成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子及其受體抑制劑的研究進(jìn)展

杜培娟

（青島科技大學(xué)化工學(xué)院，山東 青島266042）

成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子受體（FGFRs）是受體酪氨酸激酶（RTKs）超家族的一員，它具有胞外配體結(jié)構(gòu)域和胞內(nèi)酪氨酸激酶結(jié)構(gòu)域。RTKs是一大類酶聯(lián)受體，有50多種類型，主要類型有表皮生長(zhǎng)因子受體（EGFR）家族、胰島素受體（IR）家族、血小板衍生生長(zhǎng)因子受體（PDGFR）家族、血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子受體（VEGFR）家族、FGFRs家族、肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子受體（HGF）家族、神經(jīng)生長(zhǎng)因子受體（NGF）家族［1］等。RTKs參與胚胎及成年組織中各種生理反應(yīng)的動(dòng)態(tài)平衡。在癌變過程中，由于RTKs異常或致癌基因激活而導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞增生和抗凋亡，這一過程稱為RTKs致癌成癮，簡(jiǎn)稱為致癌成癮［2］。由于具有致癌成癮的癌細(xì)胞對(duì)相應(yīng)的RTKs抑制劑非常敏感，所以RTKs是最受關(guān)注的抗癌藥物靶標(biāo)［3］。FGFRs作為RTKs超家族的一員，已成為全球制藥公司開發(fā)新型抗腫瘤藥物的靶標(biāo)之一。

1 成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子（FGFs）及其受體（FGFRs）

1.1 FGFs

FGFs是一類由FGF基因編碼的結(jié)構(gòu)相關(guān)的蛋白質(zhì)，其分子量一般為20～30ku［4］。FGFs家族包括23種配體，其中分泌型配體18種，分別為FGF1（aFGF）、FGF2（bFGF）、FGF3（INT2）、FGF4、FGF5、FGF6、FGF7（KGF）、FGF8、FGF9、FGF10、FGF16、FGF17、FGF18、FGF19、FGF20、FGF21、FGF22和FGF23［5］。FGFs能夠結(jié)合多種成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子受體（FGFRs），并與硫酸乙酰肝素蛋白多糖（HSPGs）、Klotho家族成員等以組織特異性方式相互協(xié)調(diào)，從而促進(jìn)FGFs信號(hào)的傳導(dǎo)［6］。

1.2 FGFRs

FGFRs家族包括以下類型：FGFR1b、FGFR1c、FGFR2b、FGFR2c、FGFR3b、FGFR3c、FGFR4。它們具有共同的結(jié)構(gòu)域，包括胞外免疫球蛋白樣結(jié)構(gòu)域和胞內(nèi)酪氨酸激酶結(jié)構(gòu)域［5］。FGFR1的基因在人類染色體的8p12位點(diǎn)編碼FGFR1b和FGFR1c亞型，由于選擇性剪接作用，它們?cè)诘谌庖咔虻鞍讟咏Y(jié)構(gòu)域存在差異。FGFR2基因在人類染色體的10q26位、FGFR3基因在人類染色體的4p16.3位也是編碼兩種型式。在癌細(xì)胞中，人類原癌基因由于基因擴(kuò)增、染色體易位和點(diǎn)突變等而發(fā)生活化產(chǎn)生FGFRs基因。FGFRs分別在癌細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞中參與腫瘤的發(fā)生和血管的生成，因此，F(xiàn)GFRs－靶向藥物會(huì)產(chǎn)生直接或間接的抗癌作用［7］。

2 FGFs信號(hào)的激活和傳導(dǎo)

FGFs能夠在酪氨酸激酶結(jié)構(gòu)域中的關(guān)鍵活化環(huán)的酪氨酸殘基上引發(fā)FGFRs的自身磷酸化，從而導(dǎo)致酪氨酸激酶結(jié)構(gòu)域從非活化狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榛罨癄顟B(tài)［8］。FGFRs中活化的酪氨酸激酶結(jié)構(gòu)域在底物結(jié)合位點(diǎn)沿著FGFRs結(jié)合的銜接分子逐步磷酸化其它酪氨酸殘基。FGFRs的C－末端區(qū)的酪氨酸殘基磷酸化能夠使磷酸酯酶Cγ（PLCγ）吸納并激活，從而催化磷脂酰肌醇二磷酸（PIP2）轉(zhuǎn)化為甘油二脂（DAG）和三磷酸肌醇（IP3）［9］。活化的FGFR磷酸化底物2（FRS2）能夠吸納生長(zhǎng)因子受體結(jié)合蛋白2（GRB2）適配分子。

FGFs信號(hào)可以通過FRS2和GRB2傳導(dǎo)到Ras－促分裂原活化蛋白激酶（Ras－MAPK）或PI3激酶－蛋白激酶B（PI3K－AKT）信號(hào)通路，通過PLCγ和DAG傳導(dǎo)到蛋白激酶C（PKC）或蛋白激酶D（PKD）信號(hào)通路，通過PLCγ和IP3傳導(dǎo)到鈣離子釋放級(jí)聯(lián)通路。FGFs誘導(dǎo)的Ras－MAPK活化參與細(xì)胞增殖，而FGFs誘導(dǎo)的PI3K－AKT活化參與細(xì)胞存活。Rab5小分子鳥苷三磷酸酶是一個(gè)活化的FGFRs結(jié)合分子，它能夠參與Ras－MAPK信號(hào)而非PI3K－AKT信號(hào)的持續(xù)傳導(dǎo)［10］。FGFs信號(hào)引發(fā)的靶細(xì)胞的各種反應(yīng)見圖1［11］。

3 FGFR抑制劑

由于FGFs信號(hào)參與腫瘤生物學(xué)的各個(gè)方面，如抗凋亡、血管生成、EMT和侵襲等（圖1），F(xiàn)GFRs的靶向治療已成為臨床腫瘤學(xué)領(lǐng)域的熱點(diǎn)，擬合于酪氨酸激酶結(jié)構(gòu)域中ATP結(jié)合口袋而設(shè)計(jì)開發(fā)的小分子化合物已經(jīng)用于癌癥治療。

圖1 FGFs信號(hào)及其引發(fā)的靶細(xì)胞的各種反應(yīng)Fig.1 FGFs Signaling and the responses of target cells

ponatinib（AP24534）、PD173074、MK－2461、brivanib alaninate、danusertib（PHA739358）、nintedanib（BIBF1120）、BGJ398（NVP－BGJ398）、dovitinib（TKI258）、AZD4547和SSR128129E是靶向FGFRs的酪氨酸激酶抑制劑（TKIs），即FGFR抑制劑，其結(jié)構(gòu)式如圖2所示。它們具有良好的FGFRs抑制活性，酶抑制活性的IC50基本上都在納摩爾水平（表1）。

圖2 FGFR抑制劑的結(jié)構(gòu)式Fig.2 Structures of FGFR inhibitors

表1 FGFR抑制劑的酶抑制活性IC50／（nmol·L－1）Tab.1 Enzyme inhibitory activity IC50of FGFR inhibitors／（nmol·L－1）

3.1 第一代FGFR抑制劑

ponatinib（AP24534）、dovitinib（TKI258）、PD173074、danusertib（PHA739358）、MK－2461、nintedanib（BIBF1120）和brivanib alaninate（BMS582664）是靶向FGFRs和其它RTKs的第一代FGFR抑制劑。

ponatinib（AP24534）［12］是口服有效的多靶點(diǎn)激酶抑制劑，它能夠有效地抑制FGFR1（IC50為2nmol·L－1），還可以抑制PDGFRα、FLT3和c－KIT，IC50分別為1nmol·L－1、13nmol·L－1、13nmol·L－1。由于ponatinib（AP24534）作用于表達(dá)野生型或T315I突變型BCR－ABL的CML細(xì)胞系，能夠有效抑制BCR－ABL調(diào)節(jié)的信號(hào)，因此ponatinib（AP24534）在Ⅱ期臨床試驗(yàn)階段作為BCR－ABL抑制劑使用。目前，ponatinib（AP24534）對(duì)非小細(xì)胞肺癌的治療也進(jìn)入了Ⅱ期臨床試驗(yàn)階段。

dovitinib（TKI258）［13－14］是口服生物利用度好 的FGFR抑制劑，不僅能夠有效抑制FGFR1和FGFR2（IC50分別為8nmol·L－1和9nmol·L－1），還能夠抑制VEGFR2、FLT3、c－KIT等靶點(diǎn)。dovitinib（TKI258）能夠抑制由FGFRs活化異常而導(dǎo)致的癌細(xì)胞的體外增殖，并且在臨床前異種移植模型試驗(yàn)中誘導(dǎo)腫瘤消退。目前，dovitinib（TKI258）對(duì)腎癌的治療進(jìn)入了Ⅲ期臨床試驗(yàn)，對(duì)晚期乳腺癌、子宮內(nèi)膜癌、復(fù)發(fā)性多發(fā)性骨髓瘤和膀胱上皮癌的治療進(jìn)入了Ⅱ期臨床試驗(yàn)。

PD173074［15－16］是FGFR1的ATP競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑，IC50約為25nmol·L－1，也能抑制VEGFR2，IC50為100～200nmol·L－1，作用于FGFR1比作用于PDG－FR和c－Src選擇性高1 000倍左右。它不僅能夠以劑量依賴的方式抑制FGFR1和FGFR3的磷酸化（IC50為1～5nmol·L－1），還能夠特異性地抑制FGF2介導(dǎo)的少突膠質(zhì)細(xì)胞（OL）譜系細(xì)胞的增殖、分化和MAPK激活。

danusertib（PHA739358）［17］是一種aurora kinase抑制劑，作用于aurora A／B／C時(shí)IC50為13nmol·L－1／79nmol·L－1／61nmol·L－1，研究發(fā)現(xiàn)其對(duì)FGFR1也有抑制作用，IC50為47nmol·L－1。danusertib（PHA739358）對(duì)難治性前列腺癌及多發(fā)性骨髓瘤的治療進(jìn)入了Ⅱ期臨床試驗(yàn)階段。

MK－2461［18］是一種有效的多靶點(diǎn)抑制劑，能有效抑制FGFR1、FGFR2、FGFR3、c－Met、Ron和FLT3，IC50分別為65nmol·L－1、39nmol·L－1、50nmol·L－1、2.5nmol·L－1、7nmol·L－1和10nmol·L－1。MK－2461明顯抑制廣譜腫瘤細(xì)胞系增殖，特別是針對(duì)高表達(dá)MET和FGFR2的癌細(xì)胞。

nintedanib（BIBF1120）［19］是一種有效的三重血管激酶抑制劑，對(duì)FGFR1／2／3、VEGFR1／2／3和PDGFRα／β均有抑制作用，其IC50分別為69nmol·L－1／37nmol·L－1／108nmol·L－1、34nmol·L－1／13nmol·L－1／13nmol·L－1和59nmol·L－1／65 nmol·L－1。nintedanib（BIBF1120）已用于治療非小細(xì)胞肺癌、前列腺癌、卵巢癌及結(jié)腸直腸癌等。目前，其對(duì)宮頸癌、間皮瘤以及非小細(xì)胞肺癌等的治療已進(jìn)入了Ⅱ期臨床試驗(yàn)階段，對(duì)特發(fā)性肺纖維化的治療進(jìn)入了Ⅲ期臨床試驗(yàn)階段。

brivanib alaninate（BMS582664）［20］是BMS540215的丙氨酸前體藥物，是一種ATP競(jìng)爭(zhēng)性的RTKs抑制劑。它能夠抑制FGFR1和VEGFR2的磷酸化，阻斷FGF和VEGF的信號(hào)傳導(dǎo)，從而抑制腫瘤生長(zhǎng)。

3.2 第二代FGFR抑制劑

AZD4547、BGJ398（NVP－BGJ398）和SSR128129E是針對(duì)FGFR開發(fā)的第二代抑制劑，其對(duì)FGFR具有良好的選擇性。

AZD4547［21］是一種新型的選擇性FGFR抑制劑，靶向作用于FGFR1、FGFR2和FGFR3，IC50分別為0.2nmol·L－1、2.5nmol·L－1和1.8nmol·L－1，對(duì)FGFR4、VEGFR2（KDR）的抑制活性較弱，對(duì)IGFR、CDK2和p38幾乎沒有抑制活性。目前，AZD4547對(duì)乳腺癌及非小細(xì)胞肺癌的治療進(jìn)入了Ⅱ期臨床試驗(yàn)階段，對(duì)實(shí)體瘤的治療進(jìn)入了Ⅰ期臨床試驗(yàn)階段。

BGJ398（NVP－BGJ398）［22］是高選擇性的FGFR抑制劑，作用于FGFR1、FGFR2和FGFR3，IC50分別為0.9nmol·L－1、1.4nmol·L－1、1nmol·L－1，對(duì)Abl、Fyn、Kit等靶點(diǎn)幾乎沒有抑制活性。BGJ398（NVP－BGJ398）不僅能夠抑制FGFR1、FGFR2和FGFR3依賴的BaF3的細(xì)胞增殖，還抑制過量表達(dá)野生型FGFR3的癌細(xì)胞的增殖，其對(duì)復(fù)發(fā)性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤及黑色素瘤的治療進(jìn)入了Ⅱ期臨床試驗(yàn)階段。

SSR128129E［23］是口服效果較好、選擇性較高的FGFR抑制劑，其抑制FGFR1的IC50為1.9μmol·L－1，對(duì)其它的關(guān)聯(lián)RTKs無效果。在患有關(guān)節(jié)炎的小鼠身上，SSR128129E能夠抑制血管生成、炎癥和骨吸收，并且緩解了臨床癥狀。在各種小鼠腫瘤模型中，SSR128129E同時(shí)抑制了原發(fā)性腫瘤的增殖和轉(zhuǎn)移。

4 結(jié)語

在基于FGFRs異常激活而獲得抗凋亡潛能的人類癌細(xì)胞中，抑制FGFs信號(hào)能夠在抑制血管新生的同時(shí)降低癌細(xì)胞的負(fù)荷，并且FGFR抑制劑能夠增強(qiáng)癌細(xì)胞對(duì)常規(guī)抗癌藥物（如5－氟尿嘧啶、伊立替康、紫杉醇等）的敏感性。隨著人們對(duì)FGFs信號(hào)網(wǎng)絡(luò)的深入了解，以及對(duì)FGFs與FGFRs作用機(jī)制的深入研究，特異性強(qiáng)、治療效果好的FGFR抑制劑將會(huì)被開發(fā)出來。采用FGFRs－靶向抗癌藥物治療腫瘤將會(huì)具有非常廣闊的前景。

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