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“環合”策略在藥物設計中的應用

(2024-02-25 13:09:45) 下一個

The following article is from 藥化行者 Author CPU不良人

眾所周知,新藥研發是個複雜的係統工程,需要大量人才、資金以及時間的投入,即便這樣也是九死一生,有能力做first-in-class原始創新的機構寥寥無幾,大多數是fast-follower的快速跟隨藥物研發,即所謂的best-in-class、me-better、me-too類藥物,該類藥物是在首創新藥的基礎上進行研究,大多以現有活性物質為先導化合物,對其進行巧妙地結構改造,合理規避“專利”藥物的產權保護,尋求藥效相當或更優的藥物。不管是哪類新藥研發,都需要進行合理藥物設計。在先導化合物適當位置進行“環合”是藥物設計的一種常規策略,該策略增強藥物與靶標相互作用,調節理化性質,增強代謝穩定性,改善藥代動力學性質,降低不良反應以及形成新的知識產權等方麵具有重要作用,一直備受科研人員的青睞。

獲批上市藥物

 

阿呱沙班(Apixaban
基本信息:Apixaban是由BMS公司開發的一款凝血因子Xa抑製劑,經EMA於2011年5月18日首次獲批,用於治療靜脈血栓栓塞(VTE),後又相繼獲FDA、PMDA和NMPA批準上市,並在2017年納入國家醫保目錄,曾在2021年獲得全球小分子藥物銷售NO.1,是一款百億美元級別的重磅炸彈藥物。

藥物設計:早期研究發現的Razaxaban在II期臨床試驗中折戟後,研究人員在其基礎上進一步結構改造,考慮到酰胺鍵在體內可被水解成吡唑甲酸和聯芳胺,後者具有潛在的致突變風險,將酰胺環合到吡唑環上,以提高代謝穩定性,後再進行更為細致的結構修飾,最終得到了Apixaban

埃克替尼(Lcotinib)
基本信息:Lcotinib 是由浙江貝達藥業曆時8年時間研製的一款高效特異性表皮生長因子受體酪氨酸激酶抑製劑(EGFR-TKI),經CFDA於2011年6月7日首次獲批,用於治療晚期非小細胞肺癌(NSCLC),是我國擁有完全自主知識產權的首個小分子靶向抗癌藥物,進口物相比其療效相當,但安全性更好,價格更低,上市十多年累計銷售已超過100億。

藥物設計:尚未見Lcotinib的藥物發現文章報道,比較LcotinibErlotinib的結構,發現Erlotinib側鏈尾部兩個甲氧基成環即可得到Lcotinib,雖然結構類似,但並不是簡單的“山寨”,由於特殊的環狀結構,Lcotinib的不良反應最溫和,使得可以加倍劑量治療L858R突變尤其是有腦轉移的NSCLC患者。

臨床試驗藥物

FN-1501

基本信息:FN-1501是由中國藥科大學陸濤等人開發的一款CDK2/FLT3雙重抑製劑,以1.5億合同金額轉讓給上海複星醫藥股份有限公司,用於治療急性髓性白血病(AML),該藥於2019年11月獲得美國FDA孤兒藥資格認定,在國內進入到了臨床II期。

藥物設計:該團隊前期研究發現化合物26具有不錯的CDK2/FLT3抑製活性和中等的MV4-11抑製活性,以該化合物為先導,繼續進行結構改造。結合CADD,發現苯甲酰基部分環合成芳香環有利於與CDK2晶體結構中的Phe80和FLT3晶體結構中的Phe691形成edge-to-face芳香環π-π堆積作用,從而提高了活性,隨後再經過局部修飾,最終得到了化合物FN-1501

SUVN-D4010

基本信息:SUVN-D4010是由印度製藥公司Suven Life Sciences Limited開發的一款口服的能透過血腦屏障的選擇5-HT4受體部分激動劑,用於治療神經係統疾病如阿爾茨海默病、精神分裂症等,目前正在美國進行臨床I期試驗。

藥物設計:研究團隊以早期發現的5-HT4受體拮抗劑11ab為先導化合物,對其側鏈進行結構改造,得到部分激動劑7l。化合物7l肝微粒體穩定性差,體內暴露量少,生物利用度低,對其潛在代謝位點酰胺鍵進行環合封閉,得到化合物SUVN-D4010,不僅增強了激動活性,還提高了成藥性。

早期研究藥物

還有很多處於早期研發的藥物,也是采用“環合”策略進行合理藥物設計,因篇幅限製,在此不過多贅述,僅列舉說明。

複旦大學藥學院葉德泳、周璐等人報道選擇性SMS2抑製劑15W

BMS公司研究團隊報道新型RORγt反向激動劑32

總結

合理藥物設計是目前新藥研究與開發發展的主要方向,“環合”策略憑借其獨特的優勢已在藥物設計中廣泛應用。“環合”策略能夠帶來化合物結構新穎性,較易突破現有專利,從而形成新的知識產權;能夠限製化合物構象,產生特定空間構型,增強與靶標的相互作用力,從而提高活性;能夠封閉化合物代謝位點,改善藥代動力學性質,從而提高成藥性;能夠改變化合物理化性質,降低毒性,從而減少不良反應。“環合”策略現已成為合理藥物設計的“一大殺器”,給新藥研發帶來無限可能。值得一提的是,“環合”策略的使用並不是盲目的,還需根據具體情況合理使用。
 

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