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Hans Journal of Medicinal Chemistry
Vol. 10  No. 01 ( 2022 ), Article ID: 49057 , 14 pages
10.12677/HJMCe.2022.101008

BTK抑制剂治疗炎症和自身免疫性疾病的 研究进展

杨婉萍，房小宝，马宇乐，施志浩*

中国药科大学理学院，江苏 南京

收稿日期：2022年1月11日；录用日期：2022年2月10日；发布日期：2022年2月28日

摘要

布鲁顿酪氨酸激酶(BTK)在B细胞受体和Fc受体信号通路具有至关重要的作用，同时还参与Toll样受体和趋化因子受体的调节，由于其在免疫过程中的核心作用，BTK抑制作为一种治疗炎症和自身免疫性疾病的方法具有巨大潜力。现已上市了五款BTK抑制剂，其适应症主要集中在抗肿瘤领域。本文综述了BTK的结构功能以及近五年在治疗炎症和自身免疫性疾病领域内BTK小分子抑制剂的研究进展，以求为此领域的进一步研究工作提供理论帮助和指导。

关键词

BTK抑制剂，炎症，自身免疫，结构分析

Research Progress of BTK Inhibitors in the Treatment of Inflammatory and Autoimmune Diseases

Wanping Yang, Xiaobao Fang, Yule Ma, Zhihao Shi*

School of Science, China Pharmaceutical University, Nanjing Jiangsu

Received: Jan. 11th, 2022; accepted: Feb. 10th, 2022; published: Feb. 28th, 2022

ABSTRACT

Bruton’s tyrosine kinase (BTK) plays a crucial role in B-cell receptor and Fc receptor signaling pathways. BTK is also involved in the regulation of Toll-like receptors and chemokine receptors. Given the central role of BTK in immunity, BTK inhibition represents a promising therapeutic approach for the treatment of inflammatory and autoimmune diseases. Five BTK inhibitors have been listed, and their indications are mainly in the field of anti-tumor. This article reviewed the structure and function of BTK and the research progress of BTK inhibitors in the treatment of inflammation and autoimmune diseases in the past five years, which provided theoretical help and guidance for further research in the field.

Keywords:BTK Inhibitors, Inflammation, Autoimmunity, Structural Analysis

Copyright © 2022 by author(s) and Hans Publishers Inc.

This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0).

http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

1. 背景

布鲁顿酪氨酸激酶(BTK)是Tec家族中的非受体胞质酪氨酸激酶 [1]。在B淋巴细胞中，BTK活性对于B细胞受体(BCR)介导的激活至关重要，可引起细胞发育、抗体和细胞因子产生以及共刺激分子表达 [2]。研究表明，B细胞是包括类风湿性关节炎(RA)、系统性红斑狼疮(SLE)、干燥综合征(SS)和多发性硬化症(MS) [3] [4] 等炎症和自身免疫性疾病的关键参与者。BTK正向调节巨噬细胞中的Fc受体(FcR)信号和肥大细胞以及嗜碱性粒细胞中的Fcε受体(FcεR)信号，其在RA发病机制中的重要性也得到了证明 [5]。BTK抑制还对其他一些自身免疫性疾病的显示出积极的治疗结果，包括荨麻疹、免疫性血小板减少症(ITP)、天疱疮和IgG4相关疾病(RD)。最近的临床结果证明了BTK抑制剂在治疗严重的新型冠状病毒19 (COVID-19)背景下的过度炎症和预防严重肺损伤方面的有效性 [6]。目前已经上市的5款BTK抑制剂已在多种由致病B细胞或骨髓细胞驱动的炎症或自身免疫性疾病的临床前模型中显示出疗效，并且一些分子已进入临床试验，但到目前为止，还没有BTK抑制剂被批准用于炎症或自身免疫性疾病。本文综述了BTK的结构功能和近五年BTK抑制剂在炎症或自身免疫性疾病的研究进展，以期为相关药物开发提供参考。

2. BTK结构和生物学功能

BTK是一种含659个氨基酸残基的蛋白质，主要包含五个结构域：一个N端pleckstrin同源(PH)结构域、一个富含脯氨酸的TEC同源(TH)结构域、两个SRC同源结构域(SH2/SH3)和一个C末端酪氨酸激酶结构域(TK) (也称为SH1) [7]。PH结构域与磷脂酰肌醇3,4,5-三磷酸(PIP3)结合并促进BTK定位于细胞膜。TH结构域包含高度保守的锌指基序和富含脯氨酸的区域。LYN或脾酪氨酸激酶(SYK)在催化激酶结构域中的Tyr551处发生第一次转磷酸化。然后，SH3结构域内Tyr223的自磷酸化稳定了BTK的活性构象并完全激活了BTK。激活的BTK将与SH2域中的衔接蛋白BLNK相互作用并激活一系列下游级联反应 [4] (图1和图2)。

BTK是将BCR信号、FcR信号、TLR信号和趋化因子受体信号连接起来的关键激酶。BCR是表达于B细胞表面的特异性抗原受体，其与Igα/Igβ异源二聚体结合后被整合到BCR复合物中。当特定抗原与BCR复合物结合时，SRC家族激酶LYN会磷酸化Igα/Igβ胞质尾部内的免疫受体酪氨酸激活基序(ITAM)残基，然后激活SYK。SYK激活后磷酸化一种称为BLANK的B细胞接头蛋白，其是连接BTK和磷脂酶C-γ2 (PLCγ2)的桥梁。BTK被两个关键酪氨酸残基(Tyr551和Tyr223)的连续磷酸化而激活。激活的BTK和SYK磷酸化PLCγ2。进而导致下游信号NFAT、NF-ĸB和MAPK通路等的激活，从而引起细胞的增殖分化、抗体和细胞因子的产生以及共刺激分子的表达 [8] (图2)。

Figure 1. Bruton’s tyrosine kinase (BTK) structure diagram

图1. 布鲁顿酪氨酸激酶(BTK)结构图

Figure 2. BTK regulates multiple receptor signaling pathways including those of the B-cell receptor (BCR), Fc receptor (FcR), Toll-like receptor (TLR) and chemokine receptor [4]

图2. BTK调节的多种受体信号通路(B细胞受体(BCR)、Fc受体(FcR)、Toll样受体(TLR)和趋化因子受体) [4]

免疫球蛋白的不同亚型可通过与各自的FcRs结合而作为效应物。IgG抗体与巨噬细胞、单核细胞和浆细胞样树突细胞(pDCs)上的FcγR结合以启动细胞信号通路，最终触发细胞活化、炎性细胞因子产生或吞噬作用 [9]。IgE抗体与肥大细胞和嗜碱性粒细胞上的FcεR结合以诱导脱粒和细胞因子产生 [10] [11]。BTK在FcRs激活后被激活，进而触发下游信号事件。

除了B和T淋巴细胞外，在人体中发现的10种TLR在包括巨噬细胞、单核细胞、中性粒细胞、树突状细胞和内皮细胞 [12] 等许多不同的细胞类型上表达。大多数TLR在细胞表面表达并识别细胞外入侵的病原体。一组由TLR3、TLR7、TLR8和TLR9组成的TLRs在胞内体中表达并识别各种来源的病毒、细菌或DAMPs [12]。在不依赖抗原的TLR信号通路中，大多数TLR需要MYD88来介导激活信号。随后BTK被募集到一个复杂的下游信号，以促进细胞增殖、抗体分泌和促炎细胞因子的产生 [6]。然而，BTK在不同TLR中的功能仍有待进一步探索 [13] [14] (图2)。

BTK还参与趋化因子受体信号转导。CXC-趋化因子配体12 (CXCL12)在骨髓和生发中心高度表达，其与CXCR4偶联后，通过BTK和膜表面CXC趋化因子受体4 (CXCR4)连接的异源三聚体G蛋白亚基之间相互作用激活BTK。活化的BTK磷酸化下游PLCγ2、ERK1/2、JNK和AKT，从而调节B细胞的迁移和粘附(图2) [8]。鉴于BTK在BCR和FcR信号通路中的核心作用及其在调节TLR和趋化因子受体中的重要功能，BTK抑制剂作为炎症和自身免疫性疾病的潜在治疗方法具有巨大前景，其在自身免疫和慢性炎症中的重要作用也促进了小分子BTK抑制剂的开发。

3. 治疗炎症和自身免疫性疾病的BTK抑制剂的研究进展

迄今为止，小分子BTK抑制剂主要分为两类：共价抑制剂和非共价抑制剂。共价抑制剂以α,β-不饱和酰胺作为亲电弹头，通过与BTK铰链区的Cys481发生迈克尔加成反应形成共价键，非共价抑制剂不具有迈克尔加成受体。现批准的5种BTK抑制剂都是共价不可逆抑制剂(表1)，具有不饱和酰胺亲电基团。所有抑制剂都具有能与BTK铰链区形成氢键的杂环母核部分，下文将根据母核的骨架特征进一步进行分类，并对化合物的临床前和临床中研究进展作一综述。

Table 1. The approved BTK inhibitors and their indications

表1. 临床已获批BTK抑制剂及其适应症

3.1. 共价抑制剂

3.1.1. 吡咯并嘧啶类

Ibrutinib (1，表1) (PCI-32765)是典型的共价不可逆BTK抑制剂，其于2013年首次在美国上市，用于治疗套细胞淋巴瘤(MCL)，随后在不同国家获批用于治疗CLL、华氏巨球蛋白血症(WM)和慢性移植物抗宿主病(cGVHD)。此外，Ibrutinib在RA的CIA动物模型中显示出治疗效果，以及对单核细胞、巨噬细胞和肥大细胞对FcεR和FcγR介导的细胞因子释放具抑制作用。虽然Ibrutinib对BTK非常有效，但也显示出对hERG、JAK3、EGFR、ERBB4和TEC的中度到高等效力 [15]，较强的脱靶效应也带来了皮疹、心房颤动、腹泻和出血等副作用，故后续的小分子BTK抑制剂开发一直致力于减少脱靶效应以提高用药安全性。尽管如此，作为第一个上市的BTK抑制剂，Ibrutinib单独或者联合用药以期治疗肿瘤、炎症或者自身性免疫疾病依然是药化研究者的工作热点。目前，Ibrutinib正在作为自身免疫性溶血性贫血的潜在疗法进行2期临床试验。

Rilzabrutinib (6，图3)是高选择性的有效BTK抑制剂，Rilzabrutinib有效抑制抗IgM诱导的人类B细胞增殖(IC50 = 5 nm)和B细胞CD69表达(IC50 = 123 nm)，并且剂量依赖性地逆转并完全抑制CIA大鼠 [16]。临床试验表明，Rilzabrutinib口服给药后耐受性良好，并且在PBMC中实现了高的、持续性的BTK占用水平 [17]。Rilzabrutinib于2018年10月在美国被指定为治疗ITP的孤儿药。目前，Rilzabrutinib正在招募患有持续性或慢性ITP的成人和青少年进行3期临床试验。Principia Biopharma还在开展Rilzabrutinib的2期临床计划，该计划针对具有风湿病适应症、IgG4相关疾病(RD)的患者。

3.1.2. 咪唑并吡嗪类

Acalabrutinib (2，表1) (ACP-196)是Acerta Pharma开发的第二代不可逆BTK抑制剂。它具有咪唑并吡嗪胺中心，其上的丁烯酰胺弹头作为亲电受体与Cys481发生共价结合，中心杂环另一侧的2-吡啶酰胺充当疏水基团。Acalabrutinib于2017年在美国上市，用于治疗CLL。与Ibrutinib相比，Acalabrutinib显示出更好的选择性和安全性 [18]。2020年11月完成了一项关于Acalabrutinib联合最佳支持治疗(BSC)与单独BSC在COVID-19住院患者中的疗效和安全性的开放标签随机研究。临床结果证明了Acalabrutinib在严重COVID-19背景下治疗过度炎症的有效性。对COVID-19患者进行标签外使用Acalabrutinib显示炎症标志物正常化和氧气需求降低。然而，来自Calavi 2期试验的数据显示其并未达到主要疗效终点 [6]。

3.1.3. 嘌呤类

Tirabrutinib (4，表1) (ONO-4059/GS-4059，表1)最初由小野制药开发，用于治疗B细胞淋巴瘤和CLL [19]。在Tirabrutinib中，嘌呤环母核结合丁烯酰胺弹头以维持共价作用。2020年3月，Tirabrutinib在日本获批用于治疗复发性或难治性原发性中枢神经系统淋巴瘤。在CIA模型中，用Tirabrutinib治疗显示出对关节炎和骨损伤的剂量依赖性抑制 [20] [21]。吉利德正在进行一项2期临床试验，以评估Tirabrutinib在成人活动性SS中的安全性和有效性。小野制药还在开展一项开放标签、多中心的2期研究，计划评估Tirabrutinib在日本难治性天疱疮患者中的疗效和安全性 [22]。

3.1.4. 吡啶甲酰胺类

Orelabrutinib (5，表1)是由InnoCare Pharma开发的具有吡啶甲酰胺母核的具高效力的共价不可逆BTK抑制剂(BTK IC50 = 1.6 nM)，于2020年12月在中国获批用于治疗MCL、CLL和小淋巴细胞淋巴瘤(SLL) [23]。在针对1μM的456种激酶的筛选试验中，Orelabrutinib仅靶向BTK，抑制率大于90%，表明其具有卓越的激酶选择性。目前，Orelabrutinib正在作为复发缓解型MS的潜在疗法进行2期试验。InnoCare Pharma还在进行一项使用Orelabrutinib治疗SLE患者的1/2期试验。

3.1.5. 咪唑酮并吡啶类

Tolebrutinib (7，图3) (PRN2246/SAR442168)是咪唑酮吡啶类化合物，它是一种口服共价不可逆BTK抑制剂，具有强效和持久的作用，旨在穿过血脑屏障进入大脑和脊髓。Tolebrutinib在CNS和外周均显示出对BTK依赖性疾病的药理抑制作用。除了BLACK、BMX、TEC和ERBB4(IC50分别为0.6 nm、1.1 nm、1.0 nm和1.0 nm)外，它对BTK显示了出色的选择性，在实验性自身免疫性脑脊髓炎(EAE)小鼠模型中，这种BTK抑制剂被证明对预防MS具剂量依赖性 [24]。2020年2月，赛诺菲公布了Tolebrutinib治疗复发性MS的2b期临床试验结果，表明了Tolebrutinib显著降低了MS患者的疾病活动度，且耐受性良好。赛诺菲在2020年年中启动了3期临床试验，以评估Tolebrutinib在复发缓解(RMS)、原发性进展(PPMS)和继发性进展(SPMS)形式的MS中的疗效。

3.1.6. 氨基嘧啶类

Spebrutinib (8，图3) (CC-292/AVL-292)是一种口服有效、高选择性的不可逆BTK抑制剂，2,4-二氨基嘧啶为核心骨架。Spebrutinib可抑制淋巴瘤细胞中的BCR信号传导，并选择性抑制BTK Y223的自磷酸化及其下游底物(包括PLCγ2和ERK)的反式磷酸化。在小鼠模型中，该药物剂量依赖性减轻关节和爪肿胀 [25] [26]。Spebrutinib于2017年7月完成了一项2期研究，以评估其与安慰剂相比作为与甲氨蝶呤联合治疗在活动性RA中的疗效和安全性，但结果未公开。

Figure 3. The representative structures of covalent irreversible BTK inhibitors with pyrrolopyrimidine, imidazolopyridine and aminopyrimidine scaffolds

图3. 代表性吡咯并嘧啶类，咪唑酮并吡啶类，氨基嘧啶类共价不可逆BTK抑制剂

化合物9是一种中等强度的BTK抑制剂，占据BTK激酶结构域的ATP结合口袋。用氨基嘧啶母核代替化合物9的吡咯并嘧啶，并在母核上引入氧连接的芳基丙烯酰胺弹头得到了化合物10，其在生化分析中显示出对BTK的较强抑制。将化合物10的共价弹头连接子部分进一步改造即得到了Evobrutinib [27] (图4(a))。Evobrutinib有效抑制PBMC中BCR刺激的B细胞活化(CD69:IC50 = 15.8 nM)和由CD64特异性Ab激活的FcγR信号传导(IC50 = 78 nm)，以及细胞因子IL-2、TNF-a、IL-17A和IL-6。这种抑制作用在B细胞驱动的自身免疫性疾病RA和SLE的动物模型中转化为疗效。Evobrutinib在RA患者中的2b期研究于2020年9月完成，但没有披露结果。默克还在进行使用该药物治疗复发性MS患者的两项3期临床研究。

化合物12是具有吡咯并嘧啶母核的可逆BTK抑制剂，以其为起点设计出了在体外抑制活性更高的化合物13，但由于13在体内的高清除率，导致其在低剂量时药效较低。Daniela Angst课题组用6-氨基嘧啶母核替换化合物13的吡咯并嘧啶得到可逆的BTK抑制剂化合物14，进一步的结构优化发现在化合物14的5位引入氧连接的丙烯酰胺共价弹头即得到高选择性的共价抑制剂Remibrutinib (图4(b))，它显示出对BCR/CD69 (IC50 = 2.5 nm)和FcγR/IL8 (IC50 = 18 nm)信号通路的有效抑制。该化合物与其他已上市和临床阶段共价BTK抑制剂相比具有出色的激酶选择性。在竞争结合试验中，Remibrutinib对BTK显示出非常强的亲和力，Kd为0.63 nm，对TEC和BMX的选择性分别为175倍和857倍。在临床1期研究 [28] 中，健康受试者使用该药物未产生任何安全性信号。Remibrutinib目前正在两项针对慢性自发性荨麻疹和SS的2期临床研究中进行测试。

(a)(b)

Figure 4. (a), (b) The representative structures of covalent irreversible BTK inhibitors with aminopyrimidine scaffolds and their research and development history

图4. (a)，(b)代表性氨基嘧啶类共价不可逆BTK抑制剂研发历程

3.1.7. 吲哚甲酰胺类

Bristol Myers Squibb基于咔唑骨架开发了口服的可逆BTK抑制剂BMS-935177 (16，图5)，IC50为3 nM，用丙烯酰胺代替BMS-935177的喹唑啉酮将可逆BTK抑制剂转化为不可逆抑制剂17后效力增加 [29]。小鼠PK的研究发现口服咔唑衍生物17后苯胺代谢物的血浆浓度较低。而苯胺代谢物由丙烯酰胺水解产生，构成了循环中主要的药物相关化合物。Squibb的科学家进一步优化结构，获得了具有二甲基吲哚甲酰胺核心的Branebrutinib (18) (BMS-986195) (图5)。在吲哚C5处引入氟原子后对BTK的抑制活性增强，使用丁炔基酰胺弹头与(S)-3-氨基哌啶接头配对实现了效力和反应性以及PK和稳定性之间的平衡。Branebrutinib具有高度选择性，与超过240种激酶对比，其对BTK有>5000倍的选择性，并只对四种相关的Tec家族激酶显示出低于5000倍的选择性(9到1000倍)。在健康受试者的1期研究中，每天接受一次3 mg剂量的Branebrutinib耐受性良好，BTK占用率 > 99% (失活) [30]。目前，Squibb还在开展另一项2期研究，以评估Branebrutinib治疗活动性SLE或原发性SS受试者的安全性和有效性，或评估Branebrutinib治疗后对活动性RA患者进行开放标签阿巴西普治疗的安全性和有效性。

Figure 5. The representative structures of non-covalent reversible BTK inhibitors with indolecarboxamide scaffolds and their research and development history

图5. 代表性吲哚甲酰胺类共价不可逆BTK抑制剂研发历程

3.2. 非共价抑制剂

3.2.1. 吡嗪酮和哒嗪酮类

CGI-1746 (19，图6)为一种有效且可逆的BTK抑制剂(IC50 = 1.9 nm)，具有吡嗪酮母核。其(100 mg/kg b.i.d)在CAIA模型中显示出预防关节炎发展的功效 [5]。然而，不良的ADME特性阻碍了CGI-1746的进一步开发(清除率(CL) = 87 mL/min/kg；口服生物利用度(F% < 5%))。随后基因泰克和吉利德围绕CGI-1746进行了系统的结构修饰。在筛选了100多种类似物后，四氢苯并噻吩被确定为叔丁基苯基的最佳替代基团。在保留四氢苯并噻吩部分的同时，用二甲基-3-氧代哌嗪代替吗啉-酰胺部分为临床候选药物GDC-0834 (20)。GDC-0834在体外抑制BTK，IC50为6 nm，并在基于细胞的CD86测定中显示EC50为60 nm，其在大鼠CIA模型中显示出疗效，以剂量依赖性方式诱导踝关节肿胀减少和形态病理学减少。在健康志愿者的单剂量1期试验中，发现GDC-0834在将四氢苯并噻吩连接到苯胺的环外酰胺键高度不稳定进而导致临床试验暂停 [31]。随后的努力集中在减少这种酰胺的代谢裂解上，进而发现了以哒嗪酮作为首选的铰链结合基团。围绕母核苯基哒嗪酮的进一步优化开发了有效的BTK抑制剂21 (IC50 = 3 nm)，其在人肝微粒体中具有中等稳定性，且在人肝细胞中的清除率较低(图6)。化合物21在鼠B细胞中表现出抗IgE刺激的CD63和CD86表达以及抗IgM刺激的B细胞增殖的有效抑制，EC50值分别为257 nm、91 nm和6 nm。此外，化合物21强烈抑制由人单核细胞产生的免疫复合物触发的细胞因子(EC50 = 37 nm (TNF)；EC50 = 22 nm (IL1))。

Figure 6. The representative structures of non-covalent reversible BTK inhibitors with pyridazinone scaffolds and their research and development history

图6. 代表性哒嗪酮类非共价可逆BTK抑制剂研发历程

3.2.2. 氨基嘧啶类

BIIB068 (22，图7)为选择性可逆抑制剂，作为自身免疫性抑制剂已进入一期临床。在健康志愿者中给药时，BIIB068表现出良好的体内药代动力学特征，并抑制了在未受刺激的全血中观察到的BTK的组成性磷酸化(24小时 > 70%)。研究表明调节中心苯基和柔性P环区域之间的相互作用将进一步增强结合力 [32]。因此将BIIB068的药物化学设计重点放在了优化亲脂性配体效率(LLE = 5)上。在苯环上引入七元环得到化合物23，增加了亲脂性，抑制效力增加2倍。其优性异构体24 (BTK IC50 = 0.4 nm，CD69 IC50 = 0.4 μm)，表现出良好的激酶组选择性，当以1 μm筛选时，其仅抑制1/394激酶，抑制率大于80%。在脲部分引入5元杂环得到的化合物25，其生化效力明显改善。为提高亲脂性和成药性，研究者在七元环上引入N取代的氧杂环丁烷得到极性增加的BIIB091 (26，pKa = 2.8，图7)，同时提高了细胞效力(WB CD69 IC50 = 0.071 nm)。在T-independent type 2 (TI2)免疫模型(严重依赖B细胞反应)中，在分别以30 mg/kg/dose，10 mg/kg/dose，1 mg/kg/dose，0.3 mg/kg/dose，0.1 mg/kg/dose及0.03 mg/kg/dose b.i.d口服BIIB091十天后，发现小鼠血清中抗-NP IgM浓度显著降低(88%, 77%, 59%, 59%, 44%, 34%, and 22%)，相当于ED50 = 1.95 mg/kg/天。现化合物BIIB091正在作为MS的潜在疗法进行临床1期试验。

Figure 7. The representative structures of non-covalent reversible BTK inhibitors with aminopyrimidine scaffolds and their research and development history

图7. 代表性氨基嘧啶类非共价可逆BTK抑制剂研发历程

3.2.3. 咪唑并吡嗪类

默克开发了一系列具8-氨基-咪唑并[1,5-a]吡嗪母核的非共价、可逆选择性BTK抑制剂。化合物27和28显示出有效的抑制活性，IC50值分别为0.27 nm和0.31 nm (图8)。在人PBMC功能测定和全血测定中，化合物28与27相比表现出更好的活性。默克的科学家成功地将酰胺的α-C与哌啶的2-C环化，在3位提供双环取代基得到化合物29 (图8)。与28相比，化合物29在酶促、细胞和全血测定中显示出更高的效力(IC50：分别为0.1 nm、2.5 nm和24 nm)。此外，与28相比，内酰胺约束的化合物29具有低清除率、长半衰期和更高的口服生物利用度。在CIA的预防性大鼠模型中，28和29在减少爪厚度方面均表现出剂量依赖性功效 [33]。

3.2.4. 氨基喹啉类

武田制药的科学家开发出了含有邻二氮萘甲酰胺骨架的口服小分子BTK抑制剂30 (BTK IC50 = 4.0 nm) (图9)。其对Tec和Src激酶家族的选择性比分别介于18和160倍之间。然而，该化合物对ALK2、LIMK1和TNK2的选择性小于10倍。尽管化合物30在大鼠CIA模型中以剂量依赖性方式减少爪肿胀，但较差的水溶性(在pH 7.4时<0.05 g/mL)限制了其体内研究 [34]。Rao课题组针对化合物30的稳定性和抑制活性进行了优化，发现了4-氨基喹啉-3-甲酰胺衍生物31，其类药性显着改善，水溶性提高了约150倍(pH 7.4时为7.3 g/mL)。喹啉衍生物31显示出对BTK-WT (IC50 = 5.3 nm)和BTK-C481S (IC50 = 39 nm)以及BTK Tyr223自磷酸化剂量依赖性的有效抑制。此外，化合物31对BTK的选择性高于Tec和SRC激酶家族的其他成员。除了BLK (28倍)之外，选择性比率均大于30倍。在小鼠CIA模型中，化合物33有效地减少了爪肿胀而不减轻体重，表明该抑制剂有效且耐受性良好 [35]。

Figure 8. The representative structures of non-covalent reversible BTK inhibitors with imidazopyrazine scaffolds and their research and development history

图8. 代表性咪唑并吡嗪类非共价可逆BTK抑制剂研发历程

Figure 9. The representative structures of non-covalent reversible BTK inhibitors with aminoquinoline scaffolds and their research and development history

图9. 代表性氨基喹啉类非共价可逆BTK抑制剂研发历程

3.2.5. 氨基吡啶酮类

为了克服GDC-0834 (化合物20，图6)的酰胺键在人体中快速水解的缺点，基因泰克在溶剂区使用了氨基吡啶酮骨架和三环酰胺，产生了比未环化前体更有效的抑制剂。在中心苯环上的甲基处引入羟基提高了BTK结合效力。所得化合物G-744 (32)具有偕二甲基取代的6-5-5三环系统。G-744显示出出色的BTK生化和细胞效力(BTK IC50 = 2 nm; CD86 IC50 = 64 nm)。在大鼠CIA模型中，口服给药剂量为6.25 mg/kg、12.5 mg/kg和25 mg/kg b.i.d时，可抑制全血中BTK Y223磷酸化并剂量依赖性抑制踝部厚度 [36]。在保持G-744核心骨架的同时，基因泰克开发了另一种三环的有效非共价BTK抑制剂——Fenebrutinib (33) (GDC-0853，图10)。Fenebrutinib有效抑制抗IgM诱导的BTK Tyr223磷酸化(IC50 = 3.1 nm)和B细胞增殖(IC50 = 1.2 nm)，以及人单核细胞中FcR依赖性TNF的产生(IC50 = 1.3 nm)。在激酶筛选试验中与其他六种临床阶段BTK抑制剂相比，发现Fenebrutinib是对BTK最具选择性的化合物，仅抑制286种脱靶激酶中的3种(BMX、Fgr和SRC)。在CIA模型的开发过程中，Fenebrutinib在q.d和b.i.d给药方案后剂量依赖性地降低了踝关节厚度。在健康志愿者自身免疫性疾病的1期研究中，Fenebrutinib的耐受性非常好，没有严重的不良事件，没有安全信号，也没有剂量限制性毒性 [37]。基因泰克进行了两项2期试验以评估Fenebrutinib在RA患者中的安全性和有效性。对于甲氨蝶呤(MTX)反应不足的RA患者，与安慰剂相比，Fenebrutinib (150 mg q.d或200 mg b.i.d)获得了更高的疗效。此外，Fenebrutinib在MTX耐受的难治性疾病患者中也显示出有效性 [38]。

Figure 10. The representative structures of non-covalent reversible BTK inhibitors with aminopyridone scaffolds and their research and development history

图10. 代表性氨基吡啶酮类非共价可逆BTK抑制剂研发历程

4. 结论与展望

BTK因在B细胞发育中的关键作用，现已成为炎症性和自身免疫性疾病的重要靶点。许多BTK抑制剂已被开发用于治疗炎症和自身免疫性疾病，包括RA、SS、MS、SLE、荨麻疹、天疱疮、ITP、RD等。不同于血液系统恶性肿瘤的是，这些疾病通常是无生命危险的长期疾病，需要意外脱靶毒性低的安全治疗， [39] 故提高化合物的选择性以提高安全性也是药物化学的设计重点。目前，可逆和不可逆BTK共价抑制剂在临床试验中展现出了良好的效果，其最新进展表明BTK靶向治疗在炎症或自身免疫适应症中的应用即将到来。

文章引用

杨婉萍,房小宝,马宇乐,施志浩. BTK抑制剂治疗炎症和自身免疫性疾病的研究进展
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    40. NOTES

    *通讯作者。

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