具有抗肺癌干细胞活性的EGFR（C797S）抑制剂克服NSCLC耐药的药效学及作用机制研究

EGFR inhibitor has launched a new era of NSCLC therapy. However, drug resistance has limited the clinical efficacy of these agents. EGFR (C797S) is a novel resistant mutation after treatment with the third generation of EGFR inhibitor AZD9291. Currently, there are no medicines for the patients harboring EGFR (C797S) mutation to use. Therefore, development of novel EGFR inhibitor with activity against EGFR (C797S) is strongly demanded. In addition, lung cancer stem cell (LCSC) has the ability to escape the existing tumor treatment, and it is also a pivotal factor leading to resistance to chemotherapeutic agents. Thus, it is also of great significance for clinical treatment of NSCLC resistance to find agents with anti-LCSC activity. In the previous study, we found a novel EGFR inhibitor YJ1126 that could target EGFR (C797S) resistant mutation. Of note, this compound also had the ability to inhibit self-renewal of LCSC. Based on the preliminary study, this project will perform the pharmacodynamic evaluation of anti-NSCLC and anti-LCSC of YJ1126. More importantly, we will use structural biology, molecular probe technique and differential proteomics to study the mechanisms of action of YJ1126 to target EGFR resistant mutation and inhibit self-renewal of LCSC. This research will not only lay the foundation for the development of EGFR (C797S) inhibitors, but also provide new insights for the research of medicines that can kill NSCLC and LCSC simultaneously.

EGFR抑制剂开创了NSCLC临床治疗的新局面，然而耐药是其面临的主要问题。EGFR(C797S)是NSCLC病人服用第三代EGFR抑制剂AZD9291后产生的新的耐药突变，携带该突变的患者尚无药可用，故开发EGFR(C797S)抑制剂是当前NSCLC治疗亟待解决的问题。此外，LCSC可逃逸现有肿瘤治疗手段，也是导致NSCLC对化疗药物耐受的关键因素，发现抗LCSC的药物对NSCLC耐药的治疗也意义重大。我们前期筛选到一种可靶向EGFR(C797S)突变的新型抑制剂YJ1126，其兼具抗LCSC活性。基于此，本研究将系统开展YJ1126克服EGFR抑制剂耐药及抗LCSC的药效学研究，并采用结构生物学、分子探针和差异蛋白组学方法对其靶向EGFR耐药突变及抗LCSC机制进行探讨。本研究的开展将为EGFR(C797S)抑制剂的开发奠定基础，并为兼具杀伤NSCLC和LCSC的药物的研发提供新思路。

非小细胞肺癌（NSCLC）是一种严重威胁人类生命的恶性肿瘤。EGFR抑制剂开创了NSCLC临床治疗的新局面，然而耐药是此类药物面临的主要问题。EGFR（C797S）是NSCLC病人服用第三代EGFR抑制剂奥希替尼（AZD9291）后产生的新的耐药突变，携带该突变的患者尚无药可用，故开发EGFR（C797S）抑制剂是当前NSCLC治疗亟待解决的问题。本研究发现了两种对EGFR（C797S）耐药突变靶点具有抑制活性的先导化合物YJ1126和CZC-54252。其中，YJ1126对EGFR敏感和耐药突变均有较高抑制活性，对新型耐药突变EGFR（L858R/T790M/C797S）的Kd值为5.6nM，在体外可有效抑制携带EGFR（C797S）突变体的NSCLC细胞生长。此外，YJ1126对肺癌干细胞自更新也有较强抑制作用，可显著抑制肺癌干细胞标志物ALDH表达及A549细胞的二次成球。然而，该化合物口服生物利用度较低（16.4%），导致其体内抗NSCLC活性不及预期，高剂量组肿瘤生长抑制率低于30%。针对YJ1126进行结构优化以提升其药动学性质将是后续药物开发的重点。CZC-54252是一种LRRK2抑制剂，在本研究中我们首次发现它可直接靶向EGFR（C797S）耐药突变并产生抑制活性，这种抑制作用与原靶点LRRK2无关。该化合物对EGFR（L858R/T790M/C797S）突变的IC50值为9.8nM，对PC-9-DEL和PC-9-LRTM均有较高抑制活性，IC50分别为0.223 μM和0.258 μM。进一步的研究显示，CZC-54252可剂量依赖性地抑制EGFR及其下游关键蛋白AKT和ERK的磷酸化，并通过抑制增殖、诱导凋亡和G0/G1期细胞周期阻滞等多种途径发挥抗NSCLC作用。体内药效学研究显示，CZC-54252在体内也具有较强的抗NSCLC活性，50 mg/kg给药剂量下的抑瘤率可达64.5%。分子对接研究显示，以上两种药物主要通过与EGFR（C797S）突变体铰链区上的氨基酸残基形成氢键或疏水相互作用而结合到ATP口袋。综上所述，本项目发现了两种对EGFR（C797S）耐药突变有显著抑制活性的先导化合物（YJ1126和CZC-54252），为新一代EGFR抑制剂的研发奠定了基础。