口服PD-1/PD-L1小分子抑制剂简述

一百多年来，癌症免疫和癌症免疫治疗的潜力一直是科学讨论和实验的主题。过去十年中，免疫疗法才对多种高发癌症适应症的患者生存产生了广泛影响。免疫治疗作为癌症治疗的新支柱（除了手术、放疗、化疗和靶向治疗）的出现是由于免疫检查点阻断 (ICB) 药物的成功。

PD-1(programmed cell death protein 1，程序性死亡受体1)指的是一种重要的免疫抑制分子，为免疫球蛋白超家族 。其最初是从凋亡的小鼠T细胞杂交瘤2B4.11克隆出来。以PD-1为靶点的免疫调节对抗肿瘤、抗感染、抗自身免疫性疾病及器官移植存活等均有重要的意义。其配体PD-L1也可作为靶点，相应的抗体也可以起到相同的作用。PD-1和PD-L1结合启动T细胞的程序性死亡，使肿瘤细胞获得免疫逃逸。

PD-1/PD-L1免疫检查点抑制剂的作用原理是这样的，肿瘤细胞上调PD-L1表达，后者与T细胞表面的PD-1结合，PD-1和PD-L1结合启动T细胞的程序性死亡，肿瘤细胞从而实现“免疫逃逸”。PD-1或PD-L1抑制剂阻断PD-1与PD-L1结合，恢复T细胞抗肿瘤活性。一旦抗肿瘤免疫循环建立，可以产生持久的抗肿瘤效应。

PD-1/PD-L1免疫检查点抑制剂作用原理（来源：参考1，有改动）

自首个 PD-1 Opdivo单抗于 2014 年获FDA批准上市后，因其治疗瘤种的广谱性及更优的临床疗效，包括 PD-1/PD-L1 在内的肿瘤免疫治疗成为了近几年全球最热门的研发方向之一。截止目前，中国也已有8款PD-1抑制剂、4款PD-L1抑制剂上市。

中国已批准的PD-1抑制剂及适应症（药论编辑）

中国已批准的PD-L1抑制剂及适应症（药论编辑）

现阶段批准的PD-1/PD-L1抑制剂均是大分子抗体药物，单抗存在诸多固有缺点，包括口服生物利用度差、延长的组织滞留时间和半衰期、较差的膜通透性、运输储存等方面的弊端，另外，抗体药物成本较高也是不可忽视的问题。越来越多的研究人员在探索小分子化学药作为PD-1/PD-L1抑制剂以规避治疗性抗体的缺点。

当前已经有很多靶向PD-1/PD-L1的肽类、拟肽和其他小分子报道，篇幅有限，本文主要针对传统意义上非肽类PD-1/PD-L1小分子抑制剂进行简述。

PD-1也称作PDCD1 和CD279，是由基因PDCD1 编码，288 个氨基酸残基组成的Ⅰ型跨膜蛋白，属于B7-CD28 受体超家族成员，它的结构包括4 个部分:免疫球蛋白可变区(IgV)、跨膜区、免疫受体酪氨酸抑制基序(immunoreceptor tyrosine-based inhibitory motifs，ITIM)、免疫受体酪氨酸转换基序(immunoreceptor tyrosine-based switch motifs，ITSM)。

PD-1 有两个配体分别为PD-L1(CD274)和PD-L2(CD273)，它们分别是由290 与270 个氨基酸残基组成的Ⅰ型跨膜蛋白，同属于B7 家族，并且具有37% 的同源序列。PD-L1由IgV 和IgC 样胞外区、跨膜区、短的胞质尾区3个部分组成。

2015年，人类PD-1/PD-L1结合相互作用的晶体结构被破译，发现分子以1:1的比例结合。相互作用模式与 T 细胞受体和抗体的 IgV 型区域的相互作用模式非常相似，这是由蛋白质-蛋白质相互作用区域中的 GFCC' β 折叠阳性介导的。当 PD-1 与 PD-L1 结合时，其在 Met70-Asp77 处的 CC' 环将从“打开”状态旋转 90°，超出结合位点，并转换为“关闭”状态。这种变化在PD-1和PD-L1异二聚体之间产生了四对氢键(PD-1的Gln75与PD-L1的Asp26和Arg125形成三对氢键，而PD-1的Thr76和PD-L1的Tyr123形成一对)。

hPD-L1的结合在hPD-1的结构中诱导显著的结构重排.在复杂的结构中，hPD-1是蓝色的，hPD-L1是绿色的。两者都以带状表示在立体视图中显示，Apo-hPD1 (PDB: 3RRQ ) 覆盖在复合物中的 hPD-1 上，显示了前者的 62-82 残基（黄带）。（来源：文献5）

这些键为发现旨在阻断 PD-1 和 PD-L1 之间联系的小分子抑制剂提供了结构生物学基础。也有人指出，在人类PD-L1蛋白的表面有三个关键位点。Ile134和Ile126形成的疏水口袋可以分别与被认为是小分子药物结合位点的六元芳香环和脂肪烃支链结合。

PD-L1表面三个关键位点（来源：文献5）

然而，研究也表明，PD-1和PD-L1形成二聚体后，它们之间的界面存在疏水和极性相互作用，一些残基由于PD-1空间构象的转变而继续形成氢键，这增加了小分子抑制剂的设计难度，以阻断这种相互作用。

过去几年，国内外有很多靶向PD-1/PD-L1的新型小分子抑制剂被报道，目前这些小分子抑制剂处于临床前或临床研究的不同阶段。

2011年，哈佛大学Sharpe等人首次发现磺胺间甲氧嘧啶（sulfamonomethoxine）和磺胺甲噻二唑（sulfamethizole）能够抑制PD-1/PD-L1通路，以期用于治疗与PD-1/PD-L1 通路相关的疾病，如自身免疫性疾病、炎症性疾病、过敏、移植排斥、癌症、免疫缺陷等其他与免疫相关的疾病。这些化合物在0-10mmol /L 的浓度范围内具有抑制活性。

分别为磺胺间甲氧嘧啶、磺胺甲噻二唑分子结构式（来源：文献7）

百时美- 施贵宝公司是PD-1/PD-L1药物研发的先行者，报道了一系列联苯核心结构的PD-1/PD-L1小分子抑制剂，这些小分子抑制剂的IC50值通过均相时间分辨荧光 (HTRF) 结合测定进行评估，范围为 0.92 nM 至 14.25 μM，代表性化合物如下。

百时美施贵宝(Bristol-Myers Squibb)开发的小分子抑制剂（来源：文献8）

后来以BMS-202为模型化合物，阐明了此类小分子化合物的作用机制，研究表明，这种小分子化合物作用于 PD-L1 蛋白表面，导致 PD-L1 二聚化，而 BMS-202 则与两个疏水空腔形状的二聚化 PD-L1 圆柱体结合。二聚化后的PD-L1/PD-L1相互作用表面与PD-1/PD-L1相互作用表面高度相似，导致PD-1和PD-L1无法正常相互作用，最终阻断信号通路。

BMS-202结合在Pd-L1二聚体界面的柱状裂隙内（来源：文献11）

美国Curis 制药公司与印度制药公司Aurigene 共同开发的CA-170，是一款口服抗PD-1、VISTA 小分子双重抑制剂。

CA-170推测结构

2017年，冯志强研究小组公布了一系列专利，披露了一类溴苄基醚衍生物，可以显著阻断PD-1和PD-L1的相互作用。该类化合物的结构与BMS公开的化合物结构相似，不同之处在于联苯结构中的甲基被溴取代。在HTRF测试中，大多数化合物的活性达到nmol水平。化合物7和8的IC50值分别为8.0×10（-14）和4.5×10（-13 ）mol/L。

Feng研究小组公布的部分小分子抑制剂（来源：文献4）

国内的红日药业从中国医学科学院引进的IMMH-010分子（艾姆地芬片），2017年5月，经过体内外的多轮筛选和结构修饰，确立候选药物IMMH-010，双方签订了正式项目合作开发协议，随即进行申报前的药学、药理毒理的研究。2019年7月申报国家药品管理局，2019年8月获得受理，2019年11月13日取得临床批件，红日药业的IMMH-010成为国内首个获得临床试验批件的PD-1/PD-L1小分子抑制剂。

IMMH-010分子结构式（来源：文献6）

2018 年，广州再极医药科技有限公司将联苯类化合物中的醚键用C-C 双键替代，合成了芳香乙炔或芳香乙烯类化合物。在HTRF 实验中，其代表性化合物10（MAX-10181）、11 、12的IC50 分别为18 、46和18 nmol/L。再极医药的MAX-10181是全球第三个进入临床试验的小分子PDL1抑制剂，于2019年10月10日在澳洲开始一期临床试验。

芳香乙烯联苯类PD-1/PD-L1 小分子抑制剂（来源：文献3、9）

Incyte 公司通过将一些稠合杂环替代BMS 原专利化合物的苯环,合成了许多新的小分子化合物,这些化合物可以阻断PD-1/ PD-L1 相互作用,代表性化合物为化合物13、14、15、16在HTRF 结合试验中发现许多专利化合物的IC50在10nmol/L以下。

13-16分子结构式（来源：文献9）

2021年11月，Incyte公司在Journal for ImmunoTherapy of Cancer上报告了口服小分子PD-L1抑制剂INCB086550的I期（NCT03762447）临床数据。据了解，这是首个口服小分子PD-(L)1的人体试验数据。

INCB086550分子结构式（来源：参考6）

截至 2021 年 4 月9 日，79 名患者接受了治疗，57.0% 为女性，62.0% 有2线及以上的既往治疗，16%接受过 IO 治疗。46例（58.2%）患者出现与治疗相关的不良反应（TEAEs）；10例患者（12.7%）患有≥3级治疗相关的TEAEs。15例患者（19.0%）发生免疫相关事件。有效可评估人群包括68例患者。研究结果显示，所有患者的ORR为11.8%（95%CI 5.2%–21.9%；CR为1.5%、PR为10.3%），DCR为19.1%（95%CI、10.6%–30.5%）。在≥400mgBID剂量下观察到8例患者的客观反应，其中3例是未接受IO治疗的MSI-H肿瘤患者，INCB086550治疗剂量为400mgBID。

在这项正在进行的I期研究中观察到的免疫相关不良事件与抗体免疫检查点抑制剂观察到的抗体免疫检查点抑制剂的抗体一致，除了周围神经病变，但其在调整剂量或停药后都得以解决。INCB086550对已知对抗pd-(L)1治疗有反应的肿瘤类型的初步疗效令人鼓舞，值得进一步研究。

Gilead公司所披露的一类稠合杂环类小分子化合物，化合物17、18 和GS-4224的IC50 分别为0.068 、0.051和0.09nmol/L。口服PD-L1抑制剂GS-4224原本为基于肿瘤免疫治疗的小分子药物，处于肿瘤治疗临床II期研究，现吉利德公司将此药物适应症拓宽为治疗慢性乙肝，处于临床I期研究，旨在治愈乙肝。

GS-4224分子结构式（来源：参考6）

2022年1月7日，台北医科大学研究人员通过基于结构的虚拟筛选确定了能有效抑制PD-1/PD-L1相互作用的小分子抑制剂CH-4.7，CH-4.7 有效阻断了 PD-1/sPD-L1 相互作用，但维持了 Jurkat 细胞分泌IL-2和IFN-γ。CH-4.7 特异性靶向 PD-1 并维持 T 细胞活化。细胞毒性测试表明对 THP-1 和 Jurkat T 细胞系的影响很小。在基于细胞的筛选试验中，CH-4.7 显示出比 PD-1 抗体处理更高的抑制能力。

对接的化合物显示出对PD-1的高亲和力.(A，B)人类PD-1结构中带有锚定的对接化合物的可视化，如粉色卡通所示.六个锚显示为透明的红色和灰色球体，对接的CH-4和CH-4.7分别显示为蓝色(A)和绿色(B)。(C，D)蛋白质和对接的(C) CH-4或(D) CH-4.7之间的相互作用图显示为二维图，(来源：文献12)

2022年1月10日，歌礼制药有限公司宣布本公司已递交完全自主研发的口服PD-L1小分子抑制剂ASC61美国临床试验申请（IND），用于治疗晚期实体瘤。2022年2月6日，歌礼宣布PD-L1小分子抑制剂ASC61获美国食品药品监督管理局（FDA）批准，开展用于治疗晚期实体瘤的临床试验。

ASC61是一款强效、高选择性的口服PD-L1小分子抑制剂，通过诱导PD-L1二聚体的形成和内吞，从而阻断PD-1/PD-L1的相互作用。ASC61单药在人源化小鼠模型等多种动物模型中表现出显著的抗肿瘤疗效。临床前研究显示，ASC61在动物模型中有良好的安全性和药代动力学特征。用于临床试验的ASC61口服片剂由公司专有制剂技术开发。

2022年1月16日，贝达药业官方发布，贝达药业收到国家药品监督管理局签发的《药物临床试验批准通知书》（通知书编号：2022LP00057；2022LP00060），公司申报的BPI-371153胶囊的药品临床试验申请已获国家药品监督管理局批准开展。

BPI-371153是由贝达药业自主研发的新分子实体化合物，属于新型强效、高选择性的口服小分子PD-L1（Programmed Cell Death 1 Ligand 1）抑制剂。本品拟用于局部晚期或转移性实体瘤或复发/难治性淋巴瘤患者的治疗。临床前数据显示，BPI-371153可有效诱导和稳定PD-L1二聚体的形成及内吞，从而强有力地阻断PD-L1/PD-1相互作用。临床前研究中展现出优秀的体外及体内活性、良好的安全性及药代动力学性质。

还有很多来自各种渠道报道的小分子PD-1/PD-L1抑制剂，在此不一一列举，相对于抗体药物，想必大家都更加推崇口服小分子药物，期待口服小分子PD-1/PD-L1抑制剂能够像抗体药物一样大放异彩。

参考：

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1.http://cn./#/product/pd1

2.Korman, A.J., Garrett-Thomson, S.C. & Lonberg, N. The foundations of immune checkpoint blockade and the ipilimumab approval decennial. Nat Rev Drug Discov (2021). https://doi-org-443--bjmu./10.1038/s41573-021-00345-8

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5.Zak KM, Kitel R, Przetocka S, Golik P, Guzik K, Musielak B, et al. Structure of the complex of human programmed death 1, PD-1, and its ligand PD-L1. Structure. 2015;23:2341–8.

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8.https:///10.1016/j.lfs.2021.119813

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10.http://dx./10.1136/jitc-2021-SITC2021.529

11.Zak KM, Grudnik P, Guzik K, et al. Structural basis for small molecule targeting of the programmed death ligand 1 (PD-L1). Oncotarget. 2016;7(21):30323-30335.

12.Lu, CH., Chung, WM., Tsai, CH. et al. In vitro characterization of a small molecule PD-1 inhibitor that targets the PD-l/PD-L1 interaction. Sci Rep 12, 303 (2022).

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