基于吡咯并[2,3-d]嘧啶-2-胺骨架的新型A2A腺苷受体拮抗剂的设计、合成与抗肿瘤免疫活性研究

为解决肿瘤免疫治疗中A2A腺苷受体（AR）介导的免疫逃逸问题，研究人员通过生物电子等排策略设计了一系列含吡咯并[2,3-d]嘧啶-2-胺骨架的新型A2AAR拮抗剂。化合物12a和18e表现出优于临床对照药AB928和ZM241385的抑制活性，并通过分子对接揭示了其与Phe168的π-π相互作用及与Glu169/Asn253的氢键结合模式。该研究为开发高亲和力口服A2AAR拮抗剂提供了先导化合物。

　　

肿瘤免疫治疗面临重大挑战：尽管PD-1/PD-L1等单抗药物已获批上市，但患者易产生获得性耐药，且大分子生物制剂存在口服生物利用度低、免疫原性强等问题。在肿瘤微环境（TME）中，缺氧诱导的腺苷通过A_2A腺苷受体（AR）激活cAMP-PKA-CREB1通路，抑制IL-2、IFN-γ等细胞因子产生，促进免疫逃逸。虽然AZD-4635等小分子A_2AAR拮抗剂已进入临床试验，但在高腺苷浓度环境下其疗效受限，亟需开发更高亲和力的拮抗剂。

滨州医学院的研究团队在《Bioorganic Chemistry》发表研究，基于A_2AAR晶体结构中Phe168的π-π相互作用特征，采用生物电子等排策略，将AB928的嘧啶环替换为嘌呤或吡咯并[2,3-d]嘧啶骨架，设计合成27个新型化合物。通过cAMP功能实验、放射性配体结合实验、3D-QSAR模型构建及分子动力学模拟等技术，结合肝微粒体稳定性测试和体内药代动力学研究，系统评价了化合物的活性与成药性。

化学合成
以6-氯-9H-嘌呤-2-胺为起始原料，通过烷基化、Sonogashira偶联等反应构建目标分子，关键中间体经脱保护/环化获得吡咯并[2,3-d]嘧啶核心结构。

生物学评价
化合物12a和18e的IC₅₀分别达3.2 nM和2.8 nM，显著优于AB928（8.7 nM）。放射性配体实验显示其对A_2AAR的K_i值为1.4-1.8 nM，且对正常细胞系无明显毒性。分子对接揭示其吡咯环与Phe168形成双π-π堆叠，2-氨基与Glu169/Asn253形成氢键网络，这与临床候选药CPI-444（[1,2,3]三唑并[4,5-d]嘧啶-5-胺）的结合模式高度相似。

药代动力学
12a在大鼠体内半衰期（t_1/2）为4.3小时，口服生物利用度达42%，且在肝微粒体中稳定性良好（t_1/2>60分钟）。

该研究不仅证实吡咯并[2,3-d]嘧啶骨架可增强与A_2AAR的亲和力，更通过结构优化获得兼具高活性与良好药代特性的先导化合物12a。其创新性在于：1）首次将电子富集的吡咯环引入A_2AAR拮抗剂设计，强化π-π相互作用；2）建立的3D-QSAR模型为后续结构改造提供理论指导；3）证实2-氨基取代是维持氢键作用的关键药效团。这些发现为开发克服肿瘤免疫耐药的口服A_2AAR拮抗剂奠定了坚实基础。