综述:TRK抑制剂在癌症治疗中的应用:最新进展与未来展望

时间:2026年1月23日
来源:Bioorganic Chemistry

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TRK抑制剂的最新进展:综述了2020-2024年小分子TRK抑制剂的结构多样性、活性和选择性,分析了克服耐药性的策略,探讨了NTRK基因融合的临床意义及靶向治疗潜力。

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刘洪业|孙英豪|王艳萍|张旭|郭帅|王琳|孟凡浩|张廷健
中国医科大学药学院/小分子靶向抗肿瘤药物研发重点实验室,中国沈阳市北部新区普和路77号,110122

摘要

原肌球蛋白受体激酶(TRK)属于酪氨酸激酶家族,与多种癌症的增殖、侵袭和存活密切相关。在神经营养因子的激活下,TRK通过下游信号通路调节关键的细胞过程。TRK信号通路的失调可导致包括癌症在内的一系列疾病。此外,导致耐药性的TRK激酶突变仍然是一个关键问题,因此需要发现新的TRK抑制剂来克服这种获得性耐药性。最近,已经报道了几种选择性的TRK抑制剂,从而可以解决与该靶点相关的脱靶效应和不良反应。本文综述了具有不同结构类型、活性和选择性的小分子TRK抑制剂的最新进展,并重点介绍了在该领域取得突破性成果的有前景的小分子。

引言

神经营养原肌球蛋白受体激酶(TRKs)包括TRKA(由NTRK1编码)、TRKB(NTRK2编码)和TRKC(NTRK3编码),主要因其在中枢神经系统发育和功能中的作用而闻名[1]。它们介导神经生长因子(NGF)、脑源性神经营养因子(BDNF)以及神经生长因子3和4(NT-3/4)等神经营养因子的下游信号通路,促进神经元存活、分化和突触可塑性[2]、[3]。然而,在肿瘤学背景下,TRK信号通路的致癌激活,尤其是通过NTRK基因融合,已成为多种肿瘤类型的关键驱动因素。
NTRK基因融合涉及NTRK基因的激酶结构域与多种5′伴侣基因的框架内融合,导致TRK信号通路的持续激活,而无需配体结合。尽管这些融合较为罕见,但它们发生在多种成人和儿童恶性肿瘤中,包括分泌性乳腺癌、婴儿纤维肉瘤、非小细胞肺癌(NSCLC)、神经母细胞瘤、侵袭性胶质瘤、乳头状甲状腺癌、胰腺癌和神经内分泌肿瘤[4]、[5]、[6]。将这些融合鉴定为可治疗的致癌驱动因素彻底改变了精准肿瘤学,使得无需根据组织类型即可使用靶向TRK抑制剂进行治疗。小分子TRK抑制剂,如拉罗替尼(larotrectinib)、恩曲替尼(entrectinib)和雷波替尼(repotrectinib),在NTRK融合阳性患者中显示出显著的疗效,并获得了监管机构的批准,无论肿瘤起源如何[7]、[8]、[9]、[10]、[11]、[12]、[13]。然而,由于继发性激酶结构域突变导致的获得性耐药性的出现,推动了下一代TRK抑制剂的发展以及持续的药物化学研究,以克服这些挑战[14]。
在过去几年中,几篇综合性综述提供了关于NTRK基因融合生物学和治疗策略的宝贵见解。例如,Cocco等人(2018年)最早深入概述了NTRK融合生物学和TRK靶向疗法[15],而Jiang等人(2021年)详细总结了截至当时的小分子TRK抑制剂,重点介绍了其结构类别和临床前活性[16]。最近,Jaworski等人(2023年)关注了知识产权趋势,总结了2020年至2022年间专利中公开的TRK抑制剂,特别强调了化学骨架和设计策略[17]。Repetto等人(2024年)强调了临床和诊断方面的考虑,特别是NTRK融合检测在非小细胞肺癌(NSCLC)中的重要性,反映了精准肿瘤学在特定癌症类型中的日益重要性[18]。
在这项工作中,我们从结构-活性关系(SARs)和药物开发前景的角度,提供了当前TRK抑制剂状态的全面和最新总结,特别关注了过去五年(2020–2024年)报道的小分子抑制剂。我们首先回顾了TRK受体的结构特征及其下游信号通路,然后讨论了NTRK基因融合及其生物学后果。接下来,我们系统地总结了TRK抑制剂,包括FDA批准的药物、临床试验中的研究药物以及近期文献中新发现的TRK靶向化合物。通过这一框架,我们旨在突出TRK抑制剂开发的最新进展、现有挑战和未来方向。

章节片段

TRK结构

TRK是一种跨膜受体蛋白,由细胞外配体结合域、跨膜域和具有激酶活性的细胞内域组成(图1B)[19]、[20]、[21]。细胞外域包含两个半胱氨酸簇(C1和C2)、一个富含亮氨酸的重复序列(LRR)区域以及两个免疫球蛋白样基序(Ig1和Ig2)(图1A)[22]。细胞内激酶结构的高度保守性体现在TRKA、TRKB和

TRK信号通路

TRK激活多种信号通路,如PI3K/AKT、RAS/MEK/MAPK和磷脂酶Cγ(PLCγ),这些通路对神经元存活至关重要(图2)[24]、[25]。受体与配体之间的相互作用导致受体二聚化、自磷酸化以及随后的TRK活性激活,这与大多数酪氨酸激酶类似[26]、[27]。如图2所示,激活的激酶触发下游信号通路的传导,从而促进细胞增殖

NTRK基因融合

NTRK基因与各种伴侣基因之间的染色体重排导致TRK融合蛋白的形成,具体是通过NTRK基因的3′区域与另一个基因的5′区域融合,生成一个融合基因,该基因随后被转录并翻译成融合蛋白[32]。融合蛋白的N端和C端区域包含介导受体二聚化和完整TRK激酶结构的域

小分子TRK抑制剂

目前已有三种药物获得市场批准(表2,图3)[13]、[52]、[53]。拉罗替尼(Larotrectinib,商品名Vitrakvi)和恩曲替尼(Entrectinib,商品名Rozlytrek)分别于2018年11月和2019年8月获得FDA批准,用于治疗成人和儿童患者的局部晚期或转移性实体瘤,这些患者的肿瘤具有NTRK基因融合。由拜耳公司开发的拉罗替尼是全球首个不受癌症类型限制的泛癌疗法。在涉及TRK融合阳性的临床试验中

结论与展望

小分子TRK抑制剂用于治疗涉及NTRK融合蛋白的癌症,显示出广泛的抗肿瘤活性。大多数针对TRK开发的激酶抑制剂在临床试验中显示出显著的治疗潜力,但许多是泛抑制剂,在TRKA/B/C三种亚型中选择性较差。脱靶效应和不良反应促使人们寻求选择性的TRK亚型抑制剂

CRediT作者贡献声明

刘洪业:撰写——初稿。孙英豪:研究。王艳萍:数据整理。张旭:可视化。郭帅:可视化。王琳:概念化。孟凡浩:项目管理。张廷健:撰写——审阅与编辑。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能会影响本文工作的竞争性财务利益或个人关系。

致谢

本工作得到了国家自然科学基金(批准号:82474134和82273785);2025年教育部热带医学创新与转化工程研究中心开放研究项目;海南省热带草药研发重点实验室(批准号:TMIT2025Y08)的支持。

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