寻找激酶抑制剂药物的多重路径

    先进的工具能帮助研究人员寻找阻断癌症及扩张到其他疾病靶标的激酶有抵抗性的路径。

      激酶抑制剂的未来看来前途光明，未来将产生更多阻断激酶的治疗化合物，这些激酶催化磷酸盐类从如ATP供体到另一分子的转移。目前，大多数基于600种不同的哺乳动物激酶的研究集中在癌症。多于30种癌症蛋白激酶抑制剂在临床试验或已被FDA批准，包括重磅炸弹药物诺华的Gleevec  (imatinib  mesylate)和阿斯利康公司的Iressa  (gefitinib)和Tarceva  (erlotinib)。这些药物已被证明在阻断他们的激酶靶标的活动中有效，而没有传统化学治疗引起的副作用。

      尽管最近有报道指出一些病人产生了变异，对这些药物产生了抗性，科学家没有气馁。高端工具如高通量筛选、单核苷酸多态现象（SNP）阵列、外显子重测定及结构分析都已建立起来，帮助更好的解决对靶标，变异和哪些病人将最有可能有效应答的问题。科学家期望在不远的将来将第二代化合物激酶靶标扩展至炎症、自身免疫、中枢神经系统及心血管疾病领域。

20年前，研究的激酶主要是G蛋白偶联受体(GPCRs)，英国阿斯利康制药化学和肿瘤学主管Andy  Barker博士说：“我们现在还处于这些蛋白的早期研究阶段，在今后10到20年内，这些蛋白仍然能提供一些重要的治疗癌症和其他疾病的药物。”他说，市场上大多数激酶药物是GPCR促效药和对抗物。Barker和其他研究人员对体细胞突变的发生并不特别惊讶，“像癌症类的疾病，是一个经典的蛋白改变和突变导致癌细胞活化的过程。”哈佛医学院和儿童医院生物化学和分子药理学副教授George  Daley博士研究出一种方法来描述药物对不同突变的活性及靶标可能产生突变以逃避药物作用的方式。

      “我不相信存在对突变免疫的靶标”Daley.说，“如果我们能制造出一种针对靶标的药，癌细胞将想出一种突变的办法来对付药物。”

      Gleevec，一种诺华开发的慢性骨髓非白血性白血病(CML)的BRC-ABL抑制剂，也许是三个大的癌细胞激酶抑制剂中知名度最高的，当它进入市场的时候，被某些人称为“魔术子弹”。阿斯利康制造了一种表皮生长因子受体(EGFR)——针对非小细胞肺癌(NSCLC)的酪氨酸激酶抑制剂，名字叫Iressa，OSI制药的Tarceva的作用也和Iressa一样。

      Gleevec的突变已一次次地被公布出来，在ABL基因的ATP结合区域检测到点突变，ABL基因是妨碍Gleevec结合到靶标上的一种因子。更近的论文引证了抗Iressa或Tarceva的突变。一些第二代化合物已在开发中，包括一种被诺华开发并命名为AMN107的“超级Gleevec”分子，处于II期临床试验阶段。

克服最初的怀疑论

      最初人们对激酶抑制剂的开发充满怀疑，许多人不相信药物能抑制激酶，特别是在ATP结合位点，诺华生物医药研究所副总裁和肿瘤学全球主管Sasha  Kamb博士说，ATP作为能源和磷酸盐在细胞中广泛被激酶使用，它在细胞中以高达毫克分子的浓度存在，因此任何药物将不得不和ATP竞争，“开始对是否可能开发出激酶抑制剂有太多的怀疑，”Kamb说，“诺华的科学家冒了一次险，在那个时候这种投资被认为是极高风险的项目。”

      Gleevec最初的研究工作开始于1960年代早期，那时发现某些非白血性白血病如慢性骨髓非白血性白血病(CML)有染色体异常的证据，即所谓的费城染色体。随着克隆技术的来临，就有可能对其分子进行鉴定，它有一个染色体互相易位，交换了两条染色体的两条臂，混合了Abelson激酶和BCR基因，成为了一种称做BCR-ABL的蛋白。Kamb说，合理的假设是因为BCR-ABL出现在白血病中，在某种程度上，BCR-ABL的蛋白对那些白血病细胞的肿瘤发生是必需的，使研究人员感觉到有必要试图抑制它。这个假设直到Gleevec被开发出来才被证明是正确的。

      在那时，研究人员一直在寻找看起来像ATP似的药物，由于没有有效的高通量筛选来帮助选择潜在性的化合物，因此他们使用Kamb说的低通量筛选和分析。“许多分子看来基本符合要求，而且它们看似有点像ATP，那就是Gleevec最初怎么被发现的。”Kamb说。他们在筛选和药物化学的基础上对分子做了一些修饰，以不同的方式对原来的分子进行美化，观察哪一种修饰将提供高的药物效果，然后使用标准技术对安全性进行筛选。“幸运和关键的是，ABL是一种正常的在体内很少出现的激酶，癌细胞依赖它存活，因此利用它开发出一种非常好的对癌耐受良好的药物——Gleevec”。

      激酶的研究工作是一个挑战，因为它们组成一个非常大的家族。因为激酶结合到ATP，对药物的开发不利，化学家们在寻找选择性抑制剂存在有压力。“如果你抑制全部激酶，很明显你得到的是毒性非常大的化合物，”Kamb说，“这是这个领域的一个挑战，即生产对某种特殊的靶标或所有靶标有适当的选择性的化合物。”

      然而这个领域是药物发现专业的所有研究工具被使用的所在，这些工具对获得化合物晶体或靶标的高分辨率结构、帮助先导化合物的设计非常重要，可以得到有亲和力和选择性的激酶抑制剂。这也帮助在一种筛选格式中获得许多激酶，因此它们能被筛选针对靶标及剔除不需要的激酶。Kamb介绍，研究激酶时进行细胞分析和生物化学分析是非常重要的。“经常看到抑制剂在生物化学分析中作用很好而在细胞分析中作用不理想，有时，反之亦然。因此有某种与细胞背景有关的东西，这种背景改变蛋白或靶标的化学和生物化学性质，但其原因并不清楚。”

      Gleevec最初是靶向CML病人，但诺华研究人员决定也对准其他激酶，包括KIT。赋予适当的亲和力，KIT在胃肠间质瘤(GIST)中被活化，Gleevec后来也被批准用于GIST。一种第二代Gleevec类似物——称做AMN107的化合物也是靶向GIST。AMN107对准与同样的靶标但有与Gleevec不同的化学结构，II期临床试验即将开始。 (责任编辑：泉水)

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