近年来，腺苷A2A受体（Adenosine A2A Receptor, A2AR）的肿瘤免疫学调节功能受到广泛关注，A2AR成为极具潜力的肿瘤免疫治疗新兴靶标。在肿瘤微环境（TME）中，低氧可通过诱导缺氧诱导因子1（HIF-1）和转化生长因子-β（TGF-β）等上调CD39和CD73的表达，增加ATP的酶促水解，导致细胞外腺苷的水平大大增加。腺苷通过激活A2AR产生一系列免疫抑制反应，包括：抑制CD8+ T细胞的细胞毒性，抑制自然杀伤（NK）细胞的杀伤能力，增强调节性T细胞（Treg）的免疫抑制活性等，从而使肿瘤免受免疫系统的攻击。因此，新型A2AR小分子拮抗剂的发现对于开发肿瘤免疫治疗药物具有重要意义。
复旦大学药学院王永辉教授、谢琼副教授课题组的研究方向之一是新型A2AR小分子拮抗剂的发现及其肿瘤免疫治疗研究，该团队先后于2020年和2022年在药物化学领域权威期刊《Journal of Medicinal Chemistry》上分别发表一篇关于A2AR小分子拮抗剂在癌症免疫治疗中应用的Miniperspective综述（J. Med. Chem. 2020, 63, 12196−12212）和一篇有关新型蝶啶酮类A2AR小分子拮抗剂发现研究的论文（J. Med. Chem. 2022, 65, 4367−4386）。
近日，谢琼副教授、王永辉教授与华东师范大学生命科学学院卢伟强研究员合作，在药物化学领域权威期刊《Journal of Medicinal Chemistry》上发表一篇新的研究论文，题为“Discovery of Pyridinone Derivatives as Potent, Selective, and Orally Bioavailable Adenosine A2A Receptor Antagonists for Cancer Immunotherapy”。该论文发现了一类可口服的新型吡啶酮类A2AR小分子拮抗剂，与该团队较早前发现的因溶解度问题而应用受限的蝶啶酮类拮抗剂（J. Med. Chem. 2022, 65, 4367−4386）相比，本论文发现的吡啶酮类化合物不仅在细胞上具有免疫调节作用，还展现出良好的动物体内免疫性抗肿瘤效果，且口服吸收好、成药性质佳，具有潜在的开发和应用前景。
吡啶酮类先导化合物的发现及其肿瘤免疫作用机制研究
本研究通过筛选课题组化合物库发现具有μM水平A2AR拮抗活性的苗头化合物1，采用经典的药物设计策略进行构效关系研究和多轮结构改造，遴选出具有比临床化合物CPI-444更好的活性和小鼠肝脏微粒体代谢稳定性的化合物38作为先导化合物。化合物38具有较强的A2AR拮抗活性（IC50 = 29.0 nM），良好的小鼠肝脏微粒体代谢稳定性（t1/2 = 86.1 min），以及出色的口服生物利用度（F = 86.1%）。
对接研究发现化合物38与A2AR活性位点之间形成丰富的氢键网络作用，嘧啶氨基与Glu169和Asn253形成关键的氢键作用，氰基与羰基通过水桥分别与His250和His278相互作用，而羟基与Glu13的羧基之间形成氢键。
进一步的作用机制研究表明，化合物38通过下调免疫抑制分子（LAG-3和TIM-3）和上调效应分子（GZMB、IFNG和IL-2），有效地增强了体外T细胞的激活和杀伤能力。此外，化合物38表现出优异的体内抗肿瘤活性，在小鼠MC38肿瘤模型中通过口服给药表现出56.0%的肿瘤生长抑制（TGI），且显著增加肿瘤内CD8+ T细胞的累积和颗粒酶B（GZMB）的表达，化合物38显示出作为一种新型A2AR拮抗剂候选药物在癌症免疫治疗方面的潜力。
复旦大学药学院药物化学系2019级硕士生祝晨宇、2021级硕士生周荣辉和华东师范大学生命科学学院2020级硕士生迮书茵为本文的共同第一作者。复旦大学药学院谢琼副教授、王永辉教授和华东师范大学卢伟强研究员为本文的共同通讯作者。相关研究工作得到了国家自然科学基金的资助。
原文链接：https://doi.org/10.1021/acs.jmedchem.2c01860
王永辉教授、谢琼副教授课题组介绍
复旦大学药学院药物化学系王永辉教授、谢琼副教授课题组主要研究方向为自身免疫病与肿瘤免疫治疗小分子药物的发现，以及有机与药物化学新方法新技术的研究。现有客座教授1名，副教授2名，在读博士研究生2名、在读硕士究生4名，已毕业博士7名、硕士5名。课题组先后承担国家科技重大专项、国家自然科学基金面上项目、上海市科委生物医药领域科技支撑项目、上海市自然科学基金等科研项目20余项，累计经费超过1100万元。近5年在J Med Chem, Eur J Med Chem, J Org Chem, ACS Med Chem Lett等学术期刊发表通讯作者SCI论文20余篇；申请中国专利16项（已获7项授权），2项国际PCT专利申请进入美国、日本、欧洲（已获6项国际专利授权）。在自身免疫病和肿瘤免疫治疗小分子药物研究中，发现多个具有开发潜力的候选药物，正在进行临床前评价。
