多肽類藥物發(fā)展新方向約束肽-訂書肽(Stapled peptide)
多肽是介于小分子與蛋白質之間的化合物,多肽也有多種結構,包括鏈狀多肽、環(huán)肽等。由于鏈狀多肽過于靈活,可以隨意扭曲和翻轉,使得它們過于松弛而不能很好地成藥。研發(fā)人員通過引入環(huán)狀結構,約束多肽的活動,增加多肽穩(wěn)定性,使其表現出更優(yōu)良藥理活性與穩(wěn)定性,讓更多的多肽做成藥物成為可能。
約束肽有多種形式,常見的包括單環(huán)肽、訂書肽(Stapled peptide)、雙環(huán)肽等。單環(huán)肽容易理解,就是多肽首尾氨基酸相連形成一個環(huán),這是最簡單的一種約束肽。目前Ra Pharmaceutical與Polyphor公司擅長開發(fā)這種多肽。大量研究表明,具有 α 螺旋結構和富含正電荷的多肽可以穿過細胞膜,但是多肽一旦脫離母體就不能保持原有的二級結構,因此,人們發(fā)展了一種用碳碳鍵作為支架來穩(wěn)定多肽 α 螺旋結構的方法,由該方法得到的多肽稱為訂書肽。雙環(huán)肽具有兩個氨基酸序列環(huán),中間由一個連接體進行調控,英國公司Bicycle Therapeutics在雙環(huán)肽研發(fā)上處于領先地位,已有一種候選藥物進入臨床試驗。
進入臨床試驗的約束肽藥物
約束肽雖然有很好的藥理活性,但是將這類化合物研發(fā)成為上市藥物卻不是那么容易。早在本世紀初,已有多個約束肽被合成出來,細胞實驗也證明有很好的活性與靶向性,有望開發(fā)成為藥物。但是實際開發(fā)的時候卻發(fā)現,該類藥物的藥物動力學結果不能讓人滿意,制造工藝也很復雜,生物利用度遠遠不能達到預想結果,這些問題,嚴重阻礙了該類藥物的發(fā)展。
當然,問題不止這些,有些公司專注于約束肽藥物的設計,例如Ensemble Discovery公司成立于2004年,利用DNA編碼庫來生成環(huán)狀多肽,但這種方法生成多肽具有盲目性,成藥的可能性較小,成本較高,2017年,該公司正式關閉。之后,同類公司Tranzyme Pharma也于2013被Ocera Therapeutics公司收購。
而堅持不倒的公司終將會迎來希望的曙光,Polyphor于2018年5月獲得了1.65億美元的首次公開募股(IPO)。該公司建立了約束肽發(fā)展平臺PEMfinder?和MacroFinder?,用于研發(fā)約束肽管線藥物,利用這些平臺已發(fā)現5000多種約束肽用于藥物篩選。有三個藥物已進入臨床試驗階段,它們分別是Murepavadin、Balixafortide與POL6014。
Murepavadin是一種靶向革蘭氏陰性菌外膜蛋白的新型抗生素,靶向脂多糖轉運蛋白D(LptD)。用于治療院內肺炎,目前已處于臨床試驗III期。革蘭氏陰性菌由于具有深厚的外膜,使得普通抗生素難以進入細菌內部,難以殺滅細菌。Murepavadin對細菌外壁的脂多糖與外膜蛋白有很強的親和性,為革蘭氏陰性菌造成的難治性感染的治療帶來新的突破。臨床前研究表明,Murepavadin對綠膿桿菌有特異的高效的抑制作用,即使是對多重耐藥性抵抗細菌也有很好的療效。臨床試驗表明,在12名患者中,TOC臨床治愈率超過80%,28天的全因死亡率為8%。
Balixafortide是趨化因子受體-4 (CXCR4)抑制劑,CXCR4屬于G蛋白偶聯受體超家族,具有趨化免疫細胞、維持免疫細胞的動態(tài)平衡等生物學作用,CXCR4在大部分人類腫瘤細胞中過表達,包括乳腺癌,前列腺癌,肺癌,結腸癌和多發(fā)性骨髓瘤等,CXCR4在腫瘤的生長、轉移過程中扮演著重要角色,抑制CXCR4可以抑制腫瘤細胞的生長。Balixafortide是一種從鱟中得到的天然多肽-——polyphemusin的類似物,它可以抑制腫瘤細胞的轉移,增加腫瘤細胞對化療的敏感性,并激活免疫細胞殺死腫瘤細胞。臨床研究表明,當Balixafortide與艾日布林聯合使用時,可以提高晚期和嚴重轉移性乳腺癌患者中腫瘤應答率。
POL6014是高效特異性人中性粒細胞彈性蛋白酶抑制劑,主要用于用于減少與囊性纖維化相關的炎癥,它對其他中性粒細胞性肺病,如非囊性纖維化支氣管擴張癥,或罕見疾病,如Alpha-1抗胰蛋白酶缺乏癥也有治療作用。臨床研究表明,POL6014對活性痰人嗜中性粒細胞彈性蛋白酶有高效的抑制作用,且對患者有較好的安全性與耐受性。目前POL6014正處于臨床I期研究中。
Ra Pharmaceuticals在2016年獲得了1.06億美元的IPO投資,Apellis Pharmaceuticals也在2017年獲得1.5億美元的IPO投資。他們這兩家有共同的目標,都致力于發(fā)展罕見病陣發(fā)性睡眠性血紅蛋白尿癥(PNH)的療法。PNH是慢性、危及生命的,由紅細胞被補體系統(tǒng)錯誤地攻擊和破壞引起的罕見性血液系統(tǒng)疾病。
RA101495是C5蛋白抑制劑,用于治療PNH,目前只有一個相同靶點的抗體藥物eculizumab被用于治療該疾病,然而患者在使用eculizumab時,會被觀察到有突破性溶血現象發(fā)生,特別是在給藥周期結束時。而RA101495,相對于eculizumab,可以持續(xù)給藥,具有更好的可控性,降低突破性溶血風險,為患者提供便利。目前該藥正處于臨床試驗II期。
APL-2是C3蛋白抑制劑,用于治療PNH,目前處于臨床試驗III期。APL-2可防止補體膜攻擊復合物(MAC)的形成,從而可防止突變血小板的激活和血管內溶血,從而降低血栓形成的風險,血栓是PNH死亡的主要原因之一。APL-2也可以預防血管外溶血,進一步減少PNH患者的貧血和輸血依賴。同時,APL-2給藥次數較少,一般為每日給藥一次,增加患者的便利性。
Aileron Therapeutics的ALRN-6924是一種訂書肽,是p53蛋白的激活劑,激活腫瘤抑制蛋白MDMX 與 MDM2。ALRN-6924是目前唯一一個同時激活MDMX 與 MDM2的藥物,可以與單抗聯用,用于實體瘤與液體腫瘤的治療。目前,ALRN-6924對急性骨髓性白血病(AML)、骨髓增生異常綜合征(MDS)、外周T細胞淋巴瘤(PTCL)的臨床試驗正在進行中。
Bicycle Therapeutics是雙環(huán)約束肽制藥公司的代表,2017年,該公司完成4000萬英鎊的融資,其代表藥物BT-1718正處于臨床試驗I期,仍有兩個藥物處于臨床前階段。BT-1718是雙環(huán)肽與毒素偶聯藥物,靶向膜型1基質金屬蛋白酶(MT1-MMP)。MT1-MMP在腫瘤細胞侵襲與轉移過程中有重要作用,在多種實體瘤中過量表達。臨床前實驗表明,BT-1718對MT1-MMP有顯著的靶向性,對多種實體瘤有治療作用。
展望
約束肽集合了小分子與生物大分子的優(yōu)點,既擁有類似大分子抗體藥物的較強靶向性與親和力,又擁有類似小分子藥物快速組織滲透能力。由于約束肽獨特的結構與活性,受到制藥公司的青睞,風投基金基金也很重視很這塊領域,創(chuàng)業(yè)公司迅速成長,除了上文所提到的較為成功的公司,仍有很多公司分散在美國、歐洲、日本等國家,他們也在這塊領域默默耕耘。也不乏其中創(chuàng)業(yè)公司與大型藥企聯合研發(fā),有名的例子就是Bicycle Therapeutics與astrazeneca強強聯合,共同研發(fā)雙環(huán)肽藥物。相信未來約束肽藥物將是制藥領域重要的管線之一。
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