靶點(diǎn)CDK2 最高階段臨床III期 是否值得深入跟進(jìn)？

       細(xì)胞周期修復(fù)，是腫瘤細(xì)胞持續(xù)存活的關(guān)鍵步驟，打破這種平衡，是殺死腫瘤細(xì)胞的重要手段。CDKs蛋白家族抑制劑的治療效果，已于近5年獲得了足夠的臨床證實(shí)，CDK4/6更是逐漸成為腫瘤領(lǐng)域的經(jīng)典靶標(biāo)，那么，細(xì)胞周期過(guò)程中的另一關(guān)鍵因子CDK2，當(dāng)前開發(fā)狀態(tài)如何？賽道是否擁堵？研發(fā)方是否值得跟進(jìn)？請(qǐng)看本稿件。

       01 CDKs于腫瘤環(huán)境中的作用特點(diǎn)

       惡性腫瘤通常具有以下特征：細(xì)胞凋亡程序失活、新生血管的形成、免疫監(jiān)視逃避、非生理性生長(zhǎng)信號(hào)/抑制信號(hào)的放大、異常的黏附功能、細(xì)胞永生化等。

       其中，靶向調(diào)控腫瘤細(xì)胞周期以改變腫瘤細(xì)胞的凋亡狀態(tài)，臨床已被證實(shí)有效，具體代表性品種即為CDK家族抑制劑。

       CDK家族靶點(diǎn)，主要分為兩大類，一是參與細(xì)胞周期調(diào)控，相關(guān)有絲分裂，亞型代表有CDK1、2、4、6；另一類主要參與轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)RNA聚合酶II的磷酸化修飾，亞型代表有CDK7、8、9、11；具體見下圖。

       主要CDK及其功能示意圖（參考：藥學(xué)進(jìn)展/2015）

       02 CDK2靶點(diǎn)機(jī)制

       在有絲分裂信號(hào)的刺激下，細(xì)胞由G0期進(jìn)入到有絲分裂Gl期，細(xì)胞內(nèi)部活動(dòng)逐漸上調(diào)。CDK4/6與cyclinD結(jié)合，促使視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤蛋白(Rb)磷酸化，部分轉(zhuǎn)錄延展因子E2F的活性得以釋放，用于合成大量的RNA與蛋白質(zhì)，為染色體復(fù)制做準(zhǔn)備。

       G1后期，CDK2與cyclinE結(jié)合形成蛋白酶體復(fù)合物CDK2-cyclinE并活化，促使Rb進(jìn)一步磷酸化，誘導(dǎo)轉(zhuǎn)錄因子E2F的持續(xù)表達(dá)，從而調(diào)控細(xì)胞順利通過(guò)G1期。進(jìn)入S期后，CDK2與cyclinA結(jié)合形成復(fù)合物CDK2-cyclinA參與到細(xì)胞周期S期的進(jìn)程，完成DNA的復(fù)制。

       隨后，cyclinA/B與CDK1形成CDK1-cyclinA/B復(fù)合物，驅(qū)動(dòng)細(xì)胞周期進(jìn)入G2/M期，合成RNA與蛋白質(zhì)為紡錘絲的形成做準(zhǔn)備。最終，細(xì)胞有序地經(jīng)過(guò)G1-S-G2-M所有細(xì)胞周期完成細(xì)胞的有絲分裂。

       CDK2調(diào)節(jié)有絲分裂過(guò)程（中國(guó)細(xì)胞生物學(xué)學(xué)報(bào)/2021）

       結(jié)構(gòu)上，CDK2蛋白高度保守，由298個(gè)氨基酸組成，蛋白折疊呈雙葉狀，ATP結(jié)合區(qū)就位于這兩個(gè)“葉狀”之間的深裂，決定著ATP或者蛋白結(jié)合底物與CDK2的特異性結(jié)合，在細(xì)胞調(diào)控機(jī)制中起關(guān)鍵作用。

       圖2.1 CDK2-3D結(jié)構(gòu)（PDB：1HCL）

       03 CDK2臨床在研藥物

       1990s起，CDK2抑制劑的開發(fā)即已經(jīng)有品種進(jìn)入到臨床階段，但幾乎都以多靶點(diǎn)抑制劑為主。

       正構(gòu)方向，CDK2中的Ilel0、Vall8、Ala31、Lys33、Phe80、Glu81、Phe8、Leu83、His84、Gln85、Asp86、Lys89、Glnl31、Leul34、Alal44和Aspl45等位點(diǎn)，在結(jié)合ATP的過(guò)程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

       但由于ATP結(jié)合口袋在CDK蛋白家族中的高度保守，使得針對(duì)ATP結(jié)合口袋開發(fā)選擇性CDK2抑制劑較為困難，故非ATP結(jié)合的別構(gòu)抑制劑也在開發(fā)當(dāng)中，且已發(fā)現(xiàn)2個(gè)抑制劑新結(jié)合口袋：

       1）由Leu55、Lys56、Phe80、Asp145、Phe146和Lys33組成，位于ATP結(jié)合位點(diǎn)和C-端螺旋的中間；

       2）由Leu124、Phe152、Val154-156、Glu172、Gly176、Thr182、Val184、Val227-230、Ser232-234和Asp270-Asn272組成。

       Dinaciclib（III期）

       開發(fā)公司為默沙東，為CDK1/2/5/9抑制劑，目前處在臨床III期用于治療難治愈的慢性淋巴細(xì)胞白血病。2011年，F(xiàn)DA授予Dinaciclib治療CLL孤兒藥資格。該品種對(duì)CDK2、CDK5、CDK1和CDK9均有抑制活性，IC50分別為1nM、1nM、3nM和4nM；臨床研究結(jié)果表明，Dinaciclib與利妥昔單抗聯(lián)合用藥治療復(fù)發(fā)性慢性淋巴細(xì)胞性白血病時(shí)，患者的耐受性良好。

       Seliciclib（II期）

       開發(fā)公司為Cyclacel Pharmaceuticals，是CYC-200系列口服小分子細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶（CDK1/2/5/7）抑制劑的先導(dǎo)化合物，已在超過(guò)100種細(xì)胞系中進(jìn)行了抗增殖活性的測(cè)定，目前處于臨床II期，用于治療B淋巴細(xì)胞白血病，與吉西他濱／順鉑聯(lián)合使用作為一線用藥治療非小細(xì)胞肺癌。另，公司還在研究該藥物用于潛在治療與SARS-CoV-2感染(COVID-19)相關(guān)的炎癥。

       PF-07104091（I/II期）

       開發(fā)公司為輝瑞，屬CDK2選擇性抑制劑，口服用于多種癌癥的治療，包括乳腺癌、小細(xì)胞肺癌、非小細(xì)胞肺癌、卵巢癌等。2020年9月，啟動(dòng)了晚期SCLC、晚期上皮性卵巢/輸卵管/原發(fā)性腹膜癌、晚期乳腺癌和晚期NSCLC的I/II期試驗(yàn)；2020年10月，公司將該藥物列為轉(zhuǎn)移性乳腺癌的I期試驗(yàn)。2021年4月，臨床前數(shù)據(jù)在第112屆AACR年會(huì)上公布：OVCAR3模型中，PF-07104091（25、75和175mg/kg，po，bid）表現(xiàn)出劑量依賴性腫瘤減少，最 大作用為86%；CCNE1(high)卵巢模型(OV5392)中，PF-07104091（75和150mg/kg，po，bid）顯示出類似于在OVCAR-3中觀察到的腫瘤生長(zhǎng)抑制；NCI-H526細(xì)胞(Rb(mut))SCLC模型中，PF-07104091（25、75、175或150mg/kg，po，bid）表現(xiàn)出單一藥物活性；ER+HER2-乳腺癌細(xì)胞系中，PF-07104091和palbociclib表現(xiàn)出協(xié)同的細(xì)胞生長(zhǎng)抑制作用；T47D模型中，PF-07104091（150mg/kg，po，bid）+palbociclib（10mg/kg，po，bid）表現(xiàn)出聯(lián)用效果。

       Ebvaciclib（I/II期）

       開發(fā)公司為輝瑞，為一種CDK2/4/6抑制劑；2018年11月，在愛爾蘭都柏林舉行的第30屆AACR年會(huì)上，首次公布了Ebvaciclib的體外和體內(nèi)數(shù)據(jù)；Ebvaciclib對(duì)CDK2、4、5和6的結(jié)合親和力較高，較脫靶的CDK1和CDK9高40倍。2018年3月，在接受過(guò)CDK4/6抑制劑治療和HR陽(yáng)性HER2陰性乳腺癌、轉(zhuǎn)移性三陰性乳腺癌或晚期鉑耐藥性上皮性卵巢癌/輸卵管癌的難治/復(fù)發(fā)患者中啟動(dòng)了I/II期試驗(yàn)，預(yù)計(jì)在2021年獲得試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

       Fadraciclib（I期）

       開發(fā)公司為Cyclacel Pharmaceuticals，一種CDK2/9抑制劑，靜脈注射用于治療晚期癌癥，包括慢性淋巴細(xì)胞白血病、急性髓系白血病和骨髓增生異常綜合征。2018年4月，臨床前數(shù)據(jù)在芝加哥舉行的第109屆AACR年會(huì)上公布；2018年11月，啟動(dòng)復(fù)發(fā)或難治性CLL的臨床I期試驗(yàn)；2019年7月，啟動(dòng)復(fù)發(fā)或難治性AML和MDS的臨床I期試驗(yàn)。

       NUV-422（I/II期）

       開發(fā)公司為Nuvation Bio，為CDK2/4/6抑制劑，臨床開發(fā)用于膠質(zhì)瘤的治療。2020年11月，啟動(dòng)一項(xiàng)針對(duì)復(fù)發(fā)或難治性高級(jí)別膠質(zhì)瘤成人患者的I/II期試驗(yàn)；2021年2月，該公司計(jì)劃在啟動(dòng)腦轉(zhuǎn)移I期試驗(yàn)，之后啟動(dòng)腦轉(zhuǎn)移、雌激素受體陽(yáng)性轉(zhuǎn)移性乳腺癌的I期試驗(yàn)，再之后啟動(dòng)轉(zhuǎn)移性去勢(shì)耐藥前列腺癌的I期試驗(yàn)。

       圖3.2 CDK2抑制劑部分化學(xué)結(jié)構(gòu)

       04 國(guó)內(nèi)研發(fā)跟進(jìn)狀態(tài)

       通過(guò)專利查詢，國(guó)內(nèi)對(duì)于CDK2抑制劑的開發(fā)：國(guó)外申請(qǐng)人主要有艾文蒂斯藥品公司、霍夫曼-拉羅奇有限公司，等；國(guó)內(nèi)申請(qǐng)人主要有中國(guó)藥科大學(xué)、四川大學(xué)、濱州醫(yī)學(xué)院、常州大學(xué)、江南大學(xué)，等。由此不難看出，目前國(guó)內(nèi)對(duì)于該靶點(diǎn)的品種，尚無(wú)大量藥企進(jìn)行跟進(jìn)，賽道通暢。

       參考文獻(xiàn)：

       1.Targeting CDK2 in cancer: challenges and opportunities for therapy. Drug Discovery Today. doi.org/10.1016/j.drudis.2019.12.001.

       2.To control or to be controlled? Dual roles of CDK2 in DNA damage and DNA damage response. DNA Repair. doi.org/10.1016/j.dnarep.2019.102702.

       3.細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶2的功能及其抑制劑的研究. 中國(guó)細(xì)胞生物學(xué)學(xué)報(bào)/2021.

       4.CDK 抑制劑在抗腫瘤領(lǐng)域的研發(fā)進(jìn)展.藥學(xué)進(jìn)展/2015.