前文“KRAS系列（二）：靶向KRAS研究进展” （https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzkzMzMzOTQ2MQ==&mid=2247483691&idx=1&sn=f3db4a9753726e4b9e166c4f553a3eec&chksm=c24f4901f538c017220ca374fd0620d62b03767ef25ec9852532c711789bd3260089879c06ae&token=1487802388&lang=zh_CN#rd）中笔者简要的先容了目前正在研发针对KRAS突变的药物，个中针对KRASG12C，FDA已经加速批准了Amgen新药sotorasib(AMG510)用于带KRASG12C突变的非小细胞肺癌患者的治疗。(Sotorasib - National Cancer Institute, n.d.)该药物的批准大大增加了科学家对占领KRAS突变的信心，目前至少有30个以上的临床前或者进入临床的针对KRAS突变的药物在研发中。这里笔者将先容AMG510的研发过程和AMG510的文献宣布的合成方案。
KRASG12C突变是KRAS蛋白的第12号氨基酸从甘氨酸变到半胱氨酸的产物。环球非小细胞癌患者中，G12C突变占比为11%，结直肠癌占比有3.3%，胰腺癌约1.9%。(Campbell et al., 2016) 针对这一靶点，在2013年Shokat及其同事首次宣布了KRASG12C蛋白的switch-II口袋通过小分子共价键结合把该蛋白稳定在非激活状态，同时对wt-RAS没有活性抑制活性。(Ostrem et al., 2013)在此根本上Wellspring Biosciences公司经由不懈努力，创造分子ARS-853（和它的类似物）能够将KRASG12C蛋白通过共价键结合12位的半胱氨酸（Cys）锁定在KRAS-GDP这种非激活状态，从而降落KRAS-GTP激活状态的含量，进而影响KRAS的下贱旗子暗记。(Patricelli et al., 2016)
鉴于该分子及其类似物在血浆中的不稳定性和非常低的生物利用度，该公司在此化合物的根本上做了大的修正从而创造了其余一个先导化合物ARS-1620（这有个体的一个故事，鉴于篇幅有限，不在这里赘述，有兴趣请参考文献）。(Liansheng Li et al., n.d.)通过晶体研究创造ARS-1620和ARS-853在于KRASG12C-GDP蛋白的结合上有很大的差异，特殊是ARS-1620和His-95这一位点的浸染可能起到了关键的浸染，从而将ARS-1620的活性提高了10倍旁边。其余须要把稳的一点是ARS-1620的二氮杂萘和芳环2-氟6-羟基苯具有轴手性，S-config的活性要比R-config的活性高1000倍做。(Janes et al., 2018)这一点在AMG510的创造上也起到了非常主要的浸染。
AMG510的是如何研发出来的？(Canon et al., 2019; Lanman et al., 2020)
Amgen声称在Shokat揭橥该论文之前，已经和Carmot Therapeutics互助开拓了很多以共价结合位根本的靶向KRAS-G12C的化合物，个中化合物1无论是在细胞实验还是动物实验都表现出了比较好的inactive蛋白KRASG12C的能力。晶体构造表面化合物1和ARS-1620在结合口袋上有些许不同，在化合物1的结合口袋中，H95发生了偏转，从而让化合物1上的4H-异喹啉fit进了这个口袋。虽然化合物1相较于ARS-1620表现出了更高的活性，但是该化合物在锯齿目动物中生物利用度差，血浆打消率高，以是Amgen的科学家们希望基于这个新的口袋（Cryptic pocket）开拓出新一代的先导化合物。
通过叠加这两个化合物，研究职员认为在ARS-1620的1，3二氮杂萘的N1上引入取代基，大概能够形成这样一个口袋。该方案的难点是通过合成一系列取代物创造该位置引入取代基会冲破N1和H95的氢键从而降落化合物的结合能。通过一系列筛选研究者创造该位置引入取代基确实能够实现最初的设想，在此根本上开拓出的化合物9比化合物ARS-1620的活性强了3-9倍。其余须要把稳的是化合物9有轴手性，个中(R)-9才有活性。
经由不雅观察研究者创造在（1）在Piperazine的2号位引入取代基有可能增加化合物和C12, E62, Y96三个氨基酸的相互浸染；（2）在7位的2-氟6羟基苯可能会的更换可能可以提高该化合物的与周围氨基酸的浸染（V9,I100等），（3）其余化合物9生物利用度非常差，而且透过细胞膜的能力也非常差。在此根本上研究者们寄希望在9的根本上开拓出新的先导化合物。
通过在2位引入甲基，并去掉羟基得到化合物13，该化合物活性能够保留，同时透过细胞壁的能力提高了3倍。研究者考虑到如果在8位引入一个N原子来和酚羟基形身分子内氢键来降落化合物的亲水性大概能够增加细胞壁的穿透能力（关键电子等排体更换）。不出所料的是通过引入氮原子的化合物18表现出了精良的生物活性和生物利用度。同时须要把稳的是只有R构型的化合物18具有高活性。然而该化合物的轴手性的迁徙改变能垒并不是很高，在室温下S-R的转变半衰期在8天。
针对这个问题，研究者进一步对N1的取代基进行了筛选，研究者创造异丙基是非常必要的，末了得到了化合物24，该化合物也碰到了一个问题，24在晶型状态的生物利用度相对付无定形形态的生物利用度要低很多（4%-12%）。研究者操持通过（1）在6位改变该卤素原子减少化合物的亲油性；（2）通过在苯环的6/8位上引入氮原子增加极性来增加溶解度。末了开拓出了化合物更方面都表现精良的化合物34，也便是末了的化合物AMG510。
AMG510的合成步骤
AMG510有两个手性中央，个中一个是轴手性（类似于BINAP的手性）。接下来我们随着笔者一期剖析一下该化合物的合成步骤。首先吡啶羧酸在草酰氯的浸染下活化和氨水反应得到酰胺，接着和中间体E反应构建脲（step2），该化合物和在强碱KHMDS条件下发生分子内关怀（step3）。然后在POCl3的条件下将酰胺转化为氯。然后通过哌嗪衍生物取代和与中间体G的suzuki反应构建了基本构造。末了通过脱保护和丙烯酰氯反应得到AMG510的非对映异构体。末了通过SFC（超临界流体分离）分离得到R构型的终产物。通过查询笔者创造中间体E和G的价格昂贵，更不用说昂贵的SFC分离。该化合物的工业化合成路线目前还没有宣布。笔者将连续跟踪。
KRASG12C靶点是是否会成为下一个PD1？
KRASG12C突变在总体突变总含量并）不高，相较于PD1广泛的适应症，KRASG12C的运用范围明显要窄的多。但是这仍旧不能阻挡该靶点的火热。有一篇非常出色的剖析供大家自行欣赏（深度长文｜KRAS G12C，Me-Too的修罗场_腾讯新闻 (qq.com)。笔者认为在5年内该靶点会成为一个比PD1赛道更加内卷的方向。大量的科研职员的宝贵韶光和大量的科研经费将付之东流。在国家大力推进医药改革，鼓励创新的本日，这些医药大厂们是不是该镇静下来思考一下什么才是精确的方向？
参考文献：
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Patricelli, M. P., Janes, M. R., Li, L. S., Hansen, R., Peters, U., Kessler, L. v., Chen, Y., Kucharski, J. M., Feng, J., Ely, T., Chen, J. H., Firdaus, S. J., Babbar, A., Ren, P., & Liu, Y. (2016). Selective Inhibition of Oncogenic KRAS Output with Small Molecules Targeting the Inactive State. Cancer Discovery, 6(3), 316–329. https://doi.org/10.1158/2159-8290.CD-15-1105
Sotorasib - National Cancer Institute. (n.d.). Retrieved April 1, 2022, from https://www.cancer.gov/about-cancer/treatment/drugs/sotorasib
