克服Osimertinib耐药的新型EGFR（C797S）抑制剂的设计与合成研究

U. S. FDA granted accelerated approval to Osimertinib for the treatment of patients with metastatic EGFR (T790M) mutation-positive non-small cell lung cancer (NSCLC). However, it was reported that EGFR C797S mutation mediates resistance to Osimertinib. A few small molecules were reported to suppress the kinase activity of EGFR L858R/T790M/C797S. However, the week activity of these molecules limits their potential as a single drug for the treatment of EGFR C797S mutant NSCLC. It is highly desirable to identify novel EGFRL858R/T790M/C797S inhibitors for the unmet clinical need. We have successfully identify a series of EGFRL858R/T790M/C797S inhibitors through chemical library screening and rational structure optimization. One of the most promising compounds D3003 shows potent in vitro activity against EGFRL858R/T790M/C797S kinase as well as BaF3 cells harboring EGFRL858R/T790M/C797S with IC50 value of 38 nM and 0.058 uM, respectively. Base on the literature search, D3003 is the most potent small molecule target EGFRL858R/T790M/C797S in cells. On the basis of previous investigation, we will continue our systemic SAR study, in vitro and in vivo anti-tumor activities of D3003-like compounds. It hopes to develop drug-like candidates for the clinical test to overcome osimertinib resistance.

第三代选择性EGFR(T790M)不可逆抑制剂Osimertinib在2015年11月获得美国FDA批准上市。但EGFR进一步C797S点突变引发新的耐药，这是现在临床亟需解决的问题。目前针对新突变尚缺乏单独使用有效的小分子抑制剂。我们通过转变“不可逆型”到“可逆型”抑制剂的设计思路，结合化合物库筛选以及合理结构优化，成功获得了一类全新的EGFR(L858R/T790M/C797S)抑制剂。其中化合物D3003对靶标激酶的IC50值为38 nM，对稳定表达EGFR(L858R/T790M/C797S)的BaF3细胞增殖的IC50值为0.058 uM。据相关文献检索，这是目前细胞活性最强的EGFR(L858R/T790M/C797S)小分子抑制剂。本项目将以D3003为先导化合物进行系统的构效关系及体内外抗肿瘤活性研究，为克服临床Osimertinib耐药提供重要的候选化合物。

肺癌是发病率和死亡率增长最快的恶性肿瘤之一，约占全球癌症死亡人数的四分之一。表皮生长因子受体（EGFR），是治疗肺癌中非小细胞肺癌的有效靶点。2015年FDA加速批准了可以选择性抑制EGFR激活突变和/或T790M突变，而对野生型（EGFRWT）无效的第三代EGFR抑制剂奥西替尼（osimertinib）。然而，高达40%的患者在经过9~14个月的治疗后，由于EGFRC797S点突变导致osimertinib无法与靶蛋白形成共价结合，最终引起耐药。以EGFRC797S突变为代表的第三代EGFR抑制剂的获得性耐药是目前急需解决的临床问题。因此，开发具有选择性的第四代EGFR抑制剂是解决耐药的有效途径。. 本项目组前期通过对实验室3000个化合物的化合物库进行筛选，得到了一系列嘧啶并嘧啶酮类化合物，其代表化合物D3003(JND3229)，对EGFRL858R/T790M/C797S三突变激酶的IC50为5.8 nM。对转染的BaF3L858R/T790M/C797S和BaF319D/T790M/C797S细胞活性为0.51 M和0.32 M.。且单独用药时，10 mg/kg每天两次给药，在异种移植的小鼠模型上有效，并不表现出毒副作用与体重减轻。. 同时，针对目前报道化合物中对EGFR野生型激酶的选择性不理想，导致的“脱靶”的毒副作用问题。我们结合课题组第三代与第四代EGFR小分子抑制剂的研究基础，设计合成了一系列针对EGFRL858R/T790M/C797S突变的、对EGFRWT具有较高选择性的5-甲基嘧啶并吡啶酮类小分子抑制剂，并对其构效关系以及成药性进行了研究。其中代表化合物2-20c27可以选择性的作用于EGFRL858R/T790M/C797S（IC50 = 48.9 nM），并产生对EGFRWT大于20倍的靶向选择性（IC50: >1000 nM）。是目前已明确报道的第四代EGFR抑制剂中选择性最高的化合物之一。但是2-20c27的抗增殖活性、激酶谱选择性以及药代动力学性质尚未理想，还需要更为细致的研究。.总之，我们设计合成了系列选择性较高且生物活性较好的嘧啶并杂环类化合物，为开发针对EGFR C797S耐药突变的第四代EGFR抑制剂提供了重要的候选化合物。. 本项目发表相关SCI论文3篇，申请专利3项。实现成果转化9.05亿元。