摘要：肿瘤微环境是肿瘤周围的特殊细胞与分子网络，其中高水平的腺苷会抑制免疫T细胞的功能，从而帮助肿瘤实现“免疫逃逸”——即躲避免疫系统攻击的机制。CD73是在多种肿瘤细胞（包括多发性骨髓瘤）表面高表达的一种关键酶，它能催化单磷酸腺苷（AMP）生成具有免疫抑制作用的腺
期刊：Journal of Medicinal Chemistry
DOI：10.1021/acs.jmedchem.5c02153
前言
肿瘤微环境是肿瘤周围的特殊细胞与分子网络，其中高水平的腺苷会抑制免疫T细胞的功能，从而帮助肿瘤实现“免疫逃逸”——即躲避免疫系统攻击的机制。CD73是在多种肿瘤细胞（包括多发性骨髓瘤）表面高表达的一种关键酶，它能催化单磷酸腺苷（AMP）生成具有免疫抑制作用的腺苷。因此，抑制CD73的活性有望降低腺苷水平，逆转免疫抑制，这为多发性骨髓瘤等肿瘤的免疫治疗提供了潜在策略。
图1. CD73是免疫抑制腺苷产生所必需的。NAD+和ATP分解代谢通过CD73导致TME中免疫抑制ADO浓度增加。
目前已有多个CD73抑制剂进入临床，但口服小分子抑制剂仍较少见。已报道的高效小分子CD73抑制剂大多因分子极性强而存在口服吸收差的问题。此外肿瘤部位的AMP浓度通常很高，这也给抑制剂的效力带来了巨大的挑战。因此，开发出同时具备良好口服生物利用度、强大活性以及在高AMP环境中也能保持效力的CD73抑制剂，成了当务之急。
图2. CD73抑制剂
近日，ORIC Pharmaceuticals公司Richard T. Pomerantz等人报道了一种新型口服小分子CD73抑制剂ORIC-533的发现，该化合物具有良好的口服生物利用度、显著的抗肿瘤活性及优异的耐受性，目前该 CD73 抑制剂已进入多发性骨髓瘤患者的 Ⅰb 期临床试验。
该研究以“Discovery of ORIC-533, an Orally Bioavailable CD73 Inhibitor That Maintains Activity in High AMP Environments to Reverse Tumor Immunosuppression”为题发表在《Journal of Medicinal Chemistry》上。
研究内容
ORIC-533（化合物6）的发现
研究人员通过结构-活性关系（SAR）研究，从化合物4开始，逐步优化得到了化合物6。化合物6具有亚纳摩尔级别的生化活性和强效的细胞活性，能够在人类和小鼠肿瘤细胞系中发挥作用。
1）提高口服吸收
传统 CD73 抑制剂（如化合物7）含双膦酸基团，极性过高导致口服吸收差。研究团队通过观察化合物7与CD73的共晶结构（图3B, PDB 9R0D），去除其中一个膦酸基团，保留单膦酸结构，同时在 α 位引入羟甲基 / 甲氧基甲基取代基，降低分子极性，提升口服生物利用度（如化合物8首次实现啮齿类动物口服暴露）。
图3. ORIC-533 的结构优化历程与共晶结构基础
2）恢复和增强效力
单膦酸系列口服利用度提升，但效力下降。研究人员分析了化合物4（单膦酸先导物）与CD73的共晶结构（图4, PDB 7JV8），发现α-立体中心附近的S350和S445残基处于一个“空腔”中，可以被新的官能团靶向。
图4. CD73与化合物4的共晶结构
通过在α-立体中心引入一个甲基四唑基团（如化合物21），恢复并提升抑制活性。
图5. CD73和化合物21的共晶结构（PDB 9R0G）
3）实现同类最优
化合物21对小鼠CD73的活性弱于对人CD73的活性，存在种属差异。通过延长四氮唑与膦酸基团间的连接链（引入羟甲基醚 linker），得到化合物 6（ORIC-533）。
X射线晶体学结构为化合物6的 “同类最优” 特性提供最终结构证据：通过延长 linker 与新增氢键，既增强靶点结合亲和力，又适配高 AMP 环境下的活性需求。
图8. 化合物6 与 CD73 的高分辨率共晶结构
化合物6的体外活性
化合物6在低纳摩尔浓度下能够恢复T细胞的激活和细胞因子的产生，显示出强大的免疫调节活性。此外，化合物6在高AMP环境下仍能有效恢复T细胞增殖与细胞因子分泌。
图6. 化合物6抑制腺苷的产生，即使在高AMP环境中也能恢复T细胞活化
化合物6的体内活性
在小鼠的同种异体肿瘤模型中，口服给药的化合物6能够减少肿瘤中的ADO浓度，增加CD8+ T细胞浸润数量，并抑制肿瘤生长。
图7. 口服给药的化合物6在体内可抑制腺苷生成、减缓肿瘤生长并缓解肿瘤内免疫抑制
总结和展望
本研究通过结构导向药物设计，成功开发出口服生物利用型 CD73 抑制剂 ORIC-533，其亚纳摩尔级活性、高 AMP 环境适应性及口服特性使其具备 “同类最优” 潜力，该抑制剂已进入针对多发性骨髓瘤患者的1b期临床试验。
该研究通过解析CD73与多个化合物的共晶结构，提供了化合物与CD73相互作用的详细信息，指导了化合物的优化，提高了抑制活性。这些结构信息不仅有助于理解化合物的作用机制，还为开发更有效、更特异性的CD73抑制剂提供了重要的指导。
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