基于4-(2-氟苯氧基)吡啶骨架发现了一种高选择性FLT3-ITD抑制剂，该抑制剂具有显著的抗白血病活性

《European Journal of Medicinal Chemistry》：Discovery of a highly selective FLT3-ITD inhibitor with potent antileukemic activity based on 4-(2-fluorophenoxy)pyridine scaffold

　　

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  设计了一类新型FLT3-ITD抑制剂，采用咪唑olidinone羧酰胺作为连接结构。
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  18p具有良好的FLT3-ITD酶抑制活性（IC₅₀ = 1.1 nM）。
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  18p对FLT3-WT、c-Kit、CDKs和FGFRs具有极高的选择性。
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  18p通过有效阻断FLT3-ITD/STAT5/AKT/ERK通路诱导G₁停滞和细胞凋亡。
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  口服18p在MV4-11异种移植模型中可抑制80%的肿瘤生长。

引言

急性髓系白血病（AML）仍然是成人中最致命的血液系统恶性肿瘤，60岁以后的发病率急剧上升[1]。根据2021年全球疾病负担研究，AML的全球发病率从1990年的约79,400例增加到2021年的144,700例，而同期AML相关死亡率从约74,900例上升到130,200例[2]。然而，生存率远低于发病率。60岁以上的患者占新诊断病例的60%以上，其五年总生存率（OS）仍低于15%。即使在能够接受强化诱导化疗的较年轻、身体健康的患者中，这一比例也仅达到40-50%[[3], [4], [5]]。因此，AML的治疗前景仍然不佳，迫切需要机制新颖、能够改变疾病进程的药物。

AML与FMS样酪氨酸激酶3（FLT3）的异常磷酸化密切相关[6,7]。FLT3由FLT3基因编码，属于III类受体酪氨酸激酶（RTK），与集落刺激因子-1受体（c-KIT）、集落刺激因子-1受体（c-FMS）和血小板衍生生长因子受体（PDGFR）具有高度序列同源性[8]。在AML中，FLT3突变主要分为两种类型：内部串联重复（ITD）和酪氨酸激酶结构域（TKD）突变，分别占AML病例的约25%和约7%[9,10]。FLT3-ITD导致配体独立二聚化和自磷酸化，激活下游的RAS/MAPK、PI3K/Akt和JAK/STAT5通路。这些激活的通路促进了AML患者的细胞增殖、分化及存活，从而导致高白血病负担[11,12]。因此，FLT3-ITD突变已成为與AML患者预后不良和生存率低相关的主要耐药机制，并被认为是有效的治疗靶点[13,14]。

过去几十年中，多种针对FLT3的小分子药物已进入临床应用[15]。按特异性分类，第一代抑制剂（midostaurin、sunitinib、sorafenib和tandutinib）是非选择性的多靶点药物，选择性差、毒性高、治疗效果有限[[16], [17], [18], [19]]。第二代抑制剂（包括quizartinib、crenanib和gilteritinib，见图1）具有更高的选择性、更强的抑制活性、更低的毒性和更少的脱靶效应[[20], [21], [22]]。然而，这些药物仍对FLT3-WT、c-KIT和PDGFRα有显著的作用，这种残留活性是导致超过40%患者出现剂量限制性细胞减少和胃肠道毒性的原因[23,24]。这些持续的脱靶问题凸显了开发具有更广治疗指数的FLT3-ITD选择性药物的迫切需求，推动了相关研究的广泛进行[[25], [26], [27], [28]]。

基于我们之前公开的4-(2-氟苯氧基)吡啶系列，化合物Zhang-13v被证实为有效的候选药物，能够以亚微摩尔浓度抑制FLT3-ITD驱动的BaF₃增殖（IC₅₀ = 190 nM），并且在大鼠体内的口服暴露量可接受（F = 32%）[29]。尽管其对分离的FLT3-ITD的酶活性（IC₅₀ = 153 nM）仅为临床批准的gilteritinib的1/15，但其对FLT3-WT的选择性窗口（19倍）仍不足以完全避免对骨髓的抑制。对Zhang-13v的系统性构效关系研究揭示了其强FLT3抑制活性的关键因素：2-氟-5-氯苯基基团占据结合位点内的关键疏水腔，对其保持高亲和力至关重要；吡啶氮原子始终与铰链区残基Cys-694形成氢键，这种相互作用在这一化学类型中具有保守性。同时，吡唑啶酮–脲连接结构通过与DFG基团的相互作用稳定了配体–FLT3复合物，这是II类激酶抑制的特征。末端碱性胺基团虽然朝向溶剂暴露区域并影响水溶性，但对化合物的内在活性贡献很小。基于这些限制，我们推测用更紧凑的咪唑-2-酮类生物异构体替换吡唑啶酮可以缩短 conjugated 系统长度，降低cLogP值，并保持关键的酰胺–Asp829接触[30]。此外，在吡啶核心的C-2位置保留了脲连接基团以探索溶剂暴露的多样性，而芳基“尾部”则通过引入卤素和小亲脂基团来微调疏水门控区域的填充（见图2）。通过这种设计策略，我们获得了32个新的类似物，其中18p在FLT3-ITD酶活性方面提升了139倍，并显著增强了细胞活性。

章节片段

化学性质

化合物17a–f、18e–r、19a–d和22a–h的合成路线见图1。简要来说，化合物1a–q在乙酸和水的混合溶剂中与异氰酸钠反应（50°C，2小时），生成中间体2a–q。将市售的3与叠氮化钠在丙酮中冰浴条件下反应，得到中间体4，随后在DBU催化下与乙酰乙酸或叔丁基乙酰乙酸反应，生成相应的重氮化中间体5

结论

总之，通过结构引导的药物化学策略，设计并优化了一类新型4-(2-氟苯氧基)吡啶衍生物作为选择性FLT3-ITD抑制剂。通过用咪唑olidinone羧酰胺替代吡唑啶酮片段，并系统调节芳基取代模式和溶剂暴露的胺基团，显著提高了药效和选择性。在合成的类似物中，化合物18p表现最佳

一般信息

所有试剂和溶剂均从商业供应商处获取，除非另有说明，否则未经进一步纯化即可使用。采用FLUKA硅胶板（0.2 mm厚度，含254 nm荧光指示剂）进行薄层色谱（TLC）以监测反应进展和评估化合物纯度。使用青岛海洋化工公司的硅胶（200–300目）进行快速柱色谱分析。gilteritinib购自TargetMol（上海）。质谱分析由...

CRediT作者贡献声明

王中原：撰写原始稿件、概念构思。张意伟：监督、项目管理、方法学设计、概念构思。李琳：监督、实验研究、概念构思。王云峰：验证、实验研究。杨丹：监督、概念构思。宋清梅：方法学设计。付庆庆：验证、实验研究。赵东升：数据可视化、方法学设计。唐磊：监督、资金筹措。欧阳伟伟：资源协调、项目管理。柴月娥：

伦理声明

本研究遵循ARRIVE（动物研究：体内实验报告）指南进行。该研究获得了贵州医科大学伦理委员会的批准。

利益冲突声明

作者声明没有已知的可能影响本文研究的财务利益或个人关系。

致谢

本项工作得到了国家自然科学基金（编号81903472）、贵州高层次人才培养计划（编号GCC[2023]002）和贵州省科技支持项目（编号2025YB128）以及贵州省基础研究计划（自然科学）（编号QKHJC-[2024]青年280，MS[2025]481）的支持。

Zhongyuan Wang|Yiwei Zhang|Lin Li|Yunfeng Wang|Dan Yang|Qingmei Song|Qingqing Fu|Dongsheng Zhao|Lei Tang|Weiwei Ouyang|Yue'e Chai|Weike Liao