新藥研發(fā)，依賴(lài)多學(xué)科、多技術(shù)、多平臺的共同發(fā)力，尤其是技術(shù)上的突破，往往會(huì )帶來(lái)里程碑式的進(jìn)展。倘若在一項技術(shù)的背景下，可以誕生多款重 磅 炸 彈 藥物，那就更可以說(shuō)明這項技術(shù)的偉大之處。比如今天筆者要說(shuō)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(wèn)題？還有多少開(kāi)發(fā)潛力？請看下文。

       ProTide發(fā)展歷程及重磅炸 彈品種

       ProTide(prodrugnucleotide)屬于前藥的設計策略，最早可追溯到上世紀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，統稱(chēng)為ProTide。

       自該技術(shù)被提出至今，已有多款ProTide藥物應用于HCV、HBV、HIV，以及近年來(lái)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(kāi)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(lái)在全球疫情氛圍下脫穎上市的“人民的希望”瑞德西韋。

       此外，這項技術(shù)還被擴展至多種非核苷類(lèi)藥物的設計中，臨床適應癥也被瞄準至自身免疫性疾病、細菌感染、神經(jīng)系統病變等。

       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的核心結構特征。

       在體內，ProTide分子透過(guò)細胞膜后，羧肽酶可催化其酯基水解，生成相應的羧酸，繼而發(fā)生分子內親核取代和自發(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(guò)改變給藥方式，延長(cháng)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 對構型會(huì )嚴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(kāi)發(fā)公司為吉利德，從ProTide技術(shù)角度來(lái)看，索非布韋是光學(xué)純的(Sp)異構體，其體外抗HCV活性是(Rp)異構體的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，索非布韋對丙肝病毒有很強抑制作用，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90%；2013年12月，美國FDA批準索非布韋上市申請，上市第一年其全球銷(xiāo)售額便超過(guò)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（中國）

       替諾福韋艾拉酚胺（tenofoviralafenamide）

       開(kāi)發(fā)公司仍為吉利德，從ProTide技術(shù)角度來(lái)看，體外活性是其(Sp)異構體的10倍，同樣保留了酚氧基、L-丙氨酸異丙酯的結構。

       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(zhù)提高，具有更大的血漿穩定性，可更有效地將替諾福韋遞送到肝細胞，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批準上市，2017年1月獲得EMA批準上市，并成為歐洲地區近10年來(lái)獲準上市的首 個(gè)乙肝藥物。

表2 替諾福韋艾拉酚胺高階段臨床試驗（中國）

       瑞德西韋（Remdesivir）

       開(kāi)發(fā)公司還是吉利德，從ProTide技術(shù)角度來(lái)看，高活性構型為(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)現顯示出合理的抗病毒活性，對抗更多的與遠親相關(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(guò)敏和傳染病研究所計劃在美國和利比里亞實(shí)施Ⅱ期的埃博拉病毒感染試驗。2020年7月，歐盟委員會(huì )授予了remdesivir有條件銷(xiāo)售許可，用于治療需要補充氧氣的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（NCT）

       “前浪”~傳統的磷酸酯類(lèi)核苷類(lèi)藥物

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

       首先，核苷類(lèi)藥物在腫瘤、感染性疾病等領(lǐng)域應用廣泛，作用靶點(diǎn)多為DNA聚合酶或RNA逆轉錄酶，核苷類(lèi)藥物一般模擬天然核苷的結構，競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胞增殖、分裂等。

       而早期設計的磷酸或磷酸酯衍生物因其磷-氧鍵穩定性較差，極性大，難以通過(guò)細胞膜等而限制了應用；但整體上還是通過(guò)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(lèi)結構又進(jìn)一步的提升了成藥功能。

       PS：傳統核苷磷酸酯類(lèi)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，但在結構上是在末端甩出了一個(gè)磷酸基團，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、磷酸氟達拉濱、磷苯妥英鈉、福司康唑鈉、丙泊酚磷酸鈉等。

       小結&展望

       至今，Protide技術(shù)的應用還在持續著(zhù)，且將原藥的優(yōu)化目標更大的擴展至更多不同的結構，適應癥也進(jìn)一步的進(jìn)行同步擴展，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 對光學(xué)構型至今仍為合成界的難題之一。但，無(wú)論是從合成技術(shù)方面，還是專(zhuān)門(mén)針對于Protide這項技術(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)行當中，未來(lái)再培育出下一個(gè)重 磅 炸 彈 藥物，還是很有希望的。

參考：

1. 藥智數據

2. Remdesivir: From Ebola to COVID-19.Biochemical and Biophysical Research Communications 538 (2021) 145-150.https://doi.org/10.1016/j.bbrc.2020.11.043

3. Tenofovir alafenamide: A novel prodrug of tenofovir for the treatment of Human Immunodeficiency Virus.Antiviral Research 125 (2016) 63-70.http://dx.doi.org/10.1016/j.antiviral.2015.11.009

4. Challenges and stepwise fit-for-purpose optimization for bioanalyses of remdesivir metabolites nucleotide monophosphate and triphosphate in mouse tissues using LC–MS/MS.Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis 194 (2021) 113806.https://doi.org/10.1016/j.jpba.2020.113806

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6. Species differences in liver accumulation and metabolism ofnucleotide prodrug sofosbuvir.Drug Metabolism and Pharmacokinetics.https://doi.org/10.1016/j.dmpk.2020.04.333

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 

責任編輯：三七