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鞘胺醇-1-磷酸受體1 選擇性調(diào)節(jié)劑的研究進展

2023-10-20 01:59王茜茜江程
藥學(xué)進展 2023年8期
關(guān)鍵詞:莫德調(diào)節(jié)劑激動劑

王茜茜,江程

(中國藥科大學(xué)藥學(xué)院,江蘇 南京 211198)

近年來,鞘氨醇-1-磷酸(sphingosine-1-phosphate,S1P,1)受體調(diào)節(jié)劑作為一類新型免疫抑制劑受到廣泛關(guān)注,它通過影響機體免疫應(yīng)答和免疫病理反應(yīng)而抑制機體異常免疫反應(yīng),在臨床上主要用于自身免疫性疾病以及器官移植排斥反應(yīng)的治療。

S1P 為簡單的膜衍生溶血磷脂[1],來源于鞘氨醇(sphingosine,Sph,大多數(shù)鞘脂的主干)[2]。鞘氨醇由軟脂酰輔酶A 及絲氨酸在磷酸吡哆醛、還原型輔酶Ⅱ及黃素腺嘌呤二核苷酸等輔酶參與下合成,也可由神經(jīng)酰胺在神經(jīng)酰胺酶作用下脫酰胺鍵生成。鞘氨醇合成的關(guān)鍵酶是鞘氨醇激酶(sphingosine kinase,SphK),Sph 在SphK 催化下與磷酸通過磷酸酯鍵相連生成S1P[3]。SphK 也是限速酶,從而調(diào)節(jié)S1P 的體內(nèi)平衡。在哺乳動物中,SphK 存在SphK1 和SphK2 亞型,這2 種亞型由不同基因轉(zhuǎn)錄和翻譯生成,其基因具有高度同源性[4]。

1 鞘氨醇-1-磷酸受體的分類及生物學(xué)功能

S1P 通過與5 種已知的G 蛋白偶聯(lián)鞘氨醇-1-磷酸受體(sphingosine-1-phosphate receptor,S1PR)中的任何1 種結(jié)合來調(diào)節(jié)一系列細胞過程,這5 種受體亞型通過激動各自的細胞內(nèi)信號途徑而發(fā)揮作用[5]。S1PR1主要與Gi 蛋白偶聯(lián)以抑制環(huán)磷酸腺苷(cyclic adenosine monophosphate,cAMP)的產(chǎn)生;S1PR2和S1PR3與Gi,Gq 和G12/13 偶 聯(lián);S1PR4和S1PR5則通過Gi 和G12/13 發(fā)出信號[6]。盡管S1PR 中各亞型的蛋白序列高度保守,但其結(jié)構(gòu)仍有不同,如S1PR 中被稱為ICL2 和ICL3 的2 個區(qū)域顯示出相當大的結(jié)構(gòu)和序列多樣性,這些區(qū)域在單個受體中的動態(tài)構(gòu)象對G 蛋白偶聯(lián)特異性有貢獻[7];S1PR1和S1PR3的結(jié)構(gòu)顯示有1 個通向外部的空腔,然而,類似該空腔的位置在S1PR2中是閉合的[8];與S1PR1-Gi 和S1PR5-Gi 復(fù)合物結(jié)構(gòu)的比較表明,S1PR3中的ICL2 區(qū)域折疊成明顯的延伸構(gòu)象[9]。各亞型結(jié)構(gòu)和序列的不同是造成其功能不同的主要原因,同時也為研究具有選擇性的S1PR 調(diào)節(jié)劑提供了重要依據(jù)。

1.1 S1PR1

S1PR1可以調(diào)控胸腺、次級淋巴器官和骨髓中的淋巴細胞排出,起到調(diào)節(jié)免疫的作用。這種調(diào)節(jié)作用依賴于S1P 濃度變化,在組織中S1P 裂解酶降解S1P 使S1P 濃度降低,而外周血中不存在這種作用,從而產(chǎn)生了從組織到血液/淋巴的S1P濃度梯度,淋巴細胞依靠在細胞表面表達的S1PR1,通過感受S1P 濃度的變化,從淋巴結(jié)和次級淋巴器官中移出,使血液中的淋巴細胞濃度增加,增強了免疫作用。然而,當淋巴細胞表面的S1PR1受到調(diào)節(jié)劑的刺激時會被細胞內(nèi)吞作用迅速內(nèi)化,淋巴細胞就會失去感受S1P 濃度的能力,而被淋巴器官“扣留”,不能夠進入淋巴循環(huán),從而降低了血液中淋巴細胞的濃度,起到了免疫抑制作用[10-11]。S1PR1選擇性調(diào)節(jié)劑就是通過這種機制來達到調(diào)控淋巴細胞的作用,對多發(fā)性硬化癥(multiple sclerosis,MS)[12]、炎性腸?。╥nflammatory bowel disease,IBD)[13]及移植物抗宿主?。╣raft-versus-host disease,GVHD)[12]等免疫相關(guān)疾病具有潛在治療作用。

除調(diào)節(jié)免疫的作用外,S1PR1也具有參與樹突狀細胞募集、調(diào)節(jié)血管通透性[14-15]、參與星形膠質(zhì)細胞增殖、保護神經(jīng)、調(diào)節(jié)心率、保護內(nèi)皮完整性[16-17]等作用。研究表明,在人體內(nèi)S1PR1選擇性調(diào)節(jié)劑具有通過激活G 蛋白門控內(nèi)向整流鉀離子通道(G protein gated inwardly rectifying K+channels,GIRKs)而導(dǎo)致心動過緩的副作用[18-19]。由此可見,這些不同的生物學(xué)效應(yīng)是各種疾病的潛在治療靶點,也可能產(chǎn)生脫靶的不良反應(yīng)。

1.2 S1PR2 和S1PR3

S1PR2可能具有與S1PR1相反的功能[20],具有促炎作用。S1PR2和S1PR3介導(dǎo)了血管、腸、支氣管和膀胱平滑肌等收縮反應(yīng)[21]。對嚙齒類動物的研究表明,S1PR 調(diào)節(jié)劑引起心動過緩是由于對S1PR3的激動作用[22]。且有研究表明,S1PR3與高血壓有關(guān)[23],S1PR2和S1PR3與促纖維化反應(yīng)相關(guān)[24]。此外,S1PR2和S1PR3還參與了一些病理生理過程,包括炎癥、腹脹、癌細胞生長和血管生成[21]。

1.3 S1PR4 和S1PR5

目前對于S1PR4的了解最少,但已知S1PR4在免疫細胞遷移和某些免疫細胞的分化中發(fā)揮作用[25-26]。S1PR5可使自然殺傷細胞從骨髓和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移到組織中[27]。此外,它還能調(diào)節(jié)腦內(nèi)皮屏障的功能、緊密連接和通透性[28],并通過降低黏附分子、炎癥性趨化因子和細胞因子[26]的表達來降低腦內(nèi)皮細胞上核因子-κB(nuclear factor-κB,NF-κB)的激活。然而,目前尚不確定S1PR1調(diào)節(jié)劑與S1PR5的相互作用是否有助于S1PR1調(diào)節(jié)劑發(fā)揮對MS 的臨床療效。

2 鞘氨醇-1-磷酸受體1 調(diào)節(jié)劑

作為新興的口服免疫抑制劑,目前已有4 個S1PR1調(diào)節(jié)劑上市,多個S1PR1調(diào)節(jié)劑處于臨床研究階段(見表1)。以下按化學(xué)結(jié)構(gòu)分類介紹各S1PR1調(diào)節(jié)劑的研究進展。

表1 鞘氨醇-1-磷酸受體1 選擇性調(diào)節(jié)劑臨床研究進展與上市情況Table 1 Progress of clinical research on and marketing of sphingosine-1-phosphate receptor 1 selective modulators

2.1 氨基醇類化合物

2.1.1 芬戈莫德在S1PR1激動劑出現(xiàn)之前,MS 患者的藥物治療選擇包括免疫調(diào)節(jié)劑、免疫抑制劑和抗炎藥,如醋酸格拉替拉末、環(huán)孢素A、他克莫司(FK506)、米托蒽醌等,這些藥物雖有一定的療效,但具有安全性差、不良反應(yīng)多的缺陷。20 世紀80 年代末至90 年代初,Kiuchi 等[29]在真菌Isaria sinclaiii的提取物中分離出具有免疫抑制活性的化合物ISP-I(2)。小鼠同種異體混合淋巴細胞反應(yīng)(mixed lymphocyte reaction,MLR)試驗結(jié)果顯示,ISP-I 的抑制活性是環(huán)孢素A 的5~10 倍(IC50分別為3~ 8 和14 nmol·L-1),但ISP-I 在1.0 mg·kg-1的劑量下對大鼠有毒性作用,而環(huán)孢素A 在100 mg·kg-1時才產(chǎn)生毒性,且ISP-I 溶解性差。為了改善ISP-I 的安全性和溶解性,他們對ISP-I 進行了一系列結(jié)構(gòu)修飾:首先將ISP-I 的雙鍵還原成單鍵,并將羧酸和酮羰基還原成醇,得到毒性降低且可溶性提高的ISP-I-28(3),但ISP-I-28 的抑制活性相對較弱(IC50=1 630 nmol·L-1);進一步將ISP-I-28結(jié)構(gòu)中3 個羥基去除,留下1 個18 碳烷基鏈,得到化合物ISP-I-36(4),其抑制活性提高(IC50=12 nmol·L-1);再將ISP-I-36 的烷基鏈從18 個碳縮短到14 個碳,得到ISP-I-55(5),抑制作用進一步加強(IC50=5.9 nmol·L-1);最后通過限制構(gòu)象來降低毒性并提高活性,引入1 個芳香族部分,得到理化性質(zhì)更理想、毒性更小的芬戈莫德(fingolimod,6,IC50=6.1 nmol·L-1)。

芬戈莫德由諾華制藥公司研制而成,2010年美國食品藥品監(jiān)督管理局(Food and Drug Administration,F(xiàn)DA)批準該藥以商品名Gilenya上市,作為一線藥物治療復(fù)發(fā)型MS。Gilenya 是首個適用于復(fù)發(fā)型MS 的口服治療藥物。一旦攝入,即被SphK2 迅速磷酸化,形成芬戈莫德-P(6-P)。芬戈莫德-P 作用機制的新穎之處在于該化合物能夠重新分配血液中循環(huán)的淋巴細胞,而不會減少淋巴細胞總數(shù)。芬戈莫德-P 對S1PR1的結(jié)合親和力最高(EC50=0.087 nmol·L-1),對S1PR3,S1PR4和S1PR5的親和力稍低(EC50分別為5.1,66.3 和0.24 nmol·L-1),對S1PR2則沒有親和力[30]。

芬戈莫德-P 與S1PR1結(jié)合后會導(dǎo)致S1PR1內(nèi)化和降解,導(dǎo)致細胞表面的S1PR1下降,細胞表面S1PR1恢復(fù)需要較長的時間,這使得芬戈莫德具有長時間的免疫抑制作用[31]。在體內(nèi)活化后的芬戈莫德-P 含有2 個負電荷,容易與體內(nèi)蛋白發(fā)生非特異性結(jié)合,導(dǎo)致半衰期過長、分布容積過大。而且芬戈莫德對S1PR1,S1PR3,S1PR4和S1PR5均具有激動作用,選擇性較低,從而導(dǎo)致感染、神經(jīng)系統(tǒng)紊亂、胃腸道疾病、血管收縮、支氣管收縮等不良反應(yīng)[32]。目前,正在進行芬戈莫德用于消除腎移植后間質(zhì)纖維化和腎小管萎縮的Ⅱ期臨床試驗(臨床試驗編號:NCT05285878)和考察芬戈莫德(Gilenya,0.5 mg)在中國復(fù)發(fā)型MS 患者中的療效和安全性 的Ⅳ期臨床試驗(臨床試驗編號:NCT04667949)等。

2.1.2 阿米莫德傳統(tǒng)的2-氨基丙烷-l,3-二醇化合物會造成短暫的心動過緩,為了解決這個問題,Kiuchi 等[33]決定對氨基丙烷頭部和長烷基鏈尾部進行改造,并在苯環(huán)上引入其他取代基以提高選擇性,最終得到阿米莫德(7)。

與芬戈莫德一樣,阿米莫德在體內(nèi)磷酸化為阿米莫德-P 后發(fā)揮作用。阿米莫德是第2 代S1PR1調(diào)節(jié)劑,具有優(yōu)異的免疫抑制和排斥反應(yīng)抑制效果等。在GIRK 活性測試中,阿米莫德-P 的活性僅為芬戈莫德-P 活性的1/5,表明阿米莫德-P 減少了心動過緩的不良反應(yīng);在對人S1PR 激動活性的測試中,阿米莫德-P 對S1PR1和S1PR5都有較好的選擇性(EC50分別為0.075 和0.47 nmol·L-1),對S1PR4的激動作用較弱(EC50=122.3 nmol·L-1),對S1PR2或S1PR3則無明顯的激動作用(EC50>10 000 nmol·L-1)[30]。目前,正在進行一項考察阿米莫德治療輕中度潰瘍性結(jié)腸炎的療效和安全性的Ⅱ期臨床試驗(臨床試驗編號:NCT04857112)。

2.1.3 VPC 01091 和BMS-986104僅消除對S1PR3的激動作用不足以消除芬戈莫德或選擇性S1PR1全激動劑在嚙齒類動物中所引起的急性和慢性肺毒性。Zhu 等[34]以芬戈莫德為模板,通過限制氨基取代碳“頭基”和辛基苯基“尾基”的構(gòu)象,得到化合物VPC 01091(8)。該化合物在嚙齒類動物中引起了明顯的、持久的淋巴細胞減少,而未導(dǎo)致心率降低。VPC 01091 有4 種光學(xué)異構(gòu)體,其中8a 和8b 被磷酸化后是S1PR1受體的有效部分激動劑(EC50分別為6.56 和5.17 nmol·L-1)。VPC 01091 尚未進入臨床研究。

基于對VPC 01091 的研究,Dhar 等[35]決定探索功能性構(gòu)象上以四氫萘環(huán)系統(tǒng)的形式限制VPC 01091的側(cè)鏈的效果,得到BMS-986104(9)。在鳥苷5'-O-(3-硫代三磷酸)[guanosine 5'-[γ-thio]triphosphate,GTPγS]結(jié)合試驗中,BMS-986104-P 對S1PR1顯示出較強活性(EC50=0.901 nmol·L-1),而對S1PR3未顯示出活性。此外,BMS-986104 對心血管和肺有較好的安全性,且在T 細胞轉(zhuǎn)移性結(jié)腸炎模型中與化合物3 顯示出同等的療效。目前已完成一項評估BMS-986104 在健康男性受試者中的安全性、耐受性、藥代動力學(xué)和藥效學(xué)的隨機、安慰劑對照、雙盲、單次給藥劑量遞增Ⅰ期臨床試驗(臨床試驗編號:NCT02211469)。

2.1.4 CS-0777已有研究表明,以五元雜環(huán)為連接臂的化合物可能比以苯環(huán)為連接臂的化合物對S1PR1有更高的選擇性,日本Daiichi Sankyo 公司設(shè)計出結(jié)構(gòu)新穎的S1PR1選擇性調(diào)節(jié)劑CS-0777(10)[36]。在GTPγS 結(jié)合試驗中,觀察到CS-0777-P(體內(nèi)磷酸化產(chǎn)物)對人S1PR1具有較強的激動作用(EC50=1.1 nmol·L-1),對S1PR3的 激動作用則較弱(EC50=350 nmol·L-1)。大鼠模型試驗表明,CS-0777 可降低外周血淋巴細胞,并能抑制試驗性過敏性腦脊髓炎(experimental allergic encephalomyelitis,EAE)的發(fā)展,且有良好的藥代動力學(xué)性質(zhì)[37]。目前已完成MS 患者口服CS-0777的12 周安全性評估的Ⅰ期臨床試驗(臨床試驗編號:NCT00616733)。

2.1.5 奧扎莫德由于使用芬戈莫德治療后需要超過5 周淋巴細胞才能完全恢復(fù),可能增加感染的風(fēng)險,因此需要尋找消除半衰期短的新藥物[38]。研究表明3,5-二芳基-1,2,4-二唑類化合物對S1PR1表現(xiàn)出良好的激動作用,對S1PR3的選擇性也進一步提升[39]。奧扎莫德(11)是以3,5-二芳基-1,2,4-二唑為骨架設(shè)計而成的小分子S1PR1和S1PR5選擇性激動劑(EC50分別為0.41 和11 nmol·L-1)。該藥口服有效,具有較好的受體選擇性和良好的藥代動力學(xué)性質(zhì),包括循環(huán)半衰期短、淋巴細胞可以快速再增殖[40],以及避免因長時間的淋巴細胞減少而造成的免疫功能下降。與芬戈莫德相比,奧扎莫德的安全性有所提高,然而,由于S1PR1存在于心房肌細胞上,首次給藥后仍可能出現(xiàn)心臟副作用,但僅限于治療開始時心率的短暫降低,可通過滴定療法得到緩解[41]。目前,正在進行的臨床試驗包括奧扎莫德對新型冠狀病毒感染的干預(yù)研究(Ⅱ期,臨床試驗編號:NCT04405102)和口服奧扎莫德治療中重度活動性克羅恩病的擴展研究(Ⅲ期,臨床試驗編號:NCT03467958)等。

2.2 氨基羧酸類化合物

2.2.1 辛波莫德Pan 等[42]設(shè)想在芬戈莫德的親脂性烷基鏈中增加剛性的修飾可能會提高S1PR 亞型選擇性,發(fā)現(xiàn)了含有取代烯丙基部分的取代芐氧基肟的類似物12。小鼠模型試驗結(jié)果顯示,經(jīng)口給藥時,化合物12 在誘導(dǎo)淋巴細胞再分配方面與芬戈莫德等效。然而,其相應(yīng)磷酸鹽的體內(nèi)消除半衰期仍然很長(t1/2>30 h),且分布體積很大(Vss=36.9 L·kg-1),造成這種藥代動力學(xué)行為的原因可能是體內(nèi)產(chǎn)生的帶電荷的磷酸部分與組織中脂蛋白高度非特異性結(jié)合。為此,Pan 等[42]決定用羧酸取代磷酸部分以減少非特異性結(jié)合,從而減少分布體積并縮短消除半衰期。為了有效地確定最佳羧酸基團,他們采用還原胺化策略,將不同的氨基羧酸與化合物12 的“疏水尾”對應(yīng)的醛片段進行結(jié)合,得到具有不同羧酸頭部的化合物,其中活性最好的為化合物13,且在GTPγS 結(jié)合試驗中,化合物13對S1PR1的EC50為300 nmol·L-1。將該化合物作為新先導(dǎo)化合物,進一步修飾羧酸頭部,最終得到辛波莫德(14)。

2019 年3 月26 日,美國FDA 批準辛波莫德以Mayzent 為商品名上市,用于治療成人復(fù)發(fā)型MS,包括臨床孤立綜合征(clinical isolated syndrome,CIS)、復(fù)發(fā)緩解型MS(relapsing-remitting multiple sclerosis,RRMS)和繼發(fā)進展型MS(secondary progressive multiple sclerosis,SPMS)。Mayzent 是首款獲FDA 批準的能有效緩解SPMS 的藥物。辛波莫德是新型烷氧基亞氨基衍生物,是S1PR1(EC50=0.39 nmol·L-1)和S1PR5(EC50=0.98 nmol·L-1)的選擇性激動劑,在選擇性、安全性和藥代動力學(xué)性質(zhì)等方面均有明顯的優(yōu)勢。與需要在體內(nèi)轉(zhuǎn)化為磷酸化活性代謝物的前藥相比,直接作用的S1PR1激動劑可更準確地控制其體內(nèi)藥理活性[42]。目前,正在進行的臨床試驗包括評估Mayzent 對SPMS 患者小膠質(zhì)細胞療效的研究(Ⅳ期,臨床試驗編號:NCT04925557),以及考察奧法木單抗和辛波莫德(陽性對照藥:芬戈莫德)分別在兒童MS 患者中的療效和安全性的研究(Ⅲ期,臨床試驗編號:NCT04926818)等。

為了探究激動劑配體激活受體的機制以及內(nèi)源性配體和治療性配體之間的構(gòu)象差異,Xu 等[43]研究了S1PR1與平衡配體和偏愛性配體的復(fù)合物的結(jié)構(gòu)。一般來說,G 蛋白偶聯(lián)受體的配體可以結(jié)合并激活G 蛋白和β-arrestin(β-arrestin 是一類介導(dǎo)受體脫敏的重要可溶性蛋白質(zhì),對絕大部分與受體偶聯(lián)G 蛋白介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)具有重要調(diào)節(jié)作用[44])兩條途徑,優(yōu)先結(jié)合其中之一而不是都結(jié)合的藥物可以在保留一條途徑的有益作用的同時,選擇性地避免另一條途徑所引起的不必要的副作用。S1P、芬戈莫德-P 和辛波莫德3 個化合物與S1PR 結(jié)合的晶體結(jié)構(gòu)如圖1 所示(黃色虛線為氫鍵)。與S1P 和芬戈莫德-P相比,辛波莫德的柔性烷基鏈被剛性芐氧基肟部分取代,磷酸頭被氨基羧酸取代,其結(jié)合結(jié)構(gòu)的配體密度(ligand density)最好。在配體結(jié)合口袋中,最顯著的差異是關(guān)鍵氨基酸W269 的位置和取向,其翻轉(zhuǎn)會激活S1PR1并觸發(fā)β-arrestin 途徑。從配體結(jié)構(gòu)的角度來看,β-arrestin 偏愛性配體芬戈莫德-P 和辛波莫德都有較短的尾部和較大的中間部分,二者距W269較S1P 更近,優(yōu)先與W269 互動;同時,它們較大的中間部分可能有助于增加配體口袋的大小,以促進W269 與關(guān)鍵殘基的相互作用并最終激活β-arrestin 途徑,是有利于β-arrestin 相互作用的配體構(gòu)象。

圖1 鞘氨醇-1-磷酸、芬戈莫德-P 和辛波莫德分別與鞘氨醇-1-磷酸受體1 結(jié)合的蛋白晶體結(jié)構(gòu)Figure 1 Protein crystal structures of sphingosine-1-phosphate,fingolimod-P and siponimod binding,respectively,to sphingosine-1-phosphate receptor 1

2.2.2 AMG 369 及類似苯并噻唑類化合物自苯丙酸類S1PR1選擇性激動劑問世后,科學(xué)家又先后開發(fā)出了氮(雜)環(huán)丁烷-3-羧酸衍生物,大多數(shù)氮(雜)環(huán)丁烷-3-羧酸衍生物對S1PR1/S1PR5基本上沒有相對選擇性。Frohn 等[45]在對苯并環(huán)化化合物的構(gòu)效關(guān)系(structure-activity relationship,SAR)進行研究后首次制備了苯并噻唑15,該化合物可產(chǎn)生S1PR1激動作用(EC50=0.041 μmol·L-1),且對S1PR3有選擇性(EC50=1.21 μmol·L-1),但其較低的總極性表面積(tPSA=52.9 ?2)和相對較高的親脂性(clogP=3.92)降低了安全性[45]。為了提供有效、選擇性,且具有較高體內(nèi)淋巴細胞增殖活性、較低親脂性和較高總極性表面積的S1PR1激動劑,F(xiàn)rohn 等[45]在化合物15 的基礎(chǔ)上進行結(jié)構(gòu)改造,在其“核心”區(qū)域引入極性,最終得到S1PR1激動劑AMG 369(16,EC50=0.002 μmol·L-1),該化合物對S1PR3有選擇性(EC50=0.888 μmol·L-1)。

隨后,F(xiàn)rohn 等[45]在AMG 369 基礎(chǔ)上繼續(xù)進行了結(jié)構(gòu)修飾:以氮(雜)環(huán)丁烷-3-羧酸為極性頭,苯并噻唑為連接臂,主要考察增加疏水側(cè)鏈部分的極性對化合物活性和選擇性的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn),引入疏水側(cè)鏈甲酰胺基對化合物的活性和選擇性有很大的提升。所得化合物中,(+)-17 的活性最好,且對S1PR1的選擇性是對S1PR3的23 倍(EC50分別為0.017 和0.39 μmol·L-1)。由此證明以苯并噻唑類的稠環(huán)作為連接臂是可行的,且極性較大的甲酰胺的疏水側(cè)鏈打破了大多數(shù)的S1PR1選擇性激動劑的疏水側(cè)鏈都是烷基或烷氧基的常規(guī)模式,這一結(jié)構(gòu)修飾具有非常大的創(chuàng)新性。

2.2.3 塞拉利莫德Kurata 等[46]通過篩選他們的化合物庫最終得到了親水性頭部區(qū)域含有β-丙氨酸部分,親脂性尾部區(qū)域含有5-苯基戊基部分的化合物18。在鈣離子內(nèi)流試驗中,化合物18 對S1PR1的選擇性是對S1PR3的26 倍,在小鼠外周淋巴細胞降低(peripheral lymphocyte lowering,PLL)試驗中,ED50為26 mg·kg-1(經(jīng)口給藥后4 h)。隨后,在化合物18 的中心區(qū)域和親水性氨基酸區(qū)域引入雙鍵和閉合環(huán)來限制構(gòu)象,最終得到具有中心二氫萘核的選擇性的先導(dǎo)化合物19?;衔?9 對S1PR1的選擇性是對S1PR3的26 000 倍,且在小鼠PLL試驗中有良好療效(ED50=0.22 mg·kg-1,經(jīng)口給藥后24 h)。隨后,在化合物19 基礎(chǔ)上進一步優(yōu)化二氫萘系列中的親脂性尾部區(qū)域,從而發(fā)現(xiàn)了比化合物19 更有效的臨床候選藥物塞拉利莫德(20)?;衔?0 是選擇性、高效的S1PR1和S1PR5激動劑(EC50分別為27.3 和334 pmol·L-1)。該化合物在鈣離子內(nèi)流試驗中對S1PR1的選擇性是對S1PR3的30 000 倍,在小鼠PLL 試驗中非常有效(ED50=0.029 mg·kg-1,經(jīng)口給藥后24 h)。塞拉利莫德治療RRMS 患者(臨床試驗編號:NCT01226745)的Ⅱ期臨床擴展試驗已完成,研發(fā)公司已決定不再進行塞拉利莫德的第3 階段開發(fā),該決定與任何安全性和有效性調(diào)查結(jié)果無關(guān)。

2.2.4 艾曲莫德Buzard 等[47]早期著重優(yōu)化5-苯基-1,2,4-二唑類化合物(如化合物21),盡管發(fā)現(xiàn)了幾種有效且有選擇性的類似物,但在小鼠PLL 試驗中,該類化合物未能顯示良好活性。此外,靜脈注射24 h 后,在大鼠大腦和腦脊液中檢測不到化合物21,然而中樞暴露被認為是成功治療MS 的必要條件[48]。為了提高化合物的中樞暴露,Buzard 等[49]將連接臂二唑替換為芐氧基(22),發(fā)現(xiàn)R1和R2雙取代的化合物活性更好,最終得到了艾曲莫德(23),對S1PR1表現(xiàn)較強激動作用(EC50=6.10 nmol·L-1),對S1PR4和S1PR5表現(xiàn)出較弱激動作用(EC50分別為147 和24.4 nmol·L-1)。2022 年3 月24 日輝瑞(Pfizer)公布了艾曲莫德一項Ⅲ期臨床研究ELEVATE 12(臨床試驗編號:NCT03996369)的陽性頂線結(jié)果,數(shù)據(jù)顯示艾曲莫德在治療中度至重度活動性潰瘍性結(jié)腸炎(ulcerative colitis,UC)中有顯著療效。

2.2.5 SEW2871 和AUY954前期研究中,通常將S1PR1激動劑的結(jié)構(gòu)分為極性頭、連接臂和疏水側(cè)鏈3 部分。通過高通量藥物篩選發(fā)現(xiàn)的SEW2871(24)及其衍生物是第1 類沒有極性頭部的選擇性S1PR1激動劑[50],SEW2871 對S1PR1的 EC50為0.27 μmol·L-1,而且對 S1PR3的選擇性也較好[51]??茖W(xué)家對這類化合物與S1PR1受體的相互作用方式進行了分子模擬,認為SEW2871 結(jié)構(gòu)中的三氟甲基相當于極性頭部,分子中的三環(huán)剛性側(cè)鏈是這類化合物具有選擇性的原因。然而,作為早期發(fā)現(xiàn)的先導(dǎo)化合物,其活性與芬戈莫德相比不甚理想[52]。

AUY954(25)的研發(fā)靈感來源于將高通量藥物篩選中獲得的線索和與SEW2871 相關(guān)的篩選線索結(jié)合后所得出的結(jié)構(gòu)特征。AUY954 是將不同的氨基羧酸“頭基”安裝到具有三氟甲基聯(lián)苯藥效團的各種苯并稠雜環(huán)上獲得的有效且選擇性好的S1PR1激 動劑(EC50=1.2 nmol·L-1),對 S1PR1的親和力是其他受體亞型的280 倍。AUY954 在大鼠體內(nèi)可引起長時間的、可逆的外周淋巴細胞減少,且具有良好的藥代動力學(xué)性質(zhì)[53]。目前,SEW2871和AUY954 均未進入臨床。

2.3 以甘油為頭部的化合物

2.3.1 波西莫德Bolli 等[54]通過高通量篩選得到具有S1PR1激動作用的含2-亞氨基-4-噻唑烷酮骨架的化合物26,該化合物對S1PR1和S1PR3的EC50分別為200 nmol·L-1和1 μmol·L-1。進一步以化合物26 為先導(dǎo)物進行結(jié)構(gòu)改造,發(fā)現(xiàn)以R-甘油為頭部的波西莫德(27)無論在與33P-S1PR 的結(jié)合試驗(IC50=6.0 nmol·L-1)中,還是在GTPγS 結(jié)合試驗(EC50=5.7 nmol·L-1)中,都表現(xiàn)出對S1PR1較高的選擇性。波西莫德的心臟安全性良好,在優(yōu)化治療方案后,該藥可以最大限度地減少與S1PR1對心肌細胞的調(diào)節(jié)相關(guān)的首劑效應(yīng)[55]。目前已完成波西莫德在有癥狀的慢性GVHD 受試者中的生物活性、安全性、耐受性和藥代動力學(xué)的Ⅱ期臨床研究(臨床試驗編號:NCT02461134);正在進行波西莫德(20 mg)在復(fù)發(fā)型MS 患者中的安全性、耐受性和疾病控制的Ⅲ期臨床試驗(臨床試驗編號:NCT03232073)。

2.3.2 西奈莫德Bolli 等[56]創(chuàng)新性地提出以3-苯基-5-(吡啶-4-基)-1,2,4-二唑為化合物骨架進行結(jié)構(gòu)改造,這類結(jié)構(gòu)具有強大且持久的免疫調(diào)節(jié)作用,最終得到高效的選擇性S1PR1激動劑西奈莫德(28,EC50=1 nmol·L-1)。西奈莫德在表達重組S1PR1的細胞和非重組人內(nèi)皮細胞中顯示出明顯的S1PR1介導(dǎo)的通路偏愛性,導(dǎo)致細胞內(nèi)鈣離子動員反應(yīng)顯著減弱。芬戈莫德、阿米莫德、辛波莫德和天然配體S1P 均未顯示出這種通路偏愛性,這表明西奈莫德顯示出獨特的S1PR1信號特性。與芬戈莫德不同,西奈莫德在體內(nèi)和體外均沒有血管收縮和支氣管收縮的潛力,這可能是由于S1PR1選擇性和S1PR1信號傳導(dǎo)偏愛性的獨特組合[57]。目前,正在進行西奈莫德的多項臨床試驗,其中一項Ⅱ期臨床試驗(臨床試驗編號:NCT03742037)考察了4 種劑量的西奈莫德對活動性系統(tǒng)性紅斑狼瘡成年受試者的療效和安全性。

3 總結(jié)與展望

S1P 及其受體參與許多生理和病理過程,通過調(diào)節(jié)免疫細胞遷移、驅(qū)動免疫細胞分化、改變其功能表型,在免疫應(yīng)答中發(fā)揮關(guān)鍵作用。目前,有臨床前證據(jù)支持S1PR 調(diào)節(jié)劑在重癥肌無力、帕金森病、阿爾茨海默病、亨廷頓病、胃癌、1 型糖尿病、自身免疫性心肌炎和擴張型心肌病、肥厚型心肌病、敗血癥等疾病中存在潛在治療作用[58]。此外,有證據(jù)顯示對S1P 合成、降解和轉(zhuǎn)運途徑的調(diào)節(jié)也可能代表了新的藥物靶點。例如,在IBD 患者的腸道中觀察到S1P 通路的失調(diào);SphK1 上調(diào)與結(jié)腸炎相關(guān)性癌癥和其他癌癥(彌漫性B 細胞淋巴瘤、乳腺癌、結(jié)直腸癌、食管癌、胃癌和前列腺癌)有關(guān)[59]。這些臨床前研究結(jié)果為進一步研究S1PR 調(diào)節(jié)劑及發(fā)現(xiàn)新的治療靶點提供了證據(jù)支持。

目前,對于S1PR1調(diào)節(jié)劑的研發(fā)依舊主要是提高S1PR1調(diào)節(jié)劑的選擇性及改善藥代動力學(xué)性質(zhì),通過結(jié)構(gòu)修飾和改造得到選擇性更好、副作用更小的S1PR1選擇性調(diào)節(jié)劑。本文列舉了不同類別的S1PR1選擇性調(diào)節(jié)劑,包括已經(jīng)上市的藥物和正在進行臨床研究的藥物,以期對S1PR1選擇性調(diào)節(jié)劑的研究提供大致的思路,對進一步研究S1PR1調(diào)節(jié)劑提供參考價值。

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