[Abstract] The anaplastic lymphoma kinase (ALK) gene is fused with the echinoderm microtubule associated protein like 4 (EML4) gene due to a chromosomal translocation, resulting in the formation of the potent oncogenic EML4-ALK fusion gene. The EML4-ALK fusion gene is a potent oncogenic gene that contributes to cellular carcinogenesis, which accounts for 3% ～ 7% of non-small cell lung cancer (NSCLC). With the progress in tumor molecular targeted therapy, many ALK tyrosine kinase inhibitors (ALK-TKI) have been gradually used for EML4-ALK-positive NSCLC patients, showing better efficacy than that of traditional chemotherapy. Therefore, the development of ALK small molecule inhibitors has become a research hotspot. This paper reviewed some literatures on small molecule ALK inhibitors and their anticancer application in recent years.

[Key words]: mesenchymal lymphoma kinase; small molecule inhibitor; tumor; non-small cell lung cancer

间变性淋巴瘤激酶(ALK) 是受体酪氨酸激酶的胰岛受体亚家族成员，于 1994 年首次在大多数间变性大细胞非霍奇金淋巴瘤(ALCL) 中由t(2; 5)染色体易位产生融合基因核磷蛋白(NPM)-ALK被发现[1-4]。在4%~5% 的非小细胞肺癌(NSCLC)患者中，棘皮微管相关蛋白样 4(EML4) -ALK 融合蛋白是一种致癌驱动基因。人类 ALK 基因位于染色体 2p23 片段上，包含 26 个外显子。经过翻译和转录，得到一个成熟的 200 ~220 kDa的ALK[5]。ALK基因编码的 ALK 由细胞外配体结合结构域、跨膜结构域和细胞内酪氨酸激酶结构域组成[6-7]。胞内区还句含膜近端区、蛋白激酶结构域和羚基肽末端。细胞外配体结合区包括富含甘氨酸的片段、MAM片段和 LDLa区域[7-8] (见图 1)。在受体酪氨酸激酶中，当配体与受体酪氨酸激酶的胞外结构域结合时，酪氨酸激酶多聚形成有利于三磷酸腺昔( ATP) 结合的构象，然后细胞内激酶结构域选择性地与底物结合并使其磷酸化，从而激活下游细胞信号通路[6]。ALK 激酶结构域包含一个高度保守的氨基负端和一个具有铰链结构的羚基端 [9-10]。氨基端与羚基端共同形成 ATP 结合袋，催化 ATP 上的 y-磷酸基团转移反应，激活下游细胞信号通路[11]。ALK的激活将导致下游 Cy (PLCy )、JAK-STAT、RAS-RAF-MEK-ERK 和 PI3K-AKT-mTOR 等细胞信号通路的激活 [12]。这些信号通路的激活对细胞增殖、分化、 存活和细胞骨架重排有着深远的影响 [13-15]（见图 1）。

图 1 ALK 信号传导通路 [16-17]

Fig 1 ALK signaling pathway[16-17]

ALK 酪氨酸激酶抑制剂(ALK-TKIs)成功治疗了具有 ALK 染色体重排的晚期 NSCLC 患者，代表了一种有前景的靶向治疗。因此，各种 ALK-TKIs被迅速开发出来，其中有六种已经获得上市批准(见图 2)，分别为克唑替尼[18]、色瑞替尼[9]、阿来替尼 [20]、布格替尼[21]、恩曲替尼 [22]、洛拉替尼[23]。近年来，特别是第二代 ALK 抑制剂获批后，ALK抑制剂的开发速度加快，但对 ALK 抑制剂的耐药问题已被报道。因此，开发新一代 ALK 抑制剂是必要的。本文重点对近几年新型 ALK 抑制剂的研究进行综述，介绍正在开发的 ALK 抑制剂。

ZX-29 是一种有效的选择性 ALK 抑制剂，对ALKWT以及突变型激酶的半数抑制浓度(IC50) 可达纳摩尔级，对部分细胞的抗增殖活性也优于阳性药色瑞替尼 ( Ceritinib ) [24-25] (见表 1)。从ZX-29 与ALK 的分子对接结果来看(见图3)，ZX-29 与 ALK蛋白的关键残基之间存在多重 Pi-烷基相互作用。此外，各种疏水力允许 ZX-29 以最小的能量构象稳定在受体腔中。这可能是 ZX-29 能够克服由 ALK突变引起的耐药性的原因。ZX-29 通过下调 ALK 及相关蛋白的表达，诱导细胞周期阻滞，促进细胞凋亡。此外，ZX-29 增加了活性氧(ROS)的产生，n-乙酰-1-半胱氨酸预处理细胞可减轻 ZX-29 透导的细胞凋亡和内质网应激。ZX-29 通过诱导内质网应激诱导细胞凋亡，克服 ALK 突变引起的细胞耐药。ZX-29 还能诱导保护性自噬，具有抗肿瘤作用。

化合物 Y28 是一种有效的吡咯烷类 ALK 抑制剂，对 ALK 成瘾细胞株的抗增殖作用最佳，IC50值在20 nmol·L'-1以下[26]。对ALKWT、ALKL1196M 和ALKG1202R 的IC50值分别为 1.6、0.71、1.3 nmol·L-1(见表 2)。化合物 Y28 可阻滞细胞 G2期周期，诱导细胞凋亡。化合物 Y28 体外抑制肿瘤细胞迁移和集落形成，且在 H2228 异种移植裸鼠模型中表现出低毒性的抗肿瘤活性。此外，化合物 Y28 在活性位点与 ALKWT 的结合模型很好地建立了其作用模式(见图4)，比如 2- 氨基嘧啶部分与残基 Met1199 形成了两个基本氢键，吲唑环与 Leu1122 之间形成的 Pi-Sigma相互作用证实了引入吲唑部分的可行性，说明了其作为一种有前景的抗肿瘤候选药物的优越活性。

化合物 B10 是一种有效的 ALKG1202R 突变抑制剂，对ALKWT、ALKL1196M 和ALKG1202R的IC50值分别为4.59、2.07、5.95 nmol·L-1[27]，化合物 B10 能有效抑制 ALK 阳性 Karpas299 和 H2228 细胞的增殖，IC50值均为 0.07 umol·L-1(见表3)。从结合模式看 (见图5)，化合物 B10 与 Met1199 形成两个关键氢键，即胺和嘧啶氮原子，在硫代吗啉 1，1- 二氧化物尾部的氧原子和 Arg1120 之间存在额外的氢键，从理论上证实了其改造的有效性以及优越的抑制活性。此外，化合物 B10 诱导 H2228 细胞凋亡，使细胞周期阻滞在 G2,/M 期。这些结果说明化合物 B10 是有效的 ALK 抑制剂，可用于间变性大细胞淋巴瘤的研究。

化合物 4a 是 ALK 抑制剂，对 ALK 酪氨酸激酶的 IC50 值为 7.0 μmol·L-1，对细胞的抑制活性也优于阳性 Crizotinib[28]（见表 4）。化合物 4a 有良好的药代动力学特性和血脑屏障通透性，提高了原位胶质母细胞瘤的存活率，抑制了肿瘤的生长。基于化合物 4a 与全长 ALK 激酶的结合模式（见图6），化合物 4a 在每一个结合位点都能产生氢键相互作用，说明化合物 4a 通过阻断 ALK 的配体结合和激酶活性来发挥抗胶质母细胞瘤的作用。

ConB-1 是一种对正常细胞低毒的强选择性 ALK 抑制剂 [29]（见表 5）。ConB-1 与 Ceritinib 采用类似的 结合模式（见图 7），通过优化后的连接物，丙烯酰胺 基团成功与 Cys1259 残基结合，使得 ConB-1 具有比Ceritinib 更高的生物活性。此外，与 Ceritinib 相比， 该分子显示出显著的抗癌活性和潜在的耐药活性，表 明 ALK 共价抑制剂可能是治疗 NSCLC 的有希望的候 选药物，为共价抑制剂的设计提供新的视角。

化合物 I-24 是一种含有一个甲基氨基甲酰“头”和 2- 甲基-3-二甲基甲眯-H-吲哚片段有效的 ALK 抑制剂，对 ALK 阳性 Karpas299 和 H2228细胞株具有良好的抗增殖活性 [30](见表 6)。此外化合物 I-24 对 ALKWT 和突变型激酶具有很强的效力(见表 6)。细胞机制以及体内研究表明，化合物 I-24 可剂量依赖性地诱导细胞凋亡和 G1期阻滞，抑制 ALK 及其下游信号蛋白的磷酸化。在 H2228异种移植小鼠模型中，化合物 I-24 明显抑制肿瘤生长。从结合模式上看(见图 8)，化合物 I-24 的5-CI-DAAP(5-氯-2，4- 二芳基氨基嘧啶) 基序通过与 Met1199 残基形成两个不可或缺的氢键; 嘧啶上的氯原子指向疏水后袋，并与残基 Ala1148、Leu1196 和 Leu1256 形成3 个烷基相作用，表明DAAP 骨架对 ALK 抑制效能非常重要，此外，嵌入的 2-田基呵噪片段与残基 Leu1122 形成了两个Pi- 烷基相互作用，解决了将 2- 甲基吲哚片段纳入疏水区域的可行性。总之，化合物 I-24 作为一种潜在的抗 ALK 抑制剂突变体的鉴定，为进一步发现 治疗 ALK 阳性 NSCLC 的药物提供了新的思路。

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