近日，TOP期刊JACS更新了一篇Article，文章回顧了羅氏公司的子公司日本Chugai從篩出的hit優化到KRAS臨牀抑制劑Luna-18的研發過程。Luna-18是一種靶向細胞內蛋白的環肽，在未使用特殊配方的情況下，口服生物利用度依然達到（21-47%），目前處於臨牀一期，招募了195名患者，預計2025年3月31日結束一期。適應症爲局部晚期或轉移性實體瘤。

如圖1，爲羅氏公司今年四月份更新的部分腫瘤臨牀管线，箭頭標記的即爲LUNA18項目，臨牀注冊爲RAS抑制劑，於2021年8月進行實體腫瘤(聯合治療、單藥治療、轉移性疾病、晚期疾病、復發性疾病)(PO，膠囊)的I期臨牀試驗(NCT05012618)。黃色部分均爲在全球开展的臨牀項目，藍色字體爲羅氏授權在日本开發或銷售的項目，其中就有一直比較火熱的KRAS G12C和SHP2管线。

圖1 羅氏公司腫瘤管线（2023年4月27日更新）

其實在2022年8月份，Chugai公司便在JMC雜志報道過一類廣泛適用的合成方法來合成富含N -烷基的類藥物環肽，N-烷基化的目的在於減少氫鍵供體、改善吸收以滿足口服藥物的需求。如圖2A所示，這是一種通用的平行合成方法來獲得高度和隨機N-烷基化的類藥物環肽，該方法滿足了克服三個挑战性問題的復雜要求：DKP（環縮二氨酸）的形成、由於位阻導致酰胺化反應性不足和酸性條件下環肽的不穩定性。JMC報道了兩種不同酸強度的反應條件，以保持酸不穩定的類藥環肽的穩定性；利用該方法合成出來4000多條環肽，最終發現了臨牀環狀肽LUNA18，當時這篇JMC並未提到根據哪個hit進行優化，重點在於報道合成方法的突破。整條路线下來，能達到31%的收率和終產物97%的純度。

圖2 類藥性環肽合成方法突破並合成出LUNA 18

如圖3所示，Chugai公司經過篩選，從mRNA展示文庫中的AP8747未經骨架躍遷，經過化學優化，圍繞着增加多肽的血漿穩定性、改善吸收、降低清除、減少氫鍵給體；最終發現了具有口服生物利用度的臨牀化合物LUNA18（減少了兩個氫鍵供體），這是一種針對細胞內的靶點RAS的11-mer環肽抑制劑。

亮點發現主要在以下幾點：(i)鑑定出兩個肽側鏈，每個側鏈將RAS親和力提高10倍以上;(ii)包括Clog P在內的理化性質可通過側鏈修飾來調節，以增加膜的通透性；(iii)限制環肽構象可有效調節多肽的理化性質，提高生物活性；(iv)在Caco-2滲透性試驗中，觀察到滲透性提升到0.4×10−6 cm/s及以上並使得細胞活性從AP8784的20000nM以上提升到LUNA18的1.4nM，提高14000倍以上；(v)微觀上確認了，在保持環肽主鏈構象不變時，RAS蛋白的結構可通過誘導與肽側鏈的匹配而發生巨大的變化。

圖3 從AP8784到LUNA18（未發生骨架躍遷）

然而，比較可惜的是文章中並未給出LUNA18的動物PK數據，在後續的文章中將披露更多的數據（A platform to create oral drugs beyond rule of 5 for intracellular tough targets. J. Am. Chem. Soc., Submitted）。這篇JACS只給出了化合物40的小鼠PK數據，如圖4所示，5mpk iv給藥下暴露量有65200ng h/ml，半衰期達到3個小時以上，Vss只有0.2L/kg；但是放大10倍劑量口服後，小鼠的暴露量卻還達不到iv的效果，生物利用度只有7.6%，這顯然未達到口服藥物的要求。雖然索馬魯肽的口服生物利用度只有0.8%，這會給制劑帶來巨大的挑战。化合物40仍然需要對吸收和清除進一步優化。

圖4 化合物40的結構和小鼠PK數據

如圖5所示，化合物40和LUNA18只在四個氨基酸上有差別。參考SAR具有以下三個特徵：(i)位置5的側鏈更傾向於芳香而不是脂肪族；(ii)在11號位置可以調整PCP；(iii)調整位置7和10的氨基酸可增強生物活性。在這個策略的指導下，把化合物40的5位置的環己烷基改爲對甲苄基；7位置上的氯三氟甲基苯環改爲二氟三氟甲基苯環；位置10的異丙基改爲了環戊基；11位置則把甲基改爲了N,N-二甲酰胺基。化合物45的細胞IC50爲1.4 nM (AsPC-1)，Caco-2 Papp爲2.3×10−6 cm/s。相比化合物40，各方面數據有了整體提升。

圖5 化合物40和LUNA18的結構和體外數據對比

除了AsPC-1外，化合物45對KRAS基因改變的細胞系，都顯示出顯著的細胞活性（IC50=0.17-2.9nM）。如LS180(結腸癌，KRASG12D)、GSU(胃癌，KRASG12D)、NCI-H441(非小細胞肺癌，KRASG12V)、NCI-H2122 (非小細胞肺癌, KRASG12C)和MiaPaCa-2(胰腺癌，KRASG12C)。

在NCI-H441或MiaPaCa-2異種移植物小鼠中評估了luna-18的體內療效。化合物luna18每天口服1次，連用14 d，測定小鼠體重和腫瘤體積。在劑量爲10 mg/kg時，觀察到腫瘤消退，且沒有明顯的體重減輕。

在小鼠、大鼠、猴子和犬體內進行了luna18的PK研究。經口服給藥後，化合物luna18在這4種動物體內的生物利用度爲21-47%。這些結果表明，luna18這種環肽作爲一種口服藥物具有治療潛力，可以治療含有KRAS基因突變的多種癌症。目前，45 (LUNA18)正在日本/美國進行一期臨牀試驗。

值得關注的是，本篇文章中的環肽分子對KRAS G12D突變的細胞具有非常強效的抑制活性，體內藥效的情況目前沒有數據披露，如果體內藥效也能保持強效，這必然會加強KRAS G12D口服抑制劑的內卷。吸引國內外衆多公司follow這類環肽抑制劑。

圖6 MRTX1133處於臨牀I/Ib期

KRAS G12D突變影響了美國和歐洲約18萬名患者，與KRAS G12C突變相比，患病率增加了約2.5倍。目前尚無針對這些患者的靶向腫瘤治療方案。在臨牀前KRASG12D突變的胰腺癌模型以及肺癌和結直腸癌模型中，MRTX1133給予顯著的腫瘤應答。MRTX1133具有良好的藥物特性，包括脫靶活性和藥物相互作用的低風險，預計人體半衰期大於50小時。

目前，全球僅MRTX1133一款口服G12D抑制劑於2023年1月獲得FDA批准，正在臨牀I/Ib進行研究，恆瑞此前申報的KRAS G12D抑制劑也是一款注射藥物，其他口服G12D抑制劑均處於臨牀前研究階段。MRTX1133已發現兩年之久，文章也報道多時，但由於口服生物利用度極低，一直未能申報IND，最後通過制劑手段實現了口服給藥，但AUC也僅僅提高了10倍左右，生物利用度仍然很低，存在很大的優化空間。

圖7 前藥實現MRTX1133的口服生物利用度的提升

此外，如圖7，上海潤佳醫藥報道了前藥策略改善MRTX1133的口服生物利用度，把MRTX1133做成氨基甲酸酯衍生物的形式。前藥9與母體化合物相比在小鼠體內表現出改善的藥代動力學特性（F由0.5-1.3%提升到6.7-7.9%），並且口服KRASG12D突變異種移植小鼠腫瘤模型有效。

前藥策略雖能改善化合物的理化性質、PK性質，以及增加藥物研發的可靠性和有效性等，但由於前藥的研究涉及到不同於“正常”藥物諸如合成、藥效、藥代及毒理等方面的研發過程，這些都是未知的風險，故而必須慎重選擇。

總之，KRAS G12D抑制劑的开發存在很高的技術壁壘，不僅要突破G12D難成藥的障礙，還要解決口服PK差的難題。面對這迫切的未滿足的臨牀需求，對各大制藥公司來說，口服KRAS G12D抑制劑的开發既是重大挑战也是難得的機遇。

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