“环合”策略在药物设计中的应用

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

众所周知,新药研发是个复杂的系统工程,需要大量人才、资金以及时间的投入,即便这样也是九死一生,有能力做first-in-class原始创新的机构寥寥无几,大多数是fast-follower的快速跟随药物研发,即所谓的best-in-class、me-better、me-too类药物,该类药物是在首创新药的基础上进行研究,大多以现有活性物质为先导化合物,对其进行巧妙地结构改造,合理规避“专利”药物的产权保护,寻求药效相当或更优的药物。不管是哪类新药研发,都需要进行合理药物设计。在先导化合物适当位置进行“环合”是药物设计的一种常规策略,该策略增强药物与靶标相互作用,调节理化性质,增强代谢稳定性,改善药代动力学性质,降低不良反应以及形成新的知识产权等方面具有重要作用,一直备受科研人员的青睐。

获批上市药物

 

阿哌沙班(Apixaban
基本信息:Apixaban是由BMS公司开发的一款凝血因子Xa抑制剂,经EMA于2011年5月18日首次获批,用于治疗静脉血栓栓塞(VTE),后又相继获FDA、PMDA和NMPA批准上市,并在2017年纳入国家医保目录,曾在2021年获得全球小分子药物销售NO.1,是一款百亿美元级别的重磅炸弹药物。

药物设计:早期研究发现的Razaxaban在II期临床试验中折戟后,研究人员在其基础上进一步结构改造,考虑到酰胺键在体内可被水解成吡唑甲酸和联芳胺,后者具有潜在的致突变风险,将酰胺环合到吡唑环上,以提高代谢稳定性,后再进行更为细致的结构修饰,最终得到了Apixaban

埃克替尼(Lcotinib)
基本信息:Lcotinib 是由浙江贝达药业历时8年时间研制的一款高效特异性表皮生长因子受体酪氨酸激酶抑制剂(EGFR-TKI),经CFDA于2011年6月7日首次获批,用于治疗晚期非小细胞肺癌(NSCLC),是我国拥有完全自主知识产权的首个小分子靶向抗癌药物,进口物相比其疗效相当,但安全性更好,价格更低,上市十多年累计销售已超过100亿。

药物设计:尚未见Lcotinib的药物发现文章报道,比较LcotinibErlotinib的结构,发现Erlotinib侧链尾部两个甲氧基成环即可得到Lcotinib,虽然结构类似,但并不是简单的“山寨”,由于特殊的环状结构,Lcotinib的不良反应最温和,使得可以加倍剂量治疗L858R突变尤其是有脑转移的NSCLC患者。

临床试验药物

FN-1501

基本信息:FN-1501是由中国药科大学陆涛等人开发的一款CDK2/FLT3双重抑制剂,以1.5亿合同金额转让给上海复星医药股份有限公司,用于治疗急性髓性白血病(AML),该药于2019年11月获得美国FDA孤儿药资格认定,在国内进入到了临床II期。

药物设计:该团队前期研究发现化合物26具有不错的CDK2/FLT3抑制活性和中等的MV4-11抑制活性,以该化合物为先导,继续进行结构改造。结合CADD,发现苯甲酰基部分环合成芳香环有利于与CDK2晶体结构中的Phe80和FLT3晶体结构中的Phe691形成edge-to-face芳香环π-π堆积作用,从而提高了活性,随后再经过局部修饰,最终得到了化合物FN-1501

SUVN-D4010

基本信息:SUVN-D4010是由印度制药公司Suven Life Sciences Limited开发的一款口服的能透过血脑屏障的选择5-HT4受体部分激动剂,用于治疗神经系统疾病如阿尔茨海默病、精神分裂症等,目前正在美国进行临床I期试验。

药物设计:研究团队以早期发现的5-HT4受体拮抗剂11ab为先导化合物,对其侧链进行结构改造,得到部分激动剂7l。化合物7l肝微粒体稳定性差,体内暴露量少,生物利用度低,对其潜在代谢位点酰胺键进行环合封闭,得到化合物SUVN-D4010,不仅增强了激动活性,还提高了成药性。

早期研究药物

还有很多处于早期研发的药物,也是采用“环合”策略进行合理药物设计,因篇幅限制,在此不过多赘述,仅列举说明。

复旦大学药学院叶德泳、周璐等人报道选择性SMS2抑制剂15W

BMS公司研究团队报道新型RORγt反向激动剂32

总结

合理药物设计是目前新药研究与开发发展的主要方向,“环合”策略凭借其独特的优势已在药物设计中广泛应用。“环合”策略能够带来化合物结构新颖性,较易突破现有专利,从而形成新的知识产权;能够限制化合物构象,产生特定空间构型,增强与靶标的相互作用力,从而提高活性;能够封闭化合物代谢位点,改善药代动力学性质,从而提高成药性;能够改变化合物理化性质,降低毒性,从而减少不良反应。“环合”策略现已成为合理药物设计的“一大杀器”,给新药研发带来无限可能。值得一提的是,“环合”策略的使用并不是盲目的,还需根据具体情况合理使用。
 

.
 
 
 
登录后才可评论.