CDK10

摘要细胞周期机制失调与细胞周期蛋白依赖性激酶 (CDK) 失调有关，是癌症的明确特征，最终促进异常增殖，促进肿瘤发生和疾病发展。对此，在过去几十年中开发了几种 CDK 抑制剂 (CDKI)（第1、2和3代CDKI）来抑制癌细胞增殖。第1代和第2代 CDKIs 因其特异性有限、毒性大，用于肿瘤患者的治疗未受到临床广泛关注。然而，最近开发的联合策略使我们能够降低这些 CDKI 的毒性和副作用，为其在临床环境中的潜在应用铺平了道路。第3代 CDKIs 在临床前和临床水平上产生了最有希望的结果，推动其进入针对多种恶性肿瘤，尤其是乳腺癌的临床试验晚期阶段，并彻底改变了传统的治疗策略。本综述讨论了第1、2和3代 CDKI 中研究最多的候选药物、其基本作用机制、既往失败的原因及其目前治疗不同恶性肿瘤的临床开发。简要总结了最近的临床试验结果和开发第三代 FDA 批准的选择性 CDK4/6 抑制剂（对抗最普遍的癌症）的进展。总的来说，这篇综述将提供从过去到现在 CDKIs 的透彻知识，让研究人员重新思考和开发创新的癌症治疗方案。细胞周期的进展在很大程度上依赖于CDKs，CDKs的失调与细胞周期失调和异常增殖有关，这是癌细胞的两个关键标志。在过去的几十年里已经开发了多种 CDKIs 来抑制癌细胞增殖。早期生成的 CDKI 显示出异常的抗癌活性，但其显著的毒性和有限的选择性使人们对其治疗用途产生怀疑。而第3代 CDKIs 则以相对较低的毒性和较高的特异性，产生了最有前景的临床结果，推动其进入针对多种恶性肿瘤，特别是针对乳腺癌的临床试验的晚期阶段，并彻底改变了传统的治疗策略。1.引言非程序性增殖是癌细胞的关键标志之一。癌细胞的非程序性增殖直接或间接由失调的细胞周期蛋白依赖性激酶 (CDKs) 介导Unscheduled proliferation is one of the key hallmarks of cancer cells. Unscheduled proliferation in cancer cells is mediated directly or indirectly by dysregulated cyclindependent kinases (CDKs)。细胞周期早期 CDKs 的表达形成了细胞增殖的条件。实现 CDKs 在细胞周期进程中的潜力，在过去的几十年里，多种 CDK 抑制剂 (CDKIs) 被开发用于阻断癌细胞增殖。包括第1、2、3代CDKI。尽管第1和第2种 CDKI 在临床前和临床研究（程度较轻）中显示出显著的抗肿瘤疗效，但由于其特异性较低和毒性严重，这些抑制剂在癌症患者的治疗中未受到太多临床关注。近年来联合治疗策略的发展使降低前一代 CDKI 的毒性和副作用成为可能，为其在临床环境中的应用开辟了可能。与第1代和第2代 CDKI 相比，在开发第3代 CDKI 的临床方面取得了显著进展。临床前和临床结果表明，这些选择性 CDK4/6 抑制剂可以显著降低多种恶性肿瘤的进展。其中4种抑制剂palbociclib、ribociclib、abemaciclib和 trilaciclib 已被 FDA 批准用于治疗不同的癌症，单独使用或与已确立的疗法联合使用。本综述讨论了第1、2和3代 CDKI 中研究最多的候选药物、其基本作用方式、既往失败的原因以及多发性恶性肿瘤管理的近期临床开发。此外，简要总结了 FDA 批准的第三代选择性 CDK4/6 抑制剂治疗最普遍癌症的最新临床试验结果和进展。1.1.CDK和细胞周期进程CDKs 是在细胞周期进程和转录调控过程中催化蛋白磷酸化的酶家族。CDKs的催化活性需要被称为细胞周期蛋白的调控伴侣的结合。几种 CDKs 和细胞周期蛋白已在不同物种中被鉴定识别，只有特异性的 CDK-细胞周期蛋白相互作用被认为控制细胞周期进程，即通过G1、S、G2和 M 期。在哺乳动物中，目前公认的模型是基于生化证据，其中 G1 至 S 期转变由 CDK4 或 CDK6 与D1、D2和 D3 细胞周期蛋白结合控制。在细胞周期早期，有丝分裂前信号增加细胞周期蛋白 D 的表达，细胞周期蛋白 D 结合并激活CDK4/6，最终激活CDK2/cyclin E。CDK4/CDK6使 Rb 蛋白磷酸化，CDK2进一步磷酸化Rb。在细胞周期蛋白-CDK4/6 复合物存在的情况下，Rb的过度磷酸化阻断 E2F 结合，使细胞进入 S 期，在那里发生 DNA 合成。当CDK2/cyclin A 磷酸化E2F1，阻断其 DNA 结合能力时，S期终止。CDK1与细胞周期蛋白 B 结合完成有丝分裂过程。据报道，CDK3与细胞周期蛋白 C 结合可使Rb 磷酸化，导致从 G0 期退出。也有报道 CDK3 有助于进入 S 期，部分是通过激活转录因子 E2F 家族成员，但其作用与 CDK2 不同。这些事件的概述和图形表示见图1.除了直接驱动细胞周期进程的CDKs（如CDK4、CDK6、CDK2、CDK1和CDK3）外，还揭示了一个控制转录的 CDKs 家族，其中包括CDK7、CDK8、CDK9、CDK10、CDK11、CDK12、CDK13等。在特殊组织环境中具有有丝分裂后功能的CDK，如CDK5，也已被确定。每个CDK 的重要性及其对细胞周期调控的贡献的细节已经在各种报告中讨论过。在本节中，我们打算概述调节哺乳动物细胞周期的 CDK 家族重要成员。鉴于 CDKs 在哺乳动物细胞细胞周期调控中发挥的至关重要的功能，所有恶性肿瘤都具有某些损害细胞周期正常控制的特征可能并不令人惊讶。这就是为什么在过去的30年里，多种靶向 CDKs 活性的药物不断进化，并在临床试验中进行了测试的原因。在最近的时代，选择性靶向 CDK 家族两个关键成员 (CDK4/6) 活性的最先进药物已成为现代癌症治疗的支柱。在下面的章节中，简要回顾了第1、2和3代靶向 CDK 活性 (CDKIs) 药物中研究最多的候选药物，它们最近在临床上开发用于治疗多种恶性肿瘤，它们的基本作用方式及其过去失败的原因，以及振兴它们用于癌症治疗的策略。图1.CDK家族蛋白及其相互作用的伴侣参与调节细胞周期进程。促有丝分裂信号在细胞周期早期促进细胞周期蛋白 D 的合成，细胞周期蛋白 D 结合并激活CDK4/6，随后激活CDK2/cyclin E。CDK4/CDK6使 Rb 蛋白磷酸化，CDK2进一步使 Rb 过度磷酸化。Rb的过度磷酸化阻止E2F 结合，使细胞进入 S 期，在那里发生 DNA 合成。在 S 期接近结束时，CDK2/细胞周期蛋白 A 磷酸化E2F1，阻止其与 DNA 结合并终止 S 期。CDK1与细胞周期蛋白 B 偶联完成有丝分裂过程。CDK3与细胞周期蛋白 C 结合使 Rb磷酸化，导致从 G0 期退出。除了这些直接驱动细胞周期进程的CDK 外，还发现了CDK7、CDK8、CDK9、CDK10、CDK11、CDK12、CDK13和 CDK19 等其他CDK，并证实参与转录调控。2.靶向各种恶性肿瘤的 CDKI进展2.1.第一代 CDKI一旦探索了 CDKs 在各种癌症中的治疗潜力，就会进化出 CDKIs 开发的研究。最初，多种 CDKI 被称为第一代CDKI，包括olomoucine、flavopiridol和roscovitine，被开发为潜在的癌症治疗药物，并在大量临床试验中进行了试验。然而，由于其相对于其类似物的亲和力有限且毒性严重，其中一些第一代CDKI（如olomoucine）尽管在临床前研究中对癌细胞具有相当大的抑制作用，但仍无法用于临床研究。相比之下，flavopiridol和 roscovitine 这两种第一代 CDKI 在研究方面引起了最大的关注，正在用于 I/II 期临床研究。2.2. FlavopiridolFlavopiridol 是研究最广泛的第一代CDKI，也是首次用于临床研究。Flavopiridol最初被发现是表皮生长因子受体的抑制剂，在多个实验模型中已被证明可以抑制各种癌症的生长，但后来，观察到其对CDK1、CDK2、CDK4、CDK6、CDK7和 CDK9 的抑制活性强于对表皮生长因子受体的抑制活性（图2）flavopiridol的初步临床试验始于1994年，作为慢性淋巴细胞白血病和急性髓系白血病的一线联合治疗。此后，根据最大的临床试验数据库 (www.clinicaltrials.gov)flavopiridol已经在67项临床试验中进行了测试，该药主要用于治疗包括淋巴瘤、急性髓性白血病、前列腺癌和胃癌在内的多种癌症。flavopiridol的早期试验证明，在体外足以抑制细胞增殖和 CDK 活化的浓度可在人体中安全获得。此外，这些静脉注射 flavopiridol 的初步临床试验表明对多种癌症有效，如非霍奇金淋巴瘤和前列腺癌、结肠癌、肾癌和胃癌。然而，在这些研究期间，观察到严重的不良反应，如分泌性腹泻和促炎状态伴低血压，导致该药物的进一步临床开发停止。联合治疗策略的最新发展使其能够降低与强效药物相关的毒性和副作用，从而改善其在临床环境中的应用。在相同的背景下，已对各种药物与 flavopiridol 联合使用进行了检查，以降低 flavopiridol 在临床上的严重不良反应。例如，在 I 期临床研究中，食管癌、肺癌和前列腺癌均对序贯紫杉醇和favopiridol治疗有良好的反应。几项 I 期临床研究已经证明了联合使用 favopiridol 和多西他赛对抗转移性乳腺癌、多种非血液系统癌症和晚期实体瘤的巨大潜力。还进行了多项使用favopiridol的 II 期临床研究。其中许多在多种癌症中有中度至显著的结果，而另一些则产生了不令人满意的结果，需要对其他联合策略进行更多的实验。这些晚期临床研究的详细信息总结见表1。图2.总结了多年来开发的研究最广泛的第1、2和3代CDKI、其化学结构及其靶向的重要CDK。表1.部分第一代和第二代CDKI 的晚期临床试验概述2.3. RoscovitineRoscovitine 是一种基于嘌呤的CDKI，也是第一代 CDKI 之一，将在多种癌症的临床试验中进行探索。这种抑制剂已经证明了它能够结合和抑制 CDK 家族的多个成员，包括CDK1、CDK2、CDK5、CDK7和CDK9，即使在微摩尔浓度下 (2) 临床前研究了Roscovitine对多种癌细胞系和移植瘤模型的抑制作用，显示Roscovitine的抑制作用多通过细胞周期阻滞和凋亡诱导介导。此后，开展了几项以roscovitine 为单一药物的 I 期和 II 期临床试验，但结果未能给科学界留下明显的印象。使用 roscovitine 的 I 期临床试验证明没有客观的肿瘤反应，即使一些患者 (8/21) 达到了疾病稳定。另一项 I 期临床研究发现，各种类型恶性肿瘤个体的部分缓解和肿瘤稳定。还进行了一项 II 期临床试验，研究口服 roscovitine 治疗非小细胞肺癌的有效性；然而，这项研究被关闭，没有数据被披露 (NCT00372073)。与 flavopiridol 相似，roscovitine最近在临床水平上与常规治疗联合使用。最近完成的一项 I 期临床研究采用了sapacitibine和Roscovitine联合治疗BRCA（乳腺癌基因）肿瘤，研究显示出潜在的协同效应，导致细胞周期停滞和肿瘤细胞凋亡。根据这项研究，将 roscovitine 与 sapacitibine 联合使用增加了其总体疗效并降低了其细胞毒性，表明未来采用联合策略的研究可能会提高 roscovitine 的治疗疗效。使用 roscovitine 单药或联合治疗多种癌症的 II 期临床研究总结见表1。2.4.第二代 CDKI考虑到第一代 CDKI 抑制剂的细胞毒性和低选择性，已开发了几种第二代CDKI，并在各种临床研究中进行了试验。这些化合物包括多种化合物，如dinaciclib、AT7519、CYC065、P276–00、TG02、roniclib、RGB-286638、PHA793887、ZK-304709、P1446A-05、R547、SNS-032、AZD5438、AG-024322和PHA-848125。然而，并非所有研究均在早期临床研究之外进展，并在晚期临床研究中产生了令人满意的结果。例如，由于申办方公司的商业决定，停止了P276–00的临床试验。3项 I 期研究评估了AZD5438（一种对CDK1、CDK2和 CDK9 具有选择性的抑制剂）以不同给药方案给药时的临床安全性、耐受性、药代动力学和药效学，观察到耐受性较差，停止了其临床开发。R547是一种CDK1、CDK2和 CDK4 抑制剂，对CDK7、GSK3a和 GSK3b 的疗效较低，2007年在一项 I 期研究中进行了研究，但尽管声称毒性可控，但并未进一步进展。使用 SNS-032 抑制剂启动了两项 I 期临床试验，据称 SNS-032 抑制剂对CDK2、CDK7和 CDK9 具有选择性；然而，这些研究未进行随访。P1446A-05、ZK-304709和RGB-286638 的 I 期或 II 期研究也已终止。另一方面，三种第二代CDKI，即dinaciclib、AT7519和CYC065，在临床前水平进行了相当多的研究后，能够进入晚期临床试验。下面，我们分别对这3个第二代 CDKI 进行了详细的讨论。2.5. DinaciclibDinaciclib 是研究最广泛的第二代CDKI，主要被开发为一种非常有效的CDK1、CDK2、CDK5和 CDK9 抑制剂 (图2) 对CDK4、CDK6、CDK7的活性降低。在基于细胞的实验中，与早期世代相比，dinaciclib在抑制 RB 磷酸化方面表现出更大的有效性。此外，dinaciclib在超过100种多种肿瘤类型的肿瘤细胞系中阻止了细胞周期的进展，并在各种异种移植模型中引起植入的实体瘤消退。Dinaciclib在48例晚期实体瘤患者中进行了 I 期试验，这些患者每周接受一次2小时静脉输注，持续3周。直立性低血压和尿酸升高是记录的剂量限制性毒性；然而，总体而言，治疗耐受良好，在10例患者中观察到疾病稳定。在乳腺癌和非小细胞肺癌患者中进行了 dinaciclib 的 II 期试验，但在两项研究中，与标准治疗相比，dinaciclib导致疾病进展时间更短，因此试验被叫停。鉴于第一代 CDKI flavopiridol 在复发性和难治性慢性淋巴细胞白血病中观察到令人鼓舞的结果，还在该患者人群中研究了 dinaciclib 的治疗疗效。令人惊讶的是，54%的 dinaciclib 治疗患者出现缓解；然而，血细胞减少症和肿瘤溶解综合征被观察为不良后果。这表明 dinaciclib 可能对某些血液癌症的治疗有效，flavopiridol也证实了对这些癌症的疗效。设计了一项随访 III 期试验，在接受 dinaciclib 与 ofatumumab 治疗的复发/难治性慢性淋巴细胞白血病患者中，将无进展生存期 (PFS) 作为主要终点（ORR，部分缓解+完全缓解）和总生存期 (OS) 进行比较。PFS、ORR和 OS 的结果显示，dinaciclib对慢性淋巴细胞白血病的疗效优于ofatumumab，但由于样本量太小，无法进行统计分析。接受 dinaciclib 或 ofatumumab 治疗的患者的中位 PFS 分别为13.7个月和5.9个月。接受 dinaciclib 治疗的患者的 ORR 为40.0%，接受 ofatumumab 治疗的患者的 ORR 为8.3%。所有这些均为部分缓解。共有35.0%的 dinaciclib 患者和45.8%的 ofatumumab 患者能够使其疾病免于恶化。Dinaciclib患者的中位 OS 为21.2个月，而ofatumumab患者的中位 OS 为16.7个月。还使用了不同的组合策略来增强 dinaciclib 的效率并降低其毒性。例如，在一项 I 期随机递增3+3研究中，复发性/难治性慢性淋巴细胞白血病患者接受了dinaciclib+利妥昔单抗治疗。根据这项试验的研究结果，dinaciclib联合利妥昔单抗的耐受性良好，在复发/难治性慢性淋巴细胞白血病患者中表现出临床活性。同时进行了一项以 MYC 过表达作为反应预测因子的 dinaciclib 联合 pembrolizumab 治疗晚期三阴性乳腺癌 (TNBC) 患者的 Ib 期研究，结果在2020年 ASCO 年会上公布。晚期TNBC 患者除接受设定剂量的帕博利珠单抗 200 mg 每21天一次给药外，还在第1天和第8天接受 dinaciclib IV 给药。采用剂量限制性毒性 (DLT) 率为25%的毒性概率区间设计增加 Dinaciclib 的剂量，并对基线肿瘤组织进行MYC IHC，以确定临床反应。在本研究中，入组了32例患者（中位年龄53岁，中位既往治疗线数为2，13例患者 (41%) 既往患有ER+乳腺癌）。剂量递增阶段招募了18例无 DLT 的患者；33 mg/m2是推荐的 II 期剂量 (RP2D)。剂量扩展研究增加了14例患者，剂量为33 mg/m2，使实验得出结论。结果显示所有患者均发生3级不良事件 (AE)，包括发热(12.5%)、疲乏 (12.5%)、中性粒细胞减少(37.5%)、转氨酶炎性升高 (3.2%) 和神经肌肉无力(3.2%)。疲乏 (63%)、腹泻 (63%)、恶心 (63%) 和中性粒细胞减少症 (53%) 是最常见的所有等级不良反应。在初步疗效分析中观察到临床获益率为47%，c-MYC高表达与临床缓解显著相关，需要进一步验证 c-MYC 作为联合治疗缓解的预测标志物。在这些令人鼓舞的结果之后，正在进行一些进一步的晚期临床试验，采用 dinaciclib 单药或与其他药物联合治疗各种癌症。表2总结了这些研究。表2.正在进行的palbociclib 单药或联合治疗晚期临床试验列表2.6. AT7519Dinaciclib为发现AT7519铺平了道路，AT7519是另一种对CDK1、CDK2、CDK4、CDK5、CDK6和CDK9表现出抑制活性的抑制剂（图2）与dinaciclib相似，这种抑制剂在多种人癌细胞系中表现出令人鼓舞的疗效，即使在纳摩尔浓度下也是如此。在一项探索AT7519生物学特征的研究中，AT7519显示可诱导人肿瘤细胞的细胞周期停滞和随后的细胞凋亡。在同一研究中，在人结直肠癌异种移植模型中观察到显著的肿瘤消退，证明了显著的抗癌有效性。同样，Dolman等人于2015年发表的一项临床前研究。表明AT7519作为治疗MYCN扩增的高危神经母细胞瘤患者的潜在疗法。在最近的一项临床前研究中发现，纳摩尔浓度的AT7519通过阻止G2/M期细胞并诱导细胞凋亡，大大抑制鼻咽癌的生长。I期临床试验已被用于研究AT7519是否能有效治疗晚期难治性实体瘤或非霍奇金淋巴瘤个体。共有34例患者参加本试验，其中32例接受所有4个剂量水平的治疗。粘膜炎、发热性中性粒细胞减少症、皮疹、疲乏和低钾血症是观察到的一些剂量限制性毒性。在19例可评价疗效的患者中，10例的最佳缓解为疾病稳定。II期推荐剂量为27.0 mg/m2。还进行了一项使用AT7519治疗复发性套细胞淋巴瘤和复发性难治性慢性淋巴细胞白血病的II期临床试验。然而，在16个月期间仅累积了7例患者的预后。因此，试验提前结束。在一项I/II期开放性多中心研究中，还在既往接受过多发性骨髓瘤治疗的患者中研究了AT7519M单药治疗和与硼替佐米联合治疗。在本研究中，AT7519M和硼替佐米全剂量有效联合给药，患者组对该治疗耐受良好。AT7519M和硼替佐米的最大耐受剂量分别为21 mg/m2和1.3 mg/m2。在接受过硼替佐米预治疗或硼替佐米难治的部分患者中，AT7519M与硼替佐米联合给药产生了显著缓解（33%PR）；然而，AT7519M单药治疗后未观察到显著疗效。此外，2016年4月启动了一项使用onalespib和AT7519治疗转移性或不能手术的实体瘤患者的I期临床试验，目前正在进行中。本研究的主要目的是确定onalespib和AT7519 M联合治疗晚期、转移性和不可切除的恶性实体瘤的安全性、耐受性和最大耐受剂量。表1包含此类临床研究的更多信息。2.7.FadraciclibFadraciclib(CYC065) 也是一种第二代CDKI，来源于 roscovitine 和CCT068127。这种抑制剂对CDK2、CDK5和 CDK9 表现出很强的效力(图2)。在急性髓系白血病和急性淋巴细胞白血病的临床前模型中，表明 CYC065 通过抑制CDK9 限制白血病细胞系的增殖和存活，从而降低 RNA 聚合酶Ⅱ介导的转录和 MCL1 表达，从而引发细胞凋亡。此外，CYC065可通过促进细胞周期进程和抑制分化，降低 MEIS1 的表达，MEIS1是混合谱系白血病干细胞发生和维持所必需的转录辅因子。同样，另一项临床前研究探索了 CYC065 对 AML 和混合谱系白血病的治疗潜力。发现相关癌细胞系对这种抑制剂极为敏感，导致这些癌细胞快速凋亡。此外，同一研究表明，小鼠经口给予 CYC065 可使 AML 肿瘤生长减少90%以上。考虑到这种新兴的强效 CDKI 令人鼓舞的结果，单独使用这种抑制剂或与 venetoclax 联合使用的不同 I/II 期临床试验正在包括复发性/难治性急性髓系白血病 (AML)、慢性淋巴细胞白血病和多发性实体瘤在内的多种恶性肿瘤中进行。这些 I/II 期临床试验的详细信息见表1。2.8.第三代 CDKI绝大多数来自第1代和第2代的 CDKIs 在其分子靶点上没有选择性（图2）阻止这些早期一代 CDKIs 在临床方面完全开发的主要障碍是对其作用的潜在机制缺乏坚实的理解。就众多第1代和第2代 CDKI 的治疗疗效而言，尚不清楚哪些 CDK 在体内条件下受到抑制，以及通过何种机制受到抑制。此外，由于其中许多早期 CDKI 靶向正常细胞增殖和存活所必需的多种蛋白，如 CDK1 和CDK9，因此这些药物在晚期临床研究中的进一步开发也受到其无法区分癌组织和健康组织的限制。归因于这些早期生成 CDKI 的缺点意味着，改善对特定 CDK 的选择性对于CDKI 作为癌症治疗药物的有效开发至关重要。因此，开发了特异性靶向 CDK 4 和 CDK6 的选择性更强、毒性更小的第三代CDKI。这些药物包括palbociclib、ribociclib、abemaciclib和最近开发的trilaciclib。这些都是口服选择性 CDK 4/6 抑制剂，可阻止 RB 的磷酸化，引起 G1 期阻滞和肿瘤细胞的衰老。它们似乎具有相似的临床作用和相似的化学结构（图2）这些第3代 CDKIs 被认为是迄今发现的最耐人寻味、最有前景的 CDKIs 家族，彻底改变了几种侵袭性恶性肿瘤的治疗。已对 CDK 4 和 CDK6 抑制剂在癌症中的作用以及palbociclib、ribociclib、abemaciclib和 trilaciclib 的药理学特性进行了广泛研究。下面简要概述这些新一代 CDKI 治疗多种恶性肿瘤的最新临床发展。2.9. PalbociclibPalbociclib是研究最广泛的第三代CDKI之一。口服生物可利用的palbociclib由辉瑞开发，并于2015年2月获得FDA的批准。Palbociclib是一种CDK4/6抑制剂，IC50（抑制浓度）为9-15 nmol/L，通过与ATP（三磷酸腺苷）口袋结合发挥作用。重要的是，它对任何其他激酶都没有任何作用。CDK4/6激酶及其共调节伴侣细胞周期蛋白D促进G1-S转换，因此，在RB蛋白磷酸化和E2F转录因子被激活的细胞中，阻断这一步可抑制细胞周期进程。Palbociclib在多种类型癌症的各种临床前研究中显示出良好的结果。例如，在人肝癌细胞系中，palbociclib通过诱导可逆性细胞周期停滞来抑制细胞生长。在亚微摩尔剂量下，发现80%的口腔鳞状细胞癌细胞系对palbociclib敏感。在40种卵巢癌细胞系中发现了palbociclib的浓度依赖性抗增殖作用，但各细胞系之间的作用差异很大。通过降低Rb磷酸化，palbociclib能够成功地将多种肿瘤细胞（包括HT29、Colo205和DLD1等）阻滞在G1细胞周期阶段。在不同癌症类型的异种移植小鼠模型中也观察到相似的结果。例如，palbociclib在ApcMin小鼠体内可有效给药，抑制肿瘤细胞生长，而对正常上皮细胞无影响。在小鼠异种移植模型中进行试验时，Palbociclib对多种肿瘤（包括乳腺癌）具有抗肿瘤活性。此外，已证实palbociclib可通过阻断c-Jun/COX-2通路抑制乳腺癌细胞迁移和侵袭以及上皮间质转化和转移。在获得关于palbociclib疗效的令人鼓舞的临床前结果后，在不同的人类癌症类型中使用palbociclib单药和与其他疗法联合进行了多项I/II/III期临床研究，包括胰腺神经内分泌癌（NCT02806648）、卵巢癌（NCT03936270）、转移性胰腺导管腺癌（NCT02501902）、转移性结直肠癌（NCT03446157）以及KRAS突变的非小细胞肺癌和实体瘤（NCT02022982）。尽管palbociclib正在几种不同的癌症中进行研究，但最令人鼓舞的发现是在乳腺癌中。这是palbociclib大多数晚期临床研究（II/III期）在乳腺癌患者中进行的主要依据。在综述的单独章节中记录了这些临床研究的结局（第三代CDKI治疗乳腺癌的临床研究的最新突破），并将其列于表2中。2.10. Abemaciclib礼来公司实验室的研究人员首次确定 abemaciclib 是一种抗肿瘤药物，也是 CDK4 和 CDK6 的双重抑制剂。后来研究表明，abemaciclib是 CDK4 和 CDK6 ATP 结合结构域的竞争性抑制剂，对 CDK4 的疗效是 CDK6 的14倍。根据其生物活性和对 CDK4/细胞周期蛋白 D1 和CDK6/细胞周期蛋白复合物的极特异性抑制选择Abemaciclib。与 palbociclib 相似，未检测到对其他必需细胞周期相关激酶的活性。IC50值是 palbociclib 和 ribociclib 的1/5（将在下文讨论），因此，abemaciclib对 CDK4/细胞周期蛋白 D1 复合物的选择性更高。在 abemaciclib 治疗多种癌症（包括结直肠癌、肺癌、胶质母细胞瘤和血癌）的临床前表征期间，、 abemaciclib 即使在纳摩尔浓度下也能通过抑制 Rb 蛋白磷酸化抑制 CDK4 和CDK6，引起 G1 期阻滞，增殖变慢。Abemaciclib连续给药时耐受性良好，在肿瘤异种移植模型中评价时显示出显著的剂量依赖性抗癌疗效，导致肿瘤体积减少70%。基于临床前研究中获得的非常有前景的结果，abemaciclib进入了临床开发阶段。进行了一项 I 期多中心研究，以评估 abemaciclib 单药治疗多种晚期恶性肿瘤的安全性、药代动力学特征、药效学作用和抗肿瘤活性，包括乳腺癌、非小细胞肺癌、胶质母细胞瘤、黑色素瘤和结直肠癌。本研究共纳入225例患者：剂量递增队列33例，肿瘤特异性队列192例。3级疲乏是研究期间观察到的剂量限制性毒性。最大耐受剂量为200 mg/12 h。胃肠道、肾脏或造血系统影响和疲乏是最常见的不良事件。既往接受过治疗的乳腺癌、非小细胞肺癌和黑色素瘤患者均获得了放射学缓解。激素受体阳性乳腺癌的总缓解率为31%；然而，61%的患者出现缓解或疾病稳定持续6个月或更短时间。在另一项 I 期研究中，接受 abemaciclib 单药或联合氟维司群或其他抗激素治疗的HR+转移性乳腺癌患者显示出有利的药代动力学和毒性特征，其中腹泻、中性粒细胞减少症、恶心和疲乏是最常见的3级治疗相关副作用。未记录到4级事件或发热性中性粒细胞减少症。接受abemaciclib+氟维司群治疗的HR+转移性乳腺癌患者组表现出最有前景的结局，在平均接受过4次既往全身治疗的患者中，62%证实了部分缓解。这些发现引发了 II 期和 III 期临床研究的开始。在 MONARCH 1 临床 II 期试验中，研究了 abemaciclib 单药在内分泌治疗后疾病进展且既往接受过化疗的难治性HR +/HER2-转移性乳腺癌患者中的抗肿瘤活性，在 MONARCH III 期试验中，在内分泌治疗后疾病进展的HR +/HER2晚期乳腺癌患者中评价了 abemaciclib 与氟维司群的联合用药。综述的后面部分详细讨论了这些临床试验的结果。由于其在HR +/HER2晚期乳腺癌中的显著临床结果，目前正在多项正在进行的 i/II/III 期临床试验中对该抑制剂单药或与其他已确定的癌症疗法联合治疗多种恶性肿瘤进行临床研究。例如，在头颈部鳞状细胞癌 (NCT03655444)、转移性肾细胞癌 (NCT03905889)、胆道癌 (NCT04003896)、胶质瘤 (NCT05413304)、骨和软组织癌 (NCT04040205)、转移性或局部晚期间变性/未分化甲状腺癌 (NCT04552769) 和子宫内膜癌 (NCT04393285) 中。这些正在进行的临床研究的结果可能为各种流行癌症的新型、有效的治疗方式铺平道路。2.11. RibociclibRibociclib 由诺华国际公司开发，2017年获得 FDA 批准，与来曲唑联合使用时，可用于晚期乳腺癌患者的治疗。与其他第三代 CDK 抑制剂一样，Ribociclib是一种口服生物可利用的小分子药物，可特异性抑制CDK4/6，从而降低视网膜母细胞瘤蛋白磷酸化，阻止细胞周期进程并将细胞周期阻滞在 G1期。已证明 Ribociclib 可降低细胞周期蛋白 D1 和 CDK4 复合物以及细胞周期蛋白 D3 和 CDK6 复合物的结合，对CDK4 的选择性是 CDK6 的4倍。在肺癌细胞系和原发性肿瘤组织中进行的 CDK4/6 抑制剂活性的化学蛋白质组学研究表明，ribociclib对 CDK4 和 CDK6 的选择性远高于palbociclib，后者已被证实可与两倍多的激酶发生相互作用。在一项癌细胞系广泛研究中，分析了 ribociclib 对超过500种细胞系的活性，其显示出剂量依赖性抗肿瘤活性，与各种肿瘤细胞系中的 CDK4/6 抑制具有良好的相关性；但在神经母细胞瘤细胞系中的作用更为明显。另一项探索ribociclib 治疗作用的研究发现，ribociclib治疗与神经母细胞瘤细胞系来源的异种移植动物模型中磷酸化Rb、Ki67和细胞增殖的减少有关，导致整个治疗过程中肿瘤生长显著延迟。这些令人鼓舞的临床前方面的结果与其他在多种癌症类型中的结果一起，单独或与标准疗法一起，导致研究人员在 I/II/III 期临床试验中探索这种第三代抑制剂的作用。在美国和欧洲以及日本进行了第一项 I 期临床试验，检查了 ribociclib 单药治疗多种 Rb 阳性晚期实体瘤和淋巴瘤的有效性。使用 ribociclib 作为单药，这些探索性临床试验表明在 Rb 阳性恶性肿瘤中具有可接受的安全性特征和早期临床有效性，支持在临床环境中进一步探索该药物。从那时起，ribociclib成为多种肿瘤类型的多项 I/II 期临床试验的主题，包括 BRAFV600 和 NRAS 突变黑色素瘤 (NCT01777776，NCT01781572)、非小细胞肺癌、头颈部鳞状细胞癌、食管鳞状细胞癌、胃肠道间质瘤和结直肠癌 (NCT04000529)、畸胎瘤 (NCT02300987)、脂肪肉瘤 (NCT03096912)、骨髓纤维化 (NCT02370706)、卵巢癌 (NCT03056833) 和子宫内膜癌 (NCT03008408)。然而，最先进的临床试验正在研究 ribociclib 与几种常规疗法联合治疗HR+乳腺癌。这些高级临床研究的详细信息包含在本综述的后续章节中。2.12. TrilaciclibTrilaciclib 是G1 Therapeutics（原名G-Zero Therapeutics）开发的最新第三代短暂性 CDK 4/6 抑制剂，与化疗联合用于治疗癌症，尤其是小细胞肺癌和TNBC，具有骨髓保护、潜在抗肿瘤疗效和安全性获益。CDK控制细胞周期进程，trilaciclib诱导骨髓中增殖的造血干祖细胞发生一过性、可逆性 G1 细胞周期阻滞，保护其免受化疗损伤。2021年02月12日，FDA首次批准 trilaciclib 在含铂/依托泊苷方案或含托泊替康方案治疗广泛期小细胞肺癌 (ES-SCLC) 前给药可降低成人化疗诱导的骨髓抑制风险。多项研究表明，trilaciclib是一种非常有效、具有选择性和可逆性的CDK 4和 CDK6 抑制剂。用 trilaciclib 处理24 小时的正常成纤维细胞系产生了显著和一过性的 G1 细胞周期停滞。同一研究发现，在化疗前给予 trilaciclib 可减CDK4/6 依赖性细胞的凋亡，表明瞬时 trilaciclib 可引起这些细胞的 G1 细胞周期停滞，并降低与骨髓抑制相关的细胞毒性化疗药物的体外毒性。在小鼠同基因肿瘤模型中，在化疗加免疫检查点抑制剂方案中添加 trilaciclib 改善了抗肿瘤有效性，部分是通过改变肿瘤微环境中 T 细胞亚型的增殖和组成。在健康志愿者的首次人体 I 期临床试验中，96或 192 mg/m2 trilaciclib 单次给药以剂量依赖性方式抑制了CD45 +/CD3+淋巴细胞的增殖。此外，在 24 h 时，trilaciclib增加了骨髓造血干细胞和祖细胞的 G1 细胞群，在 32 h 时部分恢复，并且对于研究中评估的所有骨髓祖细胞亚群，G1期细胞的比例增加。此外，最近开展了一项 II 期试验，评估 trilaciclib 联合化疗方案吉西他滨和卡铂（GC方案）治疗复发性或转移性 TNBC 的疗效。本研究的结果表明，在标准 GC 治疗的基础上加用 trilaciclib 可显著增加生存率。除这些试验外，正在对晚期/转移性膀胱癌 (NCT04887831)、乳腺癌（NCT04799249、NCT05113966和NCT05112536）、结直肠癌 (NCT04607668) 和小细胞肺癌 (NCT04902885) 进行额外的 II/III/IV 期临床研究。希望这些先进的正在进行的临床试验的发现可能为多种常见恶性肿瘤的创新、成功的治疗方法铺平道路。2.12.1.过去和现在对CDKIs 的挑战如前所述，在过去的几十年里，已经开发了三代 CDK 抑制剂 (CDKIs)。尽管第1和第2代 CDKI 在临床前和临床研究（程度较轻）中显示出显著的抗肿瘤活性，但由于许多原因，这些抑制剂在癌症患者的治疗中未获得太多的治疗关注。阻碍早期一代 CDKI 进一步临床开发的主要因素之一是其缺乏选择性，从而导致毒性增加。由于这些早期生成的 CDKI 靶向几种CDK，尚不清楚这些早期生成的 CDKI 特异性靶向哪种CDK，尚不确定这些早期生成抑制剂治疗作用的基础机制。同样方面的另一个因素是抑制对正常细胞生理活动很重要的必需CDK，包括增殖、存活、检查点激活、DNA修复和复制。这导致正常细胞的细胞毒性水平更高。另一方面，第3代或选择性CDKI（CDK4/6抑制剂）尚未遇到这些问题，使其取得最令人鼓舞的结果，进行晚期临床试验，并获得 FDA 批准。然而，尽管在临床方面取得了显著的成功，但固有和获得性耐药对其更广泛的使用构成了重大挑战。临床上，据报告，只有一部分接受治疗的患者对晚期 CDKI 产生应答，而其他患者表现出固有耐药性，无法从这些药物中获益，通常转换为化疗。同时，一些患者最初从治疗中获益，但后来获得了对这些 CDKI 的耐药性。多项研究试图探讨耐药的相关机制，发现 RB 的基因丢失和突变、细胞周期的各种关键调控因子如p16、CCNDI、CCNE1、E2F、CDK2、CDK4、CDK6、CDK7、CDK9的扩增、参与细胞存活和增殖的关键通路的激活，如 FGFR 通路、PI3K/AKT/mTOR通路、ER/PR的表达缺失、CDKI耐药的免疫相关机制、癌细胞内的代谢改变、药物诱导的基质功能改变等是 CDKI 治疗耐药的重要可能机制。这些机制最近在多篇报道中进行了详细介绍。尽管发表了过多的临床前研究，但 CDKI 耐药机制与临床验证的明确背景尚待研究。这突出了该课题临床和临床前研究的重大差距。迫切需要对耐药机制进行更彻底的研究，发现生物标志物来识别可能或可能不会从这组药物中获益的个体，并采用不同的抑制剂/药物来对抗 CDKI 耐药的组合策略。2.12.2.第三代 CDKIs对抗乳腺癌临床研究的最新突破乳腺癌已超过肺癌成为全球发病率最高的癌症。HR+/HER2-乳腺癌是最常见的乳腺癌亚型，占所有乳腺癌病例的70%以上。内分泌治疗 (ET) 在辅助和转移背景下对该亚型乳腺癌均高度有效。尽管有这种有效的疗法，但仍有一部分辅助治疗患者会因无法治愈的转移性疾病而复发，这可能与内分泌治疗产生耐药性有关。HR+转移性乳腺癌患者最终对进一步内分泌治疗产生完全耐药性，预示着向持续终生化疗的转变。因此，在辅助和转移背景下改善内分泌治疗的疗效将对许多乳腺癌患者产生非凡的获益，是未满足的医疗需求。目前正在开发多种靶向作用于细胞生长和控制关键通路的新药，以提高内分泌治疗对HR+乳腺癌的疗效。考虑到细胞周期失控导致非限制性生长（癌症的典型标志）和CDK在细胞周期调控中的潜在作用，在过去几十年中开发了多种靶向不同 CDK 的CDKI，以阻断癌细胞增殖，如本综述前面部分所述，并总结于图2中。针对晚期乳腺癌亚型已经取得了最大程度的成功。事实上，CDKIs作为乳腺癌治疗药物的临床前和临床研究结果都彻底改变了乳腺癌的治疗方式。几篇杰出的报道详细介绍了 CDKIs 在乳腺癌治疗中的临床前和早期临床效果。总结 CDKIs 在乳腺癌治疗中最先进的临床研究的最新成果，重点介绍现代一代CDKIs。2.12.3.palbociclib治疗乳腺癌的临床开发Palbociclib是首个临床可用的CDK4/6抑制剂，并于2015年2月获得FDA加速批准，联合来曲唑用于ER+和HER2-转移性乳腺癌绝经后女性患者的一线治疗。Palbociclib首次在两项I期单药治疗剂量递增研究中进行了评估，包括74例晚期癌症患者。在这些研究中，Palbociclib的剂量限制性毒性是骨髓抑制/中性粒细胞减少症，具有可逆性和非累积性。研究期间，共有69%的患者发生任何级别的中性粒细胞减少。疲乏、恶心、腹泻、呕吐、便秘和皮疹是最常见的非血液学毒性。选择125 mg/天给药3周停药1周的II期剂量，因为其耐受性增加。还对Palbociclib与紫杉醇每周一次联合治疗进行了研究；由于中性粒细胞减少症的发生率和需要减少剂量，故确定Palbociclib剂量为100 mg，给药3天，停药4天，以进行进一步研究。然后在II期试验中使用Palbociclib。一项在28例所有亚型的治疗前转移性乳腺癌患者中进行的palbociclib单药治疗II期试验发现，临床获益率（PR+SD>6个月）为21%，最常见的3/4级毒性仅限于中性粒细胞减少症和血小板减少症。在I期安全性导入期后进行了PALOMA-1 II期研究，该研究将患有激素受体阳性HER2-转移性乳腺癌的绝经后个体随机分配至来曲唑组或来曲唑+palbociclib组。将患者分为2个队列（队列1，N =6；队列2，N =99）。未选择队列1作为生物标志物，而评价了队列2的细胞周期蛋白D扩增和/或p16缺失。根据试验的最终报告，总研究组的主要终点PFS从来曲唑单药的10.2个月改善至来曲唑和palbociclib联合治疗的20.2个月，缓解率从33%增加至43%。加用palbociclib改善了两组的生存期；但是，生物标志物的表达与更好的结局之间没有明确的相关性。该研究显示了palbociclib的总体、可控毒性特征。PALOMA-2是一项随机III期研究，主要设计用于验证PALOMA-1的结果。在该试验中，666例女性患者按2:1的比例随机接受palbociclib+来曲唑或安慰剂+来曲唑。大约一半的个体之前接受过新辅助或辅助化疗，一半之前接受过辅助内分泌治疗。palbociclib-来曲唑组和安慰剂-来曲唑组的中位PFS分别为24.8个月和14.5个月。亚组分析显示所有指定组的获益一致。palbociclib–来曲唑组和安慰剂–来曲唑组的临床获益率（完全或部分缓解，或疾病稳定至少24周）分别为84.9%和70.3%。此后，设计了PALOMA-3，这是一项III期研究，旨在探索palbociclib+氟维司群在通常更年轻和风险更高的既往经治晚期HR +/HER2–乳腺癌患者中的作用。在本试验中，如果早期内分泌治疗后癌症复发或进展，且大多数患者已绝经，则有资格入组研究。共计521例患者按2:1的比例随机接受palbociclib或匹配安慰剂+氟维司群治疗。palbociclib+氟维司群组和安慰剂+氟维司群组的中位PFS分别为11.2个月和4.6个月。更新后的OS分析表明，palbociclib+氟维司群组的中位OS为34.8个月，而安慰剂+氟维司群组的中位OS为28.0个月。还在亚洲患者中进行了PALOMA-4临床研究，以检查来曲唑与palbociclib联用的有效性和安全性。随机分配患者（来曲唑和palbociclib，N =169；来曲唑和安慰剂，N =171）。OS的中位随访时间为52.8个月。截至数据截止日期（2020年8月31日），来曲唑和palbociclib组的中位PFS为21.5个月，安慰剂和来曲唑组为13.9个月，所有患者的ORR分别为37.3%和31.6%。与安慰剂组和来曲唑组相比，来曲唑组和palbociclib组中最常见的3/4级不良事件是中性粒细胞减少症、白细胞减少症、血小板减少症和贫血。PALOMA-4进一步验证了来曲唑和palbociclib作为ER+/HER2-晚期乳腺癌绝经后亚洲女性患者一线治疗的疗效和安全性。除了上文讨论的临床研究外，许多评价palbociclib单药或联合治疗对转移性和早期乳腺癌疗效的晚期临床试验正在进行中。例如，2017年6月开始了一项palbociclib靶向治疗转移性乳腺癌的随机、开放性、III期临床研究，主要目的是证明palbociclib联合抗HER2治疗+内分泌治疗在改善激素受体阳性/HER2 +转移性乳腺癌受试者的结局方面优于单独的抗HER2治疗+内分泌治疗。另一项于2018年启动的III期临床研究考察了激素受体HR+/HER2-晚期或转移性乳腺癌患者在他莫昔芬基础上加用palbociclib与单用他莫昔芬相比的疗效，不考虑绝经状态。此外，正在进行一项IV期临床研究，以验证palbociclib联合内分泌治疗与化疗相比可改善转移性乳腺癌患者的至治疗失败时间。本研究的目的是提供1级证据，证明palbociclib+内分泌治疗是需要一线治疗的转移性乳腺癌患者的治疗选择，不仅与内分泌治疗相比，而且与化疗联合或不联合内分泌维持治疗相比。这些晚期临床试验的更多详情见表4。预期这些正在进行的试验中的新临床证据可以阐明palbociclib在晚期乳腺癌治疗中的意义。2.12.4.ribociclib治疗乳腺癌的临床开发2017年3月13日，FDA批准ribociclib联合芳香化酶抑制剂（AI）作为HR+/HER2-晚期乳腺癌绝经后女性的一线治疗。2017年8月24日，欧盟委员会批准该药用于相同用途。这些批准主要基于MONALEESA临床试验项目的结果，其中包括MONALEESA-2、MONALEESA-3和MONALEESA-7试验。这些临床研究的主要目的是评价来曲唑联合ribociclib作为转移性或复发性HR+/HER2-乳腺癌绝经后女性患者的一线治疗。在MONALEESA 2临床研究中，668例患者以双盲方式随机接受ribociclib或安慰剂口服给药3周，停药1周，随后每4周为1周期，同时连续接受来曲唑治疗。患者必须有可测量的疾病或≥1个溶骨性病变，并根据是否存在内脏转移进行分类。Ribociclib的起始剂量为600 mg，即3片200 mg片剂。这项于2021年发表的临床研究的最新结果显示，在中位随访79.7个月后，ribociclib联合来曲唑与安慰剂联合来曲唑相比，OS增加具有统计学意义（中位数，63.9个月vs. 51.4个月）。研究人员表示，这是第一项在绝经后HR+/HER2-晚期乳腺癌患者中证明第三代CDKI具有统计学显著和临床重要OS优势的研究。MONALEESA 3试验在726例既往仅接受过一线内分泌治疗的晚期乳腺癌绝经后女性或男性患者中比较了氟维司群+ribociclib与氟维司群+安慰剂。这些试验的更新OS结果（于2021年在美国临床肿瘤学会年会上公布）表明，在中位随访时间延长至56.3个月后，ribociclib+氟维司群在HR+/HER-晚期乳腺癌绝经后患者中保留了OS获益，并且该获益在大多数患者亚组和治疗环境中保持不变。ribociclib联合氟维司群和氟维司群单药组的中位OS分别为53.7个月和41.5个月。与氟维司群单药治疗相比，ribociclib+氟维司群延迟了后续化疗的必要性，并改善了无化疗生存期。在MONALEESA-7试验中，研究人员使用各种联合治疗的ribociclib来评估绝经前/围绝经期晚期HR+/HER2-乳腺癌患者。在该试验中，患者接受ribociclib+他莫昔芬（每日20 mg）、安慰剂+他莫昔芬或ribociclib+芳香化酶抑制剂（来曲唑每日2.5 mg或阿那曲唑每日1 mg）、安慰剂+芳香化酶抑制剂治疗。此外，MONALEESA-7研究中的所有受试者在每个28天周期的第1天接受戈舍瑞林3.6 mg皮下给药，以抑制卵巢功能。中位随访53.5个月后，本研究的最新OS数据表明，与安慰剂+内分泌治疗相比，ribociclib联合内分泌治疗改善了OS（中位数，58.7个月vs. 48.0个月）。与安慰剂联合非甾体类芳香化酶抑制剂相比，ribociclib联合非甾体类芳香化酶抑制剂也改善了OS获益（中位数，58.7 vs. 47.7个月）。这些更新结果进一步表明，在延长随访超过4年后，在绝经前/围绝经期患者中，与单独内分泌治疗相比，ribociclib+内分泌治疗继续表现出临床相关的OS获益。此外，目前正在进行多项临床试验，以进一步研究ribociclib联合多种乳腺癌治疗的疗效。例如，一项II期、多中心、随机、开放性研究于2019年启动，预计于2025年完成。本研究的目的是检查400 mg ribociclib联合非甾体类芳香化酶抑制剂治疗既往未接受过任何治疗的绝经前和绝经后HR+/HER2-乳腺癌女性的安全性和有效性（NCT03822468）。另一项在原发性可手术HR+/HER2乳腺癌（2/3级，II期）男性和女性患者中开展的II期、开放性、多中心国际试验于2022年5月开始，旨在评价对新辅助ribociclib和来曲唑治疗有生物反应的患者接受非化疗治疗的安全性和长期疗效（NCT05296746）。HARMONIA是一项国际、多中心、随机、开放标签、III期研究，于2022年3月开始。本研究的主要目的是证明ribociclib联合内分泌治疗（来曲唑或氟维司群）在延长晚期HR+/HER2-和HER2富集乳腺癌患者的无进展生存期方面优于palbociclib联合内分泌治疗（来曲唑或氟维司群）（NCT05207709）。该研究将从全球约80家研究中心入组约456例HER2富集疾病患者。关于更多使用ribociclib的临床试验的详细信息见表3。表3.正在进行的ribociclib 单药或联合治疗的晚期临床试验列表2.12.5.abemaciclib治疗乳腺癌的临床开发Abemaciclib也是第三代CDKI，与palbociclib和ribociclib相比，具有独特的毒性特征，这可能是由于其对CDK4的抑制作用高于CDK6以及可能对CDK9的抑制作用。最初，由于JPBA I期研究的有希望的发现，FDA授予abemaciclib突破性疗法认定。随后，在2017年9月28日，FDA批准该抑制剂用于HR+/HER2-晚期乳腺癌患者的两种不同治疗环境。设置1为内分泌治疗和化疗治疗后疾病进展后的单药治疗，设置2为内分泌治疗后疾病进展后与氟维司群联合治疗。JPBA是一项大型、多中心Ib期研究，在33例患者中进行初始剂量递增，随后为扩展期，涉及192例特定恶性肿瘤患者，如乳腺癌、胶质母细胞瘤、肺癌、黑色素瘤和结直肠癌。在该剂量递增试验中，abemaciclib的最高耐受剂量确定为200 mg每日两次；与palbociclib和ribociclib不同，其在连续给药方案中耐受性良好。3级疲乏被确定为剂量限制性毒性。疲乏和胃肠道、肾脏或造血系统毒性是研究期间观察到的最常见治疗不良反应。还观察到骨髓抑制；但发生率低于palbociclib和ribociclib，仅10%的患者发生3/4级中性粒细胞减少症。试验中1例受试者被诊断为发热性中性粒细胞减少症。11%的患者发生1/2级肌酐升高，但这可能不是实际肾脏疾病损害的体征，因为药物影响肌酐肾小管分泌。2个乳腺癌队列被纳入研究的扩展期。Abemaciclib单药连续给药治疗47例既往接受过大量治疗的乳腺癌患者，不考虑其ER或HER2状态。在接受早期内分泌治疗时出现疾病进展的47例患者中，10例患者的治疗方案中还添加了Abemaciclib。在HR-乳腺癌患者中未观察到缓解；然而，31%的HR+患者对治疗有缓解，临床获益率为61%。此外，在由19例广泛预治疗转移性HR+乳腺癌患者组成的小型队列中，abemaciclib 200 mg每日两次与氟维司群联合治疗显示，可测量疾病患者的缓解率为36%，所有个体的临床获益比为63%。I期试验的有前景的结果使abemaciclib在HR+乳腺癌组中的研究得以扩展。单臂II期MONARCH 1试验的结果为FDA批准abemaciclib单药治疗奠定了基础。II期MONARCH 1研究招募并治疗了132例晚期HR+/HER2-乳腺癌患者，这些患者均接受过内分泌治疗和化疗（200 mg abemaciclib每日两次）。尽管存在耐药患者人群，其中大多数有内脏转移，但临床获益率达到42.4%。此外，在涉及abemaciclib、MONARCH 2和MONARCH 3的两项III期试验中招募了乳腺癌患者。MONARCH 2 III期研究在内分泌治疗后进展的晚期HR+/HER2-乳腺癌女性患者中比较了abemaciclib（150 mg，每日两次）联合氟维司群（500 mg）与安慰剂联合氟维司群的影响。在abemaciclib组中观察到的中位PFS为16.4个月，而安慰剂组为9.3个月。在可测量疾病患者中，abemaciclib组的ORR为48.1%，安慰剂组为21.3%。与安慰剂组相比，腹泻、中性粒细胞减少症、疲乏和恶心是abemaciclib组中最常见的不良反应。中性粒细胞减少症、白细胞减少症和腹泻是abemaciclib组最常报告的3级或4级不良事件。Abemaciclib正在MONARCH 3 III期研究中进行测试，该研究正在招募既往未接受过任何全身治疗的HR+/HER2晚期乳腺癌绝经后患者。共计493例绝经后女性被随机分配接受abemaciclib（150 mg，每日两次，连续给药）+芳香化酶抑制剂（阿那曲唑1 mg或来曲唑2.5 mg，每日一次）或安慰剂+芳香化酶抑制剂。MONARCH 3是唯一纳入绝经后患者的研究，而MONARCH 1和MONARCH 2没有描述患者的绝经状态。根据2022年欧洲肿瘤内科学会（ESMO）大会上公布的III期MONARCH 3试验的预定第二次期中分析的最新结果，在芳香化酶抑制剂（NSAI）中加用abemaciclib可使激素受体HR+/HER2-晚期乳腺癌患者的中位总生存期延长12.6个月。经确定，安全性结果与abemaciclib的既往观察结果一致。此外，多项I/II/III/IV期临床试验正在检查abemaciclib联合众多成功乳腺癌疗法的有效性。例如，探索abemaciclib联合芳香化酶抑制剂对HR+/HER2-晚期乳腺癌患者影响的II期临床研究（HERMIONE-7）于2020年1月启动。本试验将评估abemaciclib联合芳香化酶抑制剂在接受高剂量氟维司群预治疗的转移性乳腺癌患者中的临床获益率。预计共有121例患者入组研究（NCT04227327）。2021年2月，启动了一项新的临床研究阶段，以研究氟维司群联合abemaciclib联合或不联合氟维司群治疗ER+和Her2-转移性乳腺癌的影响。本试验的目的是确定将abemaciclib给药延迟一个月是否比从开始使用氟维司群和abemaciclib治疗既往治疗后进展的ER+/HER2-乳腺癌更成功（NCT05305924）。2022年4月，宣布了一项IV期临床研究，探索abemaciclib联合内分泌治疗在激素受体阳性HER2局部进展或转移性乳腺癌中的获益，重点是副作用控制（MINERVA，NCT05362760）。本研究旨在评价abemaciclib联合芳香化酶抑制剂或氟维司群作为一线治疗在绝经前和绝经后转移性HER2 +/HER2-乳腺癌患者中的安全性、疗效和生活质量。其他多项使用abemaciclib的临床试验也正在进行中。这些试验的详细信息见表4。表4.正在进行的Abemaciclib 单药或联合治疗晚期临床试验列表2.12.6.trilaciclib治疗乳腺癌的临床开发Trilaciclib 是最新的第三代 CDK 4/6 抑制剂，最近在美国获批用于治疗小细胞肺癌患者，以减少化疗带来的骨髓抑制。根据 trilaciclib 开发者 G1 Therapeutics 的新闻稿，FDA已授予 trilaciclib 快速通道资格认定，与化疗联用治疗局部晚期或转移性 TNBC 患者（新闻发布）。G1 Therapeutics,Inc.（2021年07月19日）。快速通道是 FDA 设计的一个流程，旨在促进药物的开发和加快审查，以治疗严重疾病并填补未满足的医疗需求。尽管已报告 trilaciclib 是一种基于细胞的CDK 44/6 的非常强效、选择性和可逆性抑制剂，但目前仅有少数临床试验正在研究其治疗 TNBC 的疗效。例如，在一项随机 II 期研究中，在吉西他滨和卡铂给药前静脉给予trilaciclib，并在 TNBC 患者中与单独化疗进行比较。本研究的目的是在102例既往接受过不超过2个疗程化疗的TNBC 患者中研究 trilaciclib 的骨髓保护作用。第1组在第1天和第8天给予 1000 mg/m2 吉西他滨和卡铂，第2组在第1天和第8天给予吉西他滨和卡铂以及240 mg/m2 trilaciclib，第3组在第2天和第9天给予吉西他滨和卡铂，第1、2、8和9天给予trilaciclib，21天为一个周期。记录的骨髓抑制水平无明显差异。尽管 OS 不是研究的主要终点，但结果具有显著性，第1组的 OS 为12.6个月，第2组为20.1个月，第3组为17.8个月。贫血、血小板减少症和中性粒细胞减少症是研究期间观察到的最常见副作用。鉴于这些发现，目前正在开展多项随机 II/III 期研究。例如，正在进行一项 III 期、多中心、随机、双盲、安慰剂对照研究，在接受首次或第二次治疗的局部晚期、不可切除或转移性 TNBC 患者中比较在吉西他滨和卡铂给药前给予 trilaciclib 与安慰剂的安全性和有效性 (PRESERVE 2，NCT04799249)。目前正在进行另一项 II 期、多中心、开放性、单臂研究，以评估在既往接受过至少2种治疗（其中至少1种治疗为转移性疾病）的不可切除、局部晚期或转移性 TNBC 患者中，在 sacituzumab govitecan-hziy 给药前给予trilaciclib 的安全性和疗效 (NCT05113966)。此外，正在启动一项 II 期临床研究，以评估 trilaciclib 联合标准治疗在早期 TNBC 新辅助治疗背景下的作用机制以及安全性和有效性 (NCT05112536)。关于使用 trilaciclib 治疗晚期乳腺癌的最新正在进行的临床试验的更多详细信息见表5。表5.正在进行的Trilaciclib 单药或联合治疗的晚期临床试验列表2.12.7.未来展望和结论在过去的几十年中，CDKI研发领域见证了晚期癌症疗法方面的兴奋和乐观的一面，增长迅速，由此产生了一批具有多种抑制靶点的市售药物，对多种癌症具有多样化的抑制靶点。这篇综述只涵盖了经过相当多研究和临床评价的 CDKIs 的一个部分，其他大量 CDKIs 现在正在开发中。尽管早期开发的CDKIs（第一代和第二代抑制剂）在临床前和一定程度上在临床研究中表现出了显着的抗肿瘤疗效，但由于其特异性低、副作用严重，这些抑制剂用于癌症患者的治疗在临床方面并没有受到太多的关注。现在正在这方面进行一些临床试验，以确定联合治疗和优化这些第1代和第2代 CDKI 是否会产生任何有希望的结果。与第一代和第二代 CDKI 相比，开发第三代CDKI（palbociclib、ribociclib、abemaciclib和trilaciclib）取得了很大进展。临床前和临床结果表明，这些选择性 CDK 4/6抑制剂可减少多种恶性肿瘤的进展，在乳腺癌中具有突出的活性。为此，这4种 CDK 4/6 抑制剂中有3种获得FDA 批准，1种处于晚期乳腺癌治疗的快速通道资格认定。乳腺癌晚期临床研究的临床数据目前表明，作为单药治疗的疗效，以及在内分泌/化疗的基础上加用 CDK 4/6 抑制剂治疗晚期乳腺癌的获益。然而，这些药物联合内分泌/化疗的结果似乎更有前景。这些抑制剂进一步开发方式的主要障碍是一致的毒性信号、缺乏预测性生物标志物和耐药性。在这方面，正在进行多次尝试。进一步深入研究降低相关毒性、探索预测的生物标志物和确定 CDK 4/6 抑制的原发性或继发性耐药机制，可能为这些抑制剂的治疗应用提供创新的生物医学依据。内容来源：https://www-sciencedirect-com.libproxy1.nus.edu.sg/science/article/pii/S1044579X22002607#fig0005声明：发表/转载本文仅仅是出于传播信息的需要，并不意味着代表本公众号观点或证实其内容的真实性。据此内容作出的任何判断，后果自负。若有侵权，告知必删！长按关注本公众号   粉丝群/投稿/授权/广告等请联系公众号助手 觉得本文好看，请点这里↓

本文分享这里Promega 公司发表的HIBIT技术对活细胞中蛋白质降解动力学的定量发光检测，包括用于计算和获得定量降解参数包括：降解速率、Dmax、DC50和Dmax50。摘要靶向蛋白质降解化合物，包括分子胶molecular glue，靶向嵌合体的蛋白水解(PROteolysis TArgeting Chimeras, PROTAC) ，还包括溶酶体靶向嵌合体 (Lysosome-Targeting Chimaera，LYTAC) 和基于抗体的 PROTAC (Antibody-based PROTAC，AbTAC)，是药物发现的新兴治疗方式。此类分子通过通过蛋白酶系统降解靶标蛋白。然而，鉴于实现降解所需的细胞途径的复杂性，以高通量方式分析靶标蛋白降解仍然极具挑战性。在这里，介绍一种基于使用 CRISPR/Cas9 内源标记靶蛋白的方案和筛选策略，其中包含 11 个氨基酸的 HiBiT 标签，该标签与 LgBiT 蛋白（大的互补片段）具有高亲和力，结合后融合成完整蛋白以产生发光蛋白。这些带有内源标签的 CRISPR 靶向细胞系可通过使用基于发光板的酶标仪监测发光信号，用于测量实时动态活细胞或终点裂解模式下诱导的降解。概述了不形式的筛选方案，描述了降解速率、Dmax、DC50、Dmax50等关键降解参数的计算，以及与细胞活力测定的多重检测。这些参数能够快速发现和定量分型早期苗头分子，还能在相关细胞背景中维持靶蛋白的内源表达和调节，从而有效优化先导分子。NanoLuc® Binary Technology (NanoBiT®) 由两个单元位组成，我们称之为大 BiT (LgBiT; 18kDa)，因为它较大，而小 BiT (SmBiT; 1.3kDA) 因为它很小。这两个亚基经过单独优化，具有较低的亲和力，可逆相互作用，当彼此靠近时形成明亮的 NanoBiT® Luciferase。当您标记感兴趣的蛋白质对时，一个使用 SmBiT，另一个使用 LgBiT，蛋白质的亲和力（如果它们相互作用）会驱动两个亚基的相互作用，并且可以使用以下方法在活细胞中监测蛋白质-蛋白质相互作用 (PPI)，通过一种水性、细胞渗透性的呋喃嗪底物。新的双向 (BiBiT) 载体允许您使用单个载体表达 SmBiT 和 LgBiT 融合，从而更简单地创建稳定细胞系。还有与LgBiT具有高亲和力的微小High BiT（HiBiT；11个氨基酸）亚基，它非常小，可以使用CRISPR/Cas9基因组编辑插入标签来检测内源蛋白水平或将HiBiT稳定地插入到LgBiT中。由于HiBiT高亲和力，这种 BiT 不适合蛋白质相互作用研究；相反，HiBiT 标签可让您定量感兴趣的蛋白质。您可以使用基于板的格式检测活细胞上的细胞外蛋白、分泌到培养基中的蛋白、细胞裂解液中的蛋白，或者使用含有 LgBiT 的 HiBiT 检测试剂在印迹到膜上后快速检测标记的蛋白。您还可以通过在系统中表达 LgBiT 来检测活细胞中的细胞内蛋白质，从而进行定量活细胞动力学测量。1. 背景介绍靶向蛋白质降解已成为药物发现中增长最快的领域之一，这得益于用于癌症治疗的免疫调节分子胶化合物（例如 IMiD）的成功治疗，以及靶向蛋白水解嵌合化合物的有前景的早期临床试验数据。靶向蛋白降解化合物通过使靶蛋白与E3连接酶的接近来发挥作用。该化合物诱导靶蛋白向 E3 连接酶的募集，导致靶蛋白通过泛素蛋白酶体途径 (UPP) 泛素化和降解。历史上，小分子药物发现筛选计划依赖于初始生化测定来评估活性和化合物的量化。然而，这对靶向蛋白质降解剂提出了重大挑战，其最终活性（通过蛋白酶体降解）取决于细胞事件的级联。成功靶标降解所需的蛋白质复合物的多种途径和复杂性需要细胞测定方法来早期筛选和定量分析初始化合物。目前，严重缺乏在细胞环境中以高通量方式监测靶蛋白降解的技术。在这里，将介绍使用 CRISPR/Cas9 内源标记 HiBiT 靶细胞系进行实时动态活细胞或终点裂解降解活性评估的方案。通过发光测量来监测用降解剂化合物处理后靶蛋白的降解。为了成功降解治疗靶点并扩大可药物蛋白质组，已经出现了许多方法和类型的降解剂，它们可以靶向破坏多种蛋白质，包括位于质膜、溶酶体、线粒体膜、细胞质、和核。研究最广泛的两类主要化合物是分子胶和蛋白质靶向嵌合体。分子胶是单价的，因此尺寸通常较小，并且在与E3连接酶组分结合后促进与靶蛋白的新型蛋白质：蛋白质相互作用界面。它们是最常见的与 Cereblon (CRBN) E3 连接酶组分结合的降解剂。最近，利用其他 E3 连接酶机制（例如 DCAF15和 CDK/Cyclin招募至 DDB1 ）的新例子显示了扩展此类化合物的潜力。相反， PROTAC是较大的二价分子，由靶结合配体（最常见的是抑制剂）组成，通过化学接头桥接至E3连接酶配体。因此，这些化合物能够直接结合E3连接酶和靶蛋白 。许多蛋白质已被证明可通过这些二价分子降解，并且最常用的 E3 连接酶配体招募 CRBN 或 Von Hippel Lindau (VHL)。然而，在嵌合体靶向蛋白水解设计中，用于 E3 连接酶招募的可用配体数量正在快速增长，扩大了此类化合物的能力，具有降解不同靶标类别以及增强细胞、或组织特异性的潜力。结合靶标蛋白的最低要求，即使亲和力微乎其微，降解化合物有望扩大可成药的蛋白。表征蛋白质降解的细胞动力学、以及治疗后潜在的蛋白质恢复对于了解降解化合物的功能和功效至关重要。虽然可以通过蛋白质印迹抗体测定、或质谱来研究相关细胞系统中的内源蛋白质水平变化，但这些方法难以适应高通量筛选形式，定量能力有限，或者缺乏多时间点测量动力学变化的能力。为了应对这些挑战，这里Promega 公司开发了一种基于板的细胞发光系统，用于监测内源蛋白质水平的变化。该系统利用通过 CRISPR/Cas9 将 11 个氨基酸的标签 HiBiT 插入到任何关键降解靶标基因中。该多肽以其高亲和力与其结合伴侣 LgBiT 互补，在其底物存在的情况下产生明亮的发光，从而使这些标记的内源蛋白在细胞或裂解物中发光。用酶标仪测量的相对光单位（ RLU，relative light units）与标记的目标蛋白水平成正比。根据稳定存在荧光素酶底物，可24-48 小时内的实时动态蛋白质水平测量。这允许确定任何给定化合物浓度下任何给定靶标的完整降解曲线，包括初始降解速率、降解最大值(Dmax)和化合物处理后的恢复水平的定量分析。如果筛选大型降解化合物库，也可以在 384 孔格式中以各种药物浓度和指定时间轻松进行终点分析。本文以靶标蛋白质降解化合物（PROTAC）分子的细胞筛选策略为例子，但HiBiT CRISPR 细胞系与所用方案并不限于蛋白质降解，而是监测任何内源性靶蛋白水平，靶标蛋白机制研究的通用工具，可以在治疗后对其进行调节，以研究化合物甚至耐药机制的影响。这些基于发光的检测方法的先决条件是 CRISPR 内源标记的 HiBiT 靶细胞系，这至关重要，因为它能够实现灵敏的发光检测，同时仍保持内源靶表达和天然启动子调节。在细胞中使用 HiBiT 或其他报告基因融合的外源表达来代替内源标记是可能的，但使用蛋白质过度表达的系统时应格外小心。这些可能会导致理解真正的化合物效力和蛋白质恢复动力学的人为因素，包括目标降解后激活的潜在转录反馈环路。此外，低效力的早期化合物可能会被遗漏，并在筛选中表现为假阴性。由于蛋白质损失可能是由化合物诱导的毒性和细胞死亡引起的，因此此方案包含强烈推荐，但可选的细胞活力发光或荧光测定与降解方案配对。该方案有两个重要部分：裂解终点和活细胞动力学筛选。在每个部分中，都包含以终点或动力学形式进行多重细胞活力测量的选项。监测标记内源蛋白的变化需要与细胞中的 LgBiT 互补。因此，动力学筛选部分参考了引入这一点的重要方案，这可以通过瞬时或稳定表达来实现，并且对于进行活细胞发光测量至关重要。这里介绍的所有方法都允许对化合物活性进行快速排序和活性评估，从而实现早期化合物筛选工作和更快速地识别先导降解剂。来自Promega官网的方案介绍2. HIBIT技术操作流程2.1 使用裂解形式的 HiBiT CRISPR 靶蛋白进行终点降解研究，并可选择细胞活力荧光分析细胞的制备和铺板化合物的制备和添加细胞裂解和测量 *需在细胞裂解液中添加LgBiT蛋白细胞活力测定（可选）蛋白降解和细胞活力的量化在测量的时间点对 DMSO 对照的相对光单位 (RLU) 进行平均。使用该值作为目标的基线蛋白质水平，通过将同一时间点测试的所有其他处理标准化至该值来计算降解分数。例如，如果 DMSO 对照孔在 6 小时时的平均 RLU 为 10,000，化合物处理在 6 小时时的 RLU 为 5,000，则降解比率将计算为 5,000 ÷ 10,000 = 0.5（公式 1）。公式 1：根据 Fractional RLU 确定降解百分比：公式 2：绘制特定时间点的 RLU 分数或降解百分比，对化合物的活性进行排名。或者，通过将所有处理的值与 DMSO 对照进行比较，分析细胞活力测定测量的相对荧光单位 (RFU) 数据。如果观察到任何处理相对于 DMSO 对照的 RFU 显着下降，则可以将降解数据另外标准化为细胞活力测定数据，以确定相对于细胞活力损失的蛋白质水平的变化。2.2. HiBiT CRISPR 靶蛋白的实时动力学降解和可选的细胞活力发光测定*：进行动力学筛选和降解时，需要细胞中的 LgBiT 蛋白共表达。这可通过 LgBiT 载体瞬时转染、使用 BacMam LgBiT 或通过将 HiBiT CRISPR 插入 LgBiT 稳定细胞系来实现。细胞铺板使用表达 LgBiT 的 HiBiT CRISPR 细胞进行动力学降解测定为每个实验定制测量的时间增量，但建议的初始实验是在 24 小时内每 5-15 分钟进行一次发光测量或所需的时间量。细胞活力分析（可选，最终动力学测量后测量）注：推荐 CellTiter-Glo (CTG) KIT测定。动力学降解曲线的量化使用收集的动力学发光测量值，将每个 PROTAC 浓度的原始 RLU 标准化为每个时间点的对照 DMSO 平均值随时间的变化。使用公式 1 计算，比率RLU。公式 1：根据降解曲线，使用公式 2 将单分量指数衰减模型拟合到每条曲线的初始退化部分，直至数据达到稳定平台的水平(plateau)。注：从拟合中排除前几个数据点可能会有所帮助，因为在观察到退化之前可能会有短暂的滞后。公式 2：从公式 2 中，确定参数 ƛ（表示降解速率常数）和 Plateau（表示剩余蛋白质的最低量）。计算 Dmax，它是降解蛋白质的最大分数量，计算方式为 1-Plateau。绘制每个 PROTAC 浓度的 Dmax 以确定与时间无关的降解效力曲线。确定上述绘图的Dmax50。值分析化合物的功效。注：要确定特定时间点的 DC50，请绘制所选时间每个浓度的计算降解百分比。这可以指定为 DC50 t=4 h 或 DC 50t=12 h。2.3. HITBIT技术代表性分析结果为了演示单浓度终点裂解降解分析，使用了几种 CDK 靶蛋白；CDK2、CDK4、CDK7 和 CDK10。在 HEK293 细胞的 C 端用 HiBiT 内源标记，并用 1 µM 浓度的基于 Cereblon 的泛激酶 PROTAC TL12-186处理。在不同时间点测量 CDK 蛋白水平，并确定相对于 DMSO 对照的 RLU 分数。每种 CDK 蛋白在化合物处理和不同时间点下均表现出不同程度的降解（图 1A）。为了了解 CDK 蛋白如何在蛋白质降解方面直接进行比较，将图 1A中的分数 RLU计算为总降解百分比，并针对图 1B中的每个时间点进行绘制。这表明，即使在早期时间点（2 或 4 小时），一些 CDK 家族成员也表现出高水平的降解，并随着时间的推移继续呈上升趋势（图 1B）。图 1：泛激酶 PROTAC，TL12-186 54的 CDK 终点降解和毒性。  为了演示动力学降解分析，每个 BET 家族成员蛋白；在稳定表达 LgBiT 蛋白的 HEK293 细胞中，BRD2、BRD3 和 BRD4 在其 N 末端内源性标记有 HiBiT。然后用三种不同浓度的 pan-BET PROTAC 处理；基于 Cereblon 的 dBET6（图 2A）和基于 VHL 的 ARV-771（图 2B）。动力学测量是在 24 小时内收集的，从每个浓度的曲线来看，BET 家族成员反应的差异是显而易见的。BRD2 化合物处理后，在降解后更快启动恢复蛋白（图 2 A，B）。先前已在其他 泛BET PROTAC 中观察到，可能是由于与降解过程竞争的转录反馈。图 2：使用 BET 降解剂 dBET6 和 ARV-771分析 BET 家族成员的动力学降解选择性。 终点和动力学分析都可以通过化合物的完全反应剂量处理来完成。图3 所示为四种不同分子胶化合物处理稳定表达LgBiT蛋白的Ikaros/IKZF1-HiBiT CRISPR Jurkat细胞的动力学剂量反应降解曲线（时间为横坐标）。来那度胺（图 3A）、伊伯度胺（CC-220）（图 3B）、沙利度胺（图 3C）和泊马度胺（图 3D）。这些降解剂在化合物之间以及整个浓度系列中的降解响应表现出显着差异。图3 ：Ikaros/IKZF1- HiBiT与四种分子胶的活细胞动力学降解剂量响应曲线。为了定量评估图 3中化合物的降解和排序，使用剂量响应曲线来计算关键降解参数（浓度为横坐标），包括降解率（图 4A）、Dmax（图 4B）和 Dmax 50值（图 4B）。这些分析表明，伊伯多胺 (CC-220) 和泊马度胺具有非常相似的快速初始降解率（图 4A），但伊伯多胺 (CC-220) 具有最高的效力，正如之前在研究中所见(图 4B ) 。由于伊伯多胺  表现出如此高的效力，并且所有测试浓度均显示出大于 50% 的降解，因此，伊伯多胺获得的 Dmax 50值代表了基于精确拟合数据的限制的估计值。从图3C、D和图4B中的图表来看，在测试的最高浓度下，来那度胺和沙利度胺均未完全降解Ikaros/IKZF1靶标。由于用沙利度胺观察到的降解非常少，降解痕迹无法准确地拟合指数衰减模型，因此，没有量化该处理的降解率。对于最有效的降解剂，伊伯多胺 (CC-220)（图 4B）。细胞活力多重测定显示测试浓度的细胞活力没有损失（图4C）。图 4：计算 Ikaros/IKZF1-HiBiT 的降解率和 Dmax50，以及多重细胞健康检测。 图 3 中的动力学降解数据用于计算定量降解参数。3. 结果讨论和HiBit技术注意事项在此提出两种以终点裂解形式或活细胞动力学模式筛选降解化合物活性的方法。这些方法基于相同的发光测量原理，但提供不同级别的细节和理解。任一方法的选择可能取决于筛选目标和化合物库的大小。对于大型化合物筛选平台或初级筛选来观察任何可检测到的降解，终点裂解筛选提供了灵敏且高效的高通量兼容性，而其他终点方法（例如蛋白质印迹或质谱法）可能不切实际或难以适应。这些筛选的起点可以使用有限数量的浓度和时间点进行。1，建议测试的初始浓度在 100 nM-10 µM 范围内，以考虑初始降解剂效力低、渗透性差，或在某些情况下使用高效化合物时，存在钩状效应。2，进一步建议至少应测试两个不同的时间点，以确定 4-6 小时的早期降解和 18-24 小时的潜伏或持续降解。表现出高降解效力和靶向机制的化合物在 4-6 小时内很容易观察到，而仅在稍后时间点观察到的降解或明显的蛋白质损失可能是由于多种机制造成的。3，强烈建议在早期和晚期时间点监测细胞活力，以便将蛋白质损失与细胞死亡造成的损失分开。与任何类型的发光或荧光测定类似，文库中的化合物有可能干扰或抑制信号，因此，使用不相关的融合或监测蛋白质水平的替代方法对先导化合物进行后续正交实验对于评估以下情况非常重要：这些测定中 RLU 的损失与靶蛋白降解直接相关。长时间以活细胞动力学形式进行筛选的能力在很大程度上依赖于背景检测信号 (S:B，signal to background )。影响 S:B 的因素包括目标蛋白本身的表达水平（可以跨越几个数量级）、选择用于肽插入的细胞系中 LgBiT 表达的效率，以及标记靶标在其互补蛋白中的可及性（LgBiT）。制定了一般阈值要求，其中 S:B 为 15，以成功测量 Endurazine 或 Vivazine 在动力学模式下的降解情况。S:B 是通过测量共表达 LgBiT 的 HiBiT 编辑细胞相对于在 Endurazine 或 Vivazine 活细胞底物存在下单独表达 LgBiT 的未编辑亲本细胞的基线信号来确定的。Vivazine 会产生更高的发光信号，但衰减速度比 Endurazine 更快，并且可能会将信号采集限制在 24 小时或更短的时间内。此外，S:B 还可能高度依赖于是否使用 CRISPR 细胞池或克隆。与上面讨论的终点分析一样，初始动力学筛选可以以高通量方式使用 100nM-10μM 范围内的有限浓度进行。在 384 孔格式中，可以在一块板上以一种浓度轻松筛选 100 多种化合物，一式三份。由此产生的降解曲线不仅将提供关于观察到的降解程度的指导，而且还提供关于蛋白质的降解速率、降解持续时间和潜在恢复的指导（图2和图3）。降解曲线的形状也能产生有价值的信息。特异性和有效的降解剂通常表现出目标蛋白最初快速损失，并在几小时内达到稳定水平，而转录反馈或化合物毒性等其他机制通常会随着时间的推移导致蛋白质更线性的损失。终点裂解分析会忽略这些细节和细微差别，并且通过 24-48 小时的实时分析，不必预测在一组新的或未知的化合物中捕获真实 Dmax 的时间。实时动力学还可以进行有效的剂量反应筛选，以更好地了解化合物功效、化合物浓度如何影响初始降解率，并提供基于多个参数对化合物进行排名的可能性。降解效力的经典测量涉及基于表观降解最大值的特定时间点的DC 50计算。相比之下，评估效力的动力学方法包含了每个浓度下的真实降解最大值，无论它何时发生。我们将这种动力学降解效力的测量称为 Dmax 50 。以这种方式进行的分析考虑了在较低浓度下可能更慢地引发降解的化合物，因此需要更长的处理后时间才能达到其 Dmax。根据降解率和 Dmax 对化合物进行排序尤其能提供丰富的信息。对于最有效的降解剂，这将进一步区分缓慢但有效的降解剂与快速且有效的降解剂。总之，利用 HiBiT CRISPR 细胞系进行裂解细胞动力学筛选和活细胞动力学筛选都是强大的方法，可以更全面地了解目标蛋白质降解、化合物功能，并通过增强关键降解参数实现从初始活性评估到下游化学优化的筛选过程。参考文献:https://www-jove-com.libproxy1.nus.edu.sg/cn/t/61787/high-throughput-cellular-profiling-targeted-protein-degradation声明：发表/转载本文仅仅是出于传播信息的需要，并不意味着代表本公众号观点或证实其内容的真实性。据此内容作出的任何判断，后果自负。若有侵权，告知必删！长按关注本公众号   粉丝群/投稿/授权/广告等请联系公众号助手 觉得本文好看，请点这里↓