万玥，李萌

(国家知识产权局专利局专利审查协作天津中心，天津 300304)

磷酸肌醇-3-激酶(PI3K)是脂质激酶家族的成员，并且是PI3K/AKT/mTOR信号通路的重要组成部分。PI3K能够介导磷酸化过程并影响一系列过程如细胞增殖、分化、迁移和凋亡等。研究表明PI3K信号异常(包括PIK3CA、PIK3CB、AKT突变和扩增以及PTEN负调控功能丢失等)与很多肿瘤(如前列腺癌、乳腺癌、子宫内膜癌、肺癌、肝癌、结肠癌等)的发生和发展有关[1]。因此，PI3K被认为是肿瘤治疗的有效靶点。PI3Kδ是PI3K亚型，主要在B细胞中表达，并在白血病诱发、增殖、功能化、自反应过程中起主导作用。因此，靶向作用PI3Kδ亚型的选择性PI3Kδ抑制剂的研究对于治疗大多数血肿包括慢性淋巴细胞白血病(CLL)、滤泡性淋巴瘤(FL)、小淋巴细胞淋巴瘤(SLL)、急性淋巴细胞白血病(ALL)、B细胞淋巴瘤等有重要意义[2]。总体来说，选择性PI3Kδ抑制剂将有利于自身免疫性疾病的治疗，如类风湿性关节炎(RA)、多样硬化(MS)以及系统性红斑狼疮(SLE)。

1 PI3Kδ抑制剂的临床应用

近年来研究出现很多选择性PI3Kδ抑制剂[3]。2014年7月23日世界上第一个选择性PI3Kδ抑制剂艾代拉里斯(Idelalisib，CAL-101)由吉利德研究公司开发，被FDA批准用于治疗CLL、FL和SLL，也是第一个进入市场的PI3K抑制剂[4]，其在对PI3Kδ激酶序列的测定中显示IC50为2.5 nm，其对p110δ相对p110α/β/γ选择性是40～300倍以上。尽管抑制活性显著，但Idelalisib也显示出了一定的毒副作用，其化学结构属于propeller类型，大多数近年来研究的抑制剂都属于这一结构种类。杜韦利昔布(Duvelisib，IPI-145)属于二氢异喹啉酮类PI3Kδ/γ抑制剂，结构上与Idelalisib类似，由Abbvie和Infinity公司共同开发，在2018年发布。杜韦利昔布对PI3Kδ有很好的抑制效果(IC50= 1.3 nmol·L-1)，对PI3Kγ也有很强的活性(IC50=50 nmol·L-1)，相比之下，对PI3Kαand PI3Kβ抑制活性较弱。因此，Duvelisib相对PI3Kα、PI3Kβ和PI3Kγ显示出了对PI3Kδ的分别达到了1 692、434、38倍的高选择性[5]。ME-401(PWT-143)，由MEI制药公司研究开发，是一个潜在的高选择性的口服PI3Kδ抑制剂用于治疗FL。ME-401对PI3Kδ亚型显示出高选择性，相比于其他PI3Kδ抑制剂有不同的药学性质，该化合物用于治疗CLL。以上化合物的结构如图1所示。

图1 艾代拉里斯、杜韦利昔布和ME-401的化学结构

2 近年来PI3Kδ抑制剂的专利技术发展脉络

基于PI3Kδ的重要性，近年来大量专利公开了具有不同化学结构的PI3Kδ抑制剂，根据其结构可以分类为propeller型抑制剂和flat型抑制剂[6-7]。具有propeller型结构的Idelalisib是第一个进入市场的选择性PI3Kδ抑制剂，其具有三个“叶”，中心是双芳香环系的杂环核心，第二叶嘌呤或多取代嘧啶通过手性连接链连接到杂环核心上，第三叶是苯基(见图1)。这种分子类型能够诱导PI3Kδ亚型形成特异性的口袋从而完成进一步的选择性结合。Propeller型选择性PI3Kδ抑制剂根据其不同的中心环稠合类型进一步分为6,6-稠合型propeller、5,6-稠合型propeller、6,5-稠合型propeller以及非稠合型propeller。此外，也有很多flat型抑制剂如ME-401。本综述主要总结2015—2019年间专利中涉及的propeller型、flat型以及其他类型的PI3Kδ抑制剂。

2.1 Propeller型PI3Kδ抑制剂

2.1.1 含有6,6-稠合双环体系的propeller型抑制剂 大多数propeller型PI3Kδ抑制剂包含6,6-稠合双环体系，并具有显著的PI3Kδ抑制作用，化学结构上与Idelalisib类似。图2列出了部分专利中公开的包含6,6-稠合双环的propeller型PI3Kδ抑制剂化合物。WO2015042077A1公开了化合物1和2，这两个化合物异喹啉2位包含苯基/环丙烷取代，1,2,4噁二唑环连接到2-氨基嘧啶的6位。其对PI3Kδ抑制活性分别为IC50值 2、3 nmol·L-1，但没有进一步公开其激酶选择性。US2016244452A1公开了具有和Idelalisib类似结构的化合物3和4，异喹啉环上取代了F和Cl，这两个化合物对PI3Kδ的抑制活性比Idelalisib弱，但是对激酶有高选择性，并且对体内抗增殖活性较强，IC50值在1～10 nmol·L-1之间。CN105924433A公开了一系列包含异喹啉核心、嘧啶基团、2-甲基-2H-四唑环和1-甲基-1H-吡唑基团的化合物如4和5，区别在于侧链基团分别是苯基和环丙烷，对PI3Kδ抑制活性IC50分别是10、15 nmol·L-1，并且在肝微粒体中有较强的稳定性。US2016222016 A1公开了包含[1,5-a]嘧啶-2-胺结构的化合物7和8，对PI3Kδ抑制活性IC50<100 nmol·L-1，但并没有进一步的评价研究。CN105431437A公开了具有3-苯基-1H-吡唑[3,4-d]嘧啶结构的化合物9，IC50值为2.5 nmol·L-1。CN106459008A公开了具有氰基取代的嘧啶基团的化合物10 nmol·L-1，IC50为0.4 nmol·L-1，显著提高了抑制活性(相对于Idelalisib IC50=2.5 nmol·L-1)。KR20180008299A公开了包含环丙烷取代手性中心的化合物11和12，相对PI3Kδ抑制活性较强IC50是0.5 和 0.09 nmol·L-1，而对PI3Kα,PI3Kβ和 PI3Kγ抑制活性较弱，且对体外SU-DHL-5细胞有显著的抗增殖活性。CN106458932A公开了双桥环片段和多个手性中心的化合物13，PI3Kδ抑制活性IC50为0.3 nmol·L-1，且对PI3Kβ和 PI3Kγ也有抑制作用IC50分别为0.4和480 nmol·L-1。EP3400227A1公开了喹诺酮衍生物14和15，PI3Kδ抑制活性IC50为0.086和0.14 nmol·L-1，特别是化合物14抗SU-DHL-6细胞增殖活性IC50是0.035 nmol·L-1，半衰期长，生物利用度高。

图2 含有6,6-稠合双环体系的propeller型抑制剂

2.1.2 含有6,5-稠合双环体系的propeller型抑制剂 近年来，一些专利中公开了具有6,5-稠合双环体系的PI3Kδ抑制剂，部分代表性化合物经实验测定具有较强的抑制活性(见图3)。WO2018103688A1公开了具有咪唑[1,5-a]吡嗪母核的化合物16和17，对PI3Kδ抑制活性IC50为0.2和0.31 nmol·L-1，由于其对其他PI3K亚型的抑制作用非常弱，因此可以作为高选择性抑制剂。此外，体外活性实验表明化合物17有较好的药代动力学性质t1/2为1.4 h，口服生物利用度可以达到47%。WO2019047915A1公开了含有咪唑[1,5-a]吡嗪母核的化合物如18和19，对PI3Kδ抑制活性IC50为0.56和0.74 nmol·L-1，通过对激酶亚型的活性测试显示出对PI3Kδ高选择性。EP3209665A1公开了包含6,5-稠合双环吡咯[2,1-f][1,2,4]三嗪结构的化合物20和21，对PI3Kδ抑制活性IC50为0.4和0.55 nmol·L-1。US2017355707A1公开了同样的吡咯[2,1-f][1,2,4]三嗪衍生物，其中带有1-甲基-1H-吡唑基团的化合物22和23对PI3Kδ抑制活性IC50均为0.2 nmol·L-1，在CD69表达抑制实验中显示IC50为40和12 nmol·L-1。WO2017134053A1公开了含有3H-吡唑啉酮[3,4-d]嘧啶结构的化合物如24，对PI3Kδ抑制活性IC50<1 μmol·L-1，但没有公开具体数值。WO2015069441A1和WO2015058804A1公开了3H-吡唑啉酮[3,4-d]嘧啶衍生物，如化合物25，对PI3Kδ抑制活性IC50为1 nmol·L-1。

图3 含有6,5-稠合双环体系的propeller型抑制剂

2.1.3 含有5,6-稠合双环体系的propeller型抑制剂 近年来， 许多propeller型PI3Kδ抑制剂类化合物都包含5,6-稠合双环，图4总结了代表性的基于5,6-稠合双环结构的化合物。值得一提的是，部分化合物对PI3Kδ显示出显著的抑制作用。WO2018082444A1公开了具有5,6-稠合双环体系的吡唑啉酮[1,5-a]嘧啶衍生物，如化合物26和27，对PI3Kδ抑制活性IC50< 20 nmol·L-1，并且可以抑制淋巴瘤细胞的生长。WO2017049498A1公开了具有咪唑[1,2-a]吡啶母核的化合物，其中化合物28和29对PI3Kδ抑制活性IC50分别是0.2和0.5 nmol·L-1，由于对其他激酶抑制活性较弱，因此可以作为选择性PI3Kδ抑制剂。WO2016119707A1公开了具有吡唑啉酮[2,1-f][1,2,4]三嗪-4(3H)母核的化合物，其中化合物30对PI3Kα、PI3Kβ、PI3Kγ和PI3Kδ抑制活性 IC50分别是334、68、2和1 nmol·L-1，化合物31对PI3Kα、PI3Kβ、PI3Kγ和PI3Kδ抑制活性 IC50分别是42、6、12和1 nmol·L-1，可见化合物32和33的抑制选择性均不理想。WO2016066142A1公开了包含5H-三嗪[3,2-a]吡啶母核的化合物32和33，通过测定抗细胞增殖实验，这两个化合物具有较强的抗SU-DHL-6增殖作用，IC50分别是4.4和3.6 nmol·L-1，相比之下对WSU-NHL作用活性IC50分别是87和47 nmol·L-1，对PI3Kδ抑制作用没有实验测定。WO2016045591A1公开了具有嘧啶[1,2-b]哒嗪母核的化合物34和35，对PI3Kδ抑制活性IC50是0.3和0.5 nmol·L-1，在体外抗SU-DHL-6增殖细胞实验中，IC50是3和2 nmol·L-1。

图4 含有5,6-稠合双环体系的propeller型抑制剂

2.2 Falt型PI3Kδ抑制剂 尽管大多数已经报道的PI3Kδ抑制剂属于propeller型结构，但有些专利中还是公开了具有flat型结构的PI3Kδ抑制剂，这些抑制剂的代表比如GSK2269557、 GSK2292767、Leniolisib和ME-401，这些化合物都已经进入了临床末期评价。图5列出了近年来专利中公开的Falt型PI3Kδ抑制剂，这些化合物结构和GSK2269557、Leniolisib、ME-401类似。WO2018029126A1公开了化合物36和37，其具有苯基酯结构，因此可以和PI3Kδ酶的779-赖氨酸残基反应形成共价复合物，其对PI3Kδ抑制活性IC50分别是9.2和8.4 nmol·L-1。WO2018192864A1公开了包含4,5,7,8-四氢-1H-奥西诺[4,5-c]吡唑结构的化合物，如化合物38和39，对PI3Kδ抑制活性IC50分别是9.3和8.6 nmol·L-1。WO2016127455A1公开了包含异噁唑[4,5-d]嘧啶基团的化合物如40和41，其包含尿素基团，抗PC-3细胞增殖活性较强，IC50分别是49和54 nmol·L-1，但文献没有给出对PI3Kδ抑制活性。WO2017166104A1公开了具有9H-嘌呤母核的化合物如42和43，对PI3Kδ抑制活性IC50都是1 nmol·L-1，约是对PI3Kα抑制活性的10倍以上。CN105237484A公开了化合物44和45，对PI3Kδ抑制活性IC50是2.7和3.1 nmol·L-1，其母核为喹唑啉，使其能够和激酶的Val828反应，这两个化合物具有高选择性，尤其是化合物44药代动力学性质显著，给大鼠口服10 mg·kg-1半衰期t1/2为2.99 h[8-10]。

图5 Falt型PI3Kδ抑制剂

2.3 其他抑制剂 除了上述propeller型和flat型PI3Kδ抑制剂以外，专利中还公开了其他类型的PI3Kδ抑制剂，也具有较好的PI3Kδ抑制活性(见图6)。WO2016101553A1公开了旋光异构体化合物46和47，具有苯磺酰胺片段和三唑基团，对PI3Kδ抑制活性IC50是18.51和16.46 nmol·L-1，抗SU-DHL-2细胞增殖活性IC50是1.7和1.2 μmol·L-1。WO2017223414A1公开了包含咪唑[1,2-a]吡嗪结构的化合物，如48和49，对PI3Kδ抑制活性IC50都在100 nmol·L-1以下。WO2017177092A1公开了化合物50和51，其具有5,10-二氢-11H-二苯基[b,e][1,4]地西平母核结构，对PI3Kδ抑制活性IC50都是2 nmol·L-1，对PI3Kγ抑制活性IC50分别是11和7 nmol·L-1，可以作为PI3Kδ/γ双抑制剂。WO2017137535A1公开了具有二吡啶亚磺酸胺基团的化合物52和53，对PI3Kδ抑制活性IC50在8.5 nmol·L-1以上。WO2018055040A1公开了包含3-氧代异吲哚啉-4-磺酰胺结构的化合物，比如化合物54，对PI3Kδ和PI3Kγ抑制活性IC50分别是0.3和1.1 nmol·L-1。WO2019119206A1公开了化合物55，对PI3Kδ抑制活性IC50是9.7 nmol·L-1。

3 总结

总体来说，选择性的PI3Kδ抑制剂近年来在肿瘤药物研发领域备受关注。尽管一线选择性PI3Kδ抑制剂idelalisib已经被FDA批准上市，并且对治疗CLL、FL等显示了较好的临床效果，但同时由于其毒副作用也令人担忧。因此开发低毒性的二代PI3Kδ抑制剂迫在眉睫，这也是近年来专利中涌现大量化学结构修饰物的原因所在。本综述总结了近年来专利中的部分代表性PI3Kδ抑制剂的化学结构，并给出了相应的活性数据，为本领域研究人员在进行结构衍生开发过程提供依据，同时这些高选择性的活性化合物也有望进一步用于治疗血液系统和自身免疫性疾病。