MCT1

2024年1月16日，亿帆医药全资子公司宿州亿帆药业有限公司申报的二氮嗪口服混悬液（规格：30ml:1.5g）获得国家药品监督管理局的上市批准（批准文号：国药准字H20243049），并视同通过一致性评价。这是国内首家获批的二氮嗪口服混悬液。据CDE公开信息显示，该药品于2022年5月提交注册申请，以“临床急需的短缺药品、防治重大传染病和罕见病等疾病的创新药和改良型新药”为由被纳入优先审评审批程序。01CHI难题待解，二氮嗪成首选治疗药先天性高胰岛素性低血糖血症（Congenital Hyperinsulinemic Hypoglycemia，CHI）又称婴儿持续性高胰岛素血症性低血糖症(PHHI)，于1954年由MacQuarrie首次描述，是由遗传性异常引起胰岛β细胞不适当分泌胰岛素导致的一组严重低血糖症，患者持续、反复发作的低血糖极易造成永久性脑损伤，遗留癫痫、脑性瘫痪（脑瘫）等神经系统损害，后遗症发生率高达25%~50%。2018年5月，CHI被中国第一批《罕见病目录》收录，列于第20条。CHI的发病机制与多种基因突变有关。迄今已发现的致病基因包括GLUD1、GCK、UCP2、HADH、SLC16A1、ABCC8、KCNJ11、HNF4A、HNF1A、HK1、PGM1、PMM2、CACNA1D和FOXA2等。其中，编码胰腺β细胞中腺嘌呤核苷三磷酸（ATP）敏感性K通道的基因（ABCC8和KCNJ11）突变是最常见的病因。二氮嗪作为一种非利尿剂苯并噻嗪类全身性血管扩张剂，最初用于治疗重度高血压。在1960年代，二氮嗪被注意到具有致糖尿病性，并怀疑二氮嗪会阻断胰岛素的释放。二氮嗪通过抑制胰岛素分泌来提高葡萄糖浓度，其作用机制是通过与β细胞上ATP敏感钾通道的磺酰脲类受体１亚基结合后，促使细胞膜电位复极化，使钾通道处于开放状态，从而减少β细胞分泌胰岛素。02二氮嗪供应困境暂缓，罕见病治疗迎来新希望图1：《先天性高胰岛素血症性低血糖诊治专家共识（2022）》在《先天性高胰岛素血症性低血糖诊治专家共识（2022）》中，二氮嗪是被推荐用于治疗先天性高胰岛素性低血糖血症的一线药物（见图1）。根据中国儿童用药数据库的查询结果，二氮嗪口服混悬液上市之前，国内仅有两款注射剂，且均已停产，国内患者面临无药可用的困境。虽然二氮嗪口服混悬液在国内的药品供应情况不容乐观，但这一药物在全球范围内已有较长的应用历史。二氮嗪的混悬剂型最早于1976年在美国获批上市，原研企业是以色列梯瓦公司，该原研产品并未进入国内市场。中国儿童用药数据库中2024年新上线的全球上市药品筛选模块查询结果显示，截至目前为止，中美日已上市且批文状态为有效的二氮嗪药品共8款，其中，美国有3款混悬剂，日本仅有1款胶囊剂，中国有1款混悬剂与2款注射剂（见图2）。图2：二氮嗪全球上市药品剂型规格分布情况来源：中国儿童用药数据库2022年二氮嗪全球销售额为1625万美元，自2015年以来整体呈上升趋势，2020年以后略有下降（见图3）。图3：二氮嗪全球销售额来源：Pharma ONE智能药物大数据分析平台二氮嗪干混悬剂的面世为先天性高胰岛素性低血糖血症患者带来了新的曙光，成为他们目前在国内可以直接购买到的唯一可用的二氮嗪类治疗药物。然而，我们仍需认识到，还有许多罕见病目前尚未有对应的治疗药物，这仍然是一个需要持续关注和努力的领域。近年来，我国罕见疾病药物上市数量呈现明显上升态势，这得益于政府和社会各界的共同努力。国内已发布的《第一批罕见病目录》和《第二批罕见病目录》共收录207种罕见病，其中接近4成已有对应的治疗药物，这些药物的出现，不仅代表了医学研究的成果，更是对罕见病患者的巨大福音。然而，尽管取得了明显的进展，但我国罕见病药物的可及性仍然面临较大的挑战。一些高值药物仍然难以获得，患者的治疗需求仍未得到完全满足。此外，罕见病药物的研发和生产也需要更多的支持和投入，以提高药物的疗效和安全性。长远看来，提升罕见病患者的药物可及性是一个长期而艰巨的任务，需要政府、企业和社会各界等多方协同推进。只有通过合作和创新，我们才能为罕见病患者带来更多的治疗选择和希望。END如需获取更多数据洞察信息或公众号内容合作，请联系医药地理小助手微信号：pharmadl001

*仅供医学专业人士阅读参考最近奇点糕给日常锻炼又上了点强度，结果就是身体酸痛各种如影随形，不用说，乳酸这位“老朋友”又来“做贡献”了。虽说很多研究已经显示，乳酸并不是运动后肌肉酸痛的唯一原因，但肯定有不少读者跟奇点糕一样，第一时间想到的还是乳酸吧。但在人体内，还有一个更要命的乳酸生成源头——癌细胞，它们产生乳酸的能力可达正常细胞的40倍，是癌细胞重要的能量来源，而肿瘤微环境也因此堆积着大量乳酸，癌细胞还会通过乳酸抑制T细胞功能，所以某种程度上说，乳酸也算一个癌症免疫“代谢检查点”[1-2]。那么有没有什么方法，把这些乳酸变废为宝，助力癌症治疗呢？今天，华中科技大学同济医学院/中国医学科学院基础医学研究所黄波团队就在Nature Immunology期刊发表了最新研究成果，通过“老药新用”使肿瘤微环境中的乳酸助力抗肿瘤免疫应答，这项研究的主角更是让奇点糕吃了一惊：碳酸锂？这不是用来治疗双相情感障碍等精神类疾病的经典药物吗？该研究首次揭示，肿瘤微环境中的乳酸进入CD8+T细胞后，碳酸锂能将它们快速引导至线粒体进行氧化代谢，成为T细胞全新的能量来源，从而有效激活CD8+T细胞，并逆转乳酸过度堆积导致的CD8+T细胞功能抑制，这有望使碳酸锂成为癌症免疫治疗的好搭档[3]。论文首页截图虽说此前就有研究显示，注射乳酸钠溶液能增强小鼠体内的CD8+T细胞干性，使它们更好地发挥抑癌作用，但这个套路顶多能在体外扩增T细胞和培养，比如制备CAR-T疗法的时候派上用场[4]，总不能直接给人类患者注射乳酸钠吧？还好，黄波团队注意到了2017年分析碳酸锂抗抑郁机制的一项研究，研究中碳酸锂能够降低患者大脑内的乳酸盐水平[5]。以此为切入点，黄波团队开始分析碳酸锂对CD8+T细胞内乳酸代谢的影响，借助同位素示踪技术，研究者们证实碳酸锂处理并不会抑制CD8+T细胞摄取细胞外的乳酸，因此碳酸锂更可能改变的是乳酸的分布和代谢路径；在碳酸锂处理后，被同位素标记的乳酸会在CD8+效应T细胞的线粒体积聚，使线粒体内的乳酸水平升高了近5倍（2.91% vs. 14.39%）。而用碳酸钠、氯化钠来处理，都不能达到类似的效果，也不能像碳酸锂一样有效逆转CD8+T细胞受到的抑制，且碳酸锂的作用是乳酸依赖性的；同位素示踪还证实在碳酸锂处理时，乳酸被摄取到T细胞内后就被直接转运到了线粒体，没有先被转化成丙酮酸盐。碳酸锂处理可将外源性乳酸导入线粒体内接下来，研究者们逐步明确了碳酸锂调运乳酸、激活CD8+T细胞的分子机制。分析显示，碳酸锂可作用于溶酶体膜上的V-ATP质子泵，阻碍胞浆中的氢离子进入溶酶体腔内，使溶酶体PH值升高、酸化程度降低，而这会从两个方面影响乳酸在线粒体内的代谢。首先，碳酸锂改变溶酶体PH值，可使溶酶体内的酸性神经鞘磷脂酶（ASM）不再在乳酸增多时发生组蛋白赖氨酸乳酸化（Kla），ASM水平由此相应上升，产生更多作为第二信使分子的甘油二酯（DAG），DAG则会激活蛋白激酶Cθ（PKCθ），使其调控负责转运乳酸的单羧酸转运蛋白1（MCT1）线粒体靶向序列磷酸化，MCT1就不会再像平时一样进入内质网（原本存在内质网靶向序列），而是重定位至线粒体内膜，随即把大量乳酸调运而来。碳酸锂处理使MCT1进入线粒体内膜另一方面，碳酸锂对V-ATP质子泵的影响，还会使溶酶体释放更多钙离子，钙离子进而会激活转录因子TFEB，TFEB则会结合到乳酸脱氢酶B（LDHB）基因的启动子部位、上调LDHB表达，最终由LDHB承担将乳酸转化为丙酮酸盐的使命，这样就能使被大量运来的乳酸在线粒体内重新进入三羧酸循环，被有效氧化代谢，为CD8+T细胞注入新动力。碳酸锂抑癌的分子机制汇总最后，研究者们在小鼠实验中证实，碳酸锂可通过上述分子机制，有效增加CD8+T细胞向肿瘤的浸润，并增强它们的抗肿瘤免疫战斗力；与PD-1抑制剂联合使用时，碳酸锂也明确实现了协同增效，调节CD8+T细胞的能力和抑癌效果都更进一步。分析还显示，人类癌症患者胸腔积液和肿瘤组织间液中，乳酸水平与CD8+T细胞功能呈负相关，而碳酸锂处理也确实能逆转来自人体肿瘤组织中浸润性CD8+T细胞抑制状态。碳酸锂在小鼠实验中助力免疫治疗的成果总而言之，碳酸锂这个已被使用了百余年的经典精神科用药，也许就能在癌症免疫治疗时代焕发完全意想不到的新生，就像它们能给CD8+T细胞带来全新的能量来源一样，奇点糕不禁想到那句诗了，真是“柳暗花明又一村”啊。参考文献：[1] Romero-Garcia S, Moreno-Altamirano M M B, Prado-Garcia H, et al. Lactate contribution to the tumor microenvironment: mechanisms, effects on immune cells and therapeutic relevance[J]. Frontiers in Immunology, 2016, 7: 52.[2] Li Z, Cui J. Targeting the lactic acid metabolic pathway for antitumor therapy[J]. Molecular Therapy-Oncolytics, 2023, 31: 100740.[3] Ma J, Tang L, Tan Y, et al. Lithium carbonate revitalizes tumor-reactive CD8+ T cells by shunting lactic acid into mitochondria[J]. Nature Immunology, 2024.[4] Feng Q, Liu Z, Yu X, et al. Lactate increases stemness of CD8+ T cells to augment anti-tumor immunity[J]. Nature communications, 2022, 13: 4981.[5] Machado-Vieira R, Zanetti M V, Otaduy M C, et al. Increased brain lactate during depressive episodes and reversal effects by lithium monotherapy in drug-naive bipolar disorder: A 3T 1H-MRS study[J]. Journal of Clinical Psychopharmacology, 2017, 37(1): 40-45.本文作者丨谭硕

2024年1月2日，清华大学药学院陈立功课题组及生命学院刘万里课题组合作以“MCT1介导的丙酮酸代谢通过H3K27乙酰化调控抗体类别转换”（MCT1-governed pyruvate metabolism is essential for antibody class-switch recombination through H3K27 acetylation）为题在《自然通讯》（Nature Communications）杂志在线发表研究论文，该研究报道了单羧酸转运蛋白MCT1通过丙酮酸代谢调控B淋巴细胞（B细胞）免疫活化，免疫分化和IgG型抗体的产生；发现系统性红斑狼疮患者的MCT1表达水平明显上调，且其表达缺陷或特异性抑制可以有效缓解小鼠系统性红斑狼疮的症状，揭示MCT1可能成为治疗自身免疫性疾病系统性红斑狼疮的潜在靶点。生物体持续受到外界环境的刺激，为了应对这些刺激而产生的免疫反应需要消耗机体大量的能量。生发中心（Germinal Center，GC）是一个在周围淋巴器官中形成的动态结构，它为B细胞的高频突变和抗体类别转换提供了一个独特的微环境。生发中心的正常形成对于高质量IgG型抗体的产生至关重要。B细胞在受到免疫刺激激活后，会经历一个广泛的代谢重塑过程。乳酸既是糖酵解的产物，又可以作为能源为细胞提供能量，而在大部分细胞中乳酸主要是通过MCT1进行运输。本课题以乳酸转运蛋白MCT1为主要研究对象，从代谢角度深入解析代谢在抗体产生过程中的作用和潜在机制，为疫苗研制和自身免疫疾病的治疗提供新的方法和策略。为了探索MCT1转运蛋白在B细胞中的功能，本研究通过CRISPR-Cas9技术构建了B细胞中特异性敲除MCT1小鼠，系统性研究了MCT1在B细胞中的作用和潜在机制。研究发现在抗原免疫刺激条件下，MCT1缺失小鼠血清中的抗原特异性的IgG1抗体含量显著下降。进一步分析发现，抗体产生受阻主要是由于生发中心B细胞抗体类别转换（Class switch recombination, CSR）严重受损导致（图1）。图1 MCT1转运蛋白缺失抑制B细胞CSR为了研究乳酸和丙酮酸在MCT1缺陷B细胞中的去向，本研究采用了葡萄糖同位素示踪（U-13C6葡萄糖）来研究进行CSR的B细胞中的葡萄糖代谢动态。示踪实验表明，MCT1缺失的B细胞发生代谢重塑，糖酵解代谢下降，氧化磷酸化代谢显著上调（图2）。图2 MCT1缺失的B细胞发生代谢重塑另一方面，通过RNA-seq分析发现，调控B细胞抗体类别转换的重要蛋白，激活诱导胞嘧啶脱氨酶（Activation-induced cytidine deaminase, AID）的表达显著下调，同时本研究发现脂溶性的甲基丙酮酸可以有效恢复MCT1缺失B细胞中AID的表达，上调表达IgG1-BCR B细胞的比例。通过ATAC-seq和13C3丙酮酸对组蛋白乙酰化位点标记的定量蛋白组学分析发现，丙酮酸可以调控组蛋白H3K27乙酰化修饰。同时结合B细胞的Chip-seq分析发现，H3K27乙酰化修饰可以直接调控AID的表达。本研究也探索了此发现的临床意义。系统性红斑狼疮（SLE）是一种自身免疫性疾病，其特征是自身耐受性缺失，导致过度活化的B细胞异常扩增。本研究发现系统性红斑狼疮患者的MCT1表达水平明显上调。也在bm12诱导系统性红斑狼疮小鼠模型中，发现敲除MCT1可以有效缓解SLE小鼠的症状，降低抗dsDNA抗体的产生以及IgG抗体在肾小球的聚集（图 3）。图3 MCT1转运蛋白的缺失降低了SLE疾病模型中自身抗体的产生本研究发现MCT1缺失引起B细胞发生代谢重塑，消耗丙酮酸进行氧化磷酸化代谢，导致组蛋白H3K27乙酰化修饰降低，进而抑制AID蛋白的表达，最终造成B细胞抗体类别转换受损，减少抗体的分泌（图4）。在本研究中，甲基丙酮酸在体外实验中可以有效恢复MCT1缺失B细胞中的抗体类别转换过程，这为未来增强疫苗效果提供了新的研究思路，比如丙酮酸是否可以作为佐剂的有效成分，值得我们进一步思考和探索。更加令人感兴趣的是，MCT1转运蛋白抑制剂也被证明可以缓解系统性红斑狼疮小鼠炎症反应的症状，因此MCT1转运蛋白在B细胞中的功能研究也为系统性红斑狼疮治疗提供了新的治疗策略。图4 MCT1转运蛋白影响CSR的机制示意图原文链接：https://www-nature-com.libproxy1.nus.edu.sg/articles/s41467-023-44540-0本文仅用于学术分享，转载请注明出处。若有侵权，请联系微信：bioonSir 删除或修改！