张翼航，张艳敏，刘海春，何正大，陈亚东

（中国药科大学理学院，江苏 南京 211198）

周 期 蛋 白 依 赖 性 激 酶（cyclin-dependent kinase，CDKs）是丝氨酸/ 苏氨酸蛋白激酶家族成员之一，其对调控细胞周期进程和细胞的转录活性具有重要作用[1]。细胞周期调节异常会导致细胞周期进程和细胞增殖不受控制，进而可导致恶性肿瘤的发生[2]。一直以来，CDKs都是临床上治疗恶性肿瘤的重要靶点。细胞周期蛋白依赖 性 激 酶4/6（cyclin-dependent kinase 4/6，CDK4/6）是调控细胞周期的关键激酶。新一代选择性CDK4/6 抑制剂是迄今为止第一类也是唯一一类被批准用于治疗癌症的高度特异性CDK 抑制剂。本文对采用选择性CDK4/6 抑制剂治疗恶性肿瘤的机制、目前获美国食品与药物管理局（food and drug administration，FDA）批准上市的选择性CDK4/6 抑制剂的应用情况及其他选择性CDK4/6 抑制剂研发的进展进行综述。

1 选择性CDK4/6 抑制剂的作用机制

CDKs 能与细胞周期素（cyclin）结合形成复合物，启动细胞周期转变信号，促使细胞依次经历从G1期、S期、G2期到M 期的细胞周期过程。CDK4/6 作为重要的细胞周期信号转导分子，能与cyclin D 家族的三种亚型结合形成cyclin D-CDK4/6 复合物，促使Rb 抑癌因子的磷酸化，释放转录因子E2F，激活相关基因，促使细胞周期从G1期向S 期转变，从而促进DNA 的复制及细胞的增殖[1]。这一过程促进了细胞周期必不可少的基因产物的转录，如CDK2 被cyclin E 激活，使Rb 进一步磷酸化，形成正反馈回路，以启动超过细胞周期进程限制的DNA 合成。在正常的细胞周期中，CDK4/6 可通过cyclin D-CDK4/6-INK4-Rb 信号通路调控细胞周期，从而控制细胞的增殖。引起细胞增殖失控的原因通常是编码cyclin D 的基因扩增，导致cyclin D 过表达及编码p16 的CDKN2A 基因纯合缺失，致使p16NK4A失活，从而导致肿瘤细胞对CDK4/6 的依赖性增强[3]、激活信号传导蛋白及上游生长因子受体突变，导致cyclin D 的表达水平增加[4]。选择性CDK4/6 抑制剂可通过与CDK4/6-ATP 结合，使cyclin D-CDK4/6 失活，从而抑制Rb 的磷酸化，使细胞周期阻滞在G1期[1]。选择性CDK4/6 抑制剂还可通过调节有丝分裂激酶信号、诱导细胞衰老、改变肿瘤的微环境等发挥抗肿瘤的作用[4-5]。

2 选择性CDK4/6 抑制剂的研究进展

2.1 已在临床上应用的选择性CDK4/6 抑制剂

目前获美国FDA 批准上市的四个选择性CDK4/6抑制剂分别是Palbociclib、Ribociclib、Abemaciclib 和Trilaciclib[3,6-8]。这四个CDK4/6 抑制剂针对CDK 激酶的选择性如表1 所示。Palbociclib 是第一个应用于临床上的口服生物利用度高、选择性高的CDK4/6 抑制剂，其 仅 对CDK4/D1、CDK4/D3 和CDK6/D6 有 活 性。 该药于2015 年获批用于治疗HMR 阳性、Her2 阴性的绝经后晚期乳腺癌。对Palbociclib 进行单药治疗一期临床试验表明，用此药治疗Rb 阳性的晚期实体瘤、非霍奇金淋巴瘤和多发性骨髓瘤可取得良好的临床疗效，且患者对此药的耐受性较高[9]。此外，Palbociclib 还可与EGFR 酪 氨 酸 激 酶 抑 制 剂（epidermal growth factor receptor -tyrosine kinase inhibitors，EGFR TKIs） 联合应用，以降低对EGFR-TKI 敏感和耐药细胞系的增殖[10]。Ribociclib 于2017 年获批可联合来曲唑治疗HR 阳性、Her2 阴性的绝经后晚期乳腺癌或转移性乳腺癌。Abemaiclib 是选择性最低的CDK4/6 抑制剂，可对DYRK、PIM、HIPK 和CAMK 激 酶 家 族（Ki＜10 nM）成员起到抑制作用。此药也是CDK9 的有效抑制剂。Abemaiclib 对套细胞淋巴瘤、结肠癌、肺癌、胶质母细胞瘤和急性髓性白血病患者肿瘤细胞的分化、增殖具有显著的抑制作用[7]。Trilaciclib 为2021 年2 月获批上市的注射用CDK4/6 抑制剂，用于预防小细胞肺癌患者进行化疗后发生骨髓抑制[8]。目前，关于采用Trilaciclib预防转移性结直肠癌患者进行化疗后发生骨髓抑制和治疗三阴性乳腺癌（triple-negative breast cancer，TNBC）的试验已进入临床Ⅲ期。

表1 Palbociclib、Ribociclib、Abemaciclib 和Trilaciclib 对CDK 激酶的选择性

2.2 选择性CDK4/6 抑制剂的研发

近年来，一些医药企业基于选择性CDK4/6 抑制剂的化学骨架研发了一系列的活性衍生物。Palbociclib 的吡啶-[2,3-d] 嘧啶-7- 酮结构对CDK4/6 抑制剂的特异性和活性至关重要。Reddy 等[11]在吡啶并嘧啶骨架的2位C 上引入甲基哌嗪取代苯胺，并由H 取代5 位的甲基，由氰基取代6 位的乙酰基，在上述条件下研发的化合物被证明对于CDK4、CDK6、ARK5、FGFR1、PDGFR 和PI3K- 多种对肿瘤细胞有丝分裂起关键作用的激酶具有抑制活性。另一种选择性CDK4/6 抑制剂的研发策略是基于Ribociclib 的吡咯并[2,3-d] 嘧啶骨架开发衍生物。Wang 等[12]采用甲磺酰基取代吡咯并嘧啶6 位的酰胺基，并保留对CDK4/6 的高选择性（IC50为0.8 nM 和5.7），研发出对结肠癌细胞系Colo-205 和乳腺癌细胞系MCF-7的增殖具有抑制作用的化合物。Abemaciclib 的嘧啶苯并咪唑结构同样是研发选择性CDK4/6 抑制剂的有效骨架。Wang 等[13]通过修饰咪唑环及引入二甲基环戊基研发的化合物对CDK4/6 具有较强的抑制活性（IC50为7.4 和0.9），对CDK1 的抑制具有良好的选择性（IC50=2.67 ），且在MDB-MA-231 细胞活性测试中显示出良好的抑制肿瘤细胞增殖的作用。G1T38 是基于三环内酰胺骨架研发的口服类选择性CDK4/6 抑制剂[14]，其与G1T28 结构高度类似，区别仅为哌嗪环上与N 原子相连的甲基被异丙基取代。有学者进行体内试验观察到G1T38 可抑制多种CDK4/6依赖性致瘤细胞系（包括乳腺肿瘤细胞、黑色素瘤细胞、淋巴瘤细胞等）的增殖，其良好的药代动力学特性可预防连续给药引起骨髓抑制[14]。目前，联合应用G1T38 与Fulvestrant 治疗HR 阳性、Her2 阴性的局部晚期乳腺癌或转移性乳腺癌的试验正处于临床Ⅰ期/Ⅱ期。

3 结语

选择性CDK4/6 抑制剂因具有靶向CyclinD-CDK4/6-INK4-Rb 通路异常的有效性和较第一代、第二代CDK 抑制剂的不良反应较微等优点正受到越来越多的关注。但肿瘤细胞对此类药物的耐药性可在一定程度上影响其疗效。有报道称，将选择性CDK4/6 抑制剂与现有的内分泌疗法及上游和下游信号分子抑制剂联合使用，能降低肿瘤细胞对选择性CDK4/6 抑制剂的耐药性[15]。近期的研究表明，pan-ERBB 抑制剂与选择性CDK4/6 抑制剂联合使用能协同抑制食管鳞状细胞癌[16]。联合抑制CDK2 和CDK4/6 的表达可能克服CDK4/6 抑制剂的cyclin E 相关耐药性，开发靶向CDK2/4/6 的多靶点选择性CDK 抑制剂有望成为抗肿瘤小分子抑制剂研发的新策略[17]。