BTK抑制劑的成功開發(fā)，獲得了抗腫瘤領(lǐng)域藥物的眾多榮譽(yù)，如Ibrutinib——挺近百億美元的全球銷售額；Zanubrutinib——我國首 個獲FDA批準(zhǔn)的自主研發(fā)抗腫瘤新藥；Tirabrutinib——全球首 個用于治療復(fù)發(fā)性或難治性原發(fā)性中樞神經(jīng)系統(tǒng)淋巴瘤的新藥，等等。且除了商業(yè)上的成功，作為共價抑制劑的典范，更是對后來的共價抑制劑的開發(fā)帶來了更多積極影響。本稿件將主要從結(jié)構(gòu)&數(shù)據(jù)等角度來總結(jié)、分析已獲批上市的5個BTK抑制劑。

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       BTK的發(fā)現(xiàn)及生理作用

       BTK，Bruton’s tyrosine kinase的縮寫，中文名“布魯頓酪氨酸激酶”，由美國兒科醫(yī)生Ogdon Bruton于1952年首次發(fā)現(xiàn)，但當(dāng)時重點(diǎn)是在一種遺傳性免疫缺陷疾病X連鎖無丙種球蛋白血癥患者中表達(dá)異常，與患者反復(fù)出現(xiàn)細(xì)菌感染有關(guān)。

       隨著研究的深入，發(fā)現(xiàn)BTK是B細(xì)胞受體信號通路中的關(guān)鍵組成部分，該激酶被激活是B細(xì)胞惡性腫瘤發(fā)生的重要驅(qū)動力之一。作為B細(xì)胞受體信號通路中的重要激酶，BTK參與B細(xì)胞增殖、成熟、分化、凋亡和細(xì)胞遷移等過程，在除T細(xì)胞外不同類型血液系統(tǒng)惡性腫瘤中廣泛表達(dá)，可驅(qū)動MCL和其他B細(xì)胞惡性腫瘤的發(fā)生。

       圖1.1 BTK主要作用的細(xì)胞信號通路（圖片源：Pharmacological ResearchNovember 2016）

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       BTK結(jié)構(gòu)特征

       BTK，通常存在于細(xì)胞質(zhì)中，是Tec非受體酪氨酸激酶家族的5個成員之一，其他分別為肝細(xì)胞癌表達(dá)的酪氨酸激酶（TEC）、白細(xì)胞介素-2誘導(dǎo)性T細(xì)胞激酶（ITK）、靜息淋巴細(xì)胞激酶（RLK）和骨髓激酶X（BMX）。

       BTK結(jié)構(gòu)主要包含氨基末端的PH（pleckstrin homology）結(jié)構(gòu)域、富含脯氨酸的TH（TEC homology）結(jié)構(gòu)域、SH3（SRC homology）、SH2結(jié)構(gòu)域以及具有酶促活性的激酶域。

       圖2.1 BTK的主要結(jié)構(gòu)域分布（圖片源：Pharmacological Research.2016）

       舉例：FIC品種Ibrutinib與BTK的共晶如下圖所示，重點(diǎn)為結(jié)構(gòu)與BTK活性位點(diǎn)的半胱氨酸殘基（Cys481）形成不可逆共價鍵。

       圖2.1 Ibrutinib與BTK的共晶（參考：https://www.rcsb.org/3d-view/5P9J/1）

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       BTK抑制劑上市藥物

       鑒于BTK在B細(xì)胞發(fā)育和功能中的關(guān)鍵作用，BTK已成為治療B細(xì)胞惡性腫瘤的極其重要的藥物靶點(diǎn)。

       Ibrutinib是第一個BTK抑制劑，已被美國FDA批準(zhǔn)作為復(fù)發(fā)/難治性慢性淋巴細(xì)胞白血?。–LL）、小細(xì)胞淋巴細(xì)胞白血?。⊿LL）、套細(xì)胞淋巴瘤（MCL）和華氏巨球蛋白血癥（WM）的一線治療選擇。

       自2013年至今，Ibrutinib獲得了巨大的商業(yè)成功，以充分的臨床證據(jù)證實(shí)了BTK抑制劑的臨床療效。2020年Ibrutinib全球銷售額達(dá)到82.13億美元；2021年更是上升為97.77億美元，直逼歷史級水平的百億美元。

       目前，已有5個BTK抑制劑獲批上市，相繼為Ibrutinib（2013年）、Acalabrutinib（2017年）和Zanubrutinib（2019年）、Tirabrutinib（2020年）和Orelabrutinib（2020年）。上述5個品種具體結(jié)構(gòu)見下圖，由結(jié)構(gòu)可見，已上市的BTK抑制劑主要由三部分組成，即氫鍵作用部分、Michael加成結(jié)構(gòu)、疏水結(jié)構(gòu)。

       圖3.1 目前已經(jīng)上市的5個BTK抑制劑結(jié)構(gòu)（圖片源：European Journal of Medicinal Chemistry 2022）

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       BTK首 個上市藥物Ibrutinib

       Ibrutinib（代號PCI-32765），開發(fā)公司AbbVie/Janssen，為口服、高效且不可逆的第1代BTK抑制劑。2013年，F(xiàn)DA批準(zhǔn)用于治療套細(xì)胞淋巴瘤，后相繼批準(zhǔn)慢性淋巴細(xì)胞白血病、華氏巨球蛋白血癥、小淋巴細(xì)胞淋巴瘤、邊緣區(qū)淋巴瘤、移植物宿主病，等。

       圖4.1 Ibrutinib在血液系統(tǒng)惡性腫瘤臨床研究中的發(fā)展現(xiàn)狀（圖片源：European Journal of Medicinal Chemistry 2022）

       結(jié)構(gòu)方面，Ibrutinib的基本母核為4’-氨基吡唑[3,4-d]嘧啶；并引入α，β-不飽和丙烯酰胺親電基，通過Michael加成，與BTK的ATP催化中心附近的半胱氨酸殘基（Cys481）共價結(jié)合，不可逆的抑制BTK活性，最終導(dǎo)致B細(xì)胞死亡。同時，Ibrutinib還可以通過抑制BTK在Tyr223處的自磷酸化來抑制BTK的完全激活。

       圖4.2 Ibrutinib活性及靶點(diǎn)作用特點(diǎn)（圖片源：Bioorganic & Medicinal Chemistry 2021）

       Ibrutinib雖然獲得了臨床價值的驗(yàn)證、商業(yè)價值的成功，但作為FIC品種，還是存在諸多不足，如靶點(diǎn)的選擇性問題，可能導(dǎo)致相關(guān)的出血、腹瀉、皮疹、房顫等問題；再如由于BTK蛋白481位的半胱氨酸突變?yōu)榻z氨酸，所帶來的耐藥問題；以及自身生物利用度的有待提高（3.9-8.4%）等。這也為后續(xù)2代BTK抑制劑的開發(fā)提供了明確的方向。

       圖4.3 Ibrutinib對不同酶的抑制活性（數(shù)據(jù)源：FDA官網(wǎng)）

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       阿斯利康A(chǔ)calabrutinib

       Acalabrutinib（代號ACP-196），開發(fā)公司為阿斯利康，屬2代BTK抑制劑，2017年獲得美國FDA批準(zhǔn)，用于治療套細(xì)胞淋巴瘤，后獲批了慢性淋巴細(xì)胞白血病的適應(yīng)癥。但尚無法解決Cys481突變引起的耐藥問題。

       結(jié)構(gòu)方面，母核結(jié)構(gòu)為咪唑并吡啶，同為與Cys481形成共價鍵。同Ibrutinib比較，在臨床使用濃度下可抑制BTK、BMX和ERBB4，選擇性相對較高。Acalabrutinib對純化BTK的IC50為3nM，在低至10nM的濃度下可有效抑制ERK1/2和PLCγ2下游因子的酪氨酸磷酸化。

       圖5.1 Acalabrutinib化學(xué)結(jié)構(gòu)（圖片源：Bioorganic & Medicinal Chemistry 2021）

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       百濟(jì)神州Zanubrutinib

       Zanubrutinib（代號BGB-3111），開發(fā)公司為百濟(jì)神州，同為2代不可逆BTK抑制劑，2019年獲得美國FDA批準(zhǔn)上市，是我國首 個獲FDA批準(zhǔn)的自主研發(fā)抗腫瘤新藥，用于治療至少接受過一種前述療法的成人套細(xì)胞淋巴瘤患者。

       結(jié)構(gòu)方面，母核打破了上述2個上市品種的大共軛結(jié)構(gòu)，保留了Ibrutinib的丙烯酰胺和二苯醚基團(tuán)，相比于Ibrutinib，Zanubrutinib與Met477主鏈羰基之間又形成一個氫鍵，相對而言選擇性得到了提升。

       最終結(jié)果，相比于Ibrutinib，體現(xiàn)了活性更高、生物利用度更好、血漿暴露更高、脫靶效應(yīng)更小的綜合效果；但仍存在一部分的房顫和出血。

       圖6.2 Zanubrutinib化學(xué)結(jié)構(gòu)（圖片源：Bioorganic & Medicinal Chemistry 2021）

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       日本小野Tirabrutinib

       Tirabrutinib（代號ONO/GS-4059），開發(fā)公司為日本ONO公司，屬高選擇、高活性、口服的2代BTK抑制劑。2020年，日本厚生勞動省（MHLW）批準(zhǔn)其用于治療復(fù)發(fā)性或難治性原發(fā)性中樞神經(jīng)系統(tǒng)淋巴瘤，是全球首 個獲批該適應(yīng)癥的藥物。

       結(jié)構(gòu)方面，Tirabrutinib結(jié)合了Ibrutinib和Acalabrutinib重要片段，但母核變化為6-氨基嘌呤類似物結(jié)構(gòu)，三個片段分別為形成氫鍵、疏水作用、Michael加成。對BTK的抑制活性IC50值為2.2nM，活性與Ibrutinib同為nM水平，但對其他的酪氨酸激酶（如Lck、Lyn、Fyn）的IC50值均＞1μM，展現(xiàn)了更高的選擇性。

       圖7.1 Tirabrutinib活性及靶點(diǎn)作用特點(diǎn)

       （圖片源：Bioorganic & Medicinal Chemistry 2021）

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       諾誠健華Orelabrutinib

       Orelabrutinib（代號為ICP-022），開發(fā)公司為諾誠健華，2020年12月獲NMPA批準(zhǔn)用于：1）既往至少接受過一種治療的成人套細(xì)胞淋巴瘤(MCL)患者；2）既往至少接受過一種治療的成人慢性淋巴細(xì)胞白血病(CLL)/小淋巴細(xì)胞淋巴瘤(SLL)患者。

       結(jié)構(gòu)方面，同樣可以拆分為3個部分，即氫鍵部分、疏水部分、Michael加成結(jié)構(gòu)。值得一提的是，Orelabrutinib在結(jié)構(gòu)優(yōu)化過程中，將之前形成氫鍵作用的雙環(huán)結(jié)構(gòu)改構(gòu)為單環(huán)結(jié)構(gòu)。最終，其活性IC50值同為nM級別，體現(xiàn)了一定的高選擇性和低非靶向副作用。

       圖8.1 Orelabrutinib化學(xué)結(jié)構(gòu)（圖片源：Bioorganic & Medicinal Chemistry 2021）

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       小結(jié)

       綜上，即為基于結(jié)構(gòu)特點(diǎn)所介紹的5個已上市的BTK抑制劑，進(jìn)一步總結(jié)如下：

       1）已上市的5個BTK抑制劑，結(jié)構(gòu)上并未形成大的突破，更多的還是基于結(jié)構(gòu)的藥物設(shè)計，未形成顯著的骨架躍遷；

       2）結(jié)構(gòu)雖未形成“大”的突破，但解決了FIC的部分臨床問題如耐藥、副作用等，客觀上體現(xiàn)了更強(qiáng)的藥物研發(fā)能力；

       3）BTK抑制劑全部以共價抑制劑模式上市，“共價”得到了一定的國內(nèi)青睞，同時行業(yè)也需要跟進(jìn)更多具有創(chuàng)造性的藥物開發(fā)方向；

       4）國產(chǎn)新藥上市占比40%，創(chuàng)歷史新高，看到成績的同時也要思考未來國產(chǎn)新藥以何種姿態(tài)同臺競技，從而布局當(dāng)下的藥物研發(fā)模式。