本文關(guān)鍵詞：針對FLT3-ITD陽性急性髓細胞白血病的激酶抑制劑藥物學研究　出處：《中國科學技術(shù)大學》2017年博士論文　論文類型：學位論文

  更多相關(guān)文章： 急性髓性白血病 FLT3激酶 FLT3-ITD突變 激酶抑制劑 耐藥性 老藥新用

【摘要】：急性骨髓性白血病(Acute myeloid leukemia,AML)是由于髓性細胞通過克隆、增殖、異常分化等方式快速的滲透至骨髓,血液和其他組織(包括脾、淋巴結(jié)、肝臟等組織)為特點的造血系統(tǒng)異常的癌癥。FLT3受體屬于III型受體酪氨酸激酶家族中成員,目前研究表明FLT3基因的表達異常、突變與AML的發(fā)生、發(fā)展及預后有密切關(guān)系。據(jù)統(tǒng)計大約1/3的AML患者具有該基因突變,這導致FLT3下游信號通路持續(xù)活化和細胞的惡性增殖,因此FLT3成為靶向治療AML的重要靶點。由于FLT3突變在AML中表現(xiàn)突出具有強烈的臨床需求,近幾年來針對FLT3的藥物開發(fā)取得了迅速發(fā)展。尤其是2016年2月19日,諾華公司開發(fā)的FLT3激酶抑制劑PKC412(midostaurin)被美國食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)授予"突破性"地位用于治療FLT3突變的AML患者,更加確證了 FLT3激酶作為FLT3-ITD的AML的藥物開發(fā)靶點的有效性。本論文主要圍繞FLT3激酶抑制劑的理性設(shè)計和藥物作用機制及克服耐藥性等方面展開研究。第一部分:針對FLT3-ITD突變的高選擇性I型激酶抑制劑CHMFL-FLT3-165的藥物學研究我們利用老藥新用的理念通過高通量篩選的方法發(fā)現(xiàn)已上市藥物Ibrutinib(BTK抑制劑)能夠選擇性的抑制FLT3-ITD突變的細胞,但對FLT3-wt的AML細胞的增殖無明顯影響。但由于Ibrutinib對FLT3激酶的抑制活性在submicromolar。為了獲得具有自主知識產(chǎn)權(quán)的、活性和選擇性更好的FLT3激酶抑制劑,我們以Ibrutinib的母核為基礎(chǔ),設(shè)計并合成了優(yōu)于Ibtutinib的新型Type I抑制劑CHMFL-FLT3-165,實驗結(jié)果顯示,該化合物選擇性的對FLT3-ITD陽性的AML細胞有強烈的抑制增殖的活性,并且對FLT3-wt的細胞的沒有顯著的影響。同時CHMFL-FLT3-165對FLT3激酶介導信號通路有明顯的影響,并將細胞周期阻滯在G0-G1期。動物模型試驗中,該化合物在25mg/kg的劑量下,就能夠抑制腫瘤在小鼠體內(nèi)的生長(TGI=76%)。盡管,CHMFL-FLT3-165的作用活性非常強,但由于口服利用度等藥物代謝性質(zhì)不太理想,不適宜進一步的臨床前開發(fā)研究。但作為一個先導化合物可以為我們提供一個很好的藥物模板,為進一步開發(fā)高活性高選擇性的FLT3激酶抑制劑提供基礎(chǔ)。第二部分:針對FLT3-ITD突變的臨床前候選激酶抑制劑CHMFL-FLT3-122的藥物學研究前期得到的化合物CHMFL-FLT3-165盡管生物活性很好,但由于其藥代動力學研究結(jié)果不理想,為了得到口服利用度等藥物代謝性質(zhì)更好的化合物,我們通過藥物化學的方法對Ibrutinib的結(jié)構(gòu)進一步進行優(yōu)化,得到一個高活性高選擇性的化合物CHMFL-FLT3-122,在細胞層次上,CHMFL-FLT3-122對FLT3-ITD陽性的細胞有很強的抑制增殖的作用,能夠明顯的抑制FLT3介導的信號通路,并將細胞周期阻滯在G0-G1期。并且該化合物對FLT3和CKIT激酶有很好的選擇性,暗示該化合物可能會避免骨髓抑制等相關(guān)的副作用。隨后,我們對最為關(guān)注的藥物代謝動力學進行了初步的研究,實驗結(jié)果顯示,CHMFL-FLT3-122的口服利用度達到30%,半衰期T1/2(h)為1.4小時,并且在MV4-11細胞接種的異種移植瘤小鼠模型中,該化合物呈現(xiàn)劑量依賴性的抑制效果,而對小鼠體重沒有明顯影響。上述研究結(jié)果表明,CHMFL-FLT3-122會是治療FLT3-ITD陽性的AML的一個潛在的臨床候選藥物。第三部分:針對FLT3激酶多種突變的II型激酶抑制劑CHMFL-FLT3-213的藥物學研究盡管目前PKC412已被FDA批準用于治療FLT3突變導致的AML,但在前期的臨床實驗中,隨著用藥時間的延長,耐藥現(xiàn)象也不斷出現(xiàn),其中一個原因就是由于FLT3激酶區(qū)發(fā)生了多種耐藥突變,導致激酶抑制劑對FLT3的抑制作用減弱。為了進一步獲能夠克服FLT3激酶區(qū)多種耐藥性突變,諸如FLT3 gatekeeper F691L的耐藥突變,我們又在Ibrutinib與FLT3的結(jié)合模式深入分析的基礎(chǔ)上,設(shè)計合成了 II型抑制劑CHMFL-FLT3-213。實驗結(jié)果表明CHMFL-FLT3-213不僅對原發(fā)性的FLT3-ITD、FLT3-D835Y/V/H等突變有強烈的抑制作用,并且對耐藥突變?nèi)鏔LT3-ITD-F691L/D835Y等突變也有很強的抑制作用。并且,該化合物依然能夠?qū)OLM-13,MOLM-14和MV4-11有很強的抑制增殖作用,將細胞周期阻滯在G1-G1期,誘導細胞凋亡。體內(nèi)實驗也顯示了良好的口服生物利用度F=18.8%。在MV4-11接種的動物模型中,3.5mg/kg的劑量下就能夠明顯的抑制小鼠體內(nèi)腫瘤生長。上述研究表明,CHMFL-FLT3-213為臨床上治療FLT3突變呈陽性的AML,尤其是針對耐藥突變的AML提供了一個新工具和研究思路。第四部分:能夠克服FLT3配體引起的FLT3激酶抑制劑耐藥的已知化合物A674563的發(fā)現(xiàn)及其作用機制研究對于FLT3抑制劑在臨床研究中出現(xiàn)的耐藥問題,除了激酶區(qū)發(fā)生的獲得性耐藥突變外,由FLT3配體引起的微環(huán)境耐藥也是目前FLT3激酶抑制劑的所面臨的問題之一。這是由于病人用藥后體內(nèi)的FLT3配體(FLT3-ligand,FL)水平的上升,從而重新激活wt-FLT3信號通路,包括AKT等�；诖�,我們采用老藥新用的理念,對現(xiàn)有的AKT抑制劑進行測試,發(fā)現(xiàn)"老藥"A674563能選擇性的抑制FLT3-ITD突變的陽性細胞系。并在FL存在的條件下,該化合物仍然顯示出很強的抑制活性。提示A674563能夠通過同時抑制AKT和FLT3激酶來克服此類耐藥性。在動物模型中也表現(xiàn)出很好的抑制腫瘤增殖的活性。該項研究工作表明A674563無論是在細胞水平還是在動物模型上均表現(xiàn)出較強的抗腫瘤活性,為研究FLT3激酶提供了新工具,為AML的治療提供了新的候選藥物。
【學位授予單位】：中國科學技術(shù)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：R733.71

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本文編號：1334169