——生物学背景——
表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor，EGFR)是一种酪氨酸激酶受体，主要的生物学功能是转化增殖信号，EGFR基因的突变将会导致非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer，NSCLC)。比较常见的EGFR的突变有外显子19位置处的5个氨基酸残基（E746-A750）删除和外显子21位置处L858R的单个氨基酸突变，这些都会造成非小细胞肺癌患者肿瘤的进一步发生和发展。
使用EGFR酪氨酸激酶的抑制剂可以靶向抑制这两种突变体，第一代的EGFR抑制剂有gefitinib等，然而在用药后，EGFR通过gatekeeper处的T900M突变来产生抗药性；下一代的药物osimertinib通过共价结合Cys797来抑制L858R/ T790M 和 del19/T790M EGFR这两种突变体；在使用osimertinib后，非小细胞肺癌患者仍然会通过不同的机理来产生抗药性，这其中最主要的是C797S的突变，弱反应性的丝氨酸取代半胱氨酸后，将不能结合osimertinib的丙烯酰胺共价头。
图一：不同EGFR抑制剂的化学结构
2021年8月帕尔马大学的Marco Mor课题组在EJMC上发表文章，“A sulfonyl fluoride derivative inhibits EGFRL858R/T790M/C797S by covalent modification of the catalytic lysine”，发现了芳基磺酰氟类化合物可以共价结合到Lys745来抑制此类突变体的活性。
——设计策略——
XO44是一个已报导的含有磺酰氟结构的广谱性激酶profiling的探针，并且其与EGFRL858R/T790M/C797S存在共晶结构，作者基于XO44和其它EGFR的抑制剂结构，以及参考分子动力学模拟的结果，进行结构优化和改造，得到了一系列衍生物6-12。
通过TR-FRET（time-resolved fluorescence resonance energy transfer）对其进行活性测试，发现化合物11效果优于临床药物osimertinib和探针XO44，IC50为110 nM。
接着作者使用化合物11等对EGFRL858R/T790M/C797S突变体进行了时间依赖的活性抑制研究。由于共价反应需要时间，共价化合物的活性抑制往往受到反应时间影响，在此实验中，化合物11在经过3小时的预孵育后，活性提高70倍，IC50为1.5 nM。而作为对照的非共价抑制剂则不会有活性的提高。
图二：预孵育前后对EGFRL858R/T790M/C797S活性抑制实验
作者随后使用LC-HRMS确认了化合物11对Lys745共价位点，使用的是EGFR突变体中包含Lys745的一段小肽（-IPVAIK745ELR-）。
图三：LC-HRMS确认共价位点
最后作者在表达C797SEGFR突变体的Ba/F3细胞上进行了增殖抑制实验和机理探讨。相比较与osimertinib，化合物11能够明显地抑制EGFRL858R/T790M/C797S的磷酸化水平，然而并没有抑制EGFRdel19/T790M/C797S的活性。
图四：Ba/F3细胞的western和MTS实验
对EGFRL858R/T790M/C797S突变的Ba/F3细胞增殖抑制活性为500 nM，明显优于osimertinib。
——总结——
这篇文章设计合成优化了靶向EGFRL858R/T790M/C797S突变的赖氨酸共价抑制剂，大大提高了其抑制活性，对解决临床中出现的EGFR突变耐药问题做出了突出贡献。
参考文献：
Ferlenghi F, Scalvini L, Vacondio F, Castelli R, Bozza N, Marseglia G, Rivara S, Lodola A, La Monica S, Minari R, Petronini PG, Alfieri R, Tiseo M, Mor M. A sulfonyl fluoride derivative inhibits EGFRL858R/T790M/C797S by covalent modification of the catalytic lysine. Eur J Med Chem. 2021 Aug 27; 225:113786.
doi: 10.1016/j.ejmech.2021.113786. Epub ahead of print. PMID: 34464874.
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