一項(xiàng)技術(shù)產(chǎn)出多款重 磅 炸 彈 藥品，ProTide憑什么？

       新藥研發(fā)，依賴多學(xué)科、多技術(shù)、多平臺(tái)的共同發(fā)力，尤其是技術(shù)上的突破，往往會(huì)帶來里程碑式的進(jìn)展。倘若在一項(xiàng)技術(shù)的背景下，可以誕生多款重 磅 炸 彈 藥物，那就更可以說明這項(xiàng)技術(shù)的偉大之處。比如今天筆者要說的ProTide技術(shù)，其映射了多款重 磅 炸 彈 藥物，是革命性的技術(shù)突破。那么，ProTide到底是怎樣的技術(shù)？解決了哪些成藥問題？還有多少開發(fā)潛力？請(qǐng)看下文。

       ProTide發(fā)展歷程及重磅炸 彈品種

       ProTide(prodrugnucleotide)屬于前藥的設(shè)計(jì)策略，最早可追溯到上世紀(jì)90年代，其核心是將核苷單磷酸根改造為N-氨基酸酯（如L-丙氨酸）和酚氧基取代的磷酰胺或膦酰胺，統(tǒng)稱為ProTide。

       自該技術(shù)被提出至今，已有多款ProTide藥物應(yīng)用于HCV、HBV、HIV，以及近年來肆虐全球的新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)等病毒感染的臨床治療；如由吉利德公司開發(fā)影響了一代藥物發(fā)展的丙肝領(lǐng)域重 磅 炸 彈 藥物索非布韋、乙肝領(lǐng)域重磅藥物替諾福韋艾拉酚胺，以及近年來在全球疫情氛圍下脫穎上市的“人民的希望”瑞德西韋。

       此外，這項(xiàng)技術(shù)還被擴(kuò)展至多種非核苷類藥物的設(shè)計(jì)中，臨床適應(yīng)癥也被瞄準(zhǔn)至自身免疫性疾病、細(xì)菌感染、神經(jīng)系統(tǒng)病變等。

       ProTide 技術(shù)特點(diǎn)

       將核苷單磷酸根改造為N-氨基酸酯和酚氧基取代的磷酰胺或膦酰胺，是ProTide的核心結(jié)構(gòu)特征。

       在體內(nèi)，ProTide分子透過細(xì)胞膜后，羧肽酶可催化其酯基水解，生成相應(yīng)的羧酸，繼而發(fā)生分子內(nèi)親核取代和自發(fā)水解，生成磷酸陰離子。在磷酰胺酶催化下，再次水解，生成磷酸/磷酸陰離子，最后經(jīng)歷兩步磷酸化，生成核苷三磷酸。

       ProTide前藥策略的主要目的有以下：

       1）改善藥物理化特性，提高傳輸速率和選擇性；

       2）提高生物利用度；

       3）提高部分藥物的水溶性；

       4）通過改變給藥方式，延長起效時(shí)間；

       5）降低藥物**。

       而除了上述藥效藥代方面的特征外，還有其他需要了解的ProTide技術(shù)如下：1）磷原子的絕 對(duì)構(gòu)型會(huì)嚴(yán)重影響代謝活化效率，進(jìn)而影響藥效活性的發(fā)揮；2）光學(xué)純P前體的合成制備途徑仍較有限，為重要技術(shù)難點(diǎn)

       已上市的3大重 磅 炸 彈 藥物

       索非布韋(Sofosbuvir)

       開發(fā)公司為吉利德，從ProTide技術(shù)角度來看，索非布韋是光學(xué)純的(Sp)異構(gòu)體，其體外抗HCV活性是(Rp)異構(gòu)體的18倍，保留了酚氧基、L-丙氨酸異丙酯。

       作為一種有效的口服HCVNS5B聚合酶抑制劑，索非布韋對(duì)丙肝病毒有很強(qiáng)抑制作用，是治療慢性丙型肝炎抗病毒聯(lián)合藥物治療的重要組分之一，丙肝患者治愈率高達(dá)90%；2013年12月，美國FDA批準(zhǔn)索非布韋上市申請(qǐng)，上市第一年其全球銷售額便超過100億美元，成為名副其實(shí)的“重磅炸 彈”藥物。

表1 索非布韋高階段臨床試驗(yàn)（中國）

       替諾福韋艾拉酚胺（tenofoviralafenamide）

       開發(fā)公司仍為吉利德，從ProTide技術(shù)角度來看，體外活性是其(Sp)異構(gòu)體的10倍，同樣保留了酚氧基、L-丙氨酸異丙酯的結(jié)構(gòu)。

       作為靶向性替諾福韋(Tenofovir)磷酰胺酯前藥，與替諾福韋酯相比，劑量大大降低，安全性顯著提高，具有更大的血漿穩(wěn)定性，可更有效地將替諾福韋遞送到肝細(xì)胞，臨床可以使用更低的給藥劑量治療慢性乙型肝炎。2016年11月獲得FDA批準(zhǔn)上市，用于慢性乙型肝炎成人感染者的治療；2016年12月獲得PMDA批準(zhǔn)上市，2017年1月獲得EMA批準(zhǔn)上市，并成為歐洲地區(qū)近10年來獲準(zhǔn)上市的首 個(gè)乙肝藥物。

表2 替諾福韋艾拉酚胺高階段臨床試驗(yàn)（中國）

       瑞德西韋（Remdesivir）

       開發(fā)公司還是吉利德，從ProTide技術(shù)角度來看，高活性構(gòu)型為(Sp)，同時(shí)保留了酚氧基，并使用了L-丙氨酸-2-乙基丁基酯。

       該品種最早是用于治療埃博拉病毒病和馬爾堡病毒等病毒感染，后也被發(fā)現(xiàn)顯示出合理的抗病毒活性，對(duì)抗更多的與遠(yuǎn)親相關(guān)的病毒，如呼吸道合胞病毒，Junin病毒，拉沙熱病毒，和MERS-冠狀病毒。2016年6月，美國國家過敏和傳染病研究所計(jì)劃在美國和利比里亞實(shí)施Ⅱ期的埃博拉病毒感染試驗(yàn)。2020年7月，歐盟委員會(huì)授予了remdesivir有條件銷售許可，用于治療需要補(bǔ)充氧氣的12歲以下肺炎成人和青少年的COVID-2019感染。

表3 瑞德西韋全球高階段臨床試驗(yàn)（NCT）

       “前浪”~傳統(tǒng)的磷酸酯類核苷類藥物

       之所以Protide技術(shù)具備顯著的效果，主要是其解決了傳統(tǒng)核苷磷酸酯類藥物成藥方面的部分不足。

       首先，核苷類藥物在腫瘤、感染性疾病等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，作用靶點(diǎn)多為DNA聚合酶或RNA逆轉(zhuǎn)錄酶，核苷類藥物一般模擬天然核苷的結(jié)構(gòu)，競(jìng)爭性地作用于酶活性中心，嵌入正在合成的DNA或RNA鏈中，干擾核酸代謝影響細(xì)胞增殖、分裂等。

       而早期設(shè)計(jì)的磷酸或磷酸酯衍生物因其磷-氧鍵穩(wěn)定性較差，極性大，難以通過細(xì)胞膜等而限制了應(yīng)用；但整體上還是通過前藥手段提升了藥物的成藥性；而Protide技術(shù)引領(lǐng)的磷酰胺類結(jié)構(gòu)又進(jìn)一步的提升了成藥功能。

       PS：傳統(tǒng)核苷磷酸酯類代表藥物有阿德福韋酯、替諾福韋酯；還有一些品種雖然屬于磷酸酯，但在結(jié)構(gòu)上是在末端甩出了一個(gè)磷酸基團(tuán)，再加以成鹽，如磷酸米潑昔芬、福沙那韋鈣、雌二醇**磷脂、潑尼松龍磷酸鈉、磷酸氟達(dá)拉濱、磷苯妥英鈉、福司康唑鈉、丙泊酚磷酸鈉等。

       小結(jié)&展望

       至今，Protide技術(shù)的應(yīng)用還在持續(xù)著，且將原藥的優(yōu)化目標(biāo)更大的擴(kuò)展至更多不同的結(jié)構(gòu)，適應(yīng)癥也進(jìn)一步的進(jìn)行同步擴(kuò)展，尤其是在火熱的腫瘤領(lǐng)域。技術(shù)方面，除了分子本身的特性外，磷酰胺的絕 對(duì)光學(xué)構(gòu)型至今仍為合成界的難題之一。但，無論是從合成技術(shù)方面，還是專門針對(duì)于Protide這項(xiàng)技術(shù)，均有創(chuàng)新型公司為之努力，臨床階段也同樣有品種正在進(jìn)行當(dāng)中，未來再培育出下一個(gè)重 磅 炸 彈 藥物，還是很有希望的。

參考：

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7. Chin. J. Org. Chem. 2020, 40, 3237～3248.

8. Univ. Chem. 2020, 35 (12), 35–43

9. Chin. J. Org. Chem. 2017, 37, 2818～2840 

責(zé)任編輯：三七