王佩倍，龐俊霞，賴宜生

（中國藥科大學(xué)新藥研究中心，江蘇 南京 210009）

·綜述與專論·
REVIEW AND MONOGRAPH

c-Kit激酶抑制劑的研究與開發(fā)

王佩倍，龐俊霞，賴宜生*

（中國藥科大學(xué)新藥研究中心，江蘇 南京 210009）

c-Kit是典型的Ⅲ型受體酪氨酸激酶，在腫瘤的發(fā)生發(fā)展以及侵襲、遷移和復(fù)發(fā)過程中起著十分重要的作用，是目前腫瘤分子靶向治療的熱門靶標(biāo)之一，其抑制劑也成為抗腫瘤藥物研究與開發(fā)的熱點。簡介c-Kit激酶及其激活型突變與腫瘤發(fā)生發(fā)展的關(guān)系，著重綜述近年來已上市和處于臨床試驗階段的c-Kit激酶抑制劑及其耐藥機制研究。

c-Kit激酶抑制劑；c-Kit激活型突變；c-Kit耐藥型突變；腫瘤治療

受體酪氨酸激酶c-Kit（又稱CD117）是由逆轉(zhuǎn)錄病毒原癌基因c-kit編碼的一類具有酪氨酸激酶活性的跨膜受體蛋白，與血小板衍生生長因子受體（PDGFR）、巨噬細胞集落刺激因子-1受體（CSF-1R）和Fms樣酪氨酸激酶受體3（FLT3）共同組成Ⅲ型受體酪氨酸激酶超家族，其在腫瘤發(fā)生發(fā)展過程中起著十分重要的作用[1]。因此，c-Kit是目前腫瘤分子靶向治療的熱門靶標(biāo)之一。

1 c-Kit激酶

編碼c-Kit激酶的原癌基因c-kit位于人體4號染色體（4q11-12）上，長約90 kb，由21個外顯子組成，其編碼的c-Kit是相對分子質(zhì)量為145 000的跨膜糖蛋白，全長為976個氨基酸，在進化過程中高度保守[2]。

c-Kit激酶由胞外域、跨膜域和胞內(nèi)域組成，其胞外域位于N末端，包含520個氨基酸，由5個免疫球蛋白樣結(jié)構(gòu)域（D1～D5）組成，其中D1～D3是配體結(jié)合區(qū)，D4～D5是單體二聚化區(qū)；跨膜域包含23個氨基酸；胞內(nèi)域即酪氨酸激酶結(jié)構(gòu)域位于C末端，包含433個氨基酸，可細分為近膜區(qū)（JMD）、三磷酸腺苷（ATP）結(jié)合區(qū)、激酶插入?yún)^(qū)和A-loop區(qū)（見圖1）[3]。

圖1 c-Kit激酶的結(jié)構(gòu)Figure 1 Structure of c-Kit kinase

目前已發(fā)現(xiàn)，c-Kit激酶通常呈現(xiàn)活化和非活化2種構(gòu)象（見圖2），二者之間存在一個動態(tài)平衡。當(dāng)c-Kit無配體結(jié)合時，JMD處于激酶活性位點中，而A-loop區(qū)則堵住ATP進入激酶活性位點的路徑，其N末端天冬氨酸-苯丙氨酸-甘氨酸（DFG）序列處于非催化狀態(tài)，此時激酶的非活化構(gòu)象占主導(dǎo)地位；當(dāng)c-Kit與配體結(jié)合時，引發(fā)的二聚化導(dǎo)致JMD中Tyr568和Tyr570磷酸化，減弱JMD與激酶活性位點的相互作用，而A-loop區(qū)則離開活性位點，DFG也處于適合ATP結(jié)合和催化的位置，此時激酶的活化構(gòu)象占主導(dǎo)地位[4-5]。簡而言之，JMD能調(diào)節(jié)c-Kit的非活化構(gòu)象，A-loop區(qū)則能調(diào)節(jié)c-Kit的活化構(gòu)象。

圖2 c-Kit激酶的2種構(gòu)象Figure 2 Two conformations of c-Kit kinase

2 c-Kit激活型突變與腫瘤的發(fā)生發(fā)展

c-Kit激酶被干細胞生長因子激活后，形成二聚體，導(dǎo)致JMD中Tyr568和Tyr570的跨膜磷酸化，從而改變JMD的三維結(jié)構(gòu)，減弱其與激酶活性位點的相互作用，即減弱激酶的自抑制作用，致使激酶區(qū)磷酸化，進而募集下游信號分子，最終激活下游信號通路，調(diào)節(jié)細胞的生長和增殖。目前已知，c-Kit在多種腫瘤中處于異?；罨癄顟B(tài)，這主要源于c-Kit突變導(dǎo)致其過度表達和持續(xù)性激活[6]。c-Kit激活型突變最初是在人類肥大細胞白血病細胞系HMC-1中發(fā)現(xiàn)，即JMD的V560G突變和激酶區(qū)的D816V突變，這2種突變均能引起酪氨酸的自磷酸化，導(dǎo)致c-Kit的非配體依賴性激活（Furitsu等，J Clin Invest，1993年）。

常見的c-Kit激活型突變位點如圖3所示[7]，其主要發(fā)生在胞外域（外顯子8、9）、胞內(nèi)JMD（外顯子11）以及激酶結(jié)構(gòu)域中A-loop區(qū)（外顯子17），這些突變均會破壞c-Kit的自抑制機制，從而導(dǎo)致其持續(xù)激活，促進腫瘤的發(fā)生發(fā)展[3]。值得一提的是，不同腫瘤的常見c-Kit突變位點存在差異。

圖3 常見c-Kit激活型突變位點的分布Figure 3 Common location of c-Kit activating mutations

在胃腸道間質(zhì)瘤（GIST）中，約有80%存在c-Kit激活型突變[8]，而這些突變主要發(fā)生在外顯子11（如V560D），其次是外顯子9（如一個AY插入）[9]。外顯子11編碼的JMD是受體酪氨酸激酶的關(guān)鍵自調(diào)節(jié)區(qū)域，能穩(wěn)定激酶的非活化構(gòu)象[4]。在GIST中，c-kit外顯子11存在多種突變類型，包括點突變、串聯(lián)重復(fù)、缺失和插入，其各自精確的機制可能有所不同，但結(jié)果都會阻止JMD與激酶活性位點的相互作用，導(dǎo)致c-Kit不依賴配體的持續(xù)活化[3]。

在黑色素瘤中，常見的c-Kit激活型突變發(fā)生于外顯子11和13，如L576P和K642E[10]。在c-Kit的非活化構(gòu)象中，642位賴氨酸與574位蘇氨酸形成的氫鍵能穩(wěn)定非活化構(gòu)象，而576位亮氨酸不僅能穩(wěn)定JMD中一小段螺旋結(jié)構(gòu)，還能與α-C螺旋（Val643，Tyr646）形成氫鍵作用，因此Leu576和Lys642中的任何一個位點發(fā)生突變都會引起非活化構(gòu)象的不穩(wěn)定，從而導(dǎo)致c-Kit向活化構(gòu)象轉(zhuǎn)變。

在系統(tǒng)性肥大細胞增多癥（SM）以及核結(jié)合因子相關(guān)的急性髓細胞白血病（AML）細胞中，c-Kit激活型突變主要發(fā)生在外顯子17，如D816V/H/Y[11]。

3 c-Kit激酶抑制劑

c-Kit的激活型突變與多種腫瘤的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，因此，它成為腫瘤治療的一個有效靶標(biāo)，其抑制劑也成為抗腫瘤藥物研究與開發(fā)的熱點。

3.1 已上市的c-Kit激酶抑制劑

在臨床治療中取得巨大成功的伊馬替尼（格列衛(wèi)TM）是首個上市的c-Kit激酶抑制劑，自其于2001年上市以來，目前已有9個c-Kit激酶抑制劑藥物相繼上市（見表1）。值得一提的是，由于大部分c-Kit激酶抑制劑均是ATP競爭型抑制劑，而不同類型的酪氨酸激酶之間又有較高的同源性，因此目前已上市的c-Kit激酶抑制劑均是多靶點抑制劑，即在抑制c-Kit的同時，還可抑制其他類型的酪氨酸激酶。

表1 已上市的c-Kit激酶抑制劑Table 1 Marketed c-Kit kinase inhibitors

伊馬替尼（GleevecTM）是諾華公司開發(fā)的首個獲美國FDA批準(zhǔn)上市的酪氨酸激酶抑制劑，開啟了腫瘤分子靶向治療的先河，目前是國際公認的治療CML和GIST的一線用藥。然而，隨著伊馬替尼在臨床上的廣泛應(yīng)用，其引發(fā)的腫瘤耐藥性問題愈發(fā)嚴重。為此，百時美施貴寶公司和諾華公司分別于2006年和2007年推出了第2代酪氨酸激酶抑制劑達沙替尼（SprycelTM）和尼洛替尼（TasignaTM），用于治療對包含伊馬替尼在內(nèi)的治療方案耐藥或不能耐受的CML患者。相關(guān)臨床研究證明這2種酪氨酸激酶抑制劑在誘導(dǎo)產(chǎn)生主要分子學(xué)反應(yīng)和完全細胞遺傳學(xué)反應(yīng)等方面的表現(xiàn)均優(yōu)于伊馬替尼，目前它們已成為CML治療的一線藥物[12-13]。

索拉非尼（NexavarTM）是拜耳公司開發(fā)的能同時作用于多種絲/蘇氨酸激酶和酪氨酸激酶（如B-Raf和VEGFR等）的抑制劑，在申報上市時便被美國FDA授予“快速通道”審批資格，最終于2005年上市，用于治療晚期腎癌，隨后又在2007年獲批成為首個用于治療晚期肝癌的口服藥物[14]。

舒尼替尼（SutentTM）是輝瑞公司開發(fā)的吲哚酮類多靶點酪氨酸激酶抑制劑，2006年1月被美國FDA批準(zhǔn)用于治療對標(biāo)準(zhǔn)療法無響應(yīng)或不能耐受的GIST和轉(zhuǎn)移性腎細胞癌，成為首個同時獲準(zhǔn)用于治療這2種類型癌癥的抗腫瘤藥物。

帕唑帕尼（VotrientTM）是葛蘭素史克公司開發(fā)的用于治療晚期腎癌的酪氨酸激酶抑制劑，臨床研究表明，其用于一線治療轉(zhuǎn)移性腎細胞癌患者所產(chǎn)生的以無進展生存期（PFS）為指標(biāo)的療效不亞于舒尼替尼，且在安全性和改善患者生活質(zhì)量方面更優(yōu)于舒尼替尼[15]。此外，2013年美國臨床腫瘤學(xué)會ASCO年會上發(fā)布的國際合作組AGO-OVAR16 Ⅲ期臨床試驗結(jié)果顯示，帕唑帕尼可有效延緩?fù)砥诼殉舶┑倪M展，因此有可能成為晚期卵巢癌維持治療的新選擇。

阿西替尼（InlytaTM）是輝瑞公司開發(fā)的又一個酪氨酸激酶抑制劑，于2012年1月由美國FDA批準(zhǔn)用于治療使用其他抗癌藥無效的晚期腎癌。一項Ⅲ期臨床研究在比較阿西替尼和索拉非尼作為二線治療方案對轉(zhuǎn)移性腎細胞癌患者的療效時發(fā)現(xiàn)，阿西替尼治療組患者的PFS更長[16]。

瑞格非尼（StivargaTM）是拜耳公司繼索拉非尼之后開發(fā)的新一代酪氨酸激酶抑制劑，于2012年9月被美國FDA批準(zhǔn)上市，至今已獲準(zhǔn)用于治療轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌以及不能手術(shù)切除且對伊馬替尼和舒尼替尼治療無應(yīng)答的晚期GIST。一項旨在評估瑞格非尼作為二線治療藥物用于索拉非尼治療失敗的肝癌患者時的安全性和有效性的Ⅱ期臨床試驗表明，瑞格非尼具有可耐受的安全性，且抗肝癌療效明顯，有望作為中晚期肝癌患者的二線治療藥物[17]。2014年2月，拜耳公司宣布啟動一項新的全球性瑞格非尼Ⅲ期臨床試驗，擬在北美、巴西、歐洲、亞洲、以色列及澳大利亞等地區(qū)和國家招募大約750名癌已擴散至肝臟的結(jié)腸直腸癌受試者，這項隨機、雙盲、安慰劑對照、名為COAST的臨床研究旨在評價瑞格非尼輔助治療肝臟腫瘤已被切除患者的效果[18]。

卡博替尼（CometriqTM）是Exelixis公司開發(fā)的一種作用于c-Kit、VEGFR2、c-Ret、c-Met和FLT3的多靶點抑制劑，在2012年11月被美國FDA批準(zhǔn)用于治療轉(zhuǎn)移性甲狀腺髓樣瘤(MTC)。早在Ⅰ期臨床試驗中該藥便顯示出對MTC患者的療效，隨后意大利比薩大學(xué)的Rossella Elisei博士等人在此基礎(chǔ)上進行了一項該藥的雙盲Ⅲ期臨床試驗，結(jié)果顯示，該藥以140 mg·d-1劑量用于出現(xiàn)惡化的轉(zhuǎn)移性MTC 患者，可明顯延長受試者的PFS，并具有統(tǒng)計學(xué)意義，表明其可用作這種罕見性疾病的一個重要的新治療手段[19]。

3.2 臨床試驗階段的c-Kit 激酶抑制劑目前還有多種不同結(jié)構(gòu)類型的c-Kit 激酶抑制劑正處臨床試驗階段（見表2）。

表2 尚處臨床試驗階段的c-Kit 激酶抑制劑Table 2 c-Kit kinase inhibitors in clinical trials

Lenvatinib是衛(wèi)材公司開發(fā)的一個多靶點酪氨酸激酶抑制劑，除了與其他抗血管生成藥物一樣能抑制腫瘤血管生成，還能有效抑制FGFR，F(xiàn)GFR途徑的旁路激活被認為是腫瘤細胞逃脫VEGF靶向治療的機制之一[20]。Ⅰ期臨床試驗結(jié)果顯示，lenvatinib的最高耐受劑量為25 mg，口服給藥后能快速吸收，3 h左右即達Cmax，并于4周后從體內(nèi)徹底清除，而其常見的毒副作用為高血壓、腹瀉、惡心、口腔潰瘍、蛋白尿和嘔吐[21]。在一項Ⅱ期臨床試驗中，58位放射性碘難治性分化型甲狀腺癌（DTC）患者口服24 mg·d-1lenvatinib，平均治療周期為405 d，結(jié)果顯示，有59%的受試者部分應(yīng)答，36%的受試者病情得到控制，受試者的PFS中值為13.3個月[22]。目前本品正處于一項Ⅲ期臨床試驗中，該試驗在來自歐洲、北美、南美和亞洲等23個國家的392名DTC患者中同時展開[23]。此外，衛(wèi)材公司還發(fā)起了一項全球性的Ⅲ期臨床試驗，以評估本品用于肝癌的治療效果[24]。難得的是，日本厚生勞動省、美國FDA和歐洲EMA已先后授予lenvatinib用于治療甲狀腺癌的孤兒藥認定資格。

Masitinib是AB Science公司重點開發(fā)的一個多靶點酪氨酸激酶抑制劑，能選擇性抑制c-Kit和PDGFRα/ β。已結(jié)束的一項針對轉(zhuǎn)移性去勢抵抗性前列腺癌（mCRPC）的Ⅱ期臨床試驗顯示，masitinib與多西他賽聯(lián)用能使患者的平均總生存期達到18.4個月，而之前該病患者能達到的最長總生存期僅為13.8個月。為此，AB Science公司在2014年2月宣布開展masitinib與多西他賽聯(lián)用治療mCRPC的Ⅲ期臨床試驗。此外，本品用于治療其他腫瘤的Ⅲ期臨床試驗也在進行中[25]。

Midostaurin是諾華公司開發(fā)的一種星形孢菌素類酪氨酸激酶抑制劑，不僅能直接抑制腫瘤細胞增殖，還能抑制腫瘤血管的生成。重要的是，本品是目前少有的能有效抑制c-Kit激酶A-loop區(qū)D816V突變的抑制劑，且Ⅱ期臨床試驗證明其對攜帶c-Kit D816V的SM患者有療效[26]。目前本品正處于治療AML的Ⅲ期臨床試驗階段。

Quizartinib是一種高效抑制c-Kit、FLT3、PDGFRα/β、Ret和CSF-1R（IC50分別為4.8、1.6、11、7.7、9.9和12 nmol·L-1）的酪氨酸激酶抑制劑。在MV4-11移植瘤小鼠模型實驗中，每日1次經(jīng)口給予本品，連續(xù)28 d，結(jié)果顯示，本品低劑量（1 mg·kg-1·d-1）組模型小鼠的腫瘤生長得到完全抑制，中、高劑量（3、10 mg·kg-1·d-1）組模型小鼠的腫瘤幾乎消退，且無一只小鼠出現(xiàn)體質(zhì)量下降；此外，本品的水溶性和藥動學(xué)性質(zhì)也極佳[27]。鑒于2013年結(jié)束的一項Ⅱ期臨床試驗發(fā)現(xiàn)復(fù)發(fā)或難治性的具有FLT3-ITD突變的AML患者對本品可產(chǎn)生高應(yīng)答率，Ambit Biosciences公司于2014年4月啟動了本品的Ⅲ期臨床試驗[28]。此前，美國FDA和歐洲EMA均已授予本品用于治療AML的孤兒藥認定資格。

Vatalanib是諾華公司開發(fā)的血管生成抑制劑，可在納摩爾級濃度下抑制VEGF誘導(dǎo)的VEGFR2（KDR）自磷酸化以及內(nèi)皮細胞的增殖、遷移和生存，而在高達 1 μmol·L-1的濃度下對不表達VEGFR的細胞無任何細胞毒性或抗增殖效應(yīng)。小鼠模型實驗顯示，經(jīng)口給予vatalanib（50 mg·kg-1，qd）后，其血漿濃度能在8 h內(nèi)維持在1 μmol·L-1以上；而在生長因子植入模型以及腫瘤細胞驅(qū)動的血管生成模型中，vatalanib（25～100 mg·kg-1，qd，po）對VFGF和PDGF誘導(dǎo)的血管生成呈現(xiàn)劑量依賴性抑制作用，且在相同的劑量范圍內(nèi)，它還能有效抑制裸鼠腫瘤模型中的多種人源性腫瘤的生長以及腫瘤微血管的形成；難得的是，vatalanib對循環(huán)血細胞或骨髓粒細胞均無嚴重損傷作用（Wood等，Cancer Res，2000年）。目前，本品單獨使用以及與細胞毒藥物聯(lián)用治療多種實體瘤的臨床試驗正在進行，其中包括針對轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌的Ⅲ期臨床試驗以及針對轉(zhuǎn)移性神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤、轉(zhuǎn)移性胃腸道間質(zhì)瘤、非轉(zhuǎn)移性雄激素非依賴性前列腺癌和彌漫性惡性間皮瘤的Ⅰ期或Ⅱ期臨床試驗[29]。

Telatinib是 ACT Biotech公 司 重 點 開 發(fā) 的VEGFR2/3、c-Kit和PDGFRβ抑制劑。一項telatinib與卡培他濱及順鉑聯(lián)用治療晚期胃癌的Ⅱ期臨床試驗在進行到中期時便出現(xiàn)令人驚喜的結(jié)果：2/3可評估的受試者產(chǎn)生迅速而持久的客觀腫瘤應(yīng)答，其中66%的人產(chǎn)生完全應(yīng)答；且這種聯(lián)用療法呈現(xiàn)抗血管生成活性，其耐受性良好，最常見的毒副作用僅表現(xiàn)為輕微或中度疲勞、乏力和胃腸道反應(yīng)，而只在少于10%的受試者出現(xiàn)嚴重的高血壓、手足綜合征和中性粒細胞減少癥?；诖耍珹CT Biotech公司隨即啟動了telatinib用于一線治療GIST的Ⅲ期臨床試驗，該試驗設(shè)計已得到美國FDA和歐洲EMA的支持，并獲得了美國FDA的特別評估協(xié)議（SPA）。在此之前，telatinib已被美國FDA授予治療胃癌的孤兒藥認定資格。本品有望于2014年在歐洲和美國上市[30]。

PLX-3397是Plexxikon公司開發(fā)的一種選擇性作用于c-Kit、FLT3和CSF-1R等Ⅲ型酪氨酸激酶的抑制劑，但其結(jié)構(gòu)尚未公開。本品不僅對FLT-ITD突變體陽性AML有很好的療效，且對quizartinib耐藥的FLT-ITD/ F691L突變體陽性AML仍能保持良好的抑制活性[31]。最新研究顯示，在攜帶c-KitV558del/+突變體的鼠源GIST和人源GIST 移植瘤模型中，PLX-3397不管是在誘導(dǎo)腫瘤細胞凋亡和壞死還是在降低腫瘤體積和質(zhì)量方面，均明顯優(yōu)于伊馬替尼，這可能與其對c-Kit的抑制活性強于伊馬替尼有關(guān)[32]。在Ⅰ期臨床試驗中，PLX-3397表現(xiàn)出良好的耐受性，其毒副作用僅為輕微（1級）的貧血、疲勞、惡心和皮疹。目前，本品治療難治性或復(fù)發(fā)性霍奇金淋巴瘤的Ⅱ期臨床試驗已完成，而針對惡性黑色素瘤和轉(zhuǎn)移性乳腺癌等其他腫瘤的Ⅰ/Ⅱ期臨床試驗正在進行中[33]。

Famitinib是江蘇恒瑞公司在舒尼替尼的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上開發(fā)出的一種吲哚酮類多靶點酪氨酸激酶抑制劑，能選擇性作用于c-Kit、VEGFR2和PDGFRβ（IC50分別為2.3、4.7和6.6 nmol·L-1）。在動物實驗中，famitinib顯示出廣譜抗腫瘤活性，能強效抑制多種移植瘤模型中腫瘤細胞的生長，且與奧沙利鉑或5-氟尿嘧啶聯(lián)用時可顯著增強后兩者的藥效[34]。目前，本品用于治療腎細胞癌、GIST、胰腺癌和鼻咽癌的Ⅱ期臨床試驗正在中國展開，且已有的臨床研究結(jié)果顯示，本品能在更低的劑量下達到與舒尼替尼相似的治療效果[35]。

AKN-028是Akinion公司研發(fā)的一種作用于c-Kit、FLT3和FLK的酪氨酸激酶抑制劑。一項針對17種包括骨髓瘤、淋巴瘤、小細胞肺癌、急性淋巴性白血病和AML等不同類型腫瘤細胞的實驗顯示，AKN-028能選擇性抑制所有5種AML細胞株的增殖，其中包括攜帶c-Kit激活型突變體的Kasumi-1細胞[36]。最近的實驗研究顯示，AKN-028能下調(diào)AML細胞系MV4-11中細胞周期素D依賴性激酶和c-Myc癌基因的表達，將細胞周期阻滯于G0/G1期[37]。本品目前正處于治療AML的Ⅰ/Ⅱ期臨床試驗階段。

4 c-Kit激酶抑制劑耐藥機制

c-Kit激酶抑制劑在腫瘤分子靶向治療中的成功著實令人歡欣鼓舞，然而不幸的是，部分腫瘤患者在使用該類藥物一段時間后會出現(xiàn)耐藥，其機制十分復(fù)雜，主要包括激酶結(jié)構(gòu)域的二次點突變、靶基因的擴增和過度表達或表觀遺傳學(xué)調(diào)控激活、冗余/下游信號通路的上調(diào)或激活以及ABC轉(zhuǎn)運蛋白的過度表達等[23]。其中，由激酶結(jié)構(gòu)域的二次點突變導(dǎo)致的耐藥現(xiàn)象尤為突出，嚴重影響了現(xiàn)有蛋白激酶抑制劑療效的發(fā)揮。c-Kit耐藥型突變主要發(fā)生在ATP結(jié)合區(qū)（外顯子13和14）和激酶結(jié)構(gòu)域A-loop區(qū)（外顯子17）。

4.1 發(fā)生在ATP結(jié)合區(qū)的c-Kit耐藥型突變

在用伊馬替尼治療GIST的過程中，約有50%的腫瘤患者出現(xiàn)獲得性耐藥現(xiàn)象，其主要源于c-Kit耐藥型突變[38]，其中最常見的是ATP結(jié)合區(qū)（外顯子13和14）的氨基酸點突變，如V654A和T670I，這些突變使得伊馬替尼與ATP結(jié)合區(qū)的親和力減弱[39]。在c-Kit中，Thr670是ATP口袋鉸鏈區(qū)入口的看門殘基（gatekeeper），能與伊馬替尼形成氫鍵作用，但當(dāng)Thr670突變?yōu)轶w積大的異亮氨酸時，這種氫鍵作用消失，而且突變后產(chǎn)生的空間位阻還會進一步阻礙伊馬替尼和其他第2代酪氨酸激酶抑制劑（如尼洛替尼和達沙替尼）與激酶的結(jié)合，從而產(chǎn)生耐藥現(xiàn)象。另外，c-Kit中的Val654能與伊馬替尼形成疏水作用，但當(dāng)它突變?yōu)轶w積小的丙氨酸后這種疏水作用即消失[39]。為了克服c-Kit中看門殘基突變導(dǎo)致的耐藥現(xiàn)象，Sugen公司（后被輝瑞公司收購）開發(fā)出了多靶點激酶抑制劑舒尼替尼，由于該化合物主要與c-Kit激酶結(jié)合位點中的鉸鏈區(qū)作用，并不涉及看門殘基，不受該位點突變的影響（見圖4），故而其能有效抑制具有V654A和T670I突變的c-Kit激酶，因此舒尼替尼被批準(zhǔn)用于治療伊馬替尼無效或抵抗的GIST[40]。

圖4 伊馬替尼和舒尼替尼與野生型c-Kit激酶的共晶結(jié)構(gòu)疊合圖Figure 4 Superimposition of eutectic structures of imatinib and sunitinib bound to wild-type c-Kit kinase

4.2 發(fā)生在A-loop區(qū)的c-Kit耐藥型突變

除了ATP結(jié)合區(qū)，A-loop區(qū)也是c-Kit耐藥型突變發(fā)生的另一個主要區(qū)域，特別是在Asp816、Asp820和Tyr823等殘基位點，如D816V突變。外顯子17編碼的A-loop區(qū)對激酶活化構(gòu)象的調(diào)節(jié)起十分關(guān)鍵的作用。早期的c-Kit分子建模結(jié)果顯示，在非活化構(gòu)象中，負電性的Asp816羧基能穩(wěn)定帶正電荷的一段螺旋偶極子，從而穩(wěn)定非活化構(gòu)象，而活化構(gòu)象則不依賴于這種作用，因此Asp816突變會導(dǎo)致非活化構(gòu)象中激酶結(jié)構(gòu)域分子間相互作用的不穩(wěn)定，致使非活化構(gòu)象轉(zhuǎn)向活化構(gòu)象[41]。無獨有偶，相關(guān)動力學(xué)研究也證明，突變體c-KitD816H和c-KitD816V的激酶結(jié)構(gòu)域活化速率分別是野生型的184倍和536倍[7]。

上述提到舒尼替尼是具有V654A和T670I突變的c-Kit激酶的強效抑制劑，但后來有研究發(fā)現(xiàn)，該藥在治療c-Kit激酶V654A突變體陽性的GIST過程中也會引發(fā)c-Kit激酶A-loop區(qū)的突變，而此位點突變可導(dǎo)致c-Kit非活化構(gòu)象的不穩(wěn)定，促使其向活化構(gòu)象轉(zhuǎn)變；由于舒尼替尼對激酶活化構(gòu)象的親和力非常弱，其只能與激酶的非活化構(gòu)象結(jié)合，因此其誘導(dǎo)的激酶A-loop區(qū)突變致使c-Kit對舒尼替尼耐藥[42]。

5 結(jié)語

多種腫瘤，如GIST、SM、核心結(jié)合因子相關(guān)性AML和黑色素瘤等的發(fā)生發(fā)展與c-Kit激活型突變密切相關(guān)，因此c-Kit激酶成為一個重要的腫瘤靶向治療靶標(biāo)，且c-Kit激酶抑制劑在臨床治療中取得的巨大成功也恰恰說明其極具研究與開發(fā)價值。然而，c-Kit激酶抑制劑在腫瘤治療中的成功并不能掩飾其在應(yīng)用中出現(xiàn)的獲得性耐藥問題。因此，深入研究c-Kit激酶抑制劑的獲得性耐藥機制，開發(fā)安全有效的腫瘤治療策略，乃當(dāng)務(wù)之急。可以相信，隨著人們對c-Kit激酶耐藥型突變機制的深入探討和闡明，將有助于促進腫瘤耐藥問題的解決，并為新一代c-Kit激酶抑制劑的設(shè)計與開發(fā)提供堅實的理論基礎(chǔ)和新的思路。

[1]Lennartsson J, R?nnstrand L. Stem cell factor receptor/c-Kit: from basic science to clinical implications[J]. Physiol Rev, 2012, 92(4): 1619-1649.

[2]Antonescu C R. The GIST paradigm: lessons for other kinase-driven cancers[J]. J Pathol, 2011, 223(2): 251-261.

[3]Ashman L K, Griffith R. Therapeutic targeting of c-KIT in cancer[J]. Expert Opin Investig Drugs, 2013, 22(1): 103-115.

[4]Opatowsky Y, Lax I, Tomé F, et al. Structure, domain organization, and different conformational states of stem cell factor-induced intact KITdimers[J]. Proc Natl Acad Sci USA, 2014, 111(5): 1772-1777.

[5]Treiber D K, Shah N P. Ins and outs of kinase DFG motifs[J]. Chem Biol, 2013, 20(6): 745 -746.

[6]Lennartsson J, Jelacic T, Linnekin D, et al. Normal and oncogenic forms of the receptor tyrosine kinase kit[J]. Stem Cells, 2005, 23(1): 16-43.

[7]Gajiwala K S, Wu J C, Christensen J, et al. Kit kinase mutants show unique mechanisms of drug resistance to imatinib and sunitinib in gastrointestinal stromal tumor patients[J]. Proc Natl Acad Sci USA, 2009, 106(5): 1542-1547.

[8]Edris B, Willingham S B, Weiskopf K, et al. Anti-KIT monoclonal antibody inhibits imatinib-resistant gastrointestinal stromal tumor growth[J]. Proc Natl Acad Sci USA, 2013, 110(9): 3501-3506.

[9]Miyazawa K. Phosphorylation in the activation loop as the finishing touch in c-Kit activation[J]. J Biochem, 2012, 151(5): 457-459.

[10]Beadling C, Jacobson-Dunlop E, Hodi F S, et al. Kit gene mutations and copy number in melanoma subtypes[J]. Clin Cancer Res, 2008, 14(21): 6821-6828.

[11]Erben P, Schwaab J, Metzgeroth G, et al. The KIT D816V expressed allele burden for diagnosis and disease monitoring of systemic mastocytosis[J]. Ann Hematol, 2014, 93(1): 81-88.

[12]Baccarani M, Deininger M W, Rosti G, et al. European LeukemiaNet recommendations for the management of chronic myeloid leukemia: 2013[J]. Blood, 2013, 122(6): 872-884.

[13]Signorovitch J, Ayyagari R, Reichmann W M, et al. Major molecular response during the frst year of dasatinib, imatinib or nilotinib treatment for newly diagnosed chronic myeloid leukemia: a network metaanalysis[J]. Cancer Treat Rev, 2014, 40(2): 285-292.

[14]Chow P K H, Poon D Y H, Khin M W, et al. Multicenter phase II study of sequential radioembolization-sorafenib therapy for inoperable hepatocellular carcinoma[J]. PloS One, 2014, 9(3): e90909.

[15]Motzer R J, Hutson T E, Cella D, et al. Pazopanib versus sunitinib in metastatic renal-cell carcinoma[J]. N Engl J Med, 2013, 369(8): 722-731.

[16]Motzer R J, Escudier B, Tomczak P, et al. Axitinib versus sorafenib as second-line treatment for advanced renal cell carcinoma: overall survival analysis and updated results from a randomised phase 3 trial[J]. Lancet Oncol, 2013, 14(6): 552-562.

[17]Bruix J, Tak W Y, Gasbarrini A, et al. Regorafenib as second-line therapy for intermediate or advanced hepatocellular carcinoma: multicentre, open-label, phase II safety study[J]. Eur J Cancer, 2013, 49(16): 3412-3419.

[18]PharmaTimes. Bayer kicks off Ph III Stivarga trial in colorectal cancer patients[EB/OL]. [2014-02-20]. http://www.pharmatimes.com/ Article/14-02-20/Bayer_kicks_off_Ph_III_Stivarga_trial_in_colorectal_ cancer_patients.aspx.http://www.pharmatimes.com/Article/14-02-20/ Baye kicks off Ph III Stivarga trial in colorectal cancer patients.aspx.

[19]Elisei R, Schlumberger M J, Müller S P, et al. Cabozantinib in progressive medullary thyroid cancer[J]. J Clin Oncol, 2013, 31(29): 3639-3646.

[20]Grande E, Diez J J, Zafon C, et al. Thyroid cancer: molecular aspects and new therapeutic strategies[J]. J Thyroid Res, 2012, 2012: 847108.

[21]Boss D S, Glen H, Beijnen J H, et al. A phase I study of E7080, a multitargeted tyrosine kinase inhibitor, in patients with advanced solid tumours[J]. Br J Cancer, 2012, 106(10): 1598-1604.

[22]Sherman S I, Jarzab B, Cabanillas M E, et al. A phase II trial of the multitargeted kinase inhibitor E7080 in advanced radioiodine (RAI)-refractory differentiated thyroid cancer (DTC)[J]. J Clin Oncol, 2011, 29( 15suppl): 5503.

[23]Stjepanovic N, Capdevila J. Multikinase inhibitors in the treatment of thyroid cancer: specific role of lenvatinib[J]. Biologics, 2014, 8: 129-139.

[24]Christina Izzo. Lenvatinib extends PFS in differentiated thyroid cancer[EB/OL]. [2014-02-03]. http://www.onclive.com/web-exclusives/ Lenvatinib-Extends-PFS-in-Differentiated-Thyroid-Cancer#sthash. N08mIOu4.dpuf.

[25]AB Science. AB Science initiation of a new phase 3 study with masitinib in prostate cancer following encouraging survival results obtained in a phase 2 study[EB/OL]. [2014-02-20]. http://globenewswire.com/newsrelease/2014/02/20/612000/10069288/en.

[26]Pardanani A. Systemic mastocytosis in adults: 2011 update on diagnosis, risk stratifcation, and management[J]. Am J Hematol, 2011, 86(4): 362-371.

[27]Chao Q, Sprankle K G, Grotzfeld R M, et al. Identifcation of N-(5-tertbutyl-isoxazol-3-yl)-N′-{4-[7-(2-morpholin-4-yl-ethoxy)imidazo[2,1-b] [1,3]benzothiazol-2-yl]phenyl}urea dihydrochloride (AC220), a uniquely potent, selective, andefficacious FMS-like tyrosine kinase-3 (FLT3) inhibitor [J]. J Med Chem, 2009, 52(23): 7808-7816.

[28]Ambit Biosciences. Ambit announces initiation of quizartinib QUANTUM-R phase 3 trial[EB/OL]. [2014-04-08]. http://www. marketwatch.com/story/ambit-announces-initiation-of-quizartinibquantum-r-phase-3-trial-2014-04-08.

[29]ClinicalTrials.gov.Vatalanib[EB/OL].[2014-05-05].http://www. clinicaltrials.gov/ct2/results?term=vatalanib&Search=Search.

[30]Bicher Cancer Institute. ACT BIOTECH announces positive interim phase 2 results with telatinib in first-line gastric cancer[EB/OL]. [2014-04-08]. http://www.drugs.com/clinical_trials/act-biotechannounces-positive-interim-phase-2-results-telatinib-first-line-gastriccancer-10334.html.

[31]Smith C C, Lin K, Lasater E, et al. Preclinical and clinical resistance mechanisms to the investigational selective FLT3 inhibitor PLX3397 in FLT3-ITD+ acute myeloid leukemia (AML)[J]. Blood, 2013, 122(21): 3938.

[32]Kim T S, Cavnar M J, Cohen N A, et al. Increased KIT inhibition enhances therapeutic effcacy in gastrointestinal stromal tumor[J]. Clin Cancer Res, 2014, 20(9): 2350-2362.

[33]ClinicalTrials.gov.PLX3397[EB/OL].[2014-05-05].http://www. clinicaltrials.gov/ct2/results/displayOpt?flds=a&flds=b&fld s=i&flds=f&flds=c&flds=j&flds=m&flds=p&submit_fld_ opt=on&term=plx3397&show_fds=Y.

[34]Lou L, Mi Y, Xu Y, et al. Preclinical antitumor study of famitinib, an orally available multi-targeted kinase inhibitor of VEGFR/PDGFR/c-Kit in phase I clinical trials[J]. Cancer Res, 2011, 71(8): 3604.

[35]Xie C, Zhou J, Guo Z, et al. Metabolism and bioactivation of famitinib, a novel inhibitor of receptor tyrosine kinase, in cancer patients[J]. Br J Pharmacol, 2013, 168(7): 1687-1706.

[36]Eriksson A, Hermanson M, Wickstr?m M, et al. The novel tyrosine kinase inhibitor AKN-028 has signifcant antileukemic activity in cell lines and primary cultures of acute myeloid leukemia[J]. Blood Cancer J, 2012, 2: e81.

[37]Eriksson A, Kalushkova A, Jarvius M, et al. AKN-028 induces cell cycle arrest, downregulation of Myc associated genes and dose dependent reduction of tyrosine kinase activity in acute myeloid leukemia[J]. Biochem Pharmacol, 2014, 87(2): 284-291.

[38]Demetri G D, Reichardt P, Kang Y K, et al. Efficacy and safety of regorafenib for advanced gastrointestinal stromal tumours after failure of imatinib and sunitinib (GRID): an international, multicentre, randomised, placebo-controlled, phase 3 trial[J]. Lancet, 2013, 381(9863): 295-302.

[39]Tamborini E, Pricl S, Negri T, et al. Functional analyses and molecular modeling of two c-kit mutations responsible for imatinib secondary resistance in gist patients[J]. Oncogene, 2006, 25(45): 6140-6146.

[40]Demetri G D, van Oosterom A T, Garrett C R, et al. Effcacy and safety of sunitinib in patients with advanced gastrointestinal stromal tumour after failure of imatinib: a randomised controlled trial[J]. Lancet, 2006, 368(9544): 1329-1338.

[41]Foster R, Griffth R, Ferrao P, et al. Molecular basis of the constitutive activity and sti571 resistance of asp816val mutant kit receptor tyrosine kinase[J]. J Mol Graph Model, 2004, 23(2): 139-152.

[42]Nishida T, Takahashi T, Nishitani A, et al. Sunitinib-resistant gastrointestinal stromal tumors harbor cis-mutations in the activation loop of the kit gene[J]. Int J Clin Oncol, 2009, 14(2): 143-149.

Research and Development of c-Kit Kinase Inhibitors

WANG Peibei, PANG Junxia, LAI Yisheng
(Center of Drug Discovery , China Pharmaceutical University, Nanjing 210009, China)

As a typical member of type III receptor tyrosine kinase family, c-Kit plays a key role in tumor occurrence, development, invasion, migration and recurrence. So it is one of the hot targets for molecular targeted cancer therapy and its inhibitor has become a hot spot of research and development of antitumor drugs. c-Kit kinase and the associations between its activating mutations and tumorigenesis have been introduced. Especially, the recent researches on the c-Kit kinase inhibitors marketed and in clinical trials and their resistance mechanisms have been reviewed.

c-Kit kinase inhibitor; c-Kit activating mutation; c-Kit mutation for drug-resistance; tumor therapy

R730.231; R979.1

A

1001-5094(2014)07-0497-10

接受日期：2014-05-07

*通訊作者: 賴宜生, 教授;

研究方向: 抗腫瘤藥物研究;

Tel: 025-83271015; E-mail: yslai@cpu.edu.cn