纤溶酶

点击上方的 行舟Drug ▲ 添加关注 眼科玻璃体内注射药物的临床应用研究进展 来源  《中国临床药学杂志》 2025年第34卷第1期 作者  唐凤敏，黄滔敏 复旦大学附属眼耳鼻喉科医院药剂科 摘要  玻璃体内注射是眼科常用的给药方法之一，国内外现已有多种药物批准用于玻璃体内注射，如抗血管内皮生长因子、糖皮质激素、补体抑制剂、纤溶酶和抗病毒药物等。通过对目前已获批的玻璃体内注射药物和超说明书用于玻璃体内注射的药物进行综述，为临床玻璃体内注射药物的使用提供参考。 关键词  玻璃体内注射；血管内皮生长因子；糖皮质激素；玻璃体内植入剂；眼科 _ 正文 _ 随着全球人口老龄化的加剧，以及各类慢性疾病的发病率上升，眼科疾病的治疗需求日益增长，特别是年龄相关性黄斑变性（neovascular age-related macular degeneration，nAMD）、糖尿病性黄斑水肿（diabetic macular edema，DME）和视网膜静脉阻塞（retinal vein obstruction，RVO）等眼底疾病，已成为目前导致视力损害和致盲的主要原因[1-3]。玻璃体内注射（intravitreal injection，IVI）是一种将药物直接注入玻璃体腔的操作方式[4]，是眼科常用的治疗手段之一。IVI能够提高药物在眼部的疗效，减少全身不良反应，是视网膜和脉络膜疾病的有效治疗方法[5]。自2004年首个抗血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）药物哌加他尼在美国获批上市以来，多种抗VEGF药物、糖皮质激素、补体抑制剂等药物陆续获批用于IVI，显著改善了眼科疾病的疗效。抗VEGF药物是nAMD的一线治疗药物，能够改善患者的视功能，恢复黄斑区解剖结构[1]。抗VEGF药物和糖皮质激素IVI是治疗DME和RVO引起黄斑水肿（macular edema，ME）的2种主要方式[2-8]。糖皮质激素通过多种机制产生抗炎作用，以修复视网膜屏障并减少渗出。糖皮质激素玻璃体内植入剂可以在玻璃体腔持续释放药物>6个月，抗炎效果更长效、更稳定，同时减少了眼内频繁注药可能发生的不良反应。但由于糖皮质激素可能引起白内障和眼压升高，因此通常作为二线治疗药物用于抗VEGF药物治疗应答不良或无应答的DME患者。对于人工晶状体眼或具有全身心血管病高危因素的DME患者，可考虑将糖皮质激素玻璃体内植入剂作为一线用药[3]。2023年美国FDA批准了补体抑制剂IVI用于治疗继发于nAMD的地图样萎缩（geographic atrophy，GA）。国外已获批用于IVI的药物还有纤溶酶和更昔洛韦。临床实践中，还有众多药物以超说明书用药的方式用于IVI，如贝伐珠单抗，万古霉素、头孢他啶、莫西沙星、伏立康唑、两性霉素B和甲氨喋呤等。我们对已获批用于IVI的药物进行综述，同时介绍IVI超说明书用药情况，以期为临床IVI药物的使用提供参考。 1 已获批用于IVI的药物 1.1 抗VEGF药物 1.1.1 哌加他尼 2004年美国FDA批准了哌加他尼用于治疗nAMD[9]。哌加他尼是第1个用于nAMD的抗血管生成药物[10]，标志着抗VEGF药物IVI治疗眼科疾病的开始。目前哌加他尼在FDA网址的上市状态为“已撤市”。 1.1.2 雷珠单抗注射液 雷珠单抗主要用于nAMD的治疗，该药自2006年起在美国、欧洲、日本和中国等地区陆续被批准上市[11]。一项Meta分析[12]发现，IVI雷珠单抗治疗nAMD可以防止严重的视力损失。随着临床实践，雷珠单抗注射液的适应证逐渐增加，除了适用于成人nAMD，还适用于DME、DR、RVO-ME引起的视力损害、脉络膜新生血管（choroidal neovascularization，CNV）及早产儿视网膜病变等[13]。传统的抗VEGF药物通常需要每月或每2个月进行1次注射，而雷珠单抗（port delivery system，PDS）用于IVI可以持续释放药物，随后每6个月补充1次即可[14]。随着越来越多抗VEGF生物仿制药获得批准[15]，雷珠单抗注射液的费用可能会降低，进而可及性提高。 1.1.3 康柏西普眼用注射液 康柏西普是我国自主研发的一种抗VEGF药物，2013年获得批准用于临床，康柏西普对于nAMD、CNV和DME等眼部新生血管性疾病显示出可靠的安全性和疗效[16]。2023年国家药品监督管理局（National Medical Products Administration，NMPA）批准了康柏西普眼用注射液增加预充式注射器包装，为临床提供了多种给药方式选择。预充式注射器的操作步骤便捷，使用更精准。 1.1.4 阿柏西普眼内注射溶液 2018年阿柏西普眼内注射溶液在我国被批准用于nAMD的治疗。研究[17]表明，阿柏西普眼内注射溶液可有效治疗nAMD，每2个月1次的用药频率减少了患者每月进行IVI的风险和每月监测的负担。有研究[18]认为，阿柏西普眼内注射溶液与平均视力的提高和质量调整生命年的延长相关，对于nAMD患者是一种具有成本效益的选择。一项临床试验[19]报道，8mg组患者IVI阿柏西普眼内注射溶液的用药频率最长可达每16周1次，相比2mg组表现出非劣效的最佳矫正视力（best corrected visual acuity，BCVA）。 1.1.5 brolucizumab 2019年，美国FDA批准brolucizumab用于治疗nAMD，推荐给药剂量和频率为首3剂每月6mg，之后每8~12周6mg。但多项研究[20-21]认为给药间隔更长（每12周或16周1次），其有效性和安全性更高[22]。2项Ⅲ期临床试验比较了brolucizumab和阿柏西普眼内注射溶液治疗nAMD的效果，结果发现brolucizumab的整体安全性与阿柏西普眼内注射溶液相似，但是brolucizumab组在治疗第48周时的视力水平非劣效于阿柏西普眼内注射溶液组，并且超过了50%的自第48周起开始维持q12w频率用药的brolucizumab组患者[20]。上述试验结果表明brolucizumab的治疗间隔延长，可以减少注射次数，进而减少频繁的IVI给患者带来的负担。 1.1.6 法瑞西单抗注射液 法瑞西单抗注射液是VEGF和血管生成素-2（angiopoietin-2，Ang-2）抑制剂，是一种双特异性抗体。2022年FDA批准法瑞西单抗注射液用于治疗nAMD和DME，2023年法瑞西单抗注射液在我国获批相同的适应证。随机、双盲临床试验[23]结果表明，法瑞西单抗注射液治疗DME的用药时间最长可达16周。近期有研究[24-25]报道了法瑞西单抗的不良反应，如急性、严重的眼内炎和脉络膜上腔出血[24]。 1.2 糖皮质激素 1.2.1 地塞米松（dexamethasone，DEX） 2017年DEX玻璃体内植入剂在我国获批，用于治疗成年患者由视网膜分支静脉阻塞或中央静脉阻塞引起的ME，以及治疗成年患者的DME。DEX玻璃体内植入剂在欧洲还获批用于治疗非感染性葡萄膜炎（non-infectious uveitis，NIU）[25]。缓释的DEX弥补了糖皮质激素半衰期短（大约3h）和需要频繁给药的缺点，它可以持续给药长达6个月。大规模、随机的Ⅲ期临床试验[26]结果表明，DEX玻璃体内植入剂若以≥6个月的间隔给药，能够持续改善BCVA和ME。DEX的的不良反应主要有眼压升高和白内障，因此DEX玻璃体内植入剂在RVO-ME和DME的治疗中属于二线用药，多在抗VEGF药物治疗无应答时使用，但DEX玻璃体内植入剂对于人工晶状体眼或不愿频繁IVI的患者具有稳定的优势[27]。COSTELLO等[28]制造了与DEX玻璃体内植入剂性质相似的逆向工程植入剂，并且与原研药具有相似的三相药物释放曲线。该研究对基于50∶50聚乳酸-羟基乙酸共聚物[50∶50Poly（lactic-co-glycolic acid），PLGA]植入剂的制备过程和特征进行了深入研究，为未来仿制药的开发奠定了基础。MATADH等[29]制备了不同药物载荷（地塞米松磷酸钠）的聚合物包覆聚合物微针，并进行了体外释放研究，探索该技术用于IVI的可能性，以降低传统IVI方式的风险。 1.2.2 氟轻松（fluocinolone acetonide，FA） 2014年美国FDA批准FA玻璃体内植入剂用于治疗已经接受过糖皮质激素治疗、但是眼内压（intraocular pressure，IOP）没有显著升高的DME。2022年FA玻璃体内植入剂在我国被批准用于治疗累及眼后段的慢性非感染性葡萄膜炎。在每支FA玻璃体内植入剂的药物递送系统中含有0.18mg FA，单次IVI后，能够以每天0.25μg的初始速率释放FA，持续36个月。有研究[30-31]表明，FA玻璃体内植入剂对常规治疗有抵抗的慢性DME有效。德国一项针对抗VEGF药物治疗反应不佳而采用IVI的DME患者研究[32]表明，单次使用FA玻璃体内植入剂最具成本效益。有研究[33]发现，FA玻璃体内植入剂发生高眼压和白内障的风险高于DEX玻璃体内植入剂。因此，在使用FA玻璃体内植入剂后应定期检查患者晶状体，并监测IOP。 1.2.3 曲安奈德（triamcinolone acetonide，TA） TA注射混悬液是一种合成糖皮质激素，适用于治疗交感性眼炎、颞动脉炎和葡萄膜炎，以及对局部糖皮质激素无反应的眼部炎症等眼科疾病，还可通过IVI用于玻璃体切割术中的可视化。MARTIDIS等[34]研究发现，对于对传统激光光凝治疗无反应的DME，TA混悬液IVI可能是一种潜在治疗方法。ACEVES-FRANCO等[35]认为，TA注射混悬液中的防腐剂与视网膜毒性相关，需开发无防腐剂的TA制剂，以减少对眼部的损伤和毒性。TA混悬液局部脂质体制剂在治疗玻璃体视网膜疾病中表现出了潜力，有可能成为TA注射混悬液IVI的替代方案。 1.3 补体抑制剂 1.3.1 pegcetacoplan 补体系统是由35种广泛存在于血清、组织液和细胞膜表面具有酶活性的蛋白质共同组成的一个反应系统，在机体免疫防御系统中起重要作用，但补体异常活化也参与许多炎症性疾病的发生和发展[36-37]。Pegcetacoplan是一种补体C3抑制剂，2023年FDA将pegcetacoplan批准用于治疗继发于nAMD的GA。有研究[38]报道pegcetacoplan IVI能够显著抑制GA的发展。Pegcetacoplan是FDA批准的首个用于GA的IVI药物，并且FDA建议使用pegcetacoplan时采用无硅油注射器[39]。WITKIN等[40]报道了13例患者使用pegcetacoplan后出现视网膜血管炎，病因不明确，建议对于此类患者避免再次使用pegcetacoplan。 1.3.2 avacincaptad pegol（ACP） ACP是一种补体C5抑制剂，2023年被FDA批准用于治疗继发于nAMD的GA。推荐用法用量为2mg，IVI，每月1次，最长可使用12个月。一项为期18个月的临床研究[41]显示，ACP对GA的抑制效果更明显，并且患者耐受性良好。 1.4 纤溶酶 2012年FDA批准奥克纤溶酶用于治疗症状性玻璃体黄斑粘连。奥克纤溶酶是一种蛋白水解酶，通过诱导玻璃体液化及减弱玻璃体黄斑粘连，起到药物性玻璃体后脱离的作用，避免了手术后玻璃体后脱离创伤大、脱离不彻底的问题。由于纤溶酶的活性受多种因素（血液内纤溶酶原的浓度会影响纤溶酶的活性、纤溶酶在生成后会在较短时间内失活等）影响，纤溶酶并没有在玻璃体切除手术中得到广泛应用[42]。 1.5 抗病毒药物 1.5.1 更昔洛韦 更昔洛韦IVI一直是慢性巨细胞病毒（cytomegalovirus，CMV）性视网膜炎的主要治疗方法之一，自1987年至今已广泛应用。SANBORN等[43]早在1992年就报道了更昔洛韦IVI后，药物可以在眼内持续释放4~5个月，与静脉注射或反复IVI相比，它在患有视网膜炎的艾滋病等传染病的患者中具有更大优势。1996年FDA批准了更昔洛韦用于治疗艾滋病患者的CMV性视网膜炎。更昔洛韦玻璃体内植入剂是第1个被批准上市玻璃体内植入装置[44]，但是目前已下市。2024年KAPOOR等[45]报道了1例CMV性视网膜炎患者多次IVI更昔洛韦后出现视网膜毒性的罕见病例。 文章内容由凡默谷小编查阅文献选取，排版与编辑为原创。如转载，请尊重劳动成果，注明【来源：凡默谷公众号】。 2  IVI超说明书用药 眼科超说明书用药是一种常见的情况[46]，为了规范眼科超说明书用药行为，《中国眼科药物说明书外使用临床实践指南》[46]中给出了药品说明书适应证中无眼部疾病药物的眼科使用推荐意见，以指导眼科超说明书用药。 2.1 抗VEGF药物 多项研究证实了IVI贝伐珠单抗注射液在nAMD、DME、ROP和ROV相关ME等眼科疾病中的安全性和有效性[47-52]。一项研究[53]比较了贝伐珠单抗注射液和雷珠单抗注射液IVI治疗nAMD的效果，结果发现2种药物在有效性和安全性方面差异无统计学意义，但雷珠单抗注射液的治疗成本远高于贝伐珠单抗注射液。HELJAK等[54]建立了一个模型，用以预测贝伐珠单抗注射液IVI对不同大小PLGA微球的视网膜浓度的影响，此模型为抗VEGF药物眼部持给药续释放提供了可靠的评价依据。LEE等[55]的研究中报道了1种可以实现玻璃体腔长期释放药物的贝伐珠单抗水凝胶棒，这种剂型能够降低注射频率，改善视网膜血管疾病患者的长期视力。贝伐珠单抗水凝胶棒的生物可降解性和安全性表明其可作为治疗视网膜血管疾病的高级玻璃体内药物递送系统。 2.2 抗菌药物 万古霉素是治疗感染性眼内炎最常用的糖肽类抗菌药物，由于眼球结构特殊，万古霉素常规眼部给药的生物利用度非常低（<5%），通过IVI给药是目前解决这一难题的较好方式[56]。对于白内障摘除术后出现的感染性眼内炎，专家共识[57]推荐首选10g·L-1的万古霉素0.1mL和20g·L-1头孢他啶0.1mL联合IVI。若患者对头孢菌素类药物过敏，可选用庆大霉素、阿米卡星、丁胺卡那霉素等抗菌药物替代。还可以少量IVI糖皮质激素（地塞米松0.4mg）以减轻炎性反应。对于外源性眼内炎患者，若临床确诊或高度怀疑的感染性眼内炎，专家共识[58]推荐IVI抗菌药物作为首选治疗方法，以快速提高药物浓度。对于眼部术后或外伤后的眼内炎，相关指南[46]推荐阿米卡星联合万古霉素IVI经验性治疗。莫西沙星IVI作为万古霉素和头孢他啶治疗细菌性眼内炎的辅助药物耐受性良好。使用这种组合与双联抗菌药物相比，具有扩大革兰阴性菌覆盖范围的优势和潜在的协同作用[59]。 2.3 抗真菌药物 真菌性眼内炎是一种非常严重的感染性眼病，通常与外伤、手术或全身性真菌感染有关，可导致患者视力丧失甚至破坏眼球。近年来，由于广谱抗菌药物和糖皮质激素的广泛应用，真菌性眼内炎的发病率呈明显上升趋势[60]。伏立康唑是一种新型的三唑类抗真菌药物，具有广谱的抗真菌活性，尤其对曲霉菌属和念珠菌属等多种真菌具有强大的抗菌作用。2006年KRAMER等[61]首次报道了伏立康唑IVI在曲霉菌性眼内炎中的应用。伏立康唑是用于IVI最广谱的抗真菌药物[62]，在真菌性眼内炎中表现出良好的疗效[63]。IVI伏立康唑和两性霉素B脂质体联合玻璃体切割术可以有效地治疗真菌性眼内炎，与两性霉素B脂质体相比，伏立康唑对治疗早期和中期的真菌性眼内炎效果更好[64]。研究[65]发现，IVI两性霉素B治疗真菌性眼内炎能够提高视功能，改善眼解剖结构和临床结局。 2.4 抗肿瘤药物 甲氨喋呤IVI已被证实是治疗多种眼内疾病的有效方法。ABDI等[66]对甲氨喋呤IVI在各种眼部疾病中的应用进行了综述，发现甲氨喋呤在眼内淋巴瘤和葡萄膜炎治疗中疗效良好。FRENKEL等[67]报道显示，甲氨喋呤可以作为眼内淋巴瘤的一线治疗选择。 3 总结与展望 IVI在眼科疾病的治疗中发挥了重要作用，但是也存在眼压升高和白内障等不良反应，频繁、反复地操作会增加不良反应的发生率。研究[68-69]认为传统药物（贝伐珠单抗、雷珠单抗和阿柏西普等）IVI对nAMD的疗效较好，但是注射频率较高，而新的抗VEGF药物能够通过延长药物半衰期或新的植入方式（雷珠单抗、康柏西普、brolucizumab和KSI-301等）来降低注射频率。为了提高治疗的安全性、有效性和经济性，有待开发给药间隔更长的药物以降低IVI频率，或开发新剂型，减少操作对眼部的损伤。未来期待更多生物类似药物上市，降低眼部疾病患者的治疗成本，进一步提高疗效。 参考文献  详见《中国临床药学杂志》 2025年第34卷第1期 文章信息源于公众号凡默谷，登载该文章目的为更广泛的传递行业信息，不代表赞同其观点或对其真实性负责。文章版权归原作者及原出处所有，文章内容仅供参考。本网拥有对此声明的最终解释权，若无意侵犯版权，请联系小编删除。 学如逆水行舟，不进则退； 心似平原走马，易放难收。 行舟Drug 每日更新 欢迎订阅+ 医药大数据|行业动态|政策解读

侃言 此前多次分享过“小分子大环化”这种分子编辑策略在药物化学中改善候选分子效力、选择性、物化特性、和ADME特性等应用实例和总数观点。 近期，EJMC上也刊载了一篇相关综述，文末“阅读原文”可直达原英文文献地址。 此前分享的JMC上的一篇“小分子大环化”的综述，主要从大环化对分子各种性质的影响以及连接器的应用的角度来讲述。本篇EJMC的综述文章更注重从不同类型的蛋白质靶点出发，讲述近5年，“大环化”分子编辑策略在具体药化实例中的优势和应用。 1 “大环化”的优势 “大环”一般指的是在重原子的基础上，具有12个活更多成员的环状化合物。根据“环”形成的核心化学性质，大环类化合物可以分为环肽类、环内酰胺类、环内酯类、环醚类/胺类等。 从药物化学的角度，根据大环药物成环的化学特征，可将其细分为环肽、和大环。 近些年，化学药物发现领域不断涌现出具有多种创新机制的新药，包括：大环类药物（大环/环肽）、靶向蛋白水解嵌合体（PROTACs）、分子胶、抗体偶联药物（ADC）、共价抑制剂等。其中，“大环化”后的大环类药物，由于能够在部分刚性结构中提供功能多样性和立体化学复杂性，具有几个独特的优势： 为药物研究提供新颖的化学空间和知识产权（IP); 大环刚性结构提供相对开环结构表现出更高的亲和力、选择性。在结合具有挑战性药物靶点，解决小分子药物耐药性的问题上具有优势； 在药物发现过程中，优化药物性质； 因此，小分子大环化在近期的药物研发中，已经成为一种热门分子编辑手段，用来改善药物功效和药物类药性特性。 2 “大环化”在先导化合物优化中的应用 接下来，作者汇总了近5年来，在不同的靶点先导化合物优化的过程中，利用“大环化”改善“小分子”功效和特性的实例，大约近30个实例。 01 ATP柠檬酸裂解酶抑制剂 ATP柠檬酸裂解酶（ACLY）是一种催化柠檬酸生成乙酰辅酶A的酶，在糖代谢和脂质生物合成中起重要作用。催化过程为一些重要分子（如胆固醇、脂肪酸等）的生物合成提供合成砌块，并在蛋白质乙酰化中起重要作用。 ACLY过表达会导致代谢疾病和恶性肿瘤，因此，这种酶是一种潜在的药物治疗靶标。然而，ACLY抑制剂的研发过程中，低活性、细胞渗透性、毒性、药代动力学特性等，一直是阻碍候选分子进一步进入临床研究的障碍。 如上图，在观察化合物1与ACLY的共晶结构时发现，其与靶标呈“U”型结构结合，并且处于活性构象时，苯环与酯基结构非常接近。这里出现了关环以稳定其活性构象的切机！ 通过优化，大环化后的分子在保持了相当的功效（IC50、KD)的同时，其代谢稳定性得到了极大的提高：半衰期提高了158倍，人肝微粒体清除率减少了258倍！ 02 CGRP受体拮抗剂 降钙素基因相关肽(CGRP)及其受体(CGRPR)是偏头痛治疗的潜在靶点，当前已有几种口服CGRP拮抗剂上市。 CGRPR由降钙素样受体（CLR)和受体活性修饰蛋白1（RMAP1)的复合物形成，具有宽、浅、溶剂暴漏的结合位点，最适合大环化配体结合。 如上图，在研究化合物3与CGRPR的共晶结构时发现，一个吲唑甲基片段填充了亲脂腔，取代了疏水性热点重叠的“高能水”区。因此，研究人员尝试设计大环化，以稳定化合物3的活性构象。 通过分子对接，发现大环化分子（4a、4b)与无环化化合物3的活性构象刚好吻合。验证也发现，环化后的分子的效力提高了4倍，亲脂效率（LEE)提高了1.3倍。更有趣的是，非对映体5也是针对靶标有效的，并且是完全不同的结合模式，有助于设计新的CGRP受体拮抗剂。 03 CTG重复序列结合物 DNA或RNA靶向也是一个比较快速发展的药物研究领域。例如，肌强直性营养不良是一种遗传性疾病，其蛋白激酶（DMPK）基因的3’-非翻译区含有扩增的d(CTG）重复序列和扩增的r(CUG）重复序列隔离肌盲样（MBNL）家族蛋白，在剪接中起重要作用。 化合物6可以选择性识别d(CTG）和r(CUG），结合常数在次微摩尔级别，然而，其在该浓度范围内也表现出了细胞毒性。 经过分析，化合物6存在如上图中的堆叠构象和非堆叠构象。非堆叠构象，一方面发挥与DNA、RNA的非特异性结合，另一方面因非特异性结合而增加的剂量会导致细胞毒性。因此，通过环化，锁定化合物在堆叠的活性构象，可以增加分子的特异性和效力，进而减少细胞毒性。 正如预期，化合物8a细胞毒性降低了10倍；化合物8b的效力、选择性等都得到了显著提高。 04 因子XIa抑制剂 凝血酶或凝血因子XIa(FXIa)是抗血栓治疗的新靶点。 BMS研发的化合物9是FXIa潜在的抑制剂，具有nM级抑制常数。然而，该化合物具有较大的极性表面积，以及较差的PK属性：仅3%的生物利用度，以及较多的氢键导致极低的渗透性。 通过配体与靶标的共晶结构，发现化合物9咪唑附近的两个苯环彼此邻近，具有大环化的潜力，进而有可能改善分子的效力和选择性。 在后续的优化中，研究人员通过去除四氮唑和酰胺氢，以降低PSA，改善不良的渗透性和口服吸收。环化后的化合物10，虽然与靶标的结合力常数略有升高，但仍保持在有效的范围内。同时，降低了PSA，其药效更强、生物利用度更好，并且增加了靶标特异性。 05 FKBP51抑制剂 FK506结合蛋白（FKBP51）是一种隶属于免疫亲和蛋白家族的肽基脯氨酸异构酶，在调节糖皮质激素受体活性中起重要作用，并作为共同伴侣，参与HSP90蛋白折叠。FKBP51是许多疾病的潜在靶点，包括与压力相关的精神障碍、肥胖引起的糖尿病、和慢性疼痛等。 如上图，化合物11a、11b是首次报道的FKB51选择性配体，具有个位数nM级别的抑制活性。在研究化合物11b与靶标的共晶结构时发现，两个芳环上的醚键彼此靠近，具有环化的潜力，以锁定生物活性构象。 如上图，通过从尝试一系列连接子，含有两个羟基的化合物12相比于非环化前体，药效最强。感觉整体选择性降低了，变泛配体了？ 06 谷氨酰胺酶1抑制剂 谷氨酰胺酶（GLS)是水解谷氨酰胺，获得谷氨酸盐的关键性酶。在一些癌症中，“谷氨酰胺成瘾”，维持癌细胞增殖所需要的能量。人类GLS酶包括两种类型：GLS1，广泛分布于肝外组织的肾型谷氨酰胺酶；GLS2，主要分布于成人肝脏的肝型谷氨酰胺酶。其中，GLS1的活性与肿瘤生长速率相关，是癌症潜在的治疗靶点。 如上图，化合物13是一个临床候选分子。早期研究期待通过环化获得新型的抑制剂，然而效力均不理想。直到在分析化合物13与GLS1的共晶结构时，在结合的生物活性状态观察到了“U”构象。分子处在生物活性构象时，两端的基序彼此靠近，提供了环化的切机。 环化后的化合物14，效力提高了3.6倍，并且稳定性也获得了显著的提高：半衰期提高了2倍、清除率降低了1/3。然而，生物利用度相比于前体13有所降低（9% vs 19%）。 07 异柠檬酸脱氢酶2（IDH2)抑制剂 异柠檬酸脱氢酶（IDH)是一种影响三羧酸循环中异柠檬酸和α-酮戊二酸相互转化代谢途径的酶。 化合物15是一种FDA批准的用于治疗复发性和难治性急性髓性白血病的药物。研究人员尝试通过大环化获得构象限制的新型IDH2抑制剂。通过观察化合物15与IDH2R140Q突变体的共晶结构，发现吡啶N的部分与脂肪侧链非常接近，因此合成了大环化合物16。 环化后的化合物对R140Q突变体抑制性最强，具有个位数nM级抑制活性，而对野生型IDH2无抑制作用。同时，环化后的化合物还具有良好的生物利用度和代谢稳定性。 08 激酶凋亡信号调节激酶1（ASK1）抑制剂 凋亡信号调节激酶1（ASK1)通过调节细胞应激反应，在炎症和凋亡中发挥重要作用。ASK1调节可有治疗神经系统疾病，包括肌萎缩性侧索硬化症、多发性硬化症、帕金森病、阿尔兹海默病等。 如上图，Selonsertib是表现最好属性的ASK1抑制剂，具有生化和细胞效力以及良好的药代动力学特征。然而，其是P-gp底物，不适合作为中枢神经系统药物。 通过研究其与靶标蛋白质在溶剂暴露区和催化赖氨酸结合位点附近的激酶结构域的共晶结构发现，具有大环化的潜力，或许可以解决CNS渗透性问题。 如上图，获得了两种类型的大环化产物：化合物17、18。然而，环化后的产物并没有比母体更具有效力。CNS渗透性可以通过引入适当的官能团来调节。如上图，含氟化合物17表现出低至中等的CNS穿透性，而咪唑类化合物18表现出更优异的脑暴露性。 09 激酶骨形态发生蛋白受体II型（BMPR2) 骨形态发生蛋白受体II型(BMPR2)是一种丝氨酸/苏氨酸受体激酶，属于酪氨酸激酶样(TKL)组，是肺动脉高压、癌症、阿尔兹海默病等疾病的靶点。 如上图，化合物19具有BMPR2靶标次纳摩尔级的结合力以及双位数nM级的抑制活性；然而，其同时抑制468个激酶中的262个，表现出极差的特异性的混杂行为。 通过分析化合物19与VRK1的共晶结构，发现氰基与环丙烷彼此靠近，设计连接子，或许可以提高其选择性。如上图中，环化后的化合物20，其效力虽不如前体，但仍保持在次微摩尔级的有效范围。而其选择性获得了提供。 10 周期蛋白依赖性激酶2（CDK2）抑制剂 周期蛋白依赖性激酶2（CDK2)是一种丝氨酸-苏氨酸激酶，与周期蛋白伙伴相互作用。CDK-周期蛋白复合物失调，会导致癌细胞失去周期和转录控制。 其中CDK2抑制剂对CDK4/6抑制剂治疗产生耐药性的患者有益。 研究人员发现化合物21对CDK2参与的PPI作用具有有效的抑制作用。以此为起点，结合AI技术和基于片段的变分自编码器生成模型来识别CDK2抑制剂。通过分析其对CDK2/cyclin E1的共晶结构，发现其呈“U”型结构，吡啶与溶剂暴露的异丙基靠近，具有大环化的潜力。 在一系列的大环化衍生物中，化合物22最具潜力。其针对CDK2/E1的抑制效力提高了21倍，然而，针对CDK1/A2的选择性略有下降。 11 周期蛋白依赖性激酶9（CDK9）抑制剂 髓样细胞白血病-1(Mcl-1)是一种抗凋亡蛋白，在癌细胞存活中起重要作用。Mcl-1在多种癌症的细胞增殖过程中过表达，特别是在EGFR突变的细胞系中，而CDK9抑制可下调Mcl-1。 化合物23是一种有效抑制CDK9的苗头化合物，然而，其同时对其它CDK蛋白具有抑制活性，如CDK2/4/12，具有较差的选择性以及因此而导致的体内毒性。 研究人员试图通过大环化来固定二面角，以抑制柔性旋转。通过优化大环化连接子以及酰胺侧链，如上图，获得化合物24，保持了针对CDK9效力的同时，具有良好的选择性。 12 c-Met激酶抑制剂 c-Met是一种受体酪氨酸激酶（RTK)，是肝细胞生长因子（HGF)/分散因子（SF)的受体。靶向HGF/c-Met信号通路，是非小细胞肺癌的潜在治疗策略。一些小分子已被用于靶向c-Met，包括已上市的药物(克唑替尼、卡马替尼、替波替尼、萨沃替尼和卡博赞替尼等)。 如上图，在基于先导化合物设计新型c-Met抑制剂时，发现了与c-Met共晶结构中存在“U”型结合模式，使用不同的连接子使小分子大环化，能够产生在生化、细胞活性等方面的差异性。 通过大环化，可以使分子维持在折叠的低能构象，以避免结合自由能熵补偿。如上图，大环化后的化合物26，获得了改善的生物活性、选择性。 13 酶双特异性酪氨酸磷酸化调节激酶1A/B 双特异性酪氨酸（Y)磷酸化调节激酶1A (DYRK1A) 在神经系统疾病和癌症中都起作用。 如上图，化合物27是一种有效的DYRK1A抑制剂，然而，其是一种泛激酶抑制剂，具有广谱抑制作用。在研究化合物27与DYRK1A的共晶结构时，发现了“U”型结合模式，其中苯环的3-位与吡啶环的5-位非常接近。 因此，研究人员以此合成大环化分子，实现了对靶标的高亲和力和选择性。 14 激酶表皮生长因子受体（EGFR）抑制剂 表皮生长因子受体(EGFR)携带del19或L858R突变体时，它是一种致癌驱动因子，特别是在肺癌中。 如上图，化合物30是勃林格殷格翰发现的具有潜力的苗头化合物。在详细的构象分析中发现，化合物30具有活性和非活性构象，因此，研究人员决定通过大环化来稳定其活性构象。 如上图，大环化后的产物31，其抗增殖效力得到了极大的提高。 也有研究人员基于Gefitinib的结构尝试大环化，如上图，化合物32针对突变体的抑制效力虽略有不如前体，但也保持了次nM级抑制效力；而其针对野生型的选择性获得了极大的提高。 15 造血祖激酶1（HPK1）抑制剂 造血祖激酶1 (HPK1)是一种丝氨酸-苏氨酸激酶，调节T细胞、B细胞和树突状细胞的功能，是免疫治疗潜在的治疗靶标，作为肿瘤转移患者潜在的治疗策略。 如上图，化合物33是BMS发现的一种有效的HPK1抑制剂，并且针对GLK具有39倍选择性。研究发现，HPK1与GLK的差别之处在于HPK1具有更宽的入口口袋，因此，这种差别赋予了两个靶标的空间冲突选择性。而研究发现，化合物33的苯基基序的柔韧性可以引起构象变化，符合GLK。若通过大环化来实现构象限制，则有可能进一步提高选择性。 如上图，环化后优化的产物34，其针对HPK1的效力提高了4.6倍；选择性提高了101倍；代谢稳定性提高了3倍；抗hERG活性低于化合物33等。此外，其还获得了中等的渗透性，无外排倾向，对CYP3A4无明显抑制作用。 16 Janus激酶2（JAK2）抑制剂 Janus激酶2（JAK2）是一种细胞内非受体酪氨酸激酶，属于Janus激酶家族（JAK1、JAK2、JAK3、Tyk2），可以作为骨髓增生性肿瘤、类风湿性关节炎、以及炎症性肠病的治疗靶点。 如上图，研究人员以Fedratinib为起点，探索基于深度学习的JAK2大环化抑制剂设计。Fedratinib已批准于治疗骨髓纤维化，但其激酶选择性较差。 研究人员在两个芳环之间设计连接子，并鉴于结构分析去除磺酰胺，通过分子对接，从产生的218个大环化分子中选择最具潜力的分子进行合成、验证，其中化合物35与Pacritinib非常相似。其效力略不如前体，然而其仅抑制17种野生型激酶，相比于前体的34种，选择性得到了很大的提高。同时，PK属性获得了提高。 17 激酶Pim-1抑制剂 Pim-1编码基因具有致癌潜力，Pim-1激酶是前列腺癌、头颈部鳞状细胞癌、胃癌、乳腺癌等多种肿瘤的信号蛋白。 如上图，化合物36是一种μM级的Pim-1抑制剂，通过配体竞争饱和方法进一步优化，获得更高效的抑制剂37，以及选择性靶向Pim-2、Pim-3。然而，其细胞渗透性差。 分析化合物36、37与Pim-1的共晶结构，发现芳环上的氯原子与侧链N原子旁边的碳原子非常接近，具有大环化的潜力。通过设计不同的大环化连接子，最终确定了最有效的化合物38，保存了化合物37相当的效力，同时具有μM级细胞活性。 18 脾酪氨酸激酶（SYK）抑制剂 脾酪氨酸激酶（SYK）是一种主要在造血干细胞种表达的非受体酪氨酸激酶，也是B细胞受体（BCR)信号的调节因子，是治疗自身免疫性疾病和血液病的潜在治疗靶点。 如上图，化合物39是阿斯利康发现的一种有效的、选择性SYK抑制剂。然而，其具有不良的药代动力学（PK）特性。因此，研究者尝试用大环化的分子编辑手段进行进一步优化。 首先，基于溶液态NMR数据，观察到化合物39主要以“U”型构象存在，发现了大环化的切机。在众多大环化分子中，化合物40最具有潜力。尽管其效力和细胞活性略有降低，其在大鼠肝清除和人肝微粒体清除研究中更加稳定。同时，其没有hERG抑制活性，提高了激酶选择性。此外，其渗透性由于羟基极性的引入而降低，这或许需要用前药的方法来进一步解决。 19 原肌球蛋白受体激酶（TRK）抑制剂 原肌球蛋白受体激酶（TRK）是一种跨膜受体酪氨酸激酶，有三种亚型（TRKA、TRKB、TRKC）组成，分别由神经营养受体酪氨酸激酶1、2、3基因编辑。TRKs调控哺乳动物中枢和周围神经系统的生理功能，是NTRK融合阳性癌症的潜在治疗靶点。 如上图，Larotrectinib是一种FDA获批的TRK抑制剂，并且在临床上通过将二氟苯和吡咯烷基序连在一起，产生了两种新型药物Selitrectinib、Repotrectinib。 此外，也有研究通过Schrodinger软件，以Larotrectinib为起点生成TRKAG595R突变体的对接，实现大环化。在分析了结合模式后，通过环化3-羟基吡啶部分和二氟苯的溶剂暴露区域，合成了3种类型的大环化化合物，共23个。其中，化合物41是比前体更具有效力的。 丁克教授也在该项目上做了大量工作，如上图。他们首先确定了苗头化合物42，具有TRKA、TRKB、TRKC抑制活性。 以苗头化合物42为起点，新的设计首先采用了骨架跃迁的策略，获得先导化合物43，其在针对野生型TRKA、TRKC、以及突变体TRKAG667C等生化试验中显示有效活性。 通过对43的结合模式进行预测分析，发现了该化合物以II型结合模式与TRKC的APT结合口袋结合，因此，在此基础上计划将苯环和胺基序环化以获得刚性结构。 环化后的化合物44表现出比先导化合物更有效的生化活性、和细胞活性、以及更高的激酶选择性。对连接子和侧链进一步优化，获得化合物45，其效力、细胞活性、选择性进一步获得了提高。 20 TYK2激酶抑制剂 TYK2也隶属于前面提到了Janus激酶家族一员，是治疗自身免疫性疾病的潜在靶点。 如上图，化合物46是一种有效的Tyk2抑制剂，通过共晶结构分析，在氧杂吡咯烷酮与吡啶基序之间的溶剂暴露区发现了大环化的切机。环化后的化合物47尽管效力没有改善，其针对JAK1、JAK3的选择性得到了极大的提高。 21 髓过氧化合物酶(MPO)抑制剂 髓过氧化物酶(MPO)是一种人类含血红素过氧化物酶，是中性粒细胞初级颗粒的主要成分。其过表达和氧化产物的形成与炎症性疾病，特别是动脉粥样硬化有关。适当调节这种酶，对预防心血管疾病很重要。 如上图，化合物48是一种有效的MPO抑制剂，针对TPO的选择性约25倍，而化合物49具有相当的MPO抑制活性。通过将结合了MPO活性位点的48、49的晶体结构于同一位置的三唑并吡啶环重叠，发现化合物48的茚环与化合物49的苯环距离很近，几乎重叠。因此，研究人员设计融合两个化合物的构象特点，通过设计大环化来提高分子的效力和选择性。 优化后，获得的化合物50，其MPO抑制效力提高了约10倍，选择性提高了1580倍！ 22 NS3/4A蛋白酶激动剂 Asunaprevir是获批NS3/4A蛋白酶药物，然而却常常诱导R155K和D168N突变而产生耐药性。这种耐药性机制可能是配体结合诱导Arg155与P2*杂环接触，Arg155与Asp168结合而稳定。因此任何一个位点的突变，都会破坏配体与NS3/4A蛋白酶结合。 因此，BMS试图通过环化P1、P3来稳定结合的活性构象，以避免耐药性突变的发生。通过优化后，获得的大环化化合物51，其激动剂活性针对所有的基因型均获得了改善。同时，除了食蟹猴以外，大鼠和狗的生物利用度也获得了很大的提高。 23 PI3K δ抑制剂 磷酸肌醇3-激酶δ（PI3K δ）可催化磷脂酰肌醇4,5-二磷酸（PIP2)磷酸化为磷脂酰肌醇3,4,5-三磷酸（PIP3)，在细胞生长、增殖、存活和迁移相关信号通路中起重要作用，主要在白细胞中表达，是慢性阻塞性肺疾病（COPD）的靶点。 如上图，化合物52是一个临床候选化合物发现的起点。通过其与PI3Kδ共晶结构分析发现，磺酰胺基团的甲基与酰胺键的羰基之间靠近，具有大环化的机会。 对比环化前体，环化后的产物其针对PI3Kδ抑制效力和结合力显著提高，配体效力（LE)略微改善、体内/体外的清除率明显降低。 24 PI3K/m-TOR抑制剂 PI3K/AKT/m-TOR信号通路的激活与乳腺、结肠、肺、血液等恶性肿瘤的发生发展有关。 如上图，Omipalisib是已知的PI3Kα、m-TOR抑制剂，以此为起点，通过对其共晶结构的分析、以及分子对接的了解，研究人员通过环化两个溶剂前沿区域的靠近基序，获得的产物55，其PI3Kα抑制活性得到了改善，m-TOR抑制效力降低，p-AKT激动活力提高了3倍以上等。 25 PI3K/m-TOR/PIM抑制剂 PIM激酶通过参与PI3K/m-TOR/PIM通路参与癌症的发展。 如上图，环化产物57比非环化前体56更具有效力和选择性，且具有泛PIM抑制活性。 26 纤溶酶抑制剂 纤溶蛋白是一种类似胰蛋白酶的丝氨酸蛋白酶，在生理条件下参与纤维蛋白凝块的降解，控制循环中纤溶和凝血的平衡。纤溶酶活性增强的情况，如心脏手术合并体外循环、和器官移植，会增加出血性疾病的风险。 如上图，化合物58是一种非特异性抑制剂，具有次nM级抑制力活性。在分子模拟研究中发现，P2、P3侧链与美表面或溶剂暴漏区的方向相同；而且，除了纤溶酶外，其它蛋白酶的“发卡”结构会与P2、和P3形成的大环产生空间冲突，因此，这为大环化后提供了潜在的选择性。 通过优化后，获得大环后产物59，其抑制效力保持，而且选择性获得了极大的提高。 27 RORC2反向激动剂 视黄酸受体相关孤儿受体C2(RORC2, RORγt)是一种与IL-17A和IL-17F表达相关的核激素受体。因此，一种合适的调节RORC2受体的小分子，特别是作为一种逆激动剂，可能抑制体外IL-17A的产生，并对牛皮癣、类风湿性关节炎(RA)、炎症性肠病和多发性硬化症的体内模型有效。 如上图，化合物60是辉瑞发现的一个低分子量的先导化合物，进一步的改善获得化合物61，其表现出合理的RORC2反向激动作用和IL-17A抑制性，但理化特性没有得到改善。 通过共晶结构分析发现，化合物61具有“U”型活性构象，因此，将两个靠近的基序进行连接、大环化，获得产物62，其活性略有降低，然而其物化特性获得了极大的改善。 28 突变呼吸道合胞病毒融合(RSV F)蛋白 呼吸道合胞病毒（RSV）是一种传染性病毒，可引起下呼吸道感染，特别是婴幼儿和患有其它疾病的老人。 如上图，Presatrovir是目前正在临床阶段的很有前景的RSV F蛋白抑制剂。然而，已经观察到耐药性突变，这是一个非常严重的问题。 研究Presatrovir和野生型A2 RSV F蛋白分子模型发现，磺胺的氢和吡唑环的氮相互作用。将分子模型数据与单晶结构进行比较，结果很吻合。为了稳定这种构象，尝试基于先导化合物63进行大环化，来靶向野生型和D486N突变型RSV F。 其中各项最平衡的产物是化合物64，其针对野生型的活性降低，但针对突变体活性获得了极大的提高。然而，NMR分析，其具有拓扑异构混合物的存在。进一步优化，扩展环获得化合物65，其针对野生型、突变体的活性都获得了极大的提高，没有拓扑异构混杂的现象。捅死，在10μM环境下，仍没有CYP3A抑制活性。 29 干扰素基因刺激剂（STING) 干扰素基因刺激剂（STING)是一种衔接蛋白，在免疫应答相关的信号通路中发挥重要作用。因此，STING激动剂用于感染性疾病和癌症免疫治疗；而STING抑制剂用于自身免疫性疾病和炎症的治疗。 如上图，环化后的产物比前体具有更高的亲和力以及活性。 3 总结   在药物发现中，越来越多的证据表明，大环提供了一种新颖的化学类别，它占据小分子和生物制剂之间独特的化学空间。基于独特的构象特征，大环的药物特性使它们能够靶向其它化学类别不易接近的细胞外和细胞内的位点。 基于大环的药物设计或小分子“大环化”的分子编辑策略，在药物法中具有潜在的优势。 大环可以为靶蛋白提供更大的相互作用表面，从而在结合强度和特异性方面增强了结合亲和力； 大环的复杂性和三维特性增加了可能有助于提高靶蛋白的选择性，从而减少脱靶效应，增加治疗的安全性和选择性； 线性化合物的“大环化”通常提供更好的细胞渗透性，从而提高生物利用度； 大环的约束构象和刚性结构还可以提高稳定性，增加抵抗酶降解的能力，进而延长药物在体内的半衰期； 大环提供独特的化学支架，扩大化学空间的多样性； 大环能够更好的平衡亲脂性、亲水性、和分子量等性质，获得最佳的类药性； 声明：发表/转载本文仅仅是出于传播信息的需要，并不意味着代表本公众号观点或证实其内容的真实性。据此内容作出的任何判断，后果自负。若有侵权，告知必删！ 长按关注本公众号  粉丝群/投稿/授权/广告等 请联系公众号助手 觉得本文好看，请点这里↓

今日（8月7日），从中国国家药监局药品审评中心（CDE）官网公示可知，天士力生物已上市的独家品种，注射用重组人尿激酶原（普佑克）新适应症上市申请获得受理，推测适应症为急性缺血性脑卒中。 根据药渡数据库检索，普佑克最早于2011年获批上市，适应症为急性ST段抬高性心肌梗死。普佑克是一种特异性的纤溶酶原激活剂，能够直接激活血栓表面的纤溶酶原转变为纤溶酶。在循环系统中普佑克表现相对非活性状态，对血浆内源性纤溶酶原影响很小，主要在血栓表面被激肽释放酶或纤溶酶激活，部分变成双链尿激酶，后者激活结合在血栓表面构型有所改变的纤溶酶原变成纤溶酶，使血栓纤维蛋白部分溶解。当血栓纤维蛋白暴露出E片段，普佑克能直接激活结合在该片段C 端两个赖氨基酸残基上的纤溶酶原，形成三元复合物“普佑克＋纤维蛋白＋纤溶酶原”，使普佑克活性增加500 倍，产生大量纤溶酶使血栓纤维蛋白迅速降解，血栓溶解。 普佑克作用机制 急性缺血性卒中（AIS）是我国成年人群致死、致残的首位病因。对于AIS患者，症状发作后4.5小时内进行静脉溶栓治疗被视为首选疗法。阿替普酶是当前国内外临床最常用的血栓特异性溶栓剂之一。根据天士力生物官网报道，普佑克临床III期临床研究“急性缺血性卒中发作后4.5小时内应用重组人尿激酶原的疗效和安全性（PROST）试验研究”结果已在国际医学权威期刊JAMA Network Open杂志上发表。试验结果显示，在发病后4.5小时内接受治疗的AIS患者中，普佑克静脉溶栓的疗效与阿替普酶相当。总体安全性无显著差异，但在系统性出血方面普佑克组显著低于阿替普酶（25.8% vs 42.2%，P<0.001)，出血风险较低。 参考文献 1）CDE官网 2）天士力生物招股书 3）天士力生物官网 4）药渡数据库