用度只有2%。。为了降低这种潜在的风险，研究人员在氮杂丁环上添加了一个甲基得到化合物25，目的是增加极性取代基周围的位阻，以减少外排，但从结果看，这仍然不够。用一个碳原子取代一个氮原子的方式来降低骨架的TPSA，从而得到异喹啉26，获得了更好的MDCK-MDR1。被动渗透的改善和外排的减少使得大鼠PK大大改善(F = 85%，Cl = 20 mL min-1kg-1)，而对细胞EGFR L858R/T790M的抑制活性几乎没有影响，化合物27进一步提高了对突变型的抑制和对WT的选择性。

表2 提高生物利用度

4化合物27存在的问题

化合物27的药代动力学结果表明（图3），药代动力学的体内外相关性较差。体外观察到适度的微粒体内在清除率(Clint = 55 μL/min/mg)，但体内清除率较高(Cl = 31.8 mL min -1 kg−1)。这表明27可能容易发生二相代谢，II相代谢可能是体内cyno（食蟹猴）清除率高的原因。随后的实验发现，27在人的肝细胞中受ugt介导的葡萄糖醛酸化作用，但在大鼠和犬的肝细胞中不受影响，并发现葡萄糖醛酸化位点为哌啶醇的羟基。

图3 化合物27的体外/体内评价数据

5PCC的确定

对化合物27的改造目的在与减少II相代谢（图4），在羟基取代的α位和β位引入取代基增加位阻得到29和28，位阻的干扰可以减缓II相代谢羟基的结合反应。28没有凑效，29取得了显著的效果，但29对EGFR+/T790M的抑制变弱了。羟基甲基化以阻断30的葡糖醛酸化位点，得到了体内结构得到改善的化合物，同时保持良好的活性和对EGFR WT的选择性。对30（BLU-945）进一步表征，确定其作为候选化合物的潜力。

图4 对27优化以减轻ugt介导的II相代谢

6药效试验的验证

随后，研究人员在L858R/T790M/C797S和Ba/F3 ex19del/T790M/C797S这一奥希替尼耐药的肿瘤模型中评估了30的活性(图5A,B)。在这两种模型中，100 mpk BID剂量的30产生了很强的肿瘤抑制效果，而奥西替尼没有表现出任何抗肿瘤作用。

进一步分析30在患者来源的异种移植细胞系(PDX)模型中的活性。来自1例EGFR突变的NSCLC患者的样本，该患者在接受包括吉非替尼和奥希替尼在内的7种治疗方案后进展为耐药，该样本用于开发一种奥希替尼耐药的EGFR ex19del/T790M / C797S小鼠模型。

在这个模型中，给小鼠注射30(75和100 mg/kg BID) 56天后，很高兴地看到该治疗对肿瘤生长有显著抑制作用(图5C)。在这些令人鼓舞的体内活性结果的支持下，30被选为开发候选药物(BLU-945)，并进入关键的非临床安全性研究。

图5 BLU-945与奥希替尼药效对比

在大鼠和非人灵长类动物(NHP)的临床前28天GLP毒性研究中，BLU-945获得了适当的安全窗，以支持在剂量递增阶段以25 mg的起始剂量进入人体试验。由于在较高pH下的化合物具有较低的水溶液溶解度，因此选择了喷雾-干燥分散配方的剂型。

目前，一项针对egfr突变的NSCLC患者的首次人体1期剂量递增研究正在进行中，该研究对象为之前接受过至少一次egfr靶向TKI的患者(NCT04862780)。BLU-945连续每日口服一次。图6显示了一名患者开始25mg剂量时的血浆浓度与时间PK曲线，表明BLU-945具有低清除率和长的血浆半衰期(t1/2)。

图6 1例患者25 mg剂量后BLU-945的浓度与时间分布

结语

几乎所有患者在EGFR-TKIs治疗后24个月内均出现疾病进展。耐药机制包括EGFR依赖性和非依赖性耐药，TKIs耐药是无法避免的。经第一、二代TKIs治疗的患者，高达50%会产生T790M突变耐药，第三代的奥希替尼在随后的二线治疗中显示出PFS获益，奥希替尼虽然对 T790M 突变有效，但其他突变（20号染色体外显子插入突变、C797S、MET扩增和HER2扩增等）仍然是治疗盲区。除了最常见的T790M耐药突变，其他耐药机制仍需继续探索。为改善EGFR突变NSCLC患者的预后，需要针对不同耐药机制研发新的抑制剂，第四代、第五代……并探索联合治疗的效果。

参考文献：

1，Thomas A. Dineen et al; Discovery of BLU-945, a Reversible, Potent, and Wild-Type-Sparing

Next-Generation EGFR Mutant Inhibitor for Treatment-Resistant Non-Small-Cell Lung Cancer, https://doi.org/10.1021/acs.jmedchem.2c00704。

2，https://clinicaltrials.gov/ct2/home。