靶向Lys779残基的喹喔啉类共价PI3Kδ抑制剂的分子设计、合成与生物学评价

《Bioorganic Chemistry》：Design, synthesis and biological evaluation of quinazoline-based covalent PI3Kδ inhibitors targeting Lys779 residue

　　

• •
  设计并合成了靶向PI3Kδ口袋内Lys779的喹唑啉基共价PI3Kδ抑制剂。
• •
  化合物C1被鉴定为一种强效PI3Kδ抑制剂（IC₅₀ = 0.05 nM），对I类PI3K亚型具有>150倍的选择性，并对SU-DHL-6细胞表现出显著的抗增殖活性（GI₅₀ = 0.025 μM）。
• •
  化合物C1可诱导细胞凋亡，并在撤药后仍能产生持久的抗增殖活性。分子对接研究表明，其与Lys779形成了共价键。
• •
  本研究阐明了靶向赖氨酸的共价设计策略的应用范围，为开发新型强效不可逆PI3Kδ抑制剂奠定了坚实基础。

引言

磷脂酰肌醇3-激酶δ（PI3Kδ）是PI3K家族中一个关键的亚型，在PI3K-蛋白激酶B（AKT）-mTOR信号通路中发挥核心作用。它参与B细胞受体（BCR）信号转导，是B细胞生理功能中核心的信号转导分子，并介导抗体应答[1]。PI3Kδ主要在免疫细胞和造血细胞中高表达，对于造血系统和免疫系统调节不可或缺。PI3Kδ失调与多种血液系统恶性肿瘤和自身免疫性疾病密切相关。PI3Kδ抑制已被证明对多种白血病和淋巴瘤具有治疗获益，包括慢性淋巴细胞白血病（CLL）、急性淋巴细胞白血病（ALL）、小淋巴细胞淋巴瘤（SLL）、滤泡性淋巴瘤（FL）、急性髓系白血病（AML）、套细胞淋巴瘤（MCL）、B细胞淋巴瘤和非霍奇金淋巴瘤（NHL）[2]，以及类风湿性关节炎（RA）、系统性红斑狼疮（SLE）、多发性硬化症（MS）、活化PI3Kδ综合征（APDS）和哮喘等自身免疫性疾病的管理[3]。因此，选择性PI3Kδ抑制剂被视为这些疾病的一种新型治疗方案。

迄今为止，已有五种靶向PI3Kδ的药物获得全球监管机构批准。Idelalisib（1）作为全球首个口服PI3Kδ抑制剂，于2014年在美国和欧洲获得上市许可。然而，其临床实用性受到严重不良事件的限制，包括肝毒性和感染易感性增加，导致美国于2022年撤回其针对SLL和FL适应症的批准[4]。Duvelisib（2）[5]和Umbralisib（3）[6]分别于2018年和2021年获得美国食品药品监督管理局（FDA）的批准，但duvelisib后来被撤销了多个临床适应症，而umbralisib则因不可逆的毒性反应被完全撤出商业市场[7]。Linperlisib（4）是一种强效PI3Kδ抑制剂，于2022年在中国获批用于治疗血液系统恶性肿瘤[8]。Leniolisib（5）于2023年获得FDA批准，用于治疗12岁及以上青少年和成人患者的APDS[9]。此外，Parsaclisib（6）作为一种高选择性PI3Kδ抑制剂，曾于2021年向FDA提交新药申请用于治疗MCL、MZL和FL，但因未知问题未获批准[8]。尽管这些已获批药物验证了PI3Kδ抑制剂的治疗概念，但不容忽视的不良反应问题严重限制了其临床广泛应用。因此，开发具有不同化学结构或新作用机制的新一代PI3Kδ抑制剂成为新的研究重点。

近期，具有独特结构的Zandelisib（7）和Roginololisib（8）被报道已推进至多种难治性疾病的临床开发阶段，包括复发/难治性边缘区淋巴瘤（MZL）、FL、原发性自身免疫性溶血性贫血（AIHA）[10]、[11]、[12]、[13]。与此同时，越来越多的努力被投入至不可逆PI3Kδ抑制剂的研发。不可逆抑制剂被认为能够提供持久的激酶靶向结合并改善选择性，这可能有助于减少给药频率和脱靶不良反应[14]、[15]、[16]。共价PI3Kδ抑制剂9 [17]、[18]被报道为一种开创性的不可逆药物，证明了通过共价结合激酶口袋中的Lys779残基可以实现不可逆PI3Kδ抑制。在此策略指导下，我们研究组已成功发现了一系列强效不可逆PI3Kδ抑制剂[19]、[20]，如化合物10，以及不可逆PI3Kδ降解剂[21]，如化合物11。这些研究巩固了PI3Kδ抑制剂靶向赖氨酸共价设计的理论基础（图1）。

章节摘要

共价PI3Kδ抑制剂的设计

基于上述发现，我们进一步明确了靶向Lys779的共价PI3Kδ抑制剂的结构要求和亲电性要求。化合物A10是一种此前已鉴定的PI3Kδ抑制剂，具有满意的PI3Kδ活性和亚型选择性[22]、[23]、[24]、[25]、[26]。分子对接分析表明，A10以适合引入共价弹头的空间构象与PI3Kδ结合，使其靠近Lys779[23]。基于我们先前在

结论

本研究利用靶向赖氨酸的共价策略，合理设计并合成了一系列新型喹唑啉基不可逆PI3Kδ抑制剂。先导化合物C1展现出卓越的PI3Kδ活性，IC₅₀值为0.05 nM，并具有良好的PI3K亚型选择性，同时对PI3Kδ过表达的SU-DHL-6细胞表现出强大的抗增殖活性，GI₅₀值为0.025 μM。C1以浓度依赖性方式诱导B细胞淋巴瘤细胞凋亡。细胞

化学合成

反应进程通过薄层色谱法（TLC）在预涂层硅胶板（SHF254，0.25 mm厚度）上监测。柱色谱采用200–300目硅胶（青岛海洋化学有限公司）。核磁共振（NMR）光谱（包括¹H NMR，记录频率400或600 MHz；¹³C NMR，记录频率100或151 MHz）在Bruker光谱仪上采集，以溶剂残余峰作为内标参考：¹H NMR-丙酮?d? δ = 2.05 ppm，DMSO?d? δ = 2.50 ppm，CDCl₃ δ = 7.26 ppm；

CRediT作者贡献声明

马乃基：撰写——初稿撰写，调查研究，数据整理。冯一凡：方法学，调查研究。袁博：撰写——审阅与编辑，方法学。魏照英：调查研究，形式化分析。赖颖：撰写——审阅与编辑，调查研究。陈梦瑶：撰写——审阅与编辑，方法学。唐一睿：撰写——审阅与编辑，资源提供。王晶：撰写——审阅与编辑，资源提供。辛明航：撰写——审阅与编辑，监督指导，项目管理，

利益冲突声明

作者声明不存在任何已知的竞争性经济利益或个人关系可能影响本文所报告的工作。

致谢

NMR、HRMS和质谱检测在西安交通大学核心设施共享平台的帮助下完成。感谢空军军医大学为本研究中的分子对接计算提供的技术支持。

马乃基|冯一凡|袁博|魏照英|赖颖|陈梦瑶|唐一睿|王晶|辛明航