Desmopressin Acetate

深度聚焦多肽、多肽偶联药物研发、质控、工艺开发，展位咨询&免费入场券：联系电话181 1603 6798，扫码立即获取免费入场券： 图1、多肽及肽偶联药物获批上市的重要里程碑时间线[1] Peptide（多肽）是指通过酰胺键或肽相连的氨基酸（AAs）链，一般分子量（MWs）小于10KDa或少于40个AA。肽普遍存在于生物体内，广泛参与和调节机体内的各个系统、器官、组织和细胞的功能，在生命活动中发挥重要作用，迄今在生物体内发现的多肽已达数万种。如图1所示，2000年以后，天然多肽不断丰富，特别是来自毒液中的多肽组学以及新的化学修饰方法都在推进新型多肽药物的发现。同时近几年来，多功能肽、约束肽、偶联肽、口服肽、长效化、递送系统等新兴技术的出现，大大推动了多肽药物领域的繁荣发展。据医药魔方统计，全球共有463个多肽新药(包括抗菌肽、激素肽类似物、多肽疫苗、肽偶联药物等)处于临床阶段(Phase I～NDA)，中国境内在研多肽新药约为75个(IND～NDA，包含进口)。本文将梳理多肽及其偶联药物的研究进展。 图2. 一些天然肽和为提高口服利用度对其进行的合成修饰的多肽药物比对。(a) 生长抑素和奥曲肽, (b) 抗利尿激素和去氨加压素, (c) 环孢菌素A， (d) 天然GLP-1 和司美格鲁肽, (e) 人和鲑鱼的降钙素, (f)重组人胰岛素(recombinant human insulin，HIM2)。 多肽类药物具有活性显著，特异性较强，与受体的亲和性好，毒性较弱且不易在体内蓄积等明显的优势，这使得其得以快速发展。与蛋白类大分子药物相比，除了多肽疫苗外，多肽类药物免疫原性相对较小，用药剂量少，单位活性更高，易于合成、改造和优化，产品纯度高，质量可控，能够迅速确定药用价值。但是多肽分子量小、半衰期短、口服利用率低、细胞膜穿透性差和稳定性差等缺点也限制了其发展。1983年，口服环孢菌素A的上市是历史性突破。2019年，由诺和诺德开发的第二代GLP-1类似物司美格鲁肽在美国FDA获批轰动业内，司美格鲁肽与N-[8-(2-羟基苯甲酰基)氨基辛酸钠]（SNAC）形成联合制剂来实现口服给药。SNAC在胃囊中起到保护剂的作用，它能够降低蛋白水解酶（包括胃蛋白酶）的活性，后者的最适pH值为2~4。口服司美格鲁肽的获批无疑再次为业界在新剂型的多肽药物的开发方面起到了里程碑意义的示范作用。2023年6月，J.P. Morgan预测多肽减肥药GLP-1相关的市场年收入至2030年将达到1000亿美元。2023年11月11日，诺和诺德在AHA（American Heart Association，美国心脏协会）上公布数据显示司美格鲁肽可使患者不良心血管事件（心血管死亡、非致死性心肌梗死、非致死性卒中）发生风险降低 20%，研究结果同步发表在NEJM（IF=176）[3]。随着GLP-1相关药物的成功，大众视野尤其是资本市场重新关注多肽类药物。如图2所示，多肽药物的多种优化改造日趋成熟最终使得其拨云见日出，且因其适应症广、安全性高、疗效显著，已广泛应用于肿瘤、心脑血管疾病、肝炎、糖尿病、艾滋病等疾病的预防、诊断和治疗，具有广阔的开发前景。 下面我们简要概述下多肽药物研究过程中的修饰改造问题。由于肾脏清除速度快，多肽的半衰期也很短，导致许多多肽最终无法成为药物。肾小球的大小约为8纳米；血液循环中小于25 kDa的多肽能够滤过肾小球。因此，改善多肽的 药代动力学（PK）特性（吸收、分布、代谢和排泄等，ADME）以及药效学（PD）特性，例如改善细胞渗透性、提高化学稳定性和蛋白酶水解稳定性、降低肾清除率，从而延长半衰期是多肽成药的必经之路[4]。而根据是否对肽链骨架进行修饰，可以将修饰策略分为两类：一类是针对肽链骨架的改造，包括非天然氨基酸修饰、伪肽化策略、逆肽策略、环化策略、末端结构修饰等；另一类是在多肽骨架不变的基础上，引入其他基团进行结构优化和性能改造，包括高级脂肪酸修饰、聚乙二醇修饰、蛋白融合策略、胆固醇修饰等(见图3)。第一类中，多肽N端乙酰化是最常见的多肽化学改性增加稳定性的手段之一。多肽环化是常见的多肽改性，它不仅同时消除了多肽N端和C端易遭受外肽酶降解的氨基和羧基，而且可以将多肽的构型保持在利于与受体结合的状态，从而大大提高这些多肽的生物学活性。侧链与侧链环化的一种类型称为“钉合”（stapling），这种技术可将多肽锁定为所需的构象。多肽钉合（peptides stapling，PS）通常用于增强多肽的二级结构稳定性D-氨基酸替换也是一种常见的增加多肽药物稳定性的手段，可以降低空间构象依赖的酶水解。N-甲基化多肽，不仅可以增加多肽的化学稳定性，降低内肽酶的酶促降解，而且对于多肽的空间结构也产生极为关键的作用。第二类修饰中，脂化修饰（lipidation）是最成功的（司美格鲁肽的C18脂肪链修饰使其半衰期从天然GLP-1多肽类似物的0.5hr延长到46.1hr），它通常可以减少多肽的正电荷（被修饰的氨基酸通常是赖氨酸）。但更关键的是，引入的脂质结构大大增加了多肽的半衰期，这通常被认为是通过增加与白蛋白（albumin）的结合而实现的。脂化的潜在优势主要归因于几个关键作用，提升半衰期、增强递送、给药途径、提高药理效力和降低免疫原性。分子接枝是多肽药物开发和新型探针设计的一个有前途的趋势。该方法用于设计具有类药物特性的肽疗法。构象受限和高度稳定的肽在这个策略中被用作支架，与生物活性表位“融合”，产生所谓的分子接枝。 图3. 几种不同的提高PDC药物利用率和稳定性的改造策略[5]。2C-PS(双组分订合)已被广泛用于Christian Heinis和Greg Winter创建的双环肽，其总体概念是将三个半胱氨酸残基与三官能团连接子交联，形成双环肽结构。 随着多肽药物产业的发展成熟，多肽药物申报审批的法律法规也在逐步完善。美国FDA于1994年发布了全世界第一个关于合成多肽药物药学研究的指导原则《Guidance for Industry for Submission of Chemistry, Manufacturing, and Controls Information for Synthetic Peptide Substances》。自1994年至今，美国FDA一直未对《合成多肽药物药学研究指导原则》进行更新，但美国另一药品主管技术性机构美国药典委员会（The United States Pharmacopieial Convention）在2023年发布的美国药典通则中公开了《合成多肽原料药的质量属性》【(1503)Quality Attributes of Synthetic Peptide Drug Substances】这一指导性文件，该文件对多肽原料药的结构确证内容提出了比较明确的要求。 FDA于2021年5月发布了《ANDAs for Certain Highly Purified Synthetic Peptide Drug Products That Refer to Listed Drugs of rDNA Ori⁃gin》，确认了5种原研为基因重组来源多肽的化学合成仿制药可以按照简略新药申请（abbrevia⁃ted new drug application，ANDA）途径进行申报。 2023年9月，FDA公布了一份关于多肽成品药的最新行业指南草案《Clinical Pharmacology Considerations for Peptide Drug Products》[6]。在该指南中FDA提供了多肽成品药开发的多条建议，涉及临床药理学的众多方面，包括肝损伤、药物间相互作用 (DDI) 、QTc 延长风险和免疫原性风险。其中草案强调了多肽的免疫原性风险的评估可以参见FDA 在2014年8月发布的《治疗性蛋白质免疫原性评估》指南。一般而言，少于八个氨基酸的多肽药物预计不会具有免疫原性，但杂质或聚集物（aggregates）可能导致多肽免疫原性风险，即便是短肽。新指南鼓励申请者对其产品的免疫原性做出风险评估，以及该风险可能以怎样的方式影响抗药物抗体 (ADA，anti-drug  antibody) 的发生、中和活性，及其对PK, PD, 有效性和安全性的影响。2023年2月，我国NMPA发布了《化学合成多肽药物药学研究技术指导原则（试行）》，明确指出了紫外光谱、红外光谱、核磁共振波谱在确证多肽化合物结构时存在的局限性，强调了多肽原料药的一级结构确证中，必须对各氨基酸的连接顺序进行确证，对于具有氨基酸侧链修饰的多肽以及存在两个以上分子内环（如二硫键、酰胺键等）的环肽，应明确具体修饰位点、修饰物结构以及每个内环键的具体连接位点。此外，指导原则还重点强调了对于具有一定高级结构才能发挥其生物活性或缓释作用的多肽创新药物，应分析其高级结构（二级结构、三级结构）对体内生物活性的影响。新修订的《化学合成多肽药物药学研究技术指导原则（试行）》具有承前启后的作用，既保留了2007版指导原则的框架和理念，又根据技术进步和国内外审评要求的更新情况进行了丰富和完善。为现阶段化学合成多肽药物的研发和监管提供了指导和依据，同时亦将促进整个多肽药物行业的发展。 图4. 泛偶联药物XDC概念图，XDC药物的“公式”：靶向载体(Carrier)+诱导多种生物学功能的载荷（Payload）+二者的连接子(Linker)。（资料来源：WuXi XDC Cayman Inc.，藥明合聯生物技術有限公司即药明合联的招股书[7]）。 多肽可以提供一种多功能方法——除了本身具有生物活性外，它们还能很好地将药物运送到所需靶点。多肽在靶向疗法中的应用是一个令人兴奋的研究领域，未来大有可为，尤其是在肿瘤学领域。多肽偶联药物统称为PDC (peptide-drug conjugate)，是XDC（XDC是各种偶联药物的统称）药物创新研发中最重要的一个分支（见图4）。2000年，第一个抗体偶联药物（antibody-drug conjugate，ADC）上市，截止到今，FDA批准的ADC总数已达到十余个。尽管ADC的治疗仍在继续取得进展，但这些疗法仍存一些问题。比如，ADC的复杂结构导致生产成本高；ADC的半衰期较长，长时间暴露在血浆中容易有系统毒性。PDC与ADC有异曲同工之妙，但PDC则在某种程度上克服ADC的一些缺陷。与ADC药物相比，PDC药物分子量更小，具有更好的组织穿透性，没有免疫原性或较低；另外与抗体复杂的生产工艺相比，PDC更易合成、纯化和鉴定，成本也较低，鉴于此，多肽偶联药物PDC乘势而起。全球PDC市场可分为治疗性和诊断性。由于对治疗各种疾病的靶向疗法的需求不断增加，治疗领域目前在市场上占据主导地位。 图5：肽偶联药物示意图及第一款获批的PDC药物177Lu-dotatate的分子结构图[8]。177Lu-dotatate 用于治疗胃肠胰腺神经内分泌肿瘤（GEP-NET），每8周静脉注射一次，通常共治疗4个周期。 如图5所示，多肽偶联（PDC）药物是由3个部分组成的：归巢肽（homing peptide）、连接子（linker）、细胞毒性药物有效荷载（payload），即通过一个连接子将特定的多肽序列与细胞毒素共价结合。归巢肽部分包括细胞靶向肽、细胞膜穿透肽、自组装肽和响应肽等多种形式，迄今报道的大多数归巢肽都是线性的。尽管这些多肽具有良好的结合力，但如前文提到的存在一些PK差的缺点。克服这些局限性的方法是对线性肽进行环化或“钉合”。阳离子CPP存在一些局限性，例如无法选择性地归宿于靶标，从而导致非特异性细胞摄取（见图6）。因此，通常以阴离子 CPP 为特征的 PDC 常被用于提高对肿瘤细胞的特异性。由于ADC药物的成功，PDC常借用其连接子linker和小分子等其他payload，在此不一一赘述。2018年1月，FDA批准第一个PDC多肽偶联药物177Lu-DOTA-[Tyr3]-octreotate，用于生长抑素受体阳性的胃肠胰腺神经内分泌肿瘤，证明了PDC药物在未来癌症治疗中的适用性。Lutathera由诺华子公司Advanced Accelerator Applications S.A开发上市，是第一款肽受体放射性核素治疗（PRRT）药物。Lutathera是一款镥（lutetium）177标记的生长抑素类似物肽，该PDC药物的机理是通过与生长激素抑制素受体的细胞结合而起作用，该生长抑素受体可存在于某些肿瘤上。 图6. PDC药物进入细胞的理论机制[9]。PDC遵循与ADC类似的过程，首先内化，然后在细胞内裂解，释放细胞毒素。也存在PDC在细胞外发生裂解，然后细胞毒素内化的情况。 如图7所示，目前在研的PDC药物以国外公司为主，研发进展较快且活跃的公司有Oncopeptipes、Bicycle Therapeutics、Cybrexa Therapeutics等。国内布局该领域处于洼地，有报道的企业包括盛诺基医药、同宜医药、泰尔康生物、汉鼎医药、博瑞生物、智肽生物、星联肽生物和主流源生物等。其中，盛诺基医药与加拿大公司Angiochem合作开发的SNG1005（paclitaxel trevatide）是国内进展最快的PDC药物项目，目前正在中国开展III期临床试验。 图7.  临床在研和获批的PDC药物汇总[10]。资料来源：自维渡纵横2022年6月6日发布的《全球多肽新经济研究报告》。简写：PAC，Peptide Antibody Conjugate; APEC, Antibody Peptide Epitope Conjugate、POC，Peptide Oligonucleotide Conjugate、RDC，Radionuclide Drug Conjugates、PDC，peptide drug conjugate。 如图8所示，作为一种抗癌药物递送方式，PDC具有共价修饰配体肽的优势，该配体肽可以靶向肿瘤部位的特定细胞表面受体或生物标记物，发挥持久的功效，从而赋予整体理想的药代动力学特征。这样可以足够数量的药物被输送到癌症部位，同时尽量减少与健康组织的接触，降低毒性。正如前文总结的那样，非天然氨基酸的化学修饰等方法，极大的提高了多肽药物在体内的半衰期，环肽技术发展增加了多肽结构的刚性、环肽与靶蛋白接触面积大增强其亲和力。PDC药物具有肿瘤穿透性强、免疫原性低、生物活性高等优势。与ADC相比，PDC药物分子量小且载药量高，且相对容易控制。与小分子药物相比，PDC药物具有精准靶向性和低毒性，可以显著提高治疗窗口。根据Grand View Research, Inc.的一份报告，到2030年，全球PDC药物市场预计将达到26.7亿美元，预测期间的复合增长率为18.58%。随着全球癌症病例和相关死亡率的激增，现有治疗产品的相关副作用日益严重，在各公司强大的PDC临床管线推荐下，PDC药物将在癌症治疗领域得到广泛的应用。 图8. 肿瘤细胞受体和代表性的PDC药物结合配体[11]。  不过，PDC的研究并非一帆风顺的。2021年2月，Oncopides公司的PDC药物Pepatx（Melflufen）获FDA加速批准上市，适应症为与地塞米松联用治疗三重难治性/复发性多发性骨髓瘤患者，这是全球第二款获批上市的PDC药物。然而获批仅仅8个月后惨遭撤回，2022年9月，FDA肿瘤药物咨询委员会以14：2的投票，反对Pepatxo用于治疗难治性/复发性多发性骨髓瘤患者。使用Pepaxto的患者中位生存期为19.7 个月，而泊马度胺的中位生存期为25个月。Pepatxo的撤市局面也给PDC药物研发蒙上了阴影。无独有偶，2023年4月，BT8009在AACR年会公布一期临床数据，虽然BT8009(见图9)在疗效上与同靶点ADC药物Padcev相差不大；但安全性处于劣势，接受BT8009的患者血液中存在更多的MMAE毒素。这也导致，Bicyle公司股价遭遇了一波大跌。Nectin-4（Nectin cell adhesion molecule 4）是一种I型膜蛋白，在正常的胚胎和胎儿组织中含量很高，成年后下降，在健康组织中的分布有限。其在多种肿瘤细胞中过度表达，比如尿路上皮癌、乳腺癌、胰腺癌、三阴性乳腺癌和膀胱癌等，主要通过激活PI3K/Akt途径促进肿瘤细胞增殖、分化、迁移、侵袭等。因此，以Nectin-4为治疗靶点可能成为治疗Nectin-4高表达肿瘤的有效策略。Padcev（Enfortumab vedotin）由安斯泰来与Seagen联合开发，是全球首款且目前唯一一款获批上市的靶向Nectin-4的ADC药物。Bicycle公司的另一款靶向Nectin-4的药物BT7480也在研发推进中。BT7480是一款潜在“first-in-class”的肿瘤靶向免疫细胞激动剂。它由3个双环肽偶联而成，一个双环肽可以与Nectin-4结合，另外两个双环肽与CD137结合。临床前研究显示，BT7480不需持续给药，就可以显著激发免疫细胞的浸润，消除动物体内表达Nectin-4的肿瘤。2023年4月份，Bicycle公司在AACR会议发布了BT7480的I/II期临床研究方案，目前正在招募病人入组[13]。 图9. BT8009的化学结构[12]。 除此之外，核酸药物是生物医药发展的前沿领域，包括反义核酸（ASO）、小干扰RNA（siRNA）、微小RNA（miRNA）、小激活RNA（saRNA）、信使RNA（mRNA）等，是基因治疗的一种形式，核酸药物有望成为继抗体药物后的第三代生物技术产业浪潮，核酸药物靶向给药系统是难点也是投资重点。目前已经获批的核酸药物递药系统主要是脂质体递送系统和GalNAc递送系统，但两者无法解决肝脏以为的药物靶向递送。抗体核酸偶联物(AOC)有望解决该问题，但是AOC内涵体逃逸还有待进一步解决，且无法递送mRNA。目前全球在研的抗体核酸偶联物主要为四家公司，包括Avidity Biosciences（NASDAQ: RNA）、Dyne Therapeutics (NASDAQ: DYN)，Tallc，Denali (NASDAQ:DNLI)四家公司。正如前文所述，相比抗体多肽生来就具有天然优势，包括分子量小、可通过任意非天然氨基酸改造来延长半衰期，与抗体分子量相差将近150倍，注射剂量的安全性差异显然也相当可观等，这都对于杂质控制及降低副作用优势极其明显。目前核酸药物公司已经早已布局肽偶联递送，接下来，我们梳理了他们的研究进展并简要介绍了公司状况。 图10. 涉及肽偶联递送核酸药物的公司布局梳理（by唯思尔康,转载需注明）。 Bicycle Therapeutics 于2017年10月27日根据英格兰和威尔士法律注册成立，现在许多关键职能部门位于美国马萨诸塞。Bicycle的核心技术平台高通量噬菌体展示库高效筛选高特异性的双环肽分子，双环肽是由9-20个氨基酸组成的肽类物质，可以通过合成制备，并以高亲和力和选择性与靶点结合，具有较高的肿瘤渗透性，且能够快速从健康器官排泄。除了自研管线的临床推进外，Bicycle Therapeutics的双环肽已经与诺华、拜尔等多家MNC或创新Biotech公司达成合作，开发不同治疗领域的药物。2021年7月，Bicycle发现的与转铁蛋白受体（TfR1已被探索性地用于将药物输送到大脑中，并在心肌和骨骼肌中高度表达）高亲和力结合的候选小分子化合物独家授权给Ionis，Bicycle将获得其4500万美元的前期付款，并有资格获得后续开发、监管和商业化里程碑付款。 PeptiDream是一家位于日本的生物制药CRO公司，拥有专有肽发现平台系统（PDPS)，能够高效率生产高度多样化的非标准肽库，用于鉴定高效力和选择性的命中(hit)肽，然后开发出基于肽、小分子、或偶联肽的疗法。自 2013 年上市以来，PeptiDream 已经从一家实验室初创公司发展成为日本制药行业利润率最高的公司，其技术吸引了包括诺华公司、基因泰克、默克公司、阿斯利康和武田制药等在内的众多全球制药巨头企业。PeptiDream的PDPS核心技术包括三部分：Flexizyme及肽翻译技术；环化及修饰技术；噬菌体展示技术。为实现肝外靶向递送siRNA，2021年7月，Alnylam与PeptiDream达成潜在金额高达22亿美元战略合作。 PepGen Inc.是一家临床阶段的生物技术公司 ，致力于推进下一代寡核苷酸疗法，目标是改变严重神经肌肉和神经疾病的治疗。PepGen的增强递送寡核苷酸(Enhanced Delivery Oligonucleotide, EDO)平台建立在十多年的研究和开发基础上，利用细胞穿透肽来提高偶联寡核苷酸疗法的摄取和活性。2023年5月，PepGen宣布收到FDA关于其研究性新药申请（IND）的临床暂停通知。2023年10月12日， PepGen Inc. 宣布，美国食品和药物管理局(FDA)已经解除了对该公司的全面临床控制，并批准了该公司的新药研究申请(IND)，以在美国启动PGN-EDODM1在I型肌强直性营养不良(DM1)患者中的FREEDOM-DM1期研究并且美国FDA已授予PGN-EDODM1孤儿药资格。 Entrada Therapeutics由华人学者裴德华创办，他不仅证明了细菌毒素也通过 VBC（Vesicle Budding-and-Collapse） 机制从内体中逃逸；还表明，环状 CPP 可用于有效地将所有主要药物形式（包括小分子、肽、蛋白质、核酸和蛋白质/核酸复合物）递送到哺乳动物细胞的胞质中[15]。Entrada公司的内体逃逸载体（EEV™）平台使用的多肽偶联物摄取率达90%，内涵体逃逸率近50%，而未偶联的核酸摄取非常有限，且内涵体逃逸率低于2%。2023年9月，Entrada Therapeutics发表文章展示了将核定位信号PKKKRKV缀合到EEV1后形成的第二代EEV2高效递送PMO入核发挥功能的数据（见图11）。 图11. Entrada Therapeutics公司第二代提高细胞核内递送的基于CPP-NLS（细胞穿膜肽-核定位信号）的平台[14]。 Sarepta Therapeutics创立于1980年，前称AVI BioPharma，于2012年7月改为现用名，总部位于美国马萨诸塞州Cambridge。公司在杜氏肌营养不良症(Duchenne)和肢带型肌营养不良（LGMD）方面处于领导地位，目前公司有40多个项目处于不同的发展阶段。Vesleteplirsen（SRP-5051），是Sarepta公司开发的针对外显子跳跃治疗的寡核苷酸新药，其针对的是可以使用外显子51跳跃治疗的杜氏进行性肌营养不良（DMD）患者。Vesleteplirsen是下一代肽磷酸二酯吗啉寡聚物(PPMO)化合物，由eteplirsen与专利的细胞穿透肽(CPP)偶联而成，用于提高PMO的血浆半衰期和实现肌肉递送。2022年，12月7日，Sarepta公司公布了SRP-5051的全球第二阶段临床试验。Sarepta公司2022年全年的净产品收入为8.433亿美元(约为57亿人民币)，同比增长38%，且不包括合作收入。 Altamira Therapeutics（NASDAQ: CYTO）致力于开发解决重要未满足医疗需求的疗法。该公司目前在三个领域积极开展：开发用于肝外治疗靶点的CPP递送RNA疗法（OligoPhore™ / SemaPhore™平台，临床前），用于预防经空气传播的病毒和过敏原的鼻喷剂（Bentrio™，商业化），治疗眩晕的疗法（AM-125，临床2期）以及用于鼓室内治疗耳鸣或听力损失的疗法（Keyzilen®和Sonsuvi®，临床3期）。公司成立于2003年，总部位于百慕大哈密尔顿，主要运营位于瑞士巴塞尔。 另外值得一提的是国内的圣诺医药于2022年8月宣布已成功研发肽对接载体(PDoV™)，将进一步优化公司siRNA药物递送的多肽GalNAc平台，其相较于直接与siRNA结合的GalNAc能更快发挥作用。目前，该公司正在基于PDoV-GalNAc递送平台研发新型的siRNA候选药物，包括靶向PCSK9治疗高胆固醇血症的STP135G、靶向乙型肝炎病毒的STP155G等。圣诺医药自身独有的聚合物纳米颗粒（PNP）导入技术是一个精巧设计通过多肽来递送sRNA的平台。本质是通过穿膜肽的基础结构设计，和siRNA（mRNA尚未进行临床）的结合是通过氢键和静电相互结合形成类似毛线团状的纳米颗粒，基本控制在50-120纳米直径之间，表面凹凸不平，对某些特定受体的细胞表面受体有一定的亲和性。不过圣诺医药选择COX 2/TGFβ1作为首推管线用来验证PNP系统给药可行性的靶点显然是基于PNP本身可能不具备肿瘤特异性靶向而是富集在肿瘤微环境中被多种细胞摄取的特点设计的。PNP结构简单、工艺合成难度低且纯度高，如果III期临床成功且无安全性问题可能是核酸递送领域一个重点关注的新方向。 图12. 第一部分为使用鞘磷脂包裹递送多肽的治疗方案[16]。论文由DIVERSA Technologies合作发表在JCR（IF=10.8），数据显示脂质纳米乳剂封装后显著降低了肝脏、肾脏清除并改善了多肽在目标部位膝盖内的驻留时间，有助于提高多肽的治疗效果。图片第二部分为其公司官网阐述的纳米颗粒递送多肽潜在的优势[17]。 最后，限于篇幅，其他基于靶向肽偶联修饰的LNP、外泌体等特异性递送验证报道和纳米颗粒封装递送治疗性多肽药物（见图12）等在此没有综述。总之，多肽及偶联药物的研究尚有多种困难。在这些问题全面解决之后，PDC药物将有希望成为肿瘤治疗领域的又一颗明珠。设计合理的肽偶联可以提供更有效的药物，从而对靶向疗法市场产生影响。也期望随着更多创新方法的研究，更安全、更有效的肿瘤靶向PDC可以为众多患者带来希望。 参考文献： [1]. Muttenthaler M, King GF, Adams DJ, Alewood PF. Trends in peptide drug discovery. Nat Rev Drug Discov. 2021 Apr;20(4):309-325. [2]. Luo X, Chen H, Song Y, Qin Z, Xu L, He N, Tan Y, Dessie W. Advancements, challenges and future perspectives on peptide-based drugs: Focus on antimicrobial peptides. Eur J Pharm Sci. 2023 Feb 1;181:106363. [3]. Lincoff AM, Brown-Frandsen K, Colhoun HM, Deanfield J, Emerson SS, Esbjerg S, Hardt-Lindberg S, Hovingh GK, Kahn SE, Kushner RF, Lingvay I, Oral TK, Michelsen MM, Plutzky J, Tornøe CW, Ryan DH; SELECT Trial Investigators. Semaglutide and Cardiovascular Outcomes in Obesity without Diabetes. N Engl J Med. 2023 Nov 11. [4]. Gattringer, J. et al. Peptide modulators of cell migration: Overview, applications and future development. Drug Discovery Today. 2023, 28, 103554. [5]. Fu C, Yu L, Miao Y, Liu X, Yu Z, Wei M. Peptide-drug conjugates (PDCs): a novel trend of research and development on targeted therapy, hype or hope? Acta Pharm Sin B. 2023 Feb;13(2):498-516. [6]. https://www.fda.gov/regulatory-information/search-fda-guidance-documents/clinical-pharmacology-considerations-peptide-drug-products [7]. https://www1.hkexnews.hk/listedco/listconews/sehk/2023/1107/2023110700022_c.pdf [8]. Cooper BM, Iegre J, O' Donovan DH, Ölwegård Halvarsson M, Spring DR. Peptides as a platform for targeted therapeutics for cancer: peptide-drug conjugates (PDCs). Chem Soc Rev. 2021 Feb 15;50(3):1480-1494. [9]. Heh E, Allen J, Ramirez F, Lovasz D, Fernandez L, Hogg T, Riva H, Holland N, Chacon J. Peptide Drug Conjugates and Their Role in Cancer Therapy. Int J Mol Sci. 2023 Jan 3;24(1):829. [10]. https://mp.weixin.qq.com/s/QUUpSmNo7yBta5-3qiDZ2w [11]. Zhu YS, Tang K, Lv J. Peptide-drug conjugate-based novel molecular drug delivery system in cancer. Trends Pharmacol Sci. 2021 Oct;42(10):857-869. [12]. Gemma E. Mudd, Heather Scott, Liuhong Chen, Katerine van Rietschoten, Gabriela Ivanova-Berndt, Katarzyna Dzionek, Amy Brown, Sophie Watcham, Lewi White, Peter U. Park, Phil Jeffrey, Mike Rigby, and Paul Beswick, Discovery of BT8009: A Nectin-4 Targeting Bicycle Toxin Conjugate for the Treatment of Cancer, Journal of Medicinal Chemistry 2022 65 (21), 14337-14347 [13]. https://doi-org.libproxy1.nus.edu.sg/10.1158/1538-7445.AM2023-CT253 [14]. Li X, Kheirabadi M, Dougherty PG, Kamer KJ, Shen X, Estrella NL, Peddigari S, Pathak A, Blake SL, Sizensky E, Genio CD, Gaur AB, Dhanabal M, Girgenrath M, Sethuraman N, Qian Z. The endosomal escape vehicle platform enhances delivery of oligonucleotides in preclinical models of neuromuscular disorders. Mol Ther Nucleic Acids. 2023 Jun 29;33:273-285. [15]. Pei D. How Do Biomolecules Cross the Cell Membrane? [J]. Accounts of chemical research, 2022: 2601-2612. [16]. Díez-Villares S, García-Varela L, Antas SG, Caeiro JR, Carpintero-Fernandez P, Mayán MD, Aguiar P, de la Fuente M. Quantitative PET tracking of intra-articularly administered 89Zr-peptide-decorated nanoemulsions. J Control Release. 2023 Apr;356:702-713. [17]. https://www.diversatechnologies.com/peptide-applications-biomedicine-nanotech/ 来源：唯思尔康 免责声明：本文信息来源于网络，本文仅作知识交流与分享及科普目的，不涉及商业宣传，不作为相关医疗指导或用药建议。文章如有侵权请联系删除。 END 深度聚焦多肽、多肽偶联药物研发、质控、工艺开发，7月相约苏州，联系电话18116036798上下滑动查看议程 戳“阅读原文”立即报名多肽药物论坛吧!

来源：药渡撰文：哥哈骎     编辑：安非他命长期以来，多肽药物开发最重要的目标被定为最高亲和力、受体选择性和抗酶降解稳定性。然而在满足生物活性的基础上，多肽药物的递送方式逐渐成为了行业的研究热点，尤其是口服活性肽已经成为了追求的新目标。生产口服活性肽需要双重优化过程：1) 优化亲和力和选择性；2) 优化口服有效性。为了合理设计口服活性肽，必须依次满足这两个条件。多肽的化学改性对于实现口服制剂的开发影响重大，这篇文章重点介绍了已经上市或处在临床阶段的口服多肽制剂，希望透过这些成功的经验，指导人们应该从什么角度进行多肽的化学修饰，以同时满足多肽潜在药物的生物活性和口服生物利用度。Cyclosporine A (CsA, 环孢素A)真菌代谢物环孢素A (CsA) 由Sandoz在上世纪60年代末发现。CsA是一个包含7个N-甲基化氨基酸残基的十一元环肽。CsA由占绝对优势的疏水性氨基酸组成，它作为一种口服免疫抑制剂，以Neoral®的商品名称得到批准上市。除了用于移植时免疫抑制外，Neoral®还可用于治疗牛皮癣、严重异位性皮肤炎（severe atopic dermatitis）、坏疽性脓皮病（pyoderma gangrenosum）、慢性自体免疫荨麻疹（chronic autoimmune urticaria）、类风湿性关节炎和其他的相关疾病，但通常只用于比较严重的疾病。在美国常做成眼用乳剂治疗干眼症。由于其高度的疏水性，CsA在纯溶液配方中口服生物利用度差，非常不稳定，这是由于其水溶性差，以及肠上皮细胞的代谢导致的。CsA实现口服递送的机制非常特别，除了环肽结构本身带来的天然优势之外，Me-Leu9和Me-Leu10两个相邻残基之间的酰胺键的构象在其中发挥了微妙但关键的作用（图1）[1]。这个结构特殊的肽骨架酰胺键的cis/trans构象平衡，在很大程度上取决于多肽分子所处环境的极性。在极性溶剂中，或者与受体亲环蛋白（cyclophilin）结合的情况下，trans构象占主导地位。但在非极性溶剂，或者晶体形态下，采取主导的则换成了cis构象。图1. CsA化学结构（红色酰胺键为Me-Leu9-Me-Leu10主链肽键）Kofron等人在他们的研究中发现，cis/trans相互转化动力学（能量壁垒为19 kcal/mol）与CsA和亲环蛋白的结合息息相关[2]。而CsA-亲环蛋白复合物的形成，反过来又对钙调神经磷酸酶产生影响。后者是一种Ca2+/钙调蛋白依赖性蛋白磷酸酶，它是T淋巴细胞中的关键信号酶。由于CsA中这个酰胺键的cis/trans平衡取决于环境的亲水性，研究者因此提出假说，CsA会介导由cis到trans构象的转化，前者利于口服吸收，而后者利于与受体的结合。而这恰好满足了上述口服多肽药物的两个关键条件。CsA在其当前的口服制剂中（Sandimmune Neoral®）以脂质基础配方（这是由于CsA“过高”的亲脂性决定的），具有独特的微乳液给药方式，可实现60%生物利用度并具有相对较低的可变性[3]。CsA这种天然产物机制的复杂性是独一无二的，已成为研究多肽口服制剂生物利用度的主要模型。然而，微妙的构象转化很难复制在其它的合成多肽类似物中，从这个角度上看，CsA仍然像个曲高和寡的孤例，尽管令人高山仰止，但却很难复制它的高生物利用度机制。值得注意的是，2022年10月得到FDA批准上市的Voclosporin (商品名Lupkynis)是CsA的类似物，也是一款口服多肽，是用作治疗狼疮性肾炎的免疫抑制剂。拥有长达30小时的终末半衰期，人的口服生物利用度约为8%[4]。Voclosporin的化学结构实在与它的前辈cyclosporin太相似了，它只是用一个乙烯基替换了CsA 1位氨基酸残基侧链的甲基（图2中红色结构），而其它结构则完全相同。图2. Voclosporin化学结构三-N-甲基化Veber-Hirschmann肽图3. 三-N-甲基化Veber-Hirschmann肽化学结构Veber-Hirschmann肽c(PFwKTF)，是一种环化的生长抑素，对sst2和sst5生长抑素受体有选择性，其三N-甲基化类似物，三-N-甲基化Veber-Hirschmann肽（图3）表现出了更高的生物利用度，可有效穿过Caco-2细胞单层。三-N-甲基化Veber-Hirschmann肽对血浆中的降解具有一定抵抗性，并且实现了10%的大鼠绝对口服生物利用度[5]。显然，这三处溶剂化的酰胺键的N-甲基化增加了多肽的亲脂性。该多肽主链形成了两处βII’和βVI-转角二级结构，以及一个以cis-构象为主导的肽键。而这三处修饰依然保持了未甲基化的，具有生物活性Veber-Hirschmann肽的空间构型[6]。去氨加压素Ferring Pharmaceuticals的去氨加压素Desmopressin是激素肽加压素vasopressin的肽类似物（图4），它比加压素更能抵抗酶降解。其产品DDAVP®以口服剂的形式得到批准上市，用于尿崩症（diabetes insipindus）的治疗。Nocdurna®（仍然是desmopressin）又以舌下片剂的剂型获得批准，用于夜尿症的治疗。不良反应鲜有报道，甚至已经对儿童进行了夜间遗尿治疗。图4. Desmopressin化学结构从化学结构来看，去氨加压素是一种由二硫键连接的亲水性环状肽，具有广泛的氢键潜力。口服的去氨加压素通过细胞旁转运机制被吸收到血流中，口服生物利用度差（0.08-1%）[7]。尽管如此，去氨加压素较高的靶标亲和力实现了低剂量的给药[8]。由于去氨加压素的强大药效和较高的亲水性，去氨加压素和a-鹅膏菌素给人们这样的启发：如果多肽药物的活性和选择性足够高，在稳定性的保障下，即便很低的口服生物利用度，也有可能成为口服制剂的选择。ZYOG1图5. ZYOG1化学结构ZYOG1（图5）是一种可口服的线性肽，含有多个非天然氨基酸和三个Cα-甲基化氨基酸。ZYOG1类似于其他GLP-1激动剂，例如艾塞那肽，是一种源自exendin-4的化合物，并被开发用于治疗糖尿病。N端Val被嵌合到这些线性多肽前体中，以改善它们的生物利用度。尽管ZYOG1的口服生物利用度相对较低，但据称ZYOG1具有与皮下注射的艾塞那肽相当的良好口服功效（尚未公布绝对值）。ZYOG1目前处于临床试验阶段，需要进一步开发以提高其生物利用度，并最终证明这种线性肽是否可以作为口服GLP-1激动剂用于治疗糖尿病。Griselimycin衍生物图6. Griselimycin衍生物化学结构链霉菌衍生的griselimycin衍生物，通过抑制DNA聚合酶对结核分枝杆菌产生高度活性，由此可以充当抗菌剂的角色。通过掺入非天然亲脂性氨基酸残基，进一步提高了其depsipeptide母肽(F = 48%) 实现非常高的口服生物利用度。环己基取代Pro的griselimycin衍生物（R=Cychexyl, 图6），显示出了F=89%的高口服生物利用度，以及提高的生物活性。与其他口服活性肽相比，三种griselimycin衍生物（图6）都具有极高的生物利用度。整体亲脂性的增加，导致了更高的结合亲和力和更高的生物利用度（griselimycin衍生物是由全疏水性氨基酸组成的环肽）。Cyclo(N-Me-D-Ala-Arg(Hoc)2-Gly-Asp(OMe)-Ala-N-MeAla)和Cyclo(N-Me-D-Val-Arg(Hoc)2-Gly-Asp(OMe)-Ala-N-MeAla)图7. Cyclo(N-Me-D-Ala-Arg(Hoc)2-Gly-Asp(OMe)-Ala-N-MeAla) （左）和 Cyclo(N-Me-D-Val-Arg(Hoc)2-Gly-Asp(OMe)-Ala-N-MeAla) （右）化学结构常见的口服多肽似乎比较钟情于六元环肽[9]，这种特征激发了人们把六元直线肽环化的热情。最简单直接的是全Ala环六肽，尽管这样的多肽毫无生物活性，但它却为六元环肽的空间结构研究提供了骨架，可以进行比如N-甲基化的化学修饰，以探索这些化学修饰可能对多肽空间结构带来的影响，以进一步探求这些结构变化带给多肽分子生物学的新特征。在多肽生物活性领域享有盛誉的RGD三肽结构（被多种integrin受体识别）在这种大背景下，被整合到各种六元环肽中，以实现包括消化道通透性提升在内的一系列目标。但亲水性氨基酸的存在削弱了多肽分子的肠道通透性，因此研究人员采用了所谓的LPCM（lipophilic prodrug charge masking，亲脂性前药电荷掩蔽）策略，以对应高极性给这些RGD环肽带来的不利影响[10]。LPC使得原本低细胞旁吸收的亲水性母肽（clog P= -3.3），摇身变成了通过跨细胞途径进入血液循环的多肽前药（clog p=6.6），因此实现了Cyclo(N-Me-D-Val-Arg(Hoc)2-Gly-Asp(OMe)-Ala-N-MeAla) 肽（图7）44%的口服生物利用度[11]。Cyclo(N-Me-D-Ala-Arg(Hoc)2-Gly-Asp(OMe)-Ala-N-MeAla) （图7）在经过口服给药后，被血清酯酶切割成其生物活性形式，成为了integrin αvβ3高活性和高选择性的配体。这个生物活性配体可以增强 VEGF介导的血管新生，因此可以结合化学疗法治疗癌症[12]。MyR-c(MyD 4-4)图8. MyR-c(MyD 4-4)化学结构环肽c(MyD 4-4) （图8）对于细胞质衔接蛋白MyD88的抑制作用，被开发于自身免疫性疾病的治疗[13]。据报道c(MyD 4-4)多肽会破坏MyD88的二聚化和阻断人和小鼠巨噬细胞TLR2和TLR4的刺激。为了克服c(MyD 4-4)低口服生物利用度的缺陷(F=0.84±0.25%)，研究人员在一个仲胺结构上偶合了肉豆蔻酰基（MyR），衍生出了MyR-c(MyD 4-4)多肽[14]。改性后的多肽拥有大幅度提高的口服生物利用度（F = 47.6±16.2%），同时增强了抑制剂的生物活性。研究人员将亲水性的多肽c(MyD 4-4)在改性后口服生物利用度的大幅提高，归功于亲脂性的豆蔻酰基团的引入改变了多肽的空间结构，从而破坏了带正电的精氨酸与带负电的天门冬氨酸之间的盐桥。MyR-c(MyD 4-4)的口服活性，得到了EAE的体内疗效支持，这是一个多发性硬化症的小鼠模型[14]。Endomorphin-1（内啡肽-1）类似物图9. 内啡肽-1类似物化学结构线性阿片肽内啡肽-1由四个天然氨基酸组成，显然容易产生快速酶促降解，生物利用度差，持续时间短。口服给药途径在这些数据面前，看起来有些天方夜谭。然而糖基化令内啡肽-1的生物利用度大大提高，为口服递送打开了一扇大门[15]。经过乳糖和琥珀酸手臂修饰的内啡肽-1类似物（图9），收获了膜通透性700倍的增长和长达2小时的作用时间。但葡萄糖琥珀酸单元显著降低了配体多肽结合μ-阿片受体 (MOR) 的亲和力，尽管在MOR的结合亲和力和激动剂活性等表现上，endomorphin-1类似物受到修饰后呈现出不利影响，但它仍然显示出纳摩尔级的结合亲和力，相对于生物利用度上的优势，生物活性方面的表现已经足够令人满意。它在经过大鼠口服后产生剂量依赖性的疼痛缓解。这个例子表明，在某些情况下糖基化有助于提高多肽的生物利用度，同时保留可以接受的受体结合亲和力。糖基的选择与糖基化的修饰位点，对于多肽口服制剂的开发影响明显。司美格鲁肽图10. Semaglutide化学结构脂化修饰为多肽口服制剂打开了一扇广阔的大门。诺和诺德的2型糖尿病口服多肽制剂Semaglutide（Rybelsus®）的成功 (2019年被FDA批准上市) ，极大激发了从业者开发口服多肽制剂的热情，而它的成功经验之一正是对GLP-1类似物进行脂肪修饰（图10）。Semaglutide在口服给药后，能够保持很长的半衰期（约153-160小时，而注射后为 168小时）。但口服递送的方式显著降低了它的生物利用度，因此需要更高的每日剂量。未来用于多肽口服药的脂化试剂，可能会寻求比semegluitde (18碳) 更短的脂肪酸（例如12碳），这可能会增加生物利用度。编者按：人工智能正在推动药物设计与开发的革新，特别是在小分子药物的领域。通过高效的虚拟筛选、分子设计和优化，AI能够在更短的时间内生成和评估大量的药物候选分子，加速整个药物发现过程，在缩短药物设计周期、提高药物研发效率方面展现出巨大潜力。AI的应用不仅限于小分子药物，还包括生物制剂和药物再利用等领域。未来，随着技术的不断发展和数据的积累，AI有望在药物发现领域取得更多突破，为人类健康事业作出更大贡献。参考资料（可上下滑动）：[1] M. A. Navia, P. R. Chaturvedi, Drug Discovery Today. 1996, 1, 179 –189.[2] J. L. Kofron,P. Kuzmic,V.Kishore,G.Gemmecker, S. W. Fesik,D. H. Rich, J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 2670 –2675.[3] D. E. Yocum, S. e al, Rheumatology, 2000, 39, 156 –164.[4] Center for drug evaluation and research. Multi-disciplinary Review and Evaluation: NDA 213716LUPKINYS (voclosporin). Reference ID: 4735350.[5] E. Biron, et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 2595 –2599.[6] H. Kessler, et al. J. Am. Chem. Soc. 1983, 105, 6944–6952.[7] (a) A. Rembratt, et al. Eur. J. Clin. Pharmacol. 2004, 60, 397–402; (b) A. Fjellestad-Paulsen, et al. Clin. Endocrinol. 1993, 38, 177 –182; (c) H. Vilhardt,et al . Pharmacol. 1986, 17, 481–483.[8] “Designing Orally Bioavailable Peptide and Peptoid Macro-cycles”: D. A. Price, A. M. Mathiowetz, S. Liras,in Practical Medicinal Chemistry with Macrocycles (Eds.: E. Marsault, M. L. Peterson), Wiley, Hoboken, NewJersey, 2017.[9] D. S. Nielsen, et al. Chem. Rev. 2017, 117, 8094–8128.[10] M. Weinmüller, et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 16405-16409.[11] A. Elgart, et al.Chem. Phys. Lipids. 2012, 165, 438–453.[12] P.-P.Wong, et al. Curr. Biol. 2016, 26, R1161–R1166.  [13] S. Dishon, et al. Sci. Rep. 2018, 8, 9476.  [14] S. Dishon, et al. 2018, unpublished results.[15] D. Muthu, et al. Drug Delivery. 2005, 2, 59–73.*声明：本文仅是介绍医药疾病领域研究进展或简述研究概况或分享医药相关讯息，并非也不会进行治疗或诊断方案推荐，也不对相关投资构成任何建议。内容如有疏漏，欢迎沟通指出！点击下方“药渡“，关注更多精彩内容瞄准靶蛋白降解：中国在PROTAC药物战略布局中的新动向药品再注册新规出台：严监管时代来临，助力医药产业高质量发展辉瑞DMD基因疗法：希望与挑战并存点击蓝字 关注我们