Tipiracil Hydrochloride/Trifluridine

在抗肿瘤药物的研发史上，有一类故事最迷人：死灰复燃。不是所有的新药都诞生于全新的靶点。有时候，宝藏就埋在几十年前被遗忘的“废纸堆”里。今天我要讲述的主角——曲氟尿苷-替匹嘧啶（FTD-TPI，LONSURF），就是这样一个教科书级别的案例。它讲述了科学家如何通过“伴侣药物”的策略，拯救了一个半衰期只有18分钟的“失败”分子，并最终将其推向全球市场的传奇经历。一、Heidelberger的设想：5-FU与FTD故事要从化疗界的“基石”——5-氟尿嘧啶（5-FU）说起。自从1957年Heidelberger博士利用肿瘤细胞代谢上调的特性合成5-FU以来，它就一直是结直肠癌治疗的顶梁柱 。设计理念简单而优雅：利用癌细胞快速增殖对核酸合成的巨大需求，引入氟原子伪装成尿嘧啶，诱骗癌细胞摄取。但是，5-FU有个致命弱点：它极易被体内的二氢嘧啶脱氢酶（DPD）降解。为了解决这个问题，药学家们不仅开发了静脉注射剂，还搞出了一系列口服前药（如卡培他滨、替加氟），甚至给它找了“保镖”（如UFT和TS-1中的DPD抑制剂），目的只有一个：抑制降解，提高浓度 。就在这个时期，Heidelberger博士其实还留了一手。1964年，他合成了另一个核苷类似物——曲氟尿苷（FTD） 。FTD在体外实验中表现极其强悍，甚至对那些已经对5-FU耐药的癌细胞都有效 。按理说，这应该是一个超级重磅炸弹。但在临床试验中，FTD遭遇了滑铁卢。为什么？因为它太“短命”了。FTD在人体内的血浆半衰期只有短短的18分钟 。就像一阵风，还没来得及杀伤肿瘤，就被肝脏首过效应和肠道中的胸苷磷酸化酶（TP）切碎代谢掉了。为了维持有效浓度，医生不得不让患者每天连续输注，副作用大到无法承受。最终，FTD被迫退出了静脉给药的舞台，只能委身于眼科，作为一种抗病毒滴眼液（商品名Viroptic）用于治疗单纯疱疹病毒性角膜炎，因为局部给药可以避开肝脏的首过效应 。二、替匹嘧啶（TPI）的诞生1. 研发理念的复活时间来到20世纪90年代。大鹏制药的研究团队在成功开发了UFT和S-1后，积累了丰富的“酶抑制剂复方”开发经验。他们重新审视了FTD这把被遗弃的利剑。逻辑很简单：既然S-1通过抑制DPD成功复活了5-FU，那么我们是否可以通过抑制TP酶来复活FTD？如果能找到一种强效、特异性的TP抑制剂，就能阻断FTD的快速降解，将其半衰期从18分钟延长到具有临床意义的水平，从而释放其强大的抗肿瘤潜力。2. 跨越物种的陷阱寻找TP抑制剂的过程并非一帆风顺，早期研究遭遇了严重的“种属差异”陷阱。在生物学研究中，常用的小鼠、大鼠等啮齿动物，其体内的酶谱与人类截然不同。•人类：TP活性极高，尿苷磷酸化酶（UP）活性较低。FTD主要被TP降解。•啮齿动物：UP活性极高，TP活性较低。早期的研究者在筛选抑制剂时，往往使用大肠杆菌或啮齿动物的酶作为模型。结果发现，筛选出的化合物（如BAU等非环状尿苷类）在动物身上有效，但在人身上却失效了——因为它们主要抑制的是UP，而非TP，或者对人源TP的结合力太弱 。痛定思痛，大鹏制药的研究团队做出了一个关键决定：必须直接使用纯化的人源TP蛋白进行抑制剂的筛选。3. 分子雕刻：从6A5CU到TPI研究团队以 6-氨基-5-氯尿嘧啶（6A5CU）为先导化合物，开启了漫长的结构修饰之路。6A5CU对人TP有一定的抑制作用，但活性不够强（IC50为1.5 ×10-5mol/L），且缺乏选择性，同时抑制UP 。为了获得完美的抑制剂，化学家们对嘧啶环进行了精细的“手术”，重点考察了C-5位和C-6位的取代基效应。表2.1：关键筛选化合物对人TP及大鼠UP的抑制活性对比筛选过程的深度解析：（1）C-6位的突破：研究人员发现，在C-6位引入含有氮原子的杂环结构能显著提高与TP酶活性中心的结合力。特别是引入(2-亚氨基-1-吡咯烷-1-基)甲基这一结构时，抑制活性发生了质的飞跃，IC50值达到了纳摩尔级别（3.5×10-8mol/L）。更重要的是，这一结构对UP酶几乎没有抑制作用（IC50 > 10-3mol/L），实现了极高的选择性。这意味着它只保护FTD，而不干扰其他尿苷类物质的代谢。（2）C-5位的微调：在确定了C-6位的最佳基团后，研究人员考察了C-5位卤素的影响。实验表明，氯（Cl）、溴（Br）或碘（I）都能保持高活性，但如果是甲基，活性则大幅下降。4. 安全性的抉择：放弃“最强”，选择“最稳”在最后的决赛圈中，化合物1（5-溴衍生物）和化合物2（即TPI，5-氯衍生物）展开了角逐。虽然化合物1在小鼠体内的药代动力学表现略优（AUC更高），但在临床前安全性评价中，研究人员发现了一个令人担忧的信号：化合物1显示出明显的神经毒性。这可能是由于其脱靶效应导致的。相比之下，TPI（化合物2）虽然活性略低，但安全性极佳，没有观察到神经毒性。在药物研发中，安全性往往是一票否决权。最终，大鹏制药选择了TPI作为FTD的“守护者”。三、黄金比例 1 : 0.5有了“矛”（FTD）和“盾”（TPI），接下来的问题是：怎么配比？这可不是简单的1+1。研究人员在猴子体内进行了详细的药代动力学实验。研究人员测试了FTD与不同浓度TPI的组合（摩尔比 1:0.1, 1:0.2, 1:0.5, 1:1, 1:2 等）。研究表明，在 1 : 0.5 的比例下，体内的TP酶已经被有效地饱和抑制，再增加TPI不仅浪费，还可能增加身体负担。随后，研究人员在人胃肠道癌细胞（CO-3）异种移植的裸鼠模型中验证了这一比例的抗肿瘤效果。表 3.1：不同配比对小鼠肿瘤生长的抑制作用a相对肿瘤体积＝（第15天的肿瘤体积）/（第0天的肿瘤体积）。b引起50%的肿瘤生长抑制所需的FTD剂量。c FTD单用治疗组中的6只受试小鼠，在100 mg/kg和150 mg/kg的每日剂量下，分别有1只和6只因FTD 的毒性而过早死亡。实验结果显示，单用高剂量FTD虽然能抑制肿瘤，但会导致小鼠因毒性死亡。而1:0.5的组合不仅实现了最佳的肿瘤抑制（RTV最小），且小鼠耐受性良好。最终，1 : 0.5（摩尔比）被确定为TAS-102的固定配方。这一黄金比例在后续的所有临床试验及商业化产品中被严格沿用。TAS-102结构式四、独特的机制很多人会误以为FTD-TPI只是另一个5-FU。这是巨大的误解。虽然它们都是氟嘧啶类药物，但FTD-TPI的杀手锏完全不同：5-FU：主要是通过抑制TS酶，阻断DNA合成原料，同时整合进RNA造成功能紊乱。FTD-TPI：它更像是一个“DNA伪装者”。•FTD在细胞内被磷酸化后，生成的F3dTTP会直接整合进癌细胞的DNA链中。•一旦嵌入，DNA的功能就会受损，甚至导致双链断裂。•更绝的是，这种嵌入是非常“顽固”的。研究发现，负责修复DNA的糖基化酶（如UNG, SMUG1）根本切不动整合了FTD的DNA链。TAS - 102与5 - FU作用机制的比较结论：FTD-TPI的核心机制是DNA损伤，而非单纯的酶抑制。这也是为什么它能对5-FU耐药的肿瘤依然有效的原因——因为它换了一条赛道攻击癌细胞 。五、从实验室到临床的跨越FTD-TPI的临床之路并非一帆风顺。初战失利：在美国最早的I期临床中，采用每日给药方案，结果完全没看到肿瘤缓解，且疾病稳定期很短。调整战术：研究人员回到动物模型，发现分次给药（每天2次）比每天1次更能增加FTD在DNA中的整合量。最终方案：他们设计了独特的“5天吃药，2天休息”（2周一个循环，然后休整2周）的方案。这个节奏既保证了药物持续嵌入DNA，又给了骨髓喘息的时间。采用新方案后，日本的I期临床试验取得了突破。确定了推荐剂量（RP2D）为 35mg/m2/次，每日两次。随后的J003 II期临床研究更是给出了令人振奋的数据：在169名标准治疗失败的难治性转移性结直肠癌患者中，TAS-102组的中位总生存期（OS）达到9.0个月，而安慰剂组仅为6.6个月。死亡风险降低了44%。这一结果不仅让TAS-102在日本率先获批，更为其走向全球奠定了坚实基础。六、RECOURSE与TERRA的双重奏为了获得美国FDA和欧洲EMA的认可，TAS-102 必须在全球范围内证明自己。大鹏制药启动了两项规模宏大的III期临床试验：针对全球人群的RECOURSE和针对亚洲人群的TERRA。1. RECOURSE研究：确立全球标准研究背景：这是一项全球多中心、随机、双盲、安慰剂对照的III期研究，覆盖了北美、欧洲、日本和澳大利亚。入组患者：800名“绝境”患者。这些患者此前已经接受了所有可用的标准治疗（包括氟嘧啶、奥沙利铂、伊立替康、贝伐珠单抗，以及抗EGFR抗体），但病情依然进展。在TAS-102之前，他们已无药可救。关键数据：总生存期（OS）：TAS-102组 7.1个月 vs 安慰剂组 5.3个月。风险比（HR）：0.68。这意味着TAS-102将死亡风险降低了32%（P < 0.001）。亚组一致性：无论患者之前的治疗史如何（是否用过靶向药），无论KRAS基因是野生型还是突变型，TAS-102都显示出了生存获益。这一“硬核”数据，直接叩开了FDA的大门。2015年9月，美国FDA批准TAS-102上市，用于治疗难治性转移性结直肠癌。2. TERRA研究：亚洲人群的验证考虑到东西方人群在药物代谢和耐受性上可能存在差异，大鹏制药在中国、韩国和泰国开展了TERRA研究 。关键数据：总生存期（OS）：TAS-102组 7.8个月 vs 安慰剂组 7.1个月。风险比（HR）：0.79（P = 0.0035）。TERRA研究的成功，不仅验证了TAS-102在亚洲人群中的疗效，也直接支持了其在中国等亚洲国家的上市，填补了这些地区晚期结直肠癌后线治疗的空白。事实上，通过摩熵医药提供的‘研发状态表’，我们可以观察到TAS-102在不同国家上市的时间差以及适应症拓展的轨迹，这对于药企规划国际化布局具有极高的参考价值。”截图来源：摩熵医药数据库七、安全性悖论：中性粒细胞减少是福是祸？在 TAS-102 的临床应用中，医生们观察到了一个非常反直觉的现象，被称为“安全性悖论”。TAS-102 最主要的副作用是骨髓抑制，特别是中性粒细胞减少症。在RECOURSE研究中，3级以上中性粒细胞减少的发生率高达38% 。按常理，严重的毒性往往意味着预后不良或需要停药。然而，对J003和RECOURSE研究的回顾性分析却发现了一个惊人的相关性： 那些在治疗过程中出现了中性粒细胞减少（CINE）的患者，其生存期反而比没有出现该副作用的患者更长 。深度解析：•这提示我们，中性粒细胞减少可能不仅仅是毒性反应，更是药物在体内达到有效生物活性浓度的“生物标志物”。•由于个体代谢差异，同样的剂量在不同患者体内产生的血药浓度不同。那些发生骨髓抑制的患者，往往意味着药物在他们体内达到了较高的暴露量，因此对肿瘤的杀伤也更彻底。临床启示：这一发现彻底改变了临床医生的管理策略。当患者出现中性粒细胞减少时，医生不再轻易恐慌停药，而是通过“减量不停药”或“适度延迟下一周期”的方式，尽力维持治疗。因为他们知道，这看似凶险的指标，其实是疗效的“军功章”。八、未来展望：超越结直肠癌TAS-102 的故事并未止步于此。作为一种机制独特的核苷类药物，它的潜力正在被不断挖掘。1. 胃癌的突破（TAGS研究）在结直肠癌取得成功后，研究人员迅速将其推向了另一大消化道肿瘤——胃癌。TAGS III期临床研究显示， TAS-102 显著延长了晚期胃癌/胃食管结合部腺癌患者的总生存期（5.7个月 vs 3.6个月，HR=0.69）。这也使其获得了胃癌适应症的批准。2. 强强联手：TAS-102 + 贝伐珠单抗最新的SUNLIGHT研究表明，TAS-102与抗血管生成药物 贝伐珠单抗（Bevacizumab）联用，可以产生“1+1>2”的效果 。图源：Lonsurf机制互补：TAS-102直接杀伤肿瘤细胞，贝伐珠单抗切断血管供应，同时TPI本身也有抗血管作用，三者形成了全方位的封锁。这一组合已被推荐为难治性转移性结直肠癌的新标准治疗。总结曲氟尿苷-替匹嘧啶 的研发，绝不仅仅是两个化合物的物理混合。•它是对药代动力学（PK）的极致利用；•它是对药物作用机制（MOA）的深刻理解；•它是转化医学（从临床失败回到实验室再回到临床）的胜利。对于今天的药物研发人员来说，FTD-TPI 证明了：没有绝对“无用”的分子，只有还没找到正确“打开方式”的药物。 当我们面对看似失败的管线时，或许该问自己一句：是不是它的“替匹嘧啶”还没出现？