抗白血病药物泊那替尼的研究概况汇总

1、抗白血病药物泊那替尼的研究概况摘要：泊那替尼(结构式见图1)是由美国Ariad公司研发的一种口服的多靶点酪氨酸激酶抑制剂，能够有效的抑制Bcr-Abl(包括T315I突变)、Flt-3和Src激酶的活性。主要用于治疗成人慢性髓细胞白血病(CML)和Ph染色体阳性急性淋巴细胞白血病(Ph+ALL)两种罕见白血病。泊那替尼为这些患者的抢救治疗带来了希望，具有广阔的应用前景。泊那替尼从结构式上可以分为两部分，其中一部分是五元并六元碳氮杂环与一个炔基相连，另外一部分是以酰胺键为纽带连接的甲苯基团和三氟甲苯与N-甲基哌嗪基团。全文就泊那替尼的研究现状做一综述。关键词：泊那替尼，白血病，临床前研究，合成，

2、研究概况 图1 Anti-leukemia drug Ponatinib Research SurveyAbstract:Ponatinib (structural formula shown in Figure 1) is an oral multi-targeted tyrosine American Ariad kinase inhibitor developed by the company, Can effectively inhibit Bcr-Abl (T315I mutation including), Flt-3 and the Src kinase activity. Pr

3、imarily for the treatment of adults with chronic myeloid leukemia (CML) and Ph chromosome-positive acute lymphoblastic leukemia (Ph + ALL) two kinds of rare leukemia. Park that imatinib for salvage therapy in these patients brings hope, and has broad application prospects. Ponatinib from structural

4、formula can be divided into two parts, one is a five membered heterocyclic ring and six yuan carbonitride connected with an alkynyl group, the other part as a link connection is an amide bond group and toluene and N- methyl benzotrifluoride piperazinyl group. The full text is parked neratinib Resear

5、ch Survey reviewed.Keywords: Ponatinib, leukemia, pre-clinical studies, the synthesis, study Overview1.前言：泊那替尼于2012年12月14日经美国FDA 批准上市，用于治疗成人慢性髓细胞白血病(CML)和Ph染色体阳性急性淋巴细胞白血病( Ph + ALL) 两种罕见白血病1，其商品名为Iclusig。该药由Ariad制药公司开发，以伊马替尼为代表的第1 代酪氨酸激酶抑制剂(TKI) 在临床使用过程中出现了不同程度的耐药性，尤以T315I 在突变中所占比例较大。第2代酪氨酸激酶抑制剂(如尼洛

6、替尼、达沙替尼) 虽能克服大部分突变产生的耐药性，但仍不能有效抑制T315I突变，且反复用药会进一步增大T315I 突变所占比例。泊那替尼对包括T315I 突变引发的多种TKI耐药的患者有效，且疗效持久，因此泊那替尼是TKI治疗耐药或不耐受的CML和Ph + ALL患者的一个重要新方法，具有广阔的应用前景1-3。随着Bcr-Abl激酶抑制剂的发展，泊那替尼已经发展成为重要的工具药1,2。在过去的十年中，CML已经从一种致命疾病转变为一种慢性疾病，靶向性治疗如伊马替尼（格列卫）、达沙替尼（Sprycel）、尼罗替尼（Tasigna）和最近的bosutinib（Bosulif）挽救了众多CML患者

7、4。这些酪氨酸激酶抑制剂（TKIs）改变了CML患者的生活。然而，一些患者产生耐药，约5至20的患者发生T3151突变，这使得其对所有TKI耐药，这些患者最终会发展至原始细胞危象，然后死亡，但泊那替尼为这些患者的抢救治疗带来了希望1-8。 2.泊那替尼的研究现状2.1泊那替尼合成的意义泊那替尼属于三代酪氨酸激酶抑制剂,被认为是费城染色体的抑制剂，因为它能有效阻断由费城染色体产生的原始和所有突变形式的蛋白，为其他药物不反应的CML患者提供了治疗选择，特别是那些携带T315I突变患者，对于那些对其他药物已产生耐药性或难以耐受其他药物毒副作用的患者具有明显疗效3。泊那替尼在治疗接受过大剂量化疗药物以

8、及有酪氨酸激酶抑制剂耐药性的Ph阳性白血病患者中高度有效，是一种被寄予厚望的口服酪氨酸激酶抑制剂，对于突变型和非突变型BCR-ABL都能产生活性。1期临床研究显示6-7，对于既往酪氨酸激酶抑制剂治疗产生抵抗或出现不可接受毒副作用的费城染色体阳性患者人群，泊那替尼表现出强烈的抗白血病效应。2期临床研究显示8-9，对于达沙替尼或尼洛替尼治疗产生抵抗或不可接受毒副作用的、T315I突变的慢性期CML、加速期CML、急变期CML、费城染色体阳性ALL患者人群，泊那替尼表现出显著的抵抗活性。泊那替尼可能是既往TKI治疗耐药或不耐受的慢性粒细胞白血病和Ph + ALL患者的一个重要的新治疗手段，这可能将高

9、致命白血病转变为一种可治愈的疾病4。泊那替尼是一种作用于CML 和Ph +ALL 异常酪氨酸激酶的多靶向酪氨酸激酶抑制剂，由于基因表达异常产生的BCR-ABL 蛋白具有极高的酪氨酸激酶活性，通过改变作为BCR-ABL催化底物的一些关键的调节蛋白磷酸化状况，激活多种信号传导途径，使未成熟粒细胞不断扩增而导致CML的发生。泊那替尼为患者的抢救治疗带来了希望,对包括T315I 突变引发的多种TKI 耐药的患者有效，且疗效持久，因此，泊那替尼是TKI 治疗耐药或不耐受的CML 和Ph + ALL患者的一个重要新方法11-12，具有广阔的应用前景。2.2泊那替尼临床前研究泊那替尼是由Ariad制药公司开

10、发用于治疗慢性髓细胞白血病(CML)和Ph染色体阳性急性淋巴细胞白血病( Ph+ALL)的口服药物，为一种多靶向酪氨酸激酶抑制剂，其主要靶点是CML和Ph + ALL特有的标志性异常酪氨酸激酶BCR-ABL。CML的病理特征是，由于异常基因表达而产生BCR-ABL 蛋白，导致骨髓过度和无节制地产生大量白细胞并积聚于血液中(CML的慢性期)，随后快速发展进入侵袭期( CML的加速期或急变期)。而Ph + ALL患者所携带的Ph 染色体即可产生BCRABL，该类白血病较CML 更具侵袭性也更凶险，临床上对其通常采用化疗和酪氨酸激酶抑制剂联合治疗。然而据临床统计13-15，近两年已约有22%33%的

11、患者因不良反应或无效等而中止使用目前这两种白血病的一线治疗药Imatimib、Nilotinib和Dasatinib，尤其是携有发生T315I 突变的BCR-ABL(BCRABLT315I的白血病患者对这些一线药物均会产生耐药性，体内外实验则显示泊那替尼对这类白血病具有显著疗效1-6。新诊慢性髓性白血病(CML)患者常常接受伊马替尼治疗。虽然伊马替尼初始反应率高，但最终有高达40%的患者会因疾病抵抗性而治疗失败，究其原因，往往是BCR-ABL激酶域突变或毒副作用不可接受。中止使用伊马替尼的患者可能还会对第二代酪氨酸激酶抑制剂产生应答。然而仍然有37%到52%的患者无反应，有23%到26%的患者

12、会产生初始细胞遗传学反应，但在两年内反应消失。这些患者预后极差。只有少数择期异基因干细胞移植患者是例外，患者可能会死于白血病。泊那替尼是一种被寄予厚望的口服酪氨酸激酶抑制剂，对于突变型和非突变型BCR-ABL都能产生活性，包括315 (T315I)位点苏氨酸-异亮氨酸突变者，这类患者大约占酪氨酸激酶抑制剂抵抗患者的20%，与所有其他已经证实的BCR-ABL酪氨酸激酶抑制剂抵抗性的产生相关。临床前试验发现，40 nM 剂量的泊那替尼可抑制任何单一位点突变效应的出现（每日剂量30 mg）。1期临床研究显示，对于既往酪氨酸激酶抑制剂治疗产生抵抗或出现不可接受毒副作用的费城染色体阳性患者人群，泊那替尼

13、表现出强烈的抗白血病效应。2期临床研究显示，对于达沙替尼或尼洛替尼治疗产生抵抗或不可接受毒副作用的、T315I突变的慢性期CML、加速期CML、急变期CML、费城染色体阳性ALL患者人群，泊那替尼表现出显著的抵抗活性。美国德克萨斯大学白血病研究室的Cortes博士等研究者开展了一项泊那替尼用于慢性髓性白血病(CML)或费城染色体阳性急性淋巴细胞白血病(Ph-positive ALL)治疗的2期试验。研究者共纳入了449例经多次既往治疗的达沙替尼或尼罗替尼抵抗或有不可接受的毒副作用、或者携带BCR-ABL T315I突变的CML或费城染色体阳性ALL患者。给予泊那替尼的初始剂量为每天45 mg。

14、中位随访期为15个月。结果发现，267例慢性期CML患者中有56%出现主要的细胞遗传学反应（51%的达沙替尼或尼罗替尼抵抗性或出现不可接受的副作用的患者，以及70%的T315I突变型患者），有46%的患者出现完全细胞遗传学反应（上述两亚组患者中分别有40%和66%），34%的患者出现主要分子学反应（上述两亚组患者中分别有27%和56%）。试验所观察到的反应与BCR-ABL激酶域突变状态和持续时间无关；研究者估计，持续出现主要细胞遗传学反应至少12个月的患者大约为91%。研究未检测到单一位点的BCR-ABL基因突变与泊那替尼抵抗相关16。在83例加速期CML患者中有55%出现主要的血液学反应，有

15、39%出现主要细胞遗传学反应。62例急变期CML患者中，有31%出现主要血液学反应，23%出现主要细胞遗传学反应。在32例费城染色体阳性ALL患者中，有41%出现主要血液学反应，有47%出现主要细胞遗传学反应。研究结论表明泊那替尼对各个阶段和各突变状态的白血病都表现出显著的抵抗活性15-19。泊那替尼是Ariad公司利用其基于结构的计算机辅助药物设计平台而设计合成的高特异BCR-ABL抑制剂6-9。临床前研究显示，本品不仅能有效抑制野生型BCR-ABL在40nmol·L1浓度下还可完全抑制包括BCR-ABLT315I在内的各种临床相关的BCR-ABL突变体，其对野生型BCR-ABL及

16、其突变体的IC50均达低纳摩尔级水平，且先给小鼠静注表达BCR-ABLT315I的Ba/F3细胞后，再经口给予本品(10mg·kg1,qd，持续19 d)，可显著延长小鼠的存活期，此外本品亦能广泛抑制FLT3、GFR和VEGFR等其他酪氨酸激酶家族，这些激酶普遍存在于各种肿瘤中，大多是重要的临床治疗靶点，提示本品具有潜在的广谱抗癌作用，但本品对Aurora激酶几乎无抑制作用。在一项对泊那替尼的安全性和有效性进行评估的临床试验中，449位不同阶段的慢性CML和Ph+ALL 患者每日口服一次泊那替尼(45mg)，在血液中没有检出慢性粒细胞白血病细胞(其有效性体现在细胞遗传学响应和血液学响

17、应)。在可评价的267位慢性CML 患者中，54% 产生重大细胞遗传学响应，44%产生完全响应。对于Ph + ALL 患者，泊那替尼的治疗效果取决于血液学响应，52% 加速期CML 患者产生重大细胞遗传响应的平均时间为9.5个月，31%爆发阶段CML患者产生重大细胞遗传响应的平均时间为4.7个月，41% 的Ph + ALL患者产生主要血液响应的时间为3.2个月。在一项小鼠实验中20-21，小鼠经口单剂量接受本品2.5或30 mgkg1后的第2、6和24 h，本品的血药浓度分别为90、58和2nmolL1或782、561和8nmolL1。这一结果表明，本品以上述剂量经口给药后，其血药浓度维持在体

18、外抑制BCR-ABL及突变体的IC50以上的时间可超过6 h，此外，小鼠实验还显示本品以单剂量(30 mgkg1)经口给予小鼠后6 h，其脑和血浆药物浓度比达1. 60，而在目前上市的CML/ALL治疗药中只有dasatinib可透过人血脑屏障，其脑和血浆药物浓度比也仅达0.050. 28，因此表明本品具有较高的血脑屏障穿透能力，对晚期CML发展为中枢神经系统Ph + 白血病的患者的治疗极具潜在应用价值11-12。2.3泊那替尼常见的不良反应该药最常见的不良反应有高血压、皮疹、腹痛、疲乏、头痛、皮肤干燥、便秘、关节痛、恶心和发热。血液学不良反应包括血小板减少、贫血、中性粒细胞减少、淋巴细胞减少

19、和白细胞减少20-25。3.泊那替尼的合成方法由于泊那替尼有以上的优点,学者们对其合成的工艺已经有了较为深入的研究。田坤，岳洪亮等2以2-甲基-5-硝基三氟甲苯，3-碘-4-甲基苯甲酸，咪唑并1,2-b哒嗪为主要原料通过自由基反应，还原反应，酰化反应及sonogashira 偶联反应等合成泊那替尼，合成的设计思路为分别制备A、B两部分，最后通过Sonogashira偶联反应将两部分合在一起，合成所需的试剂及条件：(1a)N-溴代丁二酰亚胺，偶氮二异丁腈，四氯化碳，回流30 h；(1b)三乙胺，N-甲基哌嗪，二氯甲烷，回流3 h；(1c)低亚硫酸钠，丙酮，水，回流3 h；(1d)氯化亚砜，回流，

20、2 h；(1e)N,N-二异丙基乙胺，四氢呋喃，4-二甲氨基吡啶；(2a)溴，冰乙酸，室温，1 h；(2b)三甲硅基乙炔，碘化亚酮，双氯双(三苯基膦)钯，二环己胺，乙腈，80 ，3 h；(2c)四丁基氟化铵，四氢呋喃，室温，15min；(3)碘化亚酮，四三苯基膦钯，N,N-二异丙基乙胺，N,N-二甲基甲酰胺，室温，16 h。此法以易得的原料，较温和的条件完成目标化合的合成且有较好的产率。合成路线见图2。图2谢宁1等以6-氯-3-氨基哒嗪为起始原料获得了一种简单有效、反应条件更加温和的9 步合成泊那替尼的方法。设计了一条简单温和的制备方案，改进后的合成路线以6-氯-3-氨基哒嗪为起始原料，经9

21、步反应得到目标化合物泊那替尼，通过“一锅法”来制备中间体，减少催化剂使用的同时增加收率并且简化操作，而且所用原料廉价易得、后处理简单，产物经重结晶易纯化。此路线制备工艺反应条件温和且原料易得，适合于小规模制备的实验室研究增加收率的同时降低了成本，所有中间体及目标化合物不需经柱色谱纯化即可得到纯品。合成路线见图3。图3HUANG W S，RIVERA V M，CLACKSON T P16等报道的合成路线是以3-溴咪唑并1，2-b哒嗪( 1) 为起始原料，经Sonogashira 反应，得到3-(三甲基硅基烷基乙炔基)咪唑并1，2-b哒嗪( 3) ，3脱去三甲基硅基得到3-乙炔基咪唑并1，2-b哒

22、嗪( 4) ,4再经Sonogashira反应得到3-(咪唑并1，2-b哒嗪-3-基乙炔基) -4-甲基苯甲酸( 5) ，5经酰化得到3-( 咪唑并1，2-b哒嗪-3-基乙炔基) -4-甲基苯甲酰氯( 6) ，6 与4-( 4-甲基哌嗪-1-基) 甲基-3-三氟甲基苯胺(7) 反应得到ponatinib，经盐酸酸化后得到ponatinib hydrochloride。合成路线如图4所示。图43.结语随着对抗白血病药物的不断深入研究，不断开发出新型抗白血病药物，为白血病患者的抢救治疗带来了希望。在抗白血病的研究中给我们的启示是：医学和其他学科如细胞学、病理学、遗传学、免疫学等的发展促进了药物合成

23、的研究；传统的研究方向也逐步转向计算机辅助药物设计平台而设计合成高特异的药物；极性寻找新型抗白血病药物以及预测疗效、筛选患者、预测毒性，达到“个性化治疗”将成为抗白血病治疗的新趋势。此外我们仍需清楚地认识到抗白血病药物开发和应用中的诸多问题，耐药性仍是白血病治疗的最大障碍。随着机制研究的深入和开发技术的提高，凭借其高效性和低毒性，将在抗白血病治疗中发挥越来越大的作用！参 考 文 献1 谢宁，李艳阳，赵砚瑾.抗肿瘤Ponatinib的合成J.中国新药杂志,2012,32(5)：2688 -2691.2 田坤，岳洪亮，周长岭.泊那替尼的合成J.广东化工,2013,12(40): 24-25.3 B

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