综述:靶向 PD-1/PD-L1 相互作用的小分子抑制剂在癌症免疫治疗中的进展

【字体: 时间:2025年05月13日 来源:Bioorganic & Medicinal Chemistry 3.3

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  本文聚焦癌症免疫治疗,详细阐述靶向 PD-1/PD-L1 相互作用的小分子抑制剂。分析其作用机制、结构设计与治疗潜力,探讨发展挑战与前景,对深入了解该领域研究动态及推进癌症治疗药物研发极具参考价值。

  

引言


癌症是全球第二大死因,严重威胁公众健康。据世界卫生组织(WHO)估计,到 2050 年癌症病例将超 3500 万。其发病率和死亡率受多种因素影响,如生活方式、社会经济状况和医疗资源可及性等。

传统癌症治疗手段,像化疗、放疗等,副作用大且疗效有限。免疫系统在对抗癌症中意义重大,它能识别并清除异常细胞,但癌细胞会逃避免疫监视,促使肿瘤生长和转移。免疫治疗应运而生,通过增强免疫系统的抗癌能力发挥作用,免疫检查点抑制剂(ICIs)是其中备受瞩目的一类。

免疫检查点是维持免疫平衡的调节通路,不过癌细胞会利用它们躲避免疫系统的检测。细胞毒性 T 淋巴细胞相关蛋白 4(CTLA-4)和程序性死亡受体 1(PD-1)/ 程序性死亡配体 1(PD-L1)是两个关键的免疫检查点。针对 CTLA-4 的抗体伊匹木单抗(Ipilimumab)虽获批用于转移性黑色素瘤治疗,但存在明显毒性。

在此基础上,研究转向 PD-1/PD-L1 轴。针对 PD-1 和 PD-L1 的单克隆抗体在多种癌症治疗中表现出色,如帕博利珠单抗(Pembrolizumab)、纳武利尤单抗(Nivolumab)等。然而,ICIs 存在诸多局限,比如仅部分患者有效、有免疫相关不良事件,且单克隆抗体成本高、组织穿透性有限。

小分子抑制剂为解决这些问题带来希望。它们在临床前和临床研究中展现出优势,如更好的肿瘤穿透性、口服生物利用度和较低的生产成本。例如,百时美施贵宝(Bristol-Myers Squibb,BMS)的大环肽 BMS-986189,以及 AUNP-12、CA-170 等都备受关注。但开发有效的小分子抑制剂面临挑战,不过 PD-1/PD-L1 复合物共晶结构的研究为设计更有效的抑制剂提供了思路。

PD-1/PD-L1 通路


PD-1 和 PD-L1 是免疫检查点通路中的关键分子,在肿瘤免疫逃逸过程中扮演重要角色。PD-1 由 PDCD1 基因编码,属于免疫球蛋白超家族,是一种 I 型跨膜糖蛋白,由 288 个氨基酸构成。其细胞外区域含有免疫球蛋白 V(IgV)结构域,能与 PD-L1/PD-L2 结合;细胞内区域包含免疫受体酪氨酸抑制基序(ITIM)等。

癌细胞通过表达 PD-L1 与免疫细胞上的 PD-1 结合,抑制 T 细胞活化,从而实现免疫逃逸。对这一通路的深入理解,为开发针对性的治疗药物奠定了基础。

制药公司的小分子开发


百时美施贵宝(BMS)作为 PD-1/PD-L1 免疫治疗的先驱,在小分子抑制剂领域进行了大量研究。虽然该公司的临床成果主要基于单克隆抗体,但通过结构优化和作用机制研究,展示了小分子干预免疫检查点的潜力,对后续 PD-L1 小分子抑制剂的研发方向产生了深远影响。

联苯类抑制剂的发展


联苯小分子是一类重要的 PD-L1 抑制剂,目前其开发进展迅速。这类小分子的研究成果丰富,对理解 PD-L1 抑制剂的结构与活性关系具有重要意义,为开发更高效的 PD-L1 小分子抑制剂提供了关键参考。

其他 PD-1/PD-L1 小分子支架


除联苯类外,还有其他类型的小分子支架用于 PD-1/PD-L1 抑制剂的开发。例如,哈佛大学研究发现的小分子磺酰胺衍生物,包含噻唑、噻二唑和嘧啶的磺酰胺化合物(化合物 88 - 92)对 PD-1/PD-L1 表现出更好的抑制效果,它们对 PD-L1/PD-L2 的阻断作用得到了详细研究。

结论


癌症免疫治疗前景广阔,PD-1/PD-L1 信号通路的研究推动了 ICIs 的发展。越来越多的 PD-1/PD-L1 通路抑制剂进入临床前试验,单克隆抗体在多种癌症治疗中取得了不错的临床效果。然而,单克隆抗体存在生产成本高、不适合某些给药方式等问题。小分子抑制剂虽有潜力,但开发面临挑战。未来,需要进一步优化小分子抑制剂的设计,探索联合治疗方案,以提高癌症治疗效果,为更多患者带来希望。

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