受体酪氨酸激酶抑制剂
受体酪氨酸激酶抑制剂(Tyrosine Kinase Inhibitors,简称 TKI),是一类具有膜通透性的小分子化合物。与由于分子量大而只能作用于细胞膜表面的单克隆抗体(如西妥昔单抗)不同,TKI 能穿透细胞膜,进入细胞内部,特异性结合受体酪氨酸激酶 (RTK) 的激酶结构域(通常是 ATP 结合口袋)。通过阻断 ATP 与酶的结合,TKI 能够切断磷酸基团的转移,从而“关闭”下游信号通路(如 MAPK, PI3K/AKT),最终抑制肿瘤细胞的增殖与生存。自 2001 年首个 TKI 伊马替尼(格列卫)问世以来,TKI 已成为肺癌、白血病、肝癌等多种恶性肿瘤的靶向治疗基石,引领了“无化疗”时代的到来。
分子机制:一把钥匙堵死锁孔
受体酪氨酸激酶 (RTK) 的激活通常依赖于 ATP 提供磷酸基团。TKI 的设计哲学是“分子模拟”与“竞争性占位”:
[Image Container: Comparison of Type I (active conformation) and Type II (inactive conformation) inhibitors]
- ATP 竞争 (ATP Competition): 绝大多数 TKI 在结构上模拟腺嘌呤,能嵌入激酶结构域的 ATP 结合口袋。它们与残基形成氢键,占据位置,使真正的 ATP 无法进入,从而阻止底物蛋白磷酸化。
- 可逆与不可逆:
一代 TKI (如吉非替尼): 通过氢键与靶点结合,结合是可逆的(Reversible),容易被高浓度的 ATP 竞争取代,也容易因靶点突变(如 T790M 改变空间位阻)而失效。
二/三代 TKI (如阿法替尼/奥希替尼): 携带丙烯酰胺弹头,能与激酶口袋边缘的半胱氨酸(Cysteine 797)形成共价键(Irreversible),永久性锁死受体,因此效力更强。
代际演变:以 EGFR/ALK 为例
| 代数 | 代表药物 | 设计逻辑与特征 |
|---|---|---|
| 第一代 | 吉非替尼 (Iressa) 克唑替尼 (Xalkori) |
可逆结合。 针对野生型或敏感突变。副作用较大(皮疹/腹泻),耐药时间短(约10个月)。 |
| 第二代 | 阿法替尼 (Gilotrif) 塞瑞替尼 |
不可逆共价结合。 泛 HER 家族抑制,效力强但“治疗窗”窄,毒副作用往往限制了剂量。 |
| 第三代 | 奥希替尼 (Tagrisso) 阿来替尼 |
突变选择性。 专门针对 T790M 等耐药突变设计,且能避开野生型 EGFR(减少皮疹)。入脑能力通常大幅提升。 |
| 多靶点 | 安罗替尼 仑伐替尼 |
抗血管生成为主。 同时抑制 VEGFR/FGFR/PDGFR,用于后线治疗或肝肾癌一线。 |
挑战与对策:耐药的轮回
TKI 治疗不可避免地会面临耐药,这驱动了药物化学的持续迭代:
- 看门人突变 (Gatekeeper Mutations): 激酶口袋入口处的氨基酸发生变异(如 EGFR T790M、ALK G1202R),增加了空间位阻,把药物“挡”在外面。对策是研发结合方式更精巧的新一代药物。
- 旁路激活 (Bypass Tracks): 肿瘤绕过被抑制的通路,激活备用通路(如 EGFR 抑制后出现 MET扩增)。对策是“联合用药”(TKI + TKI)。
- 表型转化: 如 小细胞转化。对策是改用化疗。
关键相关概念
学术参考文献与权威点评
[1] Druker BJ, et al. (2001). Efficacy and safety of a specific inhibitor of the BCR-ABL tyrosine kinase in chronic myeloid leukemia. The New England Journal of Medicine.
[权威点评]:靶向治疗的“创世纪”。报道了伊马替尼(STI571)在慢粒白血病中的惊人疗效,证明了针对单一分子致病机制进行干预的可行性。
[2] Mok TS, et al. (2009). Gefitinib or carboplatin-paclitaxel in pulmonary adenocarcinoma. The New England Journal of Medicine.
[核心公示]:IPASS 研究。确立了“先测基因,再用药”的原则,证明在 EGFR 突变患者中,TKI 疗效显著优于化疗,开启了肺癌精准治疗时代。