恒瑞醫(yī)藥13億引進(jìn)的創(chuàng)新藥普納布林會(huì)是又一財(cái)富密碼？一文剖析其發(fā)現(xiàn)和改造史

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       01.

       普納布林的現(xiàn)在

       2021年8月26日，恒瑞醫(yī)藥一筆13億元的重磅交易，讓萬(wàn)春布林醫(yī)藥有限公司旗下的“First-in-Class”免疫抗腫瘤藥物普納布林引起廣大關(guān)注。

       隨后在2021年9月ESMO年會(huì)上，普納布林聯(lián)合多西他賽對(duì)比多西他賽單藥二/三線(xiàn)治療EGFR野生型非小細(xì)胞肺癌患者的國(guó)際多中心III期研究（DUBLIN-3）首次公布詳細(xì)結(jié)果，顯著改善了患者的生存獲益，并觀察到了長(zhǎng)拖尾效應(yīng)的生存曲線(xiàn)，顯著降低4 級(jí)中性粒細(xì)胞減少癥（CIN）發(fā)生率，提高生存質(zhì)量，有望成為該領(lǐng)域新的標(biāo)準(zhǔn)后線(xiàn)治療方案。

       CIN（chemotherapy-induced neutropenia）是指化療過(guò)程引起的中性粒細(xì)胞減少癥。

       中性粒細(xì)胞減少癥的患者接受G-CSF的標(biāo)準(zhǔn)治療后引發(fā)的主要不良反應(yīng)有：

       1）骨痛：約10%～30%的患者發(fā)生輕度至中度骨痛。

       2）過(guò)敏反應(yīng)，包括皮膚、呼吸系統(tǒng)或心血管系統(tǒng)的過(guò)敏反應(yīng)。

       3）脾 臟破裂：有報(bào)道使用G-CSF 后發(fā)生脾 臟破裂的病例，其中一些是致死性的。

       4）肺**：見(jiàn)于霍奇金淋巴瘤患者接受含博來(lái)霉素方案化療，尤其是ABVD 方案（每2 周給予一次博來(lái)霉素）后G-CSF 治療可引起肺部**。

       5）其他潛在**反應(yīng)：包括急性呼吸窘迫綜合征、肺泡出血、鐮狀細(xì)胞病患者發(fā)生鐮狀細(xì)胞危象等。因此臨床需要新的、更有效的治療藥物。

       當(dāng)前CIN存在大量未滿(mǎn)足的臨床需求亟待解決。

       以上一系列的驚艷結(jié)果讓人不禁好奇普納布林這個(gè)FIC藥物，筆者就其是如何被發(fā)現(xiàn)和改造的來(lái)展開(kāi)論述。

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       02.

       普納布林的發(fā)現(xiàn)與改造

       1997年，日本的Kawasala教授和Isao Uno教授首次報(bào)道了phenylahistin，它是從焦曲霉菌中分離得到的天然產(chǎn)物，為混合的對(duì)映異構(gòu)體。研究發(fā)現(xiàn)，phenylahistin對(duì)多種腫瘤細(xì)胞表現(xiàn)出很強(qiáng)的細(xì)胞**；Hayashi等在J.Org.Chem.（2000）65，第8402頁(yè)上描述了phenylahistin的化學(xué)合成方法。

       2004年7月美國(guó)NEREUS 醫(yī)藥公司在專(zhuān)利WO2004054498 (A2)中首次公開(kāi)了對(duì)phenylahistin的化學(xué)改造，并發(fā)現(xiàn)了普納布林（KPU-2，NPI-2358）。專(zhuān)利中有普納布林對(duì)腫瘤細(xì)胞株和耐藥腫瘤細(xì)胞株的抑制活性，進(jìn)入中國(guó)的授權(quán)專(zhuān)利是CN100540548 (C)，該化合物專(zhuān)利將在2023年8月到期，目前已經(jīng)開(kāi)展組合物、適應(yīng)癥專(zhuān)利的布局。公開(kāi)資料顯示萬(wàn)春公司擁有1.1類(lèi)創(chuàng)新藥普納布林(Plinabulin)的中國(guó)權(quán)利。

       專(zhuān)利WO2004054498 (A2)中的改造思路主要是消除手性得到脫氫苯基阿西斯丁后，在左側(cè)苯環(huán)上接上不同的取代基片段，并在咪唑上的片段進(jìn)行改造，最終得到了普納布林。根據(jù)圖1的結(jié)果，對(duì)苯基阿西斯丁（phenylahistin）脫氫后得到KPU-1，對(duì)HT-29和P-388的活性分別提高了33倍和23倍；進(jìn)一步將KPU-1中的乙烯基改成甲基得到KPU-2即普納布林，對(duì)HT-29和PC-3的活性較KPU-1繼續(xù)提高了3.7倍和2.7倍。

       圖1 普納布林的改造

       2006年的Anti-Cancer Drugs文章中，NPI-2358（KPU-2）在六種不同的人類(lèi)腫瘤細(xì)胞系中進(jìn)行了測(cè)試，這些細(xì)胞系代表了多種腫瘤類(lèi)型，NPI-2358的IC50值為9.8 ~ 18 nmol/L。此外，NPI-2358對(duì)過(guò)表達(dá)P-gp的MDR腫瘤細(xì)胞(MES-SA/Dx5)或Topo II活性改變的腫瘤細(xì)胞(HL-60/MX2)仍保持幾乎相同的細(xì)胞**活性（分別只降低了1.1倍和1.9倍），而Paclitaxel（紫杉醇）和Mitoxantrone（米托蒽醌）遇到突變型的細(xì)胞株抑制活性分別降低了1143倍和16倍。這些臨床前數(shù)據(jù)也側(cè)面反映了普納布林針對(duì)于耐藥細(xì)胞株的臨床優(yōu)勢(shì)。

       圖2 普納布林對(duì)腫瘤細(xì)胞株和耐藥腫瘤細(xì)胞株的抑制活性

       2011年Hayashi教授總結(jié)了由苯基阿西斯?。╬henylahistin）改造得到普納布林的構(gòu)效關(guān)系（見(jiàn)圖3）：1，需要L型式的苯丙氨酸殘基；2，由DKP和咪唑環(huán)之間的氫鍵形成的剛性平面?zhèn)稳h(huán)結(jié)構(gòu)；3，咪唑環(huán)的5位需要連接季碳原子，而乙烯基并非必須。

       圖3 化合物有效生物活性所需的結(jié)構(gòu)實(shí)體

       由于普納布林的溶解度低，臨床上需要與增溶劑聯(lián)合注射，針對(duì)普納布林的改造也圍繞在改善溶解度上，例如將普納布林的左側(cè)苯環(huán)改為芳基酮，C環(huán)改為吡啶得到KPU300，其對(duì)Hela和A549的抑制活性均優(yōu)于普納布林，但是溶解度卻沒(méi)有得到改善。

       為了提高普納布林的水溶性，Hayashi等設(shè)計(jì)合成了一系列普納布林前藥，化合物（2）溶解度比普納布林增加了64000倍，在酯酶作用下可以水解釋放出普納布林。

       前藥約占所有藥物的5%，由于前藥的活化需要酶的參與，活化前藥的酶可能存在遺傳多態(tài)性，會(huì)導(dǎo)致不同受試者差異，此外也可能產(chǎn)生藥物-藥物相互作用。通常只有在現(xiàn)有藥效團(tuán)無(wú)法取得所需藥劑學(xué)和藥動(dòng)學(xué)性質(zhì)時(shí)，才考慮前藥策略。

       圖片 圖4 A環(huán)和C環(huán)改造發(fā)現(xiàn)KPU-300

       圖5 普納布林的前藥

       由于原研專(zhuān)利并未保護(hù)氘代化合物，青島海洋生物醫(yī)學(xué)研究所對(duì)普納布林的氘代物進(jìn)行了比較深入的研究，并且專(zhuān)利已經(jīng)得到授權(quán)，候選化合物MBRI-001目前處于臨床前研究階段。氘代藥物近些年?duì)幾h比較多，通常氘代藥物的生產(chǎn)成本一般也會(huì)高好幾倍。

       2018年的BMC（ https://doi.org/10.1016/j.bmc.2018.08.009）中，圖6中表明MBRI-001在大鼠血漿中穩(wěn)定，在肝微粒體中比plinabulin更穩(wěn)定，文中列舉的其他數(shù)據(jù)還說(shuō)明在體內(nèi)，MBRI-001可以迅速而廣泛地分布在各種組織中，特別是MBRI-001在肺組織中明顯高于其他組織。排泄研究表明MBRI-001可能作為代謝物被分解排出體外。此外，MBRI-001和吉非替尼的聯(lián)合用藥，體內(nèi)抗腫瘤抑制率優(yōu)于單藥。

       圖6 氘代普納布林結(jié)構(gòu)及血漿和肝微粒體穩(wěn)定性試驗(yàn)

       后續(xù)對(duì)普納布林類(lèi)似物的改造主要圍繞在：1，獲得更高效低毒的候選化合物；2，增加化合物的溶解度，臨床上與增溶劑聯(lián)合注射，長(zhǎng)久使用可能會(huì)產(chǎn)生意想不到的安全性問(wèn)題或影響病人的生活質(zhì)量。

       大連萬(wàn)春是位于遼寧大連的新藥研發(fā)公司，擁有1.1類(lèi)創(chuàng)新藥普納布林（Plinabulin）的中國(guó)權(quán)利。普納布林有望成為30年來(lái)首 個(gè)在重度CIN適應(yīng)證治療標(biāo)準(zhǔn)和臨床獲益上的突破性治療藥物。同時(shí)，萬(wàn)春醫(yī)藥也將攜手恒瑞醫(yī)藥探索普納布林在實(shí)體瘤中的治療潛力，并與恒瑞現(xiàn)有的腫瘤管線(xiàn)進(jìn)行搭配，希望這款新藥能夠早日獲批，造福更多的腫瘤患者。

       參考文獻(xiàn)：

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       （4）萬(wàn)春布林官方微信：重磅：打破CIN領(lǐng)域30年沉寂，普那布林國(guó)際多中心III期臨床試驗(yàn)PROTECTIVE-2達(dá)到主要和所有關(guān)鍵次要終點(diǎn).

       （5）Yuichi Hashimoto et al. Improvement in Aqueous Solubility in Small Molecule Drug Discovery

       Programs by Disruption of Molecular Planarity and Symmetry.J. Med. Chem. 2011, 54, 1539–1554.

       （6）Yoshio Hayashi; et al. Synthesis and Structure?Activity Relationship Study of Antimicrotubule Agents Phenylahistin Derivatives with a Didehydropiperazine-2,5-dione Structure. J. Med. Chem. 2012, 55, 1056?1071.