综述:TRK抑制剂的研究进展及其构效关系

【字体: 时间:2025年09月24日 来源:European Journal of Medicinal Chemistry 5.9

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  本综述系统阐述了神经营养性酪氨酸受体激酶(NTRK)基因融合的致癌机制及其靶向药物研发进展,重点分析了已上市(如Larotrectinib、Repotrectinib)及在研TRK抑制剂的构效关系(SAR),为克服耐药性和开发新型高效抑制剂提供理论依据,对拓展NTRK基因融合肿瘤患者的治疗策略具有重要指导意义。

  

神经营养性酪氨酸受体激酶(NTRK)的结构与功能

神经营养性酪氨酸受体激酶(Neurotrophic Tyrosine Receptor Kinase, NTRK)是跨膜受体酪氨酸激酶家族的重要成员,包括TRKA、TRKB和TRKC三种亚型,分别由NTRK1NTRK2NTRK3基因编码。这些基因位于染色体1q22、9q21和15q25区域,其编码的TRK蛋白在神经细胞的存活、分化、代谢及凋亡过程中发挥核心作用。TRK蛋白通过与其配体神经营养因子(Neurotrophins, NTs)结合,诱导二聚化及自身磷酸化,进而激活下游信号通路,调控细胞的正常生理功能。

NTRK介导的信号通路

TRK受体的激活主要通过三条关键信号通路执行其生物学功能:其一为SHC介导的MAPK级联反应,调控细胞增殖与分化的平衡;其二为PI3K-Akt通路,参与细胞生存信号的传递;其三为磷脂酶Cγ(PLCγ)通路,影响细胞内钙离子动态及蛋白激酶C(PKC)的激活。这些通路的协同作用对神经系统的发育、突触可塑性及轴突形态发生至关重要。

NTRK基因融合的致癌机制

NTRK基因融合是当前公认的最主要致癌驱动机制。当染色体内部或间发生重排,导致NTRK基因与其他基因融合,会表达出结构持续激活的TRK融合蛋白,引发下游信号通路的异常持续激活,从而驱动肿瘤发生。自1982年在结直肠癌中首次发现NTRK1融合以来,NTRK融合变异已被证实存在于多种实体瘤中,发生频率虽低于1%,但在某些罕见肿瘤中极为常见。值得注意的是,NTRK融合已成为FDA批准的首个不限癌种的精准肿瘤治疗靶点。

靶向NTRK的治疗药物

针对NTRK基因融合的致癌特性,多种TRK小分子抑制剂已被开发并应用于临床。2018年,Larotrectinib成为首个获FDA批准用于治疗NTRK融合肿瘤的TRK抑制剂;2019年Entrectinib获批;2023年,多靶点抑制剂Repotrectinib获批用于治疗非小细胞肺癌(NSCLC),其靶点也包括NTRK。这些药物的成功标志着NTRK成为抗肿瘤治疗中的重要靶标。

吡唑并[1,5-a]嘧啶类TRK抑制剂及其构效关系

结构分析表明,多数TRK抑制剂(如Larotrectinib、Repotrectinib、Selitrectinib、Zurletrectinib等)均以吡唑并[1,5-a]嘧啶为核心骨架。例如,诺华公司在2008年发现的苯甲腈取代咪唑吡哒嗪类化合物(图7-A中的化合物14)对TRKA表现出高抑制活性(IC50 = 7 nM),但其细胞活性较弱且代谢稳定性差。通过结构优化,将核心骨架替换为吡唑并[1,5-a]嘧啶,并引入二甲氧基苯基及环丙基,得到了活性显著提升的化合物15(IC50 = 0.8 nM)。进一步研究表明,该骨架的2位苯环邻位的甲氧基可通过氢键与TRK蛋白的铰链区结合,是维持高活性的关键。而3位酰胺侧链的引入则有助于改善药物的药代动力学性质。

最新研发进展与设计策略

当前TRK抑制剂的研究正从“有药可用”向“用好药、克服耐药”阶段快速发展。第一代药物为治疗奠定了基础,而第二代药物在克服获得性耐药(如常见的溶剂前沿突变Gatekeeper突变等)及提高脑渗透性方面取得了显著突破。通过合理的药物设计,如引入大环结构、优化亲脂性及调控分子刚性,科研人员正致力于开发具有更高选择性、更强效力及更优安全性的新一代TRK抑制剂。

总结与展望

NTRK基因融合已成为全球最重要的抗癌靶点之一,其驱动的肿瘤具有跨癌种的特点,使得TRK抑制剂展现出广谱抗癌的巨大潜力。然而,耐药问题(包括靶向及脱靶耐药)仍是当前临床治疗的主要挑战。未来的研究需聚焦于耐药机制深入探索、新型抑制剂开发(尤其是针对耐药突变的有效化合物)、以及早期诊断技术的提升。通过持续不断的基础与临床研究,有望为NTRK基因融合肿瘤患者提供更丰富、更有效的治疗选择,进一步推动精准肿瘤学的发展。

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