综述：靶向造血祖细胞激酶1药物研发的最新进展：一篇更新综述

《Biomedicine & Pharmacotherapy》：Recent advances in the development of targeted drugs for hematopoietic progenitor kinase 1: An updated review

这篇综述系统梳理了HPK1（造血祖细胞激酶1）作为T细胞受体（TCR）信号通路关键负调控因子在肿瘤免疫治疗中的重要作用。文章从药物化学视角总结了近年来小分子抑制剂和蛋白降解靶向嵌合体（PROTAC）的最新突破，讨论了多种新型HPK1调节剂的开发策略（如构象约束、大环化、杂合策略等），并对该领域未来的挑战（如钟形曲线效应、选择性优化）和方向（如联合疗法）进行了展望。

　　

1. 引言

T细胞为基础的癌症免疫疗法已成为肿瘤学领域一种革命性的替代方法。免疫检查点抑制剂（ICIs）通过靶向T细胞上的免疫检查点（如PD-1、PD-L1、CTLA-4），解除肿瘤对T细胞的抑制，从而激活其抗肿瘤活性并恢复其杀伤能力。尽管ICIs在多种癌症类型中引发了持久的免疫反应，但不同癌症类型的治疗反应率存在显著差异。复杂的免疫抑制肿瘤微环境和长期抗原暴露常导致T细胞耗竭或功能受损，致使大多数患者无法产生有效的抗肿瘤免疫反应。因此，靶向T细胞受体（TCR）信号通路中的细胞内调节因子，以探索增强或恢复T细胞介导的肿瘤杀伤能力的策略，已成为T细胞癌症免疫治疗的主要研究方向。

造血祖细胞激酶1（HPK1）是Ste20激酶家族成员，是一种丝氨酸/苏氨酸激酶，作为TCR信号的关键负调控因子，调节T细胞免疫激活。在T细胞中，HPK1与76 kDa含SH2结构域的白细胞蛋白（SLP76）相互作用。激活后，HPK1发生自身磷酸化，进而磷酸化SLP76的丝氨酸376位点（S376），该磷酸化使得SLP76被14-3-3蛋白识别，导致LAT信号复合物 destabilization 并阻断下游信号转导，从而抑制T细胞激活和增殖。研究表明，HPK1缺失与记忆T细胞功能增强密切相关，并能通过调节细胞代谢网络和线粒体稳态来调节T细胞分化轨迹和抗肿瘤免疫反应。因此，开发靶向HPK1的药物有望复活耗竭的T细胞，增强抗肿瘤免疫反应，为癌症免疫治疗提供有前景的策略。

近年来，靶向HPK1的小分子抑制剂和蛋白降解靶向嵌合体（PROTAC）的研发取得了显著进展。本综述旨在从药物化学角度总结HPK1靶向小分子药物开发的最新进展，并展望该领域的未来方向和挑战。

2. HPK1靶向抑制剂的最新进展

针对HPK1的高效、选择性抑制剂的研发势头强劲。目前，已有多个来自领先制药公司的候选药物进入I/II期临床评估，如FB-849、CFI-402411、GRC-54276、BGB-15025等，它们正作为单一疗法或与PD-1/PD-L1检查点免疫疗法联合用于治疗多种恶性肿瘤。尽管HPK1抑制剂设计进行了广泛的结构创新，但尚未有药物获得FDA批准。

2024年9月，徐等人报道了一类具有3-氰基喹啉骨架的HPK1抑制剂。他们从已批准药物中筛选出Neratinib（1）作为潜在的HPK1抑制剂（IC₅₀ = 460 nM）。通过分子对接和结构-活性关系（SAR）研究，他们优化得到了活性更强的化合物2（IC₅₀ = 48.3 nM），该化合物能有效抑制Jurkat细胞中SLP76的磷酸化，增加白细胞介素-2（IL-2）的分泌，并逆转PDE2诱导的免疫抑制。

2025年1月，张等人报道了一类基于1,2,4-苯并三嗪骨架的HPK1抑制剂。从先导化合物3出发，通过环化策略施加构象约束，并系统优化疏水口袋和溶剂暴露区域的片段，得到了最优化合物4。该化合物表现出卓越的HPK1抑制活性（IC₅₀ = 2.7 nM）和SLP76磷酸化抑制能力（IC₅₀ = 8.1 nM），并能显著增强IL-2分泌。在体内外实验中，化合物4均显示出良好的抗肿瘤效果，尤其是与抗PD-1抗体联用时，抗肿瘤功效显著增强。

刘的研究团队基于2,3-二氢-1H-吡咯并[3,4-c]吡啶-1-酮骨架发现了潜在的HPK1抑制剂。通过系统优化，得到了候选化合物6，其具有强效的HPK1抑制活性（IC₅₀ = 20 nM）和良好的药物代谢与药代动力学（DMPK）特性。

2024年11月，辉瑞的Nair团队报道了进入I期临床试验的HPK1抑制剂PF-07265028（7）。通过共晶结构分析优化分子构象以降低结合时的构象应变，并引入侧链胺以提高选择性，使得PF-07265028表现出非凡的HPK1抑制活性（Ki < 0.05 nM）和超过58倍的同源激酶GLK选择性。尽管具有优异的选择性，PF-07265028在高浓度时仍显示出钟形的IL-2反应曲线。该化合物的临床开发因内部业务考虑已终止。

阿斯利康的研究团队披露了一类吡嗪甲酰胺衍生的HPK1抑制剂，最优化合物AZ3246（9）表现出卓越的选择性、成药性和抗肿瘤功效。通过基于结构的药物设计（SBDD）策略，特别是采用构象约束策略稳定活性构象，AZ3246对同源激酶GLK的选择性超过100倍。在EMT6同系肿瘤模型中，AZ3246单药治疗显示出与抗PD-L1抗体相当的抗肿瘤功效。

Insilico Medicine的Zhavoronkov团队从Nimbus Therapeutics的专利化合物10出发，通过系统SAR研究改善其药代动力学（PK）性质，得到了优化候选化合物11，其在CT26同系肿瘤模型中显示出良好的单药及联合抗PD-1抗体的抗肿瘤效果。该团队还利用环化策略开发了一类新型螺环HPK1抑制剂，其中化合物12表现出强效的HPK1抑制活性、显著的选择性和优异的体内抗肿瘤功效。

另一项研究中，该团队利用其AI平台Chemistry42识别出吡啶-2-甲酰胺作为具有强效HPK1抑制活性的骨架。通过杂交策略和迭代SAR研究，他们得到了优化候选化合物15，该分子具有卓越的HPK1抑制活性（IC₅₀ = 0.51 nM）和显著提高的选择性（对GLK >600倍，对LCK >1000倍），但也观察到了钟形的免疫抑制效应。

2025年5月，朱等人报道了基于2-氨基喹唑啉的HPK1抑制剂的结构优化。通过针对代谢热点封闭、改善代谢稳定性和增强理化性质的策略，他们得到了优化候选化合物17，其在CT26肿瘤模型中与抗PD-1联用取得了60%的肿瘤生长抑制率。

Nimbus Therapeutics报道了通过SBDD策略发现的高选择性HPK1激酶抑制剂NDI-101150（18）。该化合物能显著增强免疫抑制或耗竭条件下的T细胞复活，促进B细胞活化并上调树突状细胞（DC）功能，且在PD-1抗体无效的情况下仍显示出治疗功效。

大环药物因其在增强生物活性、改善理化性质等方面的独特优势而受到关注。2025年5月，孟等人报道了利用大环化策略开发的一类具有2,4-二氨基嘧啶骨架的HPK1抑制剂。通过系统的大环SAR研究，他们得到了化合物20，其HPK1抑制IC₅₀达到1.0 nM。

徐领导的团队开发了基于7H-吡咯并[2,3-d]嘧啶骨架的HPK1抑制剂系列。通过降低分子量、降低脂溶性和优化取代基等策略，他们得到了候选化合物22，其表现出有效的HPK1抑制和SLP76磷酸化抑制能力，并显著增强了IL-2分泌。

基于先前开发的化合物23，研究团队利用SwissADME预测其ADME性质后，通过减少芳香环数量、降低脂溶性和引入脂肪族部分来增强其PK特性，最终得到了化合物24，其对HPK1的抑制达到皮摩尔水平（IC₅₀ = 90 pM）。

此外，近期研究还通过创新方法发现了结构独特的HPK1抑制剂。例如，Zoubi等人报道了计算设计的抑制剂ISR-05（25）。Genentech Inc.披露了高选择性HPK1抑制剂GNE-6893（26），其在多个物种中表现出最佳的临床前药代动力学特征和强大的酶抑制效力。

3. HPK1靶向PROTAC的最新进展

靶向蛋白降解（TPD）是一种创新的治疗范式，它利用内源性细胞降解机制选择性清除致病蛋白。与仅靶向酶活性位点的传统抑制剂不同，TPD直接破坏完整的蛋白质结构，从而同时阻断催化活性和非催化支架功能。在TPD框架内，蛋白降解靶向嵌合体（PROTAC）是核心的双功能工具：一个部分特异性识别靶蛋白，另一个部分募集泛素-蛋白酶体系统（UPS）执行蛋白水解降解。研究表明，HPK1的citron同源结构域（CHD）不仅调节SLP76磷酸化，还控制与激酶结构域的相互作用以维持HPK1稳定性。因此，靶向HPK1的PROTAC具有双重优势：为癌症免疫治疗开辟新途径，并提供关键工具以剖析HPK1的激酶依赖性和非依赖性病理生理机制。

顾领导的团队通过将含氮刚性五/六元杂环连接子与CRBN配体沙利度胺缀合，开发了HPK1 PROTAC 24。该化合物在小鼠中表现出31.5%的口服生物利用度，能在体外有效降解Jurkat和CAR-T细胞中的HPK1，并显著提升IFN-γ和IL-2的分泌。在体内，口服24联合CAR-T疗法降低了宫颈癌模型的肿瘤复发率，并与抗PD-L1抗体协同作用，显著增强了CD8⁺ T细胞向肿瘤的浸润。

进一步研究发现，化合物24对HPK1的同源激酶GLK也具有强大的降解活性。为了增强24的选择性，研究人员通过比较HPK1和GLK的晶体结构进行了SBDD理性药物设计。他们在HPK1配体的吡嗪并吲哚核心附近的苯环上引入了两个甲基取代以增强空间位阻，从而得到了先导化合物25。25表现出强效的HPK1降解能力（DC₅₀ = 7.03 nM, Dmax = 99.28%）和超过1000倍的GLK降解选择性。在免疫激活实验中，25比24显著增强了IL-2刺激。在CT26和A20B同系肿瘤模型中，E3（指代25？原文此处为E3，但前文为25，可能存在指代不一致）显示出强大的抗肿瘤功效。

华东医药的研究团队披露了一种结构新颖的HPK1 PROTAC，DD205-291（26）。该化合物在小鼠中达到了43.7%的口服生物利用度，体外降解实验显示其强效的HPK1降解能力（DC₅₀ = 8.8 nM）。在MC38肿瘤模型中，口服DD205-291单药治疗显著抑制了肿瘤生长，与抗PD-1抗体联用则进一步增强了疗效。

张领导的团队最近报道了一种基于阿斯利康专利中HPK1抑制剂的结构新颖的HPK1-PROTAC分子。代表性化合物27表现出强效且持续的HPK1降解能力（DC₅₀ = 5.0 nM; Dmax ≥ 99%）。在TCR激活条件下，27通过降解HPK1有效抑制了SLP76磷酸化并增强了ERK信号通路激活，从而刺激了IL-2和IFN-γ的释放。在MC38小鼠肿瘤模型中，27单药治疗实现了42.45%的肿瘤生长抑制，而与PD-1阻断疗法联合则显示出更优的抗肿瘤功效。

4. 总结与展望

尽管已有大量HPK1抑制剂和PROTAC被报道，并在体外和体内显示出强大的抗肿瘤活性，其在选择性、成药性（如口服生物利用度、代谢稳定性）方面也取得了进展，但尚未有HPK1靶向小分子药物获得临床批准，这凸显了靶点验证和药物开发中持续存在的挑战。

一个关键障碍是大多数已报道的HPK1靶向药物中观察到的钟形细胞因子反应曲线，即过量给药反而会抑制免疫激活（如IL-2分泌）。这一现象使得治疗窗口的优化变得复杂。GLK作为MAP4K家族成员，与HPK1有66%的序列同源性，但其功能作为T细胞活性的正调控因子，这使得研究人员优先考虑对GLK的选择性调控。此外，TCR信号轴上游激酶LCK是一个关键的脱靶关切点。尽管优先考虑HPK1相对于GLK或LCK的选择性，钟形的IL-2反应仍然存在。近期研究还发现JAK家族激酶、MST1和IRAK4等也是钟形IL-2反应的促成因素，强调了免疫调节的复杂性。分析表明，钟形细胞因子反应并非由特定蛋白质或蛋白质类别的脱靶效应引起，而是反映了由全蛋白质组选择性谱产生的整合反馈机制。因此，在扩大HPK1抑制剂治疗窗口的同时，实现TCR信号通路的最大化激活，仍然是未来研究的关键挑战。

此外，当前的HPK1抑制剂和PROTAC作为单一疗法表现出欠佳的体内抗肿瘤功效，需要与PD-1/PD-L1抑制剂联合使用才能获得临床益处。单药活性仍然有限，大多数候选药物仅能达到约40%的肿瘤生长抑制。开发能够作为单药诱导肿瘤完全消退的下一代分子仍然是一个关键的未满足需求和未来创新的有前景领域。

最后，新兴技术，如HPK1-PROTAC三元复合物的冷冻电镜结构分析、AI驱动的分子设计以及患者来源的肿瘤类器官，将加速下一代HPK1调节剂的开发。通过将理性设计与免疫肿瘤学见解相结合，抑制剂和PROTAC都有望重新定义针对肿瘤和免疫排斥性恶性肿瘤的治疗策略。