罗氏临床试验I期口服环肽KRASG12D抑制剂解读

近日，TOP期刊JACS更新了一篇Article，文章回顾了罗氏公司的子公司日本Chugai从筛出的hit优化到KRAS临床抑制剂Luna-18的研发过程。Luna-18是一种靶向细胞内蛋白的环肽，在未使用特殊配方的情况下，口服生物利用度依然达到（21-47%），目前处于临床一期，招募了195名患者，预计2025年3月31日结束一期。适应症为局部晚期或转移性实体瘤。

如图1，为罗氏公司今年四月份更新的部分肿瘤临床管线，箭头标记的即为LUNA18项目，临床注册为RAS抑制剂，于2021年8月进行实体肿瘤(联合治疗、单药治疗、转移性疾病、晚期疾病、复发性疾病)(PO，胶囊)的I期临床试验(NCT05012618)。黄色部分均为在全球开展的临床项目，蓝色字体为罗氏授权在日本开发或销售的项目，其中就有一直比较火热的KRAS G12C和SHP2管线。

其实在2022年8月份，Chugai公司便在JMC杂志报道过一类广泛适用的合成方法来合成富含N -烷基的类药物环肽，N-烷基化的目的在于减少氢键供体、改善吸收以满足口服药物的需求。如图2A所示，这是一种通用的平行合成方法来获得高度和随机N-烷基化的类药物环肽，该方法满足了克服三个挑战性问题的复杂要求：DKP（环缩二氨酸）的形成、由于位阻导致酰胺化反应性不足和酸性条件下环肽的不稳定性。JMC报道了两种不同酸强度的反应条件，以保持酸不稳定的类药环肽的稳定性；利用该方法合成出来4000多条环肽，最终发现了临床环状肽LUNA18，当时这篇JMC并未提到根据哪个hit进行优化，重点在于报道合成方法的突破。整条路线下来，能达到31%的收率和终产物97%的纯度。

如图3所示，Chugai公司经过筛选，从mRNA展示文库中的AP8747未经骨架跃迁，经过化学优化，围绕着增加多肽的血浆稳定性、改善吸收、降低清除、减少氢键给体；最终发现了具有口服生物利用度的临床化合物LUNA18（减少了两个氢键供体），这是一种针对细胞内的靶点RAS的11-mer环肽抑制剂。

亮点发现主要在以下几点：(i)鉴定出两个肽侧链，每个侧链将RAS亲和力提高10倍以上;(ii)包括Clog P在内的理化性质可通过侧链修饰来调节，以增加膜的通透性；(iii)限制环肽构象可有效调节多肽的理化性质，提高生物活性；(iv)在Caco-2渗透性试验中，观察到渗透性提升到0.4×10⁻⁶ cm/s及以上并使得细胞活性从AP8784的20000nM以上提升到LUNA18的1.4nM，提高14000倍以上；(v)微观上确认了，在保持环肽主链构象不变时，RAS蛋白的结构可通过诱导与肽侧链的匹配而发生巨大的变化。

然而，比较可惜的是文章中并未给出LUNA18的动物PK数据，在后续的文章中将披露更多的数据（A platform to create oral drugs beyond rule of 5 for intracellular tough targets. J. Am. Chem. Soc., Submitted）。这篇JACS只给出了化合物40的小鼠PK数据，如图4所示，5mpk iv给药下暴露量有65200ng h/ml，半衰期达到3个小时以上，Vss只有0.2L/kg；但是放大10倍剂量口服后，小鼠的暴露量却还达不到iv的效果，生物利用度只有7.6%，这显然未达到口服药物的要求。虽然索马鲁肽的口服生物利用度只有0.8%，这会给制剂带来巨大的挑战。化合物40仍然需要对吸收和清除进一步优化。

如图5所示，化合物40和LUNA18只在四个氨基酸上有差别。参考SAR具有以下三个特征：(i)位置5的侧链更倾向于芳香而不是脂肪族；(ii)在11号位置可以调整PCP；(iii)调整位置7和10的氨基酸可增强生物活性。在这个策略的指导下，把化合物40的5位置的环己烷基改为对甲苄基；7位置上的氯三氟甲基苯环改为二氟三氟甲基苯环；位置10的异丙基改为了环戊基；11位置则把甲基改为了N,N-二甲酰胺基。化合物45的细胞IC₅₀为1.4 nM (AsPC-1)，Caco-2 Papp为2.3×10⁻⁶ cm/s。相比化合物40，各方面数据有了整体提升。

除了AsPC-1外，化合物45对KRAS基因改变的细胞系，都显示出显著的细胞活性（IC50=0.17-2.9nM）。如LS180(结肠癌，KRASG12D)、GSU(胃癌，KRASG12D)、NCI-H441(非小细胞肺癌，KRASG12V)、NCI-H2122 (非小细胞肺癌, KRASG12C)和MiaPaCa-2(胰腺癌，KRASG12C)。

在NCI-H441或MiaPaCa-2异种移植物小鼠中评估了luna-18的体内疗效。化合物luna18每天口服1次，连用14 d，测定小鼠体重和肿瘤体积。在剂量为10 mg/kg时，观察到肿瘤消退，且没有明显的体重减轻。

在小鼠、大鼠、猴子和犬体内进行了luna18的PK研究。经口服给药后，化合物luna18在这4种动物体内的生物利用度为21-47%。这些结果表明，luna18这种环肽作为一种口服药物具有治疗潜力，可以治疗含有KRAS基因突变的多种癌症。目前，45 (LUNA18)正在日本/美国进行一期临床试验。

值得关注的是，本篇文章中的环肽分子对KRASG12D突变的细胞具有非常强效的抑制活性，体内药效的情况目前没有数据披露，如果体内药效也能保持强效，这必然会加强KRASG12D口服抑制剂的内卷。吸引国内外众多公司follow这类环肽抑制剂。

KRASG12D突变影响了美国和欧洲约18万名患者，与KRASG12C突变相比，患病率增加了约2.5倍。目前尚无针对这些患者的靶向肿瘤治疗方案。在临床前KRASG12D突变的胰腺癌模型以及肺癌和结直肠癌模型中，MRTX1133给予显著的肿瘤应答。MRTX1133具有良好的药物特性，包括脱靶活性和药物相互作用的低风险，预计人体半衰期大于50小时。

目前，全球仅MRTX1133一款口服G12D抑制剂于2023年1月获得FDA批准，正在临床I/Ib进行研究，恒瑞此前申报的KRASG12D抑制剂也是一款注射药物，其他口服G12D抑制剂均处于临床前研究阶段。MRTX1133已发现两年之久，文章也报道多时，但由于口服生物利用度极低，一直未能申报IND，最后通过制剂手段实现了口服给药，但AUC也仅仅提高了10倍左右，生物利用度仍然很低，存在很大的优化空间。

此外，如图7，上海润佳医药报道了前药策略改善MRTX1133的口服生物利用度，把MRTX1133做成氨基甲酸酯衍生物的形式。前药9与母体化合物相比在小鼠体内表现出改善的药代动力学特性（F由0.5-1.3%提升到6.7-7.9%），并且口服KRASG12D突变异种移植小鼠肿瘤模型有效。

前药策略虽能改善化合物的理化性质、PK性质，以及增加药物研发的可靠性和有效性等，但由于前药的研究涉及到不同于“正常”药物诸如合成、药效、药代及毒理等方面的研发过程，这些都是未知的风险，故而必须慎重选择。

总之，KRAS G12D抑制剂的开发存在很高的技术壁垒，不仅要突破G12D难成药的障碍，还要解决口服PK差的难题。面对这迫切的未满足的临床需求，对各大制药公司来说，口服KRAS G12D抑制剂的开发既是重大挑战也是难得的机遇。

参考资料：

1.Mikimasa Tanada et.al; Development of Orally Bioavailable Peptides Targeting an ntracellular Protein: From a Hit to a Clinical KRAS Inhibitor. https://doi.org/10.1021/jacs.3c03886.

2.Kenichi Nomura et al;Broadly Applicable and Comprehensive Synthetic Method for N-Alkyl-Rich Drug-like Cyclic Peptides.J. Med. Chem. 2022, 65, 13401−13412.

3.Xiang Ji et al; Discovery of Prodrug of MRTX1133 as an Oral Therapy for Cancers with KRASG12D Mutation,ACS Omega 2023, 8, 7211−7221.

4.https://mp.weixin.qq.com/s/w4iUxY0plB8uGTn_caLyGg.

5.mirati官网.