圖一 已上市的PI3K抑制劑
磷脂酰肌醇-3激酶(PI3K)是脂質(zhì)激酶類的一個家族,1988年Lewis C. Cantley和同事首次報道該酶的存在,它的作用是將磷脂酰肌醇中肌醇環(huán)上3位羥基磷酸化,由于磷脂酰肌醇是一類重要的第二信使分子,因此PI3K與細胞內(nèi)的信號傳導有密切作用,在很多重要的細胞過程中發(fā)揮調(diào)控作用,如細胞的生長、分化、增殖、凋亡以及胞內(nèi)轉(zhuǎn)運等。隨著對其結(jié)構(gòu)、生理功能等相關(guān)科學問題的深入研究,目前已經(jīng)證實,PI3K信號通路的失調(diào)會導致諸如糖尿病、癌癥、血栓、風濕性關(guān)節(jié)炎等疾病,由于PI3K巨大的治療潛力,引起了眾多制藥企業(yè)和學術(shù)研究機構(gòu)的廣泛關(guān)注。自2012年至2018年,已有418篇相關(guān)化學專利申報,藥物化學相關(guān)專利達到192篇,此外,Idelalisib于2014年上市,由Gilead 研發(fā),用于慢性淋巴白血病的治療,Copanlisib于2017年上市,由Bayer開發(fā),用于復(fù)發(fā)性濾泡淋巴瘤的治療,這兩個一類新藥均作用于PI3K。
圖二 PI3K抑制劑開發(fā)工具分子
PI3K激酶分為三種,分別為I、II以及III,其中第一類PI3K研究最為深入,此類PI3K主要負責3, 4-雙磷酸磷脂酰肌醇(PI(3,4)P2)以及3, 4, 5-三磷酸磷脂酰肌醇(PI(3,4,5)P3)的生成,而根據(jù)PI3K I序列的相似性,又可細分為IA (α、β、δ)、IB( γ),其中IA由受體酪氨酸激酶(RTK)、G-蛋白偶聯(lián)受體(GPCR)以及特定的致癌基因激活,在全身各處均有表達,而IB則僅能被GPCR激活,主要表達在造血系統(tǒng)、表皮細胞以及中樞神經(jīng)系統(tǒng)。越來越多的證據(jù)表明PI3Kα與糖尿病、PI3Kβ與栓塞、PI3Kδ和PI3Kγ與風濕性關(guān)節(jié)炎以及哮喘之間存在一定的病理關(guān)系,抑制相應(yīng)亞型的PI3K或許能夠為上述疾病的治療提供新的靶點,但目前還尚未證實,僅有癌癥與PI3K的靶點-病理作用得到確認。
PI3K的治療機理大致如下:由于PI3K的結(jié)構(gòu)變異或細胞表面受體(RTK、GPCR)的異常,PI3K產(chǎn)生過量的PI(3,4,5)P3,而它是一類細胞內(nèi)的第二信使分子,激活下游的AKT激酶,引起一系列的級聯(lián)反應(yīng),最終會促進細胞的生長和增殖,通過抑制PI3K,阻斷過度活躍的AKT信號傳導,達到抑制癌細胞的目的。渥曼青霉素(Wortmannin)和LY294002(圖二)是發(fā)現(xiàn)的第一代PI3K抑制劑,但是沒有選擇性,而且還存在明顯的脫靶效應(yīng),但是可以作為PI3K抑制劑開發(fā)的工具分子。
在研的PI3K抑制劑大部分作用于單一靶點,也有一部分作用于多重靶點,例如mTOR(哺乳動物雷帕霉素靶點),最新的研究成果顯示該靶點也屬于PI3K超家族,它能夠協(xié)調(diào)細胞的生長、代謝,影響轉(zhuǎn)錄和蛋白質(zhì)合成,調(diào)節(jié)細胞的凋亡、自噬等,北大-清華生命科學聯(lián)合中心的劉穎教授團隊曾在2017年的《Cell》期刊上撰文闡述此靶點在相關(guān)疾病的作用。
表一 處于研發(fā)階段的PI3K抑制劑
*數(shù)據(jù)來源:PubChem & Cell 2017, 170, 605-635.
由于PI3K超家族在腫瘤以及多種疾病治療中的巨大潛力,眾多藥企和研究機構(gòu)投入大量資源開發(fā)此類藥物,表一列舉了目前處于臨床階段的PI3K抑制劑,處于III期臨床的就有6個,而Novartis獨占三席,可以說在新型PI3K抑制劑的開發(fā)上,Novarti處于領(lǐng)先地位。輝瑞、GSK、武田制藥等或收購或自研,均推出了自己的PI3K抑制劑,適應(yīng)癥也從單一的腫瘤擴大到免疫缺陷、哮喘等。隨著對PI3K作用機制的逐步闡明,PI3K抑制劑可發(fā)揮的空間還很大,例如糖尿病、栓塞等。新型PI3K抑制劑的研究正如火如荼的進行,第一個此類抑制劑Idelalisib已于2014年獲得FDA批準上市,但存在的毒副作用也不可小覷,還需要對其結(jié)構(gòu)進一步的優(yōu)化,以期獲得更好的亞型選擇性。
表二 國內(nèi)處于臨床階段的PI3K抑制劑
*數(shù)據(jù)來源:藥渡數(shù)據(jù)
目前國內(nèi)處于臨床開發(fā)階段的PI3K抑制劑如表二所示,均處于I期臨床階段,恒瑞醫(yī)藥的烏咪德吉項目顯示已經(jīng)終止,至于這些化合物未來會怎樣,只能靜待I期臨床的結(jié)果,雖然在進度上和輝瑞等巨頭有不小的差距,但從無到有就是很大的進步,技術(shù)的累積是買不到的,只能慢慢成長!
參考來源:
1. Class 1 PI3K Clinical Candidates and Recent Inhibitor Design Strategies: A Medicinal Chemistry Perspective. DOI: 10.1021/acs.jmedchem.8b01492
2.Targeting the phosphoinositide 3-kinase (PI3K) pathway in cancer. Nat Rev Drug Discov. 2009, 8, 627
筆者簡介:佑怡,制藥行業(yè)從業(yè)者,專注小分子藥物研發(fā)動態(tài),剖析政策風向,匯天下藥事,議藥界風云 。
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