奥希替尼9291是治疗非小细胞肺癌的第三代抑制剂

　　奥希替尼9291是批准用于治疗非小细胞肺癌的第三代抑制剂。它通过掺入将EGFR T790M的Cys797烷基化的丙烯酰胺基克服了对第一代抑制剂的抗性。已显示P环（L718Q）中残基的突变会引起对奥希替尼9291的耐药性，但该过程的分子机制尚不清楚。在这里，我们通过模拟化学步骤（即，对EGFR T790M（对奥希替尼9291敏感）和EGFR T790M / L718Q（对奥希替尼9291耐药）的抑制过程（例如，Cys797的烷基化），并使用QM / MM模拟以及MD模拟与自由能计算相结合的识别步骤。计算表明，L718Q对Cys797烷基化的活化能和形成非共价复合物的结合自由能的影响都可以忽略不计。结果表明，Gln718影响EGFR-奥希替尼9291复合物的构象空间，稳定了防止与Cys797反应的丙烯酰胺构象。

　　奥希替尼9291是第三代EGFR抑制剂，已批准用于患有转移性EGFR T790M突变阳性NSCLC的患者，这些患者在使用第一代和第二代EGFR抑制剂治疗时或治疗后有所进展。与其他第三代抑制剂（例如WZ4002（4）和rociletinib（5））一样，奥西替尼拥有2-氨基嘧啶骨架，该骨架赋予EGFR相对于wt的致癌形式选择性，以及一个使Cys797烷基化的丙烯酰胺基团，从而确保了在T790M突变的存在下也有效抑制EGFR。

　　目前，新型抗药性的发展限制了奥希替尼9291的临床治疗益处。C797S突变已成为对第三代EGFR抑制剂耐药的主要决定因素，该突变用亲核力较小的丝氨酸代替半胱氨酸。最初报道了其他突变，即在P环中发生的L718Q和在ATP结合位点中发生的L844V，在体外赋予了对嘧啶类抑制剂的抗性，包括WZ4002和rociletinib。

　　奥希替尼9291维持了对具有这些突变的细胞的中等活性，这表明它对具有L718Q或L844V突变的患者可能仍具有临床有效性。但是，在表达L858R / T790M / L718Q EGFR突变体的Ba / F3细胞中进行的细胞增殖试验表明，与在表达L858R / T790M的Ba / F3细胞中表达双倍的Ba / F3细胞相比，奥希替尼9291在抑制细胞生长方面的效力要低得多（约100倍）。突变体或L858R / T790M / L844V三重突变体。这表明L718Q突变可能影响奥希替尼9291不可逆地抑制EGFR的能力。实际上，最近在表达EGFR L858R / T790M的NSCLC患者中也报告了对奥希替尼9291的临床耐药性，该患者也获得了L718Q突变。

　　L718Q因此成为一种突变，能够在体外降低奥希替尼9291的效力，并在体内赋予NSCLC耐药性。从目视检查EGFR–奥希替尼9291复合物的X射线结构开始，有人提出用EGFR 718位的谷氨酰胺替代亮氨酸可以降低EGFR对奥希替尼9291的亲和力和/或阻碍通过丙烯酰胺战斗部进行Cys797烷基化。考虑到Gln718处于EGFR ATP结合位点的外围位置，Gln718在降低奥希替尼9291活性中的确切作用仍然无法解释。

　　第三代EGFR抑制剂的临床使用揭示了新突变的出现，这些突变赋予肺癌细胞逃脱EGFR抑制的能力。在最近报道的突变中，考虑到L718Q发生在ATP结合位点周围的EGFR区域，并且其作用不明显（相反，例如，C797S突变）。在这里，一种多级计算方法提供了证据，即L718Q突变不会影响Cys797的电离状态（Cys797的内在反应性不会降低），也不会影响将丙烯酰胺直接添加到α，β双键的活化自由能。

　　用复制品交换-热力学积分方法进行的自由能计算表明，L718Q突变不会影响奥希替尼9291对EGFR活性位点的亲和力。另一方面，模拟表明，Gln718通过与丙烯酰胺战斗部的氢键稳定了奥希替尼9291的特定构型，其中丙烯酰胺取代基的亲电Cβ远离Cys797硫醇盐。这种构象会阻碍Cys797烷基化，因此可能有助于通过ATP将奥希替尼9291从EGFR置换出来，该总体图合理化了奥希替尼9291在具有L718Q突变的Ba / F3细胞中的抑制活性差，以及奥希替尼9291在获得该突变的患者中缺乏治疗活性。此外，我们关于由L718Q突变诱导的构象选择的结论对于设计克服药物抗性的新EGFR抑制剂应该是有用的。微信扫描下方二维码了解更多: