前言

利用免疫途徑治療癌癥的免疫療法正在迅速成為繼手術、化療和放療之后的一種公認的癌癥治療方法。其中利用針對細胞毒性T淋巴細胞相關蛋白4（CTLA-4）、程序性死亡受體1（PD-1）或程序性死亡配體1（PD-L1）的單克隆抗體進行檢查點阻斷，在癌癥免疫治療方面取得了顯著突破。

然而，盡管免疫療法有其優(yōu)點，但它只在一小部分患者中獲得成功，而廣泛預測其療效的生物標志物仍有待確定。此外，治療期間還可能發(fā)生嚴重的治療相關毒性，稱為免疫相關不良事件（irAE），主要是由于免疫系統(tǒng)平衡失調。

因此，小分子藥物又回到人們的視野，因為這類藥物相比單抗有許多優(yōu)點。特別是，較短半衰期的小分子有利于急性和可逆的作用，并可能減少持久的全身副作用。與抗體不同的是，小分子通常以細胞內蛋白質為靶點，并具有不同的毒性特征，使其成為適用聯(lián)合治療的候選者。此外，與抗體相比，它們可以以更低的成本生產(chǎn)，并且通常可以口服給藥。因此，需要基于免疫學和腫瘤學過程的分子洞察力的新策略來提高小分子在免疫治療中的潛力，重點是小分子有望提高檢查點阻斷對癌癥治療的成功率。

靶向PD-1/PD-L1小分子的設計

PD-1/PD-L1受體-配體相互作用是蛋白質-蛋白質相互作用（PPI）的經(jīng)典例子；因此，為這些相互作用設計抑制劑是極具挑戰(zhàn)性的。這主要是因為（a）相互作用的大范圍接觸面積（1500–3000Å），（b）存在平坦的界面，沒有深而明確的結合口袋，適合以高親和力結合配體，（c）缺乏內源性小分子配體作為參考標準。

在分析PD-1:PD-L1和PD-1:PD-L2復合物的晶體結構的進展方面，人們發(fā)現(xiàn)了幾個潛在熱點區(qū)域�；�于PD-1:PD-L1晶體結構在PD-L1上鑒定的三個主要熱區(qū)包括（1）由Tyr56、Glu58、Arg113、Met115和Tyr123的側鏈組成的疏水口袋；（2） 由Met115、Ala121和Tyr123組成的疏水位點附近的第二口袋；和（3）由Asp122、Tyr123、Lys124和Arg125的主鏈和側鏈組成的延伸槽。這些區(qū)域被認為是使用常規(guī)小分子結合PD-L1的理想?yún)^(qū)域。

目前，主要有兩類不同的靶向PD-L1的小分子抑制劑，即（a）基于聯(lián)苯支架的化合物；以及（b）在功能測定中鑒定的模仿受體-配體界面的氨基酸啟發(fā)的小分子。

聯(lián)苯衍生物

BMS的科學家基于PD-1:PD-L1相互作用的機制，開發(fā)了一系列聯(lián)苯衍生物。

此外，過去6年來，包括IncyteCorporation、Arising International Inc.、Chemocentryx Inc.、Polaris Pharmaceuticals和Guangzhou Maxinovel Pharmaceeticals Co.在內的多家公司已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一系列基于聯(lián)苯核心的小分子PD-L1抑制劑。在新的改性聯(lián)苯支架中，具有C2對稱性或含有極性基團的假對稱性的化合物比不對稱結構獲得了很多關注。

多肽

檢查點蛋白是膜蛋白，其中大多數(shù)來自B7家族。B7家族的大多數(shù)成員及其配體屬于免疫球蛋白超家族（IgSF）。IgSF蛋白的受體-配體相互作用通過環(huán)、鏈或環(huán)和鏈介導�；�于這些相互作用界面的多肽設計是PPI抑制劑設計的一種行之有效的策略。

利用上述設計原理，已經(jīng)開發(fā)出了了幾種擬肽分子。

靶向PD-1/PD-L1小分子的作用機制

盡管多數(shù)分子設計來自于能夠與PD-1:PD-L1復合物中的一個結合并阻止相互作用，但新出現(xiàn)的數(shù)據(jù)表明，一些化合物拮抗PD-1信號傳導具有額外的復雜性。

誘導PD-L1二聚并抑制PD-1:PD-L1相互作用

通過晶體結構研究，一些化合物被證明通過誘導PD-L1二聚化來抑制PD-1:PD-L1相互作用。例如BMS的小分子抑制劑傾向于首先與一種PD-L1單體相互作用，然后形成二聚體，以獲得穩(wěn)定性優(yōu)勢。而Incyte和Arbutus還利用了PD-L1二聚體中固有的C2對稱性，通過對稱化其分子來獲得更大的效力。

阻斷PD-L1從內質網(wǎng)向高爾基體輸出

PD-L1胞外結構域中存在的四個N-糖基化位點（Asn35、Asn192、Asn 200和Asn 219）對配體蛋白的穩(wěn)定性是必需的，除Asn35外，所有其他糖基化位置對其與受體的相互作用都非常關鍵。BMS-1166特異性抑制部分PD-L1的糖基化，并通過阻斷PD-L1從內質網(wǎng)向高爾基體的輸出而使其功能失活。

誘導PD-L1二聚和內化

化合物ARB-272572通過順式相互作用的同源二聚體誘導細胞表面PD-L1二聚來抑制PD-1/PD-L1軸，這種同源二聚物通過快速內化到胞質中觸發(fā)細胞表面PD-L1的快速丟失，從而防止與表達PD-1的細胞發(fā)生進一步相互作用。

與PD-L1結合而不干擾PD1:PD-L1復合物的形成

與基于聯(lián)苯的小分子抑制劑相比，CA-170是高度極性的，在細胞環(huán)境中觀察到的PD-L1信號傳導的功能拮抗作用，而其與PD-L1的直接結合卻不破壞PD1:PD-L1復合物導致形成有缺陷的三元復合物。CA-170的這種作用模式類似于兩種已報道的抗PD-1抗體的作用模式，它們在不干擾PD-1:PD-L1復合物形成的情況下拮抗PD-1信號傳導。

靶向PD-1/PD-L1小分子的臨床研究進展

CA-170是第一個于2016年進入臨床試驗的口服小分子PD-L1抑制劑，目前正在進行2b/3期試驗（由Curis和Aurigene共同開發(fā)）。Incyte化合物INCB-086550的臨床試驗于2018年啟動，第一階段預計將于2022年完成。下表綜合了臨床上所有小分子抑制劑的最新發(fā)現(xiàn)。

小結

自首個PD-1——Opdivo單抗于2014年獲FDA批準上市后，截止目前，中國也已有10款PD-1抑制劑、5款PD-L1抑制劑上市。PD-1/L1抗體可以說是目前癌癥靶向藥物研發(fā)中的“超熱”賽道。然而，單抗存在諸多固有缺點，包括口服生物利用度差、延長的組織滯留時間和半衰期、較差的膜通透性、運輸儲存等方面的弊端，另外，抗體藥物成本較高也是不可忽視的問題。因此，越來越多的研究人員在探索小分子藥物作為PD-1/L1抑制劑以規(guī)避治療性抗體的缺點。

另外，與PD-1/L1抗體相比，口服小分子藥物可以很容易地滲透到組織中，因此可以針對細胞外和細胞內的目標來促進抗腫瘤免疫，實現(xiàn)對腫瘤微環(huán)境的調節(jié)，甚至有望將“冷”腫瘤轉為“熱”腫瘤。而且它們的半衰期通常很短，降低了產(chǎn)生不良影響的機會�；�于這些特點，在癌癥免疫治療領域開發(fā)基于小分子的策略引起了廣泛的興趣，其未來的前景仍然廣闊而令人興奮。

參考文獻：

1.Immune-checkpoint inhibitors: long-termimplications of toxicity. Nat Rev Clin Oncol. 2022 Jan 26 : 1–14.

       原文標題 : 靶向PD-1/PD-L1小分子藥物的研究進展