「曲線救國」—ROS1靶點研究簡述和藥物開發思考

知識 08-16

ROS1是一種關鍵的跨膜受體蛋白酪氨酸激酶，具有調節細胞凋亡、生存、分化、增殖、遷移和轉化的功能。越來越多的證據表明，在很多惡性腫瘤，包括膠質母細胞瘤、結直腸癌、胃癌、炎症性肌纖維母細胞瘤、卵巢癌、血管肉瘤和非小細胞肺癌中，ROS1激酶都起到重要的作用。在成人中，ROS1激酶高度表達在小腦、外周神經組織、胃、小腸、結腸和腎臟。儘管該靶點吸引了很多研究者的眼球，但目前為止只有很少和非選擇性的酪氨酸激酶抑制劑進入臨床[1]。

1982年，ROS1基因作為一個獨特的致癌序列首次在禽類肉瘤病毒中被發現，之前也被稱為c-ROS1、Mcf3和ROS基因。ROS1基因目前已經精確定位於人類染色體6區域6q22[2]，它編碼2347個氨基酸受體酪氨酸激酶。由酪氨酸激酶區域(從氨基酸1883到2347)、跨膜區域(從氨基酸1860到1882)和含氮端糖基化點的細胞外區域組成(從氨基酸28到1859)。異常的ROS1蛋白激酶活性，包括ROS1基因的突變、融合或過度表達將激活下游多條致癌信號途徑，如JAK、PI3K/AKT/mTOR、STAT3、RAS-MAPK/ERK、VAV3和SHP-1/2等，控制細胞的增殖、存活、轉移和細胞周期的通路[3]。

「曲線救國」—ROS1靶點研究簡述和藥物開發思考

目前，已發現26個基因能與ROS1融合，而且他們中的一些也與RET和ALK融合。所有融合蛋白保留了ROS1激酶結構域，大多數的融合基因具有二聚化結構域並且保留在與ROS1融合的結構中，推測其可能導致ROS1酪氨酸激酶活化。已經證實FIG-ROS1、CD74-ROS1或者SDC4-ROS1融合基因在纖維原細胞或者Ba/F3細胞中的表達會導致ROS1蛋白的自體磷酸化，同時也會引起SHP-2、MEK、ERK、STAT3和AKT的磷酸化，當然這些作用可被ROS1抑制劑阻礙[4]。

「曲線救國」ROS1靶點抑制劑開發

不知道現在ROS1的配體-受體相互作用研究是否仍然使用IGF-1R或ALK同源模型。因為通過同源模型的研究，人類ROS和ALK激酶具有49%的序列同源性和高達77%的ATP結合結構域。這就可以解釋為什麼多數ALK抑制劑同樣具有ROS1激酶抑制活性。

而ALK在蛋白質資料庫中已經有不同解析度的ALK催化結構域晶體結構，也有部分化學小分子及其共晶結構的文獻報道，這就為開發ALK抑制劑提供了參考，接下來的一切工作就有了相對成熟的技術手段。而且部分上市或臨床ALK抑制劑也顯示了ROS1抑制活性，所以是否可以考慮在開發ALK抑制劑時兼顧ROS1活性。

「曲線救國」—ROS1靶點研究簡述和藥物開發思考

雖然根據ROS1抑制劑實驗結果證實現有的理論推測十分重要，但根據目前的部分抑制劑結構特點和活性結果又能否假設和推算ROS1受體和抑制劑的作用關係呢？尤其針對那些靶點構型仍不是很清楚，研究方法還不太確定。能否通過「以葯問靶」逆向推導。在上一篇《從「看故事」到「講故事」》中提到了部分個人關於藥物設計的思考，在此再討論一點(與直面靶點策略姑且認為是「曲線救國」)：根據同靶點上市或在研藥物結構對比，甚至具有部分相同結構模塊的其他靶點活性化合物，綜合設計是否可行？

「曲線救國」—ROS1靶點研究簡述和藥物開發思考

如上圖中，AP26113、ASP3026和Ceritinib骨架構型是否具有一定的相似性？讓我們再來看一個例子。

「曲線救國」—ROS1靶點研究簡述和藥物開發思考

怎麼樣？看到這類結構您是否會考慮其為ALK或ROS1抑制劑，對ALK結構熟悉的人或許看到後會認為其具有一定的ALK/ROS1抑制活性，尤其TG-101209。這就是上面所提到的：根據同靶點目前上市或在研藥物，甚至具有部分相同結構模塊的其他活性化合物，綜合設計。一方面可以保持先導物活性又能增加分子結構的多樣性和新穎性；二是有可能得到多靶點活性先導物，個人一直相對喜歡多靶點藥物，當然前提是能夠確保較好活性、選擇性和可接受副作用。三是可以作為規避專利策略。相對於原子置換、電子等排等方法個人更青睞圖3中PHA-848125結構類型的改造，即可依據構效關係，在相對保留原分子空間結構的前提下構建或拆分分子骨架(包括骨架遷移)，例如PHA-848125的烷基環構建。

當然，本文所述「曲線救國」是指戰略而非戰術，因為目前針對ROS1抑制劑的設計及活性研究也有報道，主要集中在以下幾類結構[1]：3-苄氧基氨基吡啶(Crizotinib)、芳氨基雜環羧、4-苯氧基喹啉(Foretinib)、咪唑[1,2-b]並噠嗪、吡唑並嘧啶等，感興趣的可詳細閱讀文獻1，基本將目前已報道的ROS1抑制劑進行了總結。部分化合物的原文獻中對設計思路、構效關係、共晶結構進行了描述。

目前，使用「直面問題」的策略，包括RT-PCR、NGS、計算機輔助等先進技術和方法應用到了ROS1抑制劑的研究中，希望能夠加快活性和選擇性均較好的ROS1激酶抑制劑發現步伐。而「曲線救國」的方式，即同靶點(本文中包括ALK和ROS1)上市或在研藥物，甚至具有相同結構模塊的其他靶點活性化合物，參考構效關係共晶結構，組合設計求異存同是否可行呢？

以上僅為作者個人觀點，歡迎大家交流討論！

參考文獻：

[1] M.M. Al-Sanea，et al. ROS1 Kinase Inhibitors forMolecular-Targeted Therapies. Current Medicinal Chemistry, 2016, 23, 142-160

[2] Arnaud Uguen, Marc De Braekelee. ROS1 fusions in cancer: areview, Future Oncol, 2016 Aug;12(16):1911

[3] 唐白傑等，ＲOS1 融合基因型肺癌研究進展，實用醫院臨床雜誌，2015,12(3)，177

[4] 朱壘等，ROS1 融合基因在惡性腫瘤中表達及研究現狀，中國普通外科雜誌，2016,25(2)，281

作者信息

樹葉

轉載聲明

請您繼續閱讀更多來自 葯渡經緯 的精彩文章: