预约演示

更新于：2025-07-05

Prifinium Bromide

吡芬溴铵

更新于：2025-07-05

概要

基本信息

药物类型

小分子化药

别名

Prifinium bromide (JAN/INN)、PDB、Fridial

+ [2]

靶点

mAChRs

作用方式

拮抗剂

作用机制

mAChRs拮抗剂(毒蕈碱型乙酰胆碱受体家族拮抗剂)

治疗领域

神经系统疾病其他疾病

在研适应症

痉挛

非在研适应症-

原研机构-

在研机构-

非在研机构-

权益机构-

最高研发阶段批准上市

首次获批日期-

最高研发阶段(中国)-

特殊审评-

登录后查看时间轴

结构/序列

分子式C22H28BrN

InChIKeyUCGJZJXOPSNTGZ-UHFFFAOYSA-M

CAS号4630-95-9

关联

项与吡芬溴铵相关的临床试验

NCT06044103

/ Recruiting临床4期IIT

Does Adding Patient-controlled Sedation With Propofol During Repair of Obstetric Perineal Lacerations Grade I and II Improve Patient Experiences - a Randomized Control Trial

The PROP(ofol)-study (EU CT number: 2022-502292-39-00, protocol number: ) is a clinical trial phase IV single centre prospective randomized controlled trial with parallel groups. A total of 80 women who undergoes examination and repair of obstetric perineal lacerations (grade I and II) are randomized into two arms (1:1); analgesia with pudendal nerve block (PNB) with ropivacaine (clinical routine, control group), or analgesia with PNB in combination with patient-controlled sedation with propofol (PCS, PCS group). The hypothesis is that PNB in combination with PCS improves patient experienced pain/discomfort during the examination and repair of the perineal laceration. The primary endpoint is patient experienced pain/discomfort. Secondary endpoints are time of repairing the perineal laceration, ability to have skin-to-skin contact with the baby during perineal repair, time until micturition after the perineal repair, procedure feasibility, amount of drugs used during perineal repair, and use of pain relief 24h postpartum. The study is planned to start during the second half of 2023 and end during the first half of 2024.

开始日期2023-09-20

申办/合作机构-

100 项与吡芬溴铵相关的临床结果

登录后查看更多信息

100 项与吡芬溴铵相关的转化医学

登录后查看更多信息

100 项与吡芬溴铵相关的专利（医药）

登录后查看更多信息

447

项与吡芬溴铵相关的文献（医药）

2025-06-01·JOURNAL OF ETHNOPHARMACOLOGY

Molecular mechanisms of Potentilla Discolor Bunge in regulating ferroptosis to alleviate DKD via the Nrf2 signaling pathway

Article

作者: Zhao, Zongjiang ; Jin, Ge ; Gao, Kun ; Liu, Yunhua ; Wei, Xiaoyu ; Cai, Yanmo ; Zhou, Xin

ETHNOPHARMACOLOGICAL RELEVANCE:

Potentilla Discolor Bunge (PDB), a plant belonging to the Rosaceae family, is often used in traditional folk medicine to treat diabetes and prevent related complications. Additionally, fresh and tender PDB stems could be consumed as a vegetable or used to make tea.

AIM OF THE STUDY:

To explore the potential targets and mechanisms of PDB in treating Diabetic Kidney Disease (DKD) through network pharmacology, and to investigate its role in modulating the Nrf2 signaling pathway to inhibit ferroptosis using in vivo and in vitro experiments, thereby presenting a potential therapeutic avenue for DKD.

MATERIALS AND METHODS:

Targets of PDB compounds were screened using the Traditional Chinese Medicine Systems Pharmacology (TCMSP) database, while PDB action targets were screened using the DrugBank, OMIM, GeneCards, DisGeNET, and TTD databases. The intersecting targets were subjected to Gene Ontology (GO) and Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) enrichment analyses. Meanwhile, the binding modes of PDB core monomers to key targets were analyzed using Molecular Docking (MD) and Surface Plasmon Resonance (SPR) experiments. Experimental validation was conducted using a High-Fat/Sucrose Diet (HFD) combined with Streptozotocin (STZ)-induced DKD rat model and an Advanced Glycation End Products (AGEs)-damaged human renal proximal tubular cell (HK-2) model.

RESULTS:

As predicted through network pharmacology, PDB exerted therapeutic effects against DKD through multiple pathways, including AGE/RAGE, Nrf2 signaling, Oxidative Stress, and apoptosis. Furthermore, PDB's primary active constituents were Quercetin, Kaempferol, and β-sitosterol, with MD analyses suggesting strong binding affinities to the Nrf2 and Ho-1 proteins. In vivo experiments further revealed that PDB treatment reduced the 24 h urinary protein, Serum Creatinine (SCr), and urea levels. It also downregulated Malondialdehyde (MDA), Fe²⁺, and Reactive Oxygen Species (ROS) accumulation in renal tissues. Additionally, PDB alleviated the histopathological damage in DKD-afflicted rats and significantly upregulated Nrf2, Ho-1, Gpx4, and Slc7a11 in renal tissues. Moreover, Quercetin, Kaempferol, and β-sitosterol significantly upregulated Nrf2, Ho-1, and Gpx4, increased intracellular Glutathione (GSH) levels, reduced ROS and MDA content, and mitigated mitochondrial damage in the AGEs-exposed HK-2 cell injury model.

CONCLUSION:

We predicted the mechanism of action of natural botanical PDB against DKD through network pharmacology, revealing that it significantly upregulated the Nrf2 signaling pathway and inhibited ferroptosis initiation, thus decelerating DKD progression. These findings were further validated through in vivo and in vitro experiments.

2025-02-01·JOURNAL OF VASCULAR SURGERY

Popliteal-distal bypass affords better limb salvage than tibial angioplasty for chronic limb-threatening ischemia

Article

作者: Sidawy, Anton ; Nguyen, Bao-Ngoc ; Peshel, Emanuela ; Recarey, Melina ; Lala, Salim ; Amdur, Richard ; Rodriguez, Stephanie ; Li, Renxi

OBJECTIVE:

Chronic limb-threatening ischemia (CLTI) due to isolated tibial occlusive disease is treated by either popliteal-distal bypass (PDB) or tibial angioplasty (TA), although there is limited data directly comparing efficacy and outcomes between these two treatment modalities. This study compares 30-day mortality and major adverse limb events following infrapopliteal bypass and TA in patients with CLTI.

METHODS:

Patients who underwent PDB for CLTI were extracted from American College of Surgeons National Surgical Quality Improvement Program targeted lower extremity open database, whereas patient with CLTI who underwent isolated TA were identified in the targeted lower extremity endovascular database. Any case with more proximal angioplasty such as femoral/popliteal/iliac was excluded. The time interval was 2011 through 2022. The two groups were comparable in demographics, and preoperative comorbidities were obtained using propensity matching. Mortality, systemic complications, and major adverse limb events were measured. Multivariable logistic regression was used for data analysis. To obtain granular data on the angiographic characteristics of patients undergoing PDB or TA, The George Washington University institutional data from 2014 to 2019 was used as a supplement to the database.

RESULTS:

There were 1947 and 3423 cases identified in the bypass and endovascular groups, respectively. After propensity matching for all preoperative variables, 1747 cases remained in each group. Although bypass was associated with higher major adverse cardiovascular events, pulmonary, renal, and wound complications, bypass had significantly better 30-day limb salvage when compared with TA (major amputation rate, 3.32% vs 6.12%; P < .01). Institutional data identified 69 patients with CLTI due to isolated tibial occlusive disease; 25 (36.2%) underwent PDB and 44 (63.8%) underwent TA. Review of angiographic details revealed patients who underwent PDB had better pedal targets (inframalleolar/pedal score of P0 [24.0% vs 15.9%] or P1 [68.0% vs 61.3%]) than TA patients (inframalleolar/pedal score of P2 [22.7% vs 8.0%]).

CONCLUSIONS:

PDB was associated with higher morbidity but better limb salvage than endovascular interventions. However, this could be explained by the association with better pedal targets in patients who underwent popliteal-tibial bypass. Prospective studies should be done comparing PDB and TA in cases with similar pedal targets.

2025-01-01·International Journal of Endocrinology

Potentilla discolor Bunge Ameliorates Streptozotocin-Induced Diabetic Nephropathy in Mice by Modulating GAS5 and miR-21 Expression.

Article

作者: Xiao, Jiyuan ; Han, Jiang ; Yang, Yan ; Hu, Xuejian ; Jiang, Luxia ; Qiu, Wen

Diabetic nephropathy (DN) is one of the major chronic complications of diabetes. Podocyte injury has been identified as a factor in the progression of albuminuria in DN. Potentilla discolor Bunge (PDB), an important Chinese herbal medicine, has strong hyperglycemia- and hyperlipidemia-lowering qualities. However, its effects on DN are unknown. The present study investigated the effects of PDB and flavone, which are the main ingredients in PDB, on DN and the possible mechanism, with a particular focus on the contributions of the lncRNA growth arrest-specific 5 (GAS5) and microRNA-21 (miR-21). Our results showed that administration of PDB (100 mg/kg/d) and flavone (10 mg/kg/d) for 12 weeks significantly alleviated albuminuria and decreased serum creatinine in STZ-induced DN mice. Moreover, renal cell apoptosis was repressed and diabetes-induced pathological alterations were reversed. We also found a significant decrease in GAS5 and PPARα expression, while miR-21 expression was increased in diabetic kidneys and podocytes under high glucose (HG) conditions. Notably, PDB and flavone counteracted these alterations. Mechanistic investigations showed that both GAS5 and PPARα are specific targets of miR-21, and that GAS5 could compete with PPARα for miR-21 binding, alleviating PPARα inhibition. Finally, we confirmed that PDB and flavone treatment remarkably attenuated the altered levels of oxidative stress parameters in HG-exposed podocytes, as well as inflammatory cytokines and profibrogenic mediators in the serum and urine of STZ-induced DN mice, and in the supernate of HG-exposed podocytes. Moreover, the interaction between GAS5 and miR-21/PPARα was required during this process. The results indicated that PDB and flavone exert renal protective effects, at least in part, by regulating the GAS5 and miR-21/PPARα pathways, which is a promising therapeutic target for delaying the onset of DN.

项与吡芬溴铵相关的新闻（医药）

2025-04-21

·药智网

疼痛！有望成为下一个重磅市场

意大利医史学家卡斯蒂廖尼在《医学史》中指出，医学诞生于人类对痛苦的感知与缓解的渴望，疼痛研究始终是医学的核心命题。当前全球疼痛市场规模持续扩大，甚至被资本市场视为继减重药之后的医药新风口。现实案例印证了这一需求：年轻产妇分娩时急切要求无痛注射，耄耋老人临终前因止痛药失效饱受骨病折磨。数据显示，某三甲医院妇产科无痛分娩率已达85%，折射出现代社会对高效、安全止痛方案的迫切期待。临床期待着即兼顾疗效，又低副作用与高安全性的跨时代产品上市。2025年1月30日，Vertex Pharmaceuticals旗下FIC疗法Suzetrigine（VX-548）获FDA批准上市，用于治疗成人中至重度急性疼痛，该药为FDA批准的首款新机制的非阿片类止痛药物，FDA评价其或将推动疼痛管理进入了一个全新的时代。四大因素疼痛管理成为下一“风口”纵观历史，每个爆款新药都有着相似的底层逻辑，而疼痛之所以能被资本市场誉为下一个减重市场，其原因也类似，甚至更强。1. 庞大患者规模根据《中国疼痛防控与健康促进战略蓝皮书：中国疼痛医学发展报告（2020）》，我国慢性疼痛患者超过3亿人，且每年以1000万～2000万的速度在快速增长，患者人群有年轻化趋势。而另一方面，美国作为止痛药使用频率最高的国家，2020年数据显示，每两名美国成年人就拥有一张阿片类药物止痛处方，且阿片类药物的使用居全球之最。疼痛诊疗认知与止痛药使用犹如一把双刃剑，很难把控其中平衡点。2. 长久的用药周期对于疼痛而言，多数人认为其主要是由疾病所致，病在前，痛在后，但这既对也不对。与肥胖类似，如今的疼痛已不仅仅是一种症状，更是一类疾病，2018年世界卫生组织已将慢性疼痛列为独立疾病。而临床上伴随长期疼痛的疾病比比皆是，例如脊柱源性疼痛、软组织疼痛、神经病理性疼痛以及癌症性疼痛。某种层面来看，急性疼痛可以消失，但大部分慢性疼痛疾病无法治愈，患者往往需要长期服用止痛药，比之减重市场的用药周期与用药频率，明显更高。以DPN患者为例，在临床试验中，福泰制定的时间长达12周。不过，在实际生活中，不少慢性疼痛患者服用止痛药的时间远远大于12周。《Best Pract Res Clin Rheumatol》上的一项研究显示，有80%慢性疼痛患者服用止痛药物超过一年时间。3. 迫切的临床需求尽管临床上用于疼痛管理的药物与治疗方法很多，但其均存在着临床局限性：对于非甾体抗炎药而言，其虽不具备成瘾风险，但其止痛效果较差，且长期使用还会有胃肠道出血与肾损伤‌风险。对于阿片类药物（如芬太尼）虽然止痛效果好，对癌痛有效，但长期使用却有极大的成瘾风险，对呼吸、胃肠功能等非痛觉相关中枢系统产生抑制。更关键的是，现有疼痛管理药物还存在明显的靶向性不足，无法精准区分病理性和生理性疼痛信号，导致30%～50%神经病理性疼痛患者疗效不佳。因此，无论是临床上，还是院外市场，疼痛管理领域都存在着对更有效、更安全的疼痛治疗方法的巨大需求。4. 强烈的支付意愿长期疼痛会削弱神经自控力，疼痛程度与持续时间直接推高患者对止痛药物的依赖度和支付意愿。人类为此曾尝试过诸多非常规手段：公元46年，古罗马医师拉杰斯首创电击止痛法，将活体电鳐置于患者患处放电至麻木，认为可激发内啡肽镇痛；19世纪英国化学家戴维则发现吸入"笑气"（一氧化二氮）既能致幻又能缓解智齿剧痛，由此开创气体麻醉先河。5. 上涨的疼痛认知从医学的角度上看，这些对疼痛的轻视和忍耐是一种危险的行为。对于病源性疼痛，及时进行治疗干预是关键，而对于部分无法避免的疼痛，疼痛控制则是提升患者生活质量的有效手段。随着时代进步，大众对疼痛管理的认知也水涨船高，非甾体类药物与强效阿片类药物也逐渐被大众接受。总而言之，疼痛市场与减重市场都有着很多相类似的点，长期来看，明显具备成为爆品的潜力。时代变化20年需求迎来希望截至目前，临床上用于治疗疼痛的常见用药主要有两大类，第一类为非甾体类的消炎药，比如日常熟知的布洛芬和阿司匹林，其主要用于牙齿疼，肌肉酸痛等外周部位的炎症或外伤引起的疼痛；第二则是阿片类止痛药，代表药物有吗啡、芬太尼、可待因，因其可以阻断疼痛信号向脊髓与大脑的传递，因此理论上其止痛效果往往更强。而如今相对成熟的临床止痛药应用，却也并非一蹴而就，在人类与疼痛漫长的抗争中，无数凝聚了人类智慧的镇痛药物应运而生。有的镇痛药（阿司匹林）现已有了别的用武之地，而有的镇痛神药却消失在了历史长河中，更有的止痛药则是因其滥用风险被世界各国严格管控。图片来源：博药时至今日，止痛药领域的发展路径一方面可以说是围绕非甾体抗炎的有效性与胃肠道反应演变，而另一方面则是围绕如何降低阿片类药物成瘾性推进，期间诞生的各类新药互相弥补局限性，却又不断创造局限性，近200余年里，并没有哪款止痛药药堪称完美。直到2025年首款非阿片类药物的上市，让该领域内研究者看到了新的希望。综合临床应用场景来看，尽管阿片类镇痛药让人谈之色变，但其却是综合镇痛效果、心血管和肾脏副作用等方面，是现阶段疼痛医学的毫无疑问的基石药物，而COX-2特异性抑制剂优势渐显，逐渐有了替代传统非甾体消炎药的潜力，成为患者止痛选择的新趋势。多年来，阿片类镇痛药不仅占临床用药的最多席位，且占有绝对多的市场份额，2022年镇痛类药物PDB样本医院销售额为53.65亿元，仅地佐辛、舒芬太尼、瑞芬太尼和布托啡诺4款阿片类镇痛药的合计销售额就达36.78亿元，占市场份额的68.56%。图片来源：德邦证券但很明显，阿片类镇痛药绝非疼痛管理市场的最终归属，20年里无新机制止痛药上市也并不代表现有临床治疗已趋于完美，事实上临床上仍迫切需要一款止痛效果好、安全性佳、无成瘾性、顺应性良好、可用于慢性疼痛（如癌痛）的划时代新药。新药助力非阿片药时代来临尽管疼痛管理市场历经200余年发展，但至今，止痛药的新药研发方向仍与过去并无太大区别，绝大多数新药仍以非甾体药物优化、阿片类药物迭代两大方向，唯一不同的是，随着基础研究水平的上涨，一些拥有全新止痛机制的非阿片类新药逐渐诞生，某种层面上推动领域进入了一个全新的阶段。作为最被临床与市场寄予希望的方向，非阿片类镇痛药在过去几十年间引无数药企扎身其中，却又不断经历失败，仍不愿放弃。2006年，辉瑞花费5亿美元买下一款选择性神经生长因子（NGF）抑制剂。然而，经过十几年的研发，等待辉瑞的却是失败。2021年3月，FDA以1:19票否决了这款药物的上市申请，辉瑞不得不终止这款药物所有全球开发项目。2016年，梯瓦与再生元就NGF抑制剂Fasinumab达成2.5亿美元的研发协议，然而在其针对糖尿病周围神经病变、纤维肌痛的临床试验相继失败后，2022年再生元也选择了暂停Fasinumab的研发。2018年，已经完成三个2期临床的VX-150，虽概念性地证明了NaV1.8抑制剂在急性、慢性和神经性疼痛中的止痛作用，但由于疗效和副作用方面的原因，最终被Vertex终止。在过去的20年时间里，围绕着新型镇痛药的研发，上述类似的失败案例还有很多。可以说，过去药企们针对新型镇痛药物的研发，一直是在黑暗中前行。但这几十年对非阿片类药物的新药摸索的过程中也诞生了不少充满希望的细分赛道，有效地推动了疼痛管理新药研究的巨大进步。部分“非阿片类药物”的机制与代表药物类别作用机制代表药物乙酰苯胺类抑制中枢神经系统中前列腺素的合成对乙酰氨基酚(扑热息痛)、丙帕他莫COX抑制剂抑制COX，减少前列腺素的合成氟比洛芬酯、酮咯酸选择性COX2抑制剂抑制COX-2，减少前列腺素的合成帕瑞昔布钠、塞来昔布a2肾上腺素能受体激动剂作用于中枢和外周神经系统的a2肾上腺素能受体右美托咪定、可乐定NMDA受体拮抗剂抑制NMDA受体活性，减少兴奋性神经递质释放氯胺酮钙通道阻滞剂调节中枢神经系统钙通道，减少神经递质的钙依赖性释放VX-548TRPV1抑制剂阻断TRPV1通道的激活来发挥作用，从而实现止痛效果MTX-071NGF抑制剂抑制NGF及其受体，阻断信号传导来发挥作用Fasinumab、TanezumabWNT信号通路阻滞剂Wnt抑制剂通过调节神经元的兴奋性和脊髓突触可塑性来缓解疼痛/ATR2拮抗剂抑制P38MAPK和ERK-MAPK信号通路来缓解神经病理性疼痛TRD-205选择性CCR2拮抗剂抑制炎症和疼痛信号的传递来发挥作用CNTX-6970内源性大麻素下的FAAH通过促进内源性大麻素释放或使用外源性大麻素配体可发挥一定的镇痛作用CC-97489NTRK1抑制剂抑制NTRK1激酶的活性，阻断神经生长因子（NGF）与其受体的结合VC004、FB-1003数据来源：公开数据整理据药智数据显示，目前全球领域有超过300余种疼痛管理相关新药在研，其中除乙酰苯胺类、选择性COX2抑制剂与阿片类药物外，也有不少新生代的非阿片类药物在研，比如NaV1.8抑制剂、Nav1.7抑制剂、TRPV1抑制剂、FAAH抑制剂、NGF抑制剂等。NaV1.8/1.7抑制剂遗传研究表明，人体内一共发现9个钠通道，分别为Nav1.1-Nav1.9，其中1.7和1.8仅在周围神经中表达。在感受疼痛时，Nav1.7通道率先启动，然后Nav1.8通道在疼痛信号沿着神经传导时启动，因此在疼痛管线新药研究中，该两个靶点的相关新药研究被寄予厚望。随着研究的深入，Nav1.7抑制剂在临床试验中的表现不尽如人意，靶点占位不足、生物利用度差等问题导致其在实际应用中存在较大局限性，最终使得Nav1.7作为镇痛药物开发的靶点逐渐被取代，研究者们将注意力转向了Nav1.8这一亚型。Nav1.8主要表达于伤害感受神经元上的河豚毒素不敏感型钠通道，在外周神经系统的痛觉信号传导中起着关键性作用，是疼痛治疗的高选择性作用靶点，而且，由于Nav1.8不参与中枢神经相关的活动，Nav1.8抑制剂不会对运动功能产生影响，也不会存在成瘾性问题。2025年1月30日，FDA批准了一款名为Suzetrigine（VX-548）的新型止痛药。成为20多年来首个全新作用机制的止痛药物，即不通过阻断阿片类受体而达到镇痛目的，避免了以往药物成瘾现象，兼顾有效性与安全性。有效性方面，在过去对比普瑞巴林的临床2期试验中，疗效组VX-548的治疗者组在第12周时疼痛评分较基线降低了-2.02，止痛效果与普瑞巴林相当。安全性方面，Vertex耐受性良好，不良事件（AEs）发生率为22.9%，大多数AEs为轻度至中度，无严重不良事件（SAE）与VX-548相关，且并未出现因AEs导致治疗中断的情况。VX-548的上市，成功为Nav1.8靶点打开了想象空间，使得该领域内众多药企在成药性验证方面有了足够的底气。而在Nav1.8抑制剂的研发历程中，也充满艰辛与困难，虽然目前关于NaV1.8抑制剂的代际划分尚未形成完全统一的定义标准，但从产品优势替换层面仍可初步归纳为如今的三代产品。第一代NaV1.8抑制剂：以VX-128、VX-150等早期开发的靶向NaV1.8通道的化合物为主，主要通过阻断该通道的电压门控特性来抑制外周痛觉神经元信号传导，开创了选择性阻断NaV1.8通道的先河，但由于该阶段产品选择性不足、代谢稳定性较差等问题‌，多款新药被迫终止。第二代NaV1.8抑制剂：主要在早期化合物基础上对选择性和药效进行了优化改进，使其具有了更强的靶点结合能力和更低的脱靶效应，尤其是在NaV1.8抑制剂的安全性提升明显。第三代NaV1.8抑制剂：目前公开资料中并未对其定义的明确阐述，仅出现于福泰制药的相关管线宣传中，但参考过去靶向抑制剂的迭代逻辑，第三代产品或会在有效性、安全性、耐药性与特殊适应症层面形成差异化。药品名称产品分类靶点原研单位全球最高阶段中国最高阶段管线状态VX-584第二代SCN10A福泰制药批准上市暂无活跃VX-150第一代SCN10A福泰制药临床Ⅱ期暂无终止LTG-001/SCN10ALatigo Biotherapeutics临床Ⅱ期暂无活跃VX-993第三代SCN10A福泰制药临床Ⅱ期暂无活跃JMKX-000623第一代SCN10A上海济煜医药科技有限公司奥立安药厂临床Ⅱ期临床Ⅱ期活跃HRS4800第一代SCN10A江苏恒瑞医药股份有限公司临床Ⅱ期临床Ⅱ期活跃PF-4531083/SCN10A辉瑞临床Ⅱ期暂无活跃PF-06305591/SCN10A辉瑞临床Ⅰ期暂无终止VX-961第一代SCN10A福泰制药临床Ⅰ期暂无-VX-128第一代SCN10A福泰制药临床Ⅰ期暂无终止VX-973第三代SCN10A福泰制药临床Ⅰ期暂无活跃FZ008-145第一代SCN10A广州费米子科技有限责任公司健康元药业临床Ⅰ期临床申请活跃LTG-305/SCN10ALatigo Biotherapeutics临床Ⅰ期暂无活跃MK-5661/SCN10A默沙东临床Ⅰ期暂无活跃STC-004/SCN10ASiteOne Therapeutics Inc临床Ⅰ期暂无活跃HBW-004285第一代SCN10A成都海博为药业有限公司临床Ⅰ期临床Ⅰ期活跃ODM-111/SCN10A奥立安药厂临床Ⅰ期暂无活跃HRS-2129第二代SCN10A山东盛迪医药有限公司临床Ⅰ期临床Ⅰ期活跃HBW-004-03/SCN10A成都海博为药业有限公司临床申请暂无活跃CN114437062A/SCN10A成都海博为药业有限公司临床前暂无活跃数据来源：药智数据截至目前，全球还有10余款Nav1.8靶向药在研，其中福泰制药作为领域开拓者，既是技术迭代的主要推动者，也是管线布局数量最多的企业。国内企业而言，济煜医药、恒瑞医药、健康元与海博为药业则均有不同阶段与技术的布局。产品分类药品名称靶点原研单位全球最高阶段中国最高阶段管线状态第一代VX-150SCN10A福泰制药临床Ⅱ期暂无终止VX-961SCN10A福泰制药临床Ⅰ期暂无终止VX-128SCN10A福泰制药临床Ⅰ期暂无终止第二代VX-584SCN10A福泰制药批准上市暂无活跃第三代VX-993SCN10A福泰制药临床Ⅱ期暂无活跃VX-973SCN10A福泰制药临床Ⅰ期暂无活跃数据来源：药智数据TRPV1抑制剂TRPV1是一种非选择性阳离子通道，属于瞬时受体电位（TRP）离子通道家族的香草素亚家族。其最初从辣椒中被发现，因此也被称为辣椒素受体或香草素受体1。随着研究深入，TRPV1在许多疼痛传导途径的上游区的调节功能被证实，因此TRPV1成为治疗疼痛的新靶点，尤其是针对慢性疼痛，可有效避免药物成瘾和大量副作用。而对于TRPV1靶点，其最初载体其实是TRPV1激动剂，辣椒碱也被美国药典收录，但后来由于其诸多不良反应，比如灼热感、数天至几星期后会导致痛觉丧失，缺乏对有害刺激的反应，之后TRPV1抑制剂逐渐成为新的研究重点。目前，市面上已有部分新型TRPV1靶向制剂被陆续报道，其在研发数量上也是仅次于NaV抑制剂的存在，在非阿片类止痛药领域拥有不错的临床价值。据药智数据显示，全球TRPV1靶向药领域仅有Qutenza与Zucapsaicin获批上市，前者用于成人患者治疗足部与糖尿病周围神经病变（DPN）相关的神经性疼痛及治疗带状疱疹后遗神经痛引起的神经病理性疼痛；后者则用于骨关节炎。药品名称适应症场景原研单位全球最高阶段管线状态RTX-GRT7039骨关节炎疼痛格兰泰临床Ⅲ期活跃瑞尼毒素 Resiniferatoxin癌性疼痛;骨关节炎疼痛Sherrington Pharmaceuticals Inc临床Ⅲ期活跃伏卡赛辛 Vocacapsaicin术后疼痛Concentric Analgesics Inc临床Ⅲ期/SAF-312慢性疼痛;牙痛;眼痛;眼表疼痛诺华临床Ⅱ期活跃ACD-440周围神经痛;疼痛;神经病理性疼痛AlzeCure Pharma AB临床Ⅱ期活跃NEO-6860骨关节炎疼痛Neomed Institute临床Ⅱ期/V-116517带状疱疹后遗神经痛;流感病毒感染;疼痛;骨关节炎疼痛Purdue Pharma LP;盐野义制药临床Ⅱ期/DWP-05195带状疱疹后遗神经痛大熊制药临床Ⅱ期/GR-705498偏头痛;慢性疼痛;牙齿疾病;疼痛葛兰素史克临床Ⅱ期/JTS-653带状疱疹后遗神经痛Japan Tobacco Inc临床Ⅱ期/AZD-1386创伤后神经痛;带状疱疹痛;术后疼痛;神经痛;骨关节炎疼痛阿斯利康临床Ⅱ期/MK-2295术后疼痛默沙东临床Ⅱ期/JM2947疼痛JMackem Co Ltd临床Ⅰ期活跃玛伐曲普 Mavatrep疼痛强生临床Ⅰ期/ABT-102术后疼痛;炎症性疼痛;疼痛雅培临床Ⅰ期/PF-3864086疼痛辉瑞临床Ⅰ期/GRC-6211牙痛Glenmark Pharmaceuticals SA临床Ⅰ期/AMG-517疼痛安进临床Ⅰ期/BSEN-760慢性疼痛Bsense Bio Therapeutics Ltd临床前活跃数据来源：药智数据而在研药物层面，全球临床阶段用于疼痛管理的TRPV1靶向药接近20个，但其中仅有少部分管线的状态处于积极阶段，最有望上市的产品有两款，分别是格兰泰的RTX-GRT7039与Sherrington的Resiniferatoxin，均处于临床Ⅲ期阶段。后者更是在2024年5月获得了FDA的突破性疗法认定，其在降低疼痛以及安全性方面具有显著效果。TRPV1抑制剂对比NaV1.8抑制剂，其在作用机制、靶点特性及临床应用场景均存在显著差异性，TRPV1抑制剂主要抑制伤害性热刺激和炎症介导的痛觉敏化，主要应用于炎症性疼痛、慢性疼痛等领域，而NaV1.8抑制剂则直接阻断痛觉神经元的电信号传导，适用于急性疼痛和神经病理性疼痛。‌因此，严格意义上来讲，TRPV1抑制剂与NaV1.8抑制剂并非竞品，反而有望在未来形成协同止痛机制，也是被研究界寄予厚望的止痛技术。NGF抑制剂近1个世纪以来，学者们关注并不断揭示神经营养因子（Neurotrophins）在外周神经传导（包含疼痛的传导）过程中的重要作用。在慢性疼痛的关节周围，神经生长因子（Nerve Growth Factor，NGF）浓度异常升高，促使机体释放P物质等引发一系列神经源性炎症，最终诱发疼痛。神经生长因子（NGF）是一种重要的致痛物质，可通过促进外周炎症反应、伤害感受器敏化、异位放电、交感神经芽生及中枢敏化参与神经病理性疼痛的发生和维持，NGF及其受体已成为临床镇痛药物开发的重要靶点。抑制NGF及其受体可有效缓解神经病理性疼痛。基于NGF及其受体的镇痛药物主要是通过阻断NGF、拮抗TrkA 受体和（或）p75 受体、抑制胞内TrkA激酶活性及NGF/TrkA 下游通路等策略开发相关药物。其中NGF抑制剂的研究热度相对更高。目前，NGF抑制剂领域主要分为两个主要方向，一者是人源化NGF单克隆抗体，由于其促神经分化的作用，镇痛剂量的NGF抗体不会引起认知功能的下降，对神经系统无显著的副作用，但临床试验却发现了神经病变和破坏性关节病等副作用可能，且与剂量、用药时间正相关；另一个则是NGF小分子抑制剂，但研究进度相对靠后，多处于临床前阶段。药品名称靶点适应症方向原研单位全球最高阶段管线状态法司努单抗 FasinumabNGF腰痛;骨关节炎;骨关节炎疼痛再生元制药临床Ⅲ期活跃伏雷努单抗 FulranumabNGF;NGFR癌性疼痛;神经痛；腰痛;膀胱疼痛;骨关节炎疼痛等安进临床Ⅲ期/他奈珠单抗 TanezumabNGF;NGFR慢性疼痛;癌性疼痛;神经痛;腰痛;膀胱疼痛;骨痛;骨转移疼痛礼来；辉瑞临床Ⅲ期/LEVI-04BDNF;NGFR;NT-3;NT-4骨关节炎疼痛Levicept Ltd;辉瑞临床Ⅱ期活跃EP-9001ANGF骨转移疼痛苑东生物临床Ⅱ期活跃DS002NGF;NGFR疼痛达石药业临床Ⅱ期活跃MEDI-7352NGFR慢性疼痛;糖尿病性神经性疼痛;骨关节炎疼痛阿斯利康临床Ⅱ期/ABT-110NGF疼痛;腰痛;骨关节炎疼痛PanGenetics BV;雅培临床Ⅱ期/SSS40NGF癌性疼痛;骨转移疼痛三生制药临床Ⅰ期活跃TNM009NGF关节痛;慢性疼痛;疼痛;癌性疼痛;骨关节炎疼痛;骨转移疼痛泰诺麦博制药临床Ⅰ期活跃AK-115NGF疼痛康方生物临床Ⅰ期/MEDI-578NGFR骨关节炎疼痛Medimmune LLC临床Ⅰ期/AMG-819NGF疼痛安进临床Ⅰ期/数据来源：药智数据数据显示，目前全球共有13款用于疼痛管理的单抗进入临床阶段，但其中活跃管线占比不足50%，NGF治疗开发层面全球制药企业屡屡受挫。辉瑞/礼来合作开发的Tanezumab作为最早进入临床的NGF抗体药物，但由于其安全性问题（包括OA快速进展和全膝关节置换术需求增加）其上市之路数度受阻。再生元的Fasinumab也因安全性问题，被FDA叫停了临床试验。强生、阿斯利康、安进也纷纷布局NGF抗体项目开发，却也举步维艰。目前来看，在NGF单抗用于关节疼痛治疗层面，制约其发展的主要原因在于关节止痛后的关节置换风险，据多项数据显示，LEVI-04有望解决NGF药物的上述安全性问题，其在拥有相当的镇痛效果(WOMAC疼痛评分平均降幅大于50%)的同时，不会导致骨关节炎快速进展，甚至还能维持神经营养因子稳态，利于维持软骨和骨修复。作为疼痛管理领域最具希望的下一代镇痛药物靶点之一，领域内后来者的热情非凡，尤其是国内相关Biotech企业，目前已知的就有苑东生物的EP-9001A、达石药业的DS002、三生制药的SSS40、泰诺麦博的TNM009。当然，除了上述NaV1.8抑制剂、NGF抑制剂与TRPV1抑制剂外，当今非阿片类止痛药研发领域还有不少值得重点注意的新药领域，比如WNT信号通路阻滞剂、ATR2拮抗剂、选择性CCR2拮抗剂、α2肾上腺素受体激动剂、内源性大麻素下的FAAH、NMDAR受体拮抗剂、NTRK1抑制剂等。每个细分领域都有着一份独属于自身的发展历程，虽然如今表面上NaV1.8抑制剂似乎在新机制止痛药层面已然拔得头筹，不过未来谁敢保证上述细分领域就不会迎来爆发？小结总结来看，疼痛管理的爆发逻辑已清晰可见：‌庞大患者基数‌、‌长周期用药属性叠加强大的支付意愿，使其市场黏性媲美减重赛道，加之现有药物（阿片类成瘾、非甾体药效弱）存在明显‌临床局限性与未满足需求，千亿替代空间，怎能不让人异常兴奋。而事实上，过去20年，疼痛管理新药研发屡屡碰壁，MNC药企无一不在该领域栽过跟头，但2025年Nav1.8抑制剂‌VX-548的获批却给行业注入一剂强心针，也让非阿片止痛药市场成为新的市场热点。展望未来，随着靶点迭代能力持续加强（从第一代到第三代Nav1.8抑制剂）、适应症差异化布局（聚焦口服制剂，专注癌痛、慢性痛）等竞争要素的细分。更关键的是，国内药企在疼痛管理新药研发层面投入强劲，尽管短期来看，在各细分领域均无任何一款新药占据头部优势，但如恒瑞、海思科与一众Biotech企业仍有望给行业带来新的惊喜。可以预见，疼痛管理新药市场，即将迎来百年时代变革，这场从精准机制打破阿片依赖的变革，或将重塑人类对抗疼痛的终极范式。来源 | 博药（药智网获取授权转载）撰稿 | 博药内容中心责任编辑 | 八角声明：本文系药智网转载内容，图片、文字版权归原作者所有，转载目的在于传递更多信息，并不代表本平台观点。如涉及作品内容、版权和其它问题，请在本平台留言，我们将在第一时间删除。合作、投稿 | 马老师 18323856316（同微信）阅读原文，是受欢迎的文章哦

上市批准临床研究

2024-12-12

·精准药物

FIC：基于CRBN的KRAS G12D分子胶降解剂的发现

前言 2024.11.28，韩国公司InnoPharmaScreen公开了一篇非常有意思的专利WO2024241248：KRAS G12D分子胶降解剂IPS-06061（如下图）。有意思的点在于：最关键的自然是分子是怎么来的：专利声明其通过模拟先天KRAS G12D与CRBN的PPI。并通过在PPI界面处生成合适的药效团，De novo synthesis策略生成分子胶。这一技术可能可能有助于发现更多靶点更多靶点的分子胶降解剂。不同于以往采用戊二酰亚胺/琥珀酰亚胺的基于CRBN的分子胶降解剂，IPS-06061具有完全不同的结构模块。 IPS-06061选择性降解KRAS G12D（专利中申明也可以降解G12V，但缺乏数据），DC50 = 230 nM，Dmax > 90%。同时对KRAS WT具有选择性。体内药效尚可。下面对专利主要内容进行一一梳理，并写一点个人看法。 KRAS G12D分子胶的发现专利中最关键的部分。不得不说这家公司也是个大善人，细节都给出来了。 1. 使用正构方法进行分子胶的计算机设计使用专有软件和开源软件的组合来实现成功设计新型分子胶降解器的目标。此类软件的示例包括 Maestro（Schrodinger 专有）、Autodock Vina 和 NAMD。我们的 MG 降解剂策略主要涉及两种主要方法：正构方法和变构方法。设计新型MG降解剂的正位方法主要依赖于两种蛋白质——E3连接酶和我们的POI之间的先天蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)。静电相互作用和几何因素会影响此类 PPI，即使我们的 POI 不是我们选择的 E3 的真实基材，它们之间也会存在一定程度的 PPI。这样的 PPI 不会很稳定，是一种会自然解离的“亚稳定”复合物。我们的目标是设计一种小分子配体，通过将其自身插入 PPI 界面，理想地诱导、增强或介导所选 E3 与我们的 POI 之间的相互作用，从而将亚稳定复合物转化为稳定的蛋白质复合物。通过这样做，我们的目标是使我们的 POI 成为我们选择的 E3 的“新基底”。 2. 结构文件的准备由于我们的策略是建立在MG降解剂的计算机模拟发现的基础上的，因此所涉及的蛋白质的结构的准确表示是至关重要的。一般来说，所有结构均作为 X 射线衍射晶体学数据从蛋白质数据库 (PDB) 获得。我们的第一个 MG 降解剂发现过程重点关注 Cereblon（CRBN，PDB ID：6H0F）和 KRAS G12D（PDB ID：6GJ7）。使用 Maestro 中的蛋白质制备工具下载并预处理结构。将蛋白质的热态调节至 pH 7.0-7.3 以反映细胞内条件。氢键被优化，并通过将重原子收敛到 RMSD 0.3A 来执行约束最小化，以生成能量景观全局最小值处的蛋白质结构。 3. 模拟先天PPI 如前所述，我们的正位策略依赖于E3和POI之间的先天PPI来形成亚稳定复合物。为了在计算机中模拟这种复合物的形成，我们使用了 Maestro 中的蛋白质-蛋白质对接工具。由于我们对 POI 和 E3 之间的任何 PPI 的先验信息为零，因此我们选择在蛋白质-蛋白质对接过程中不给予任何限制。通过探测 70,000 次 KRAS 旋转，我们生成了 20 个最佳姿势，并根据相互作用的自由能进行排名。如果最佳评分 PPI 的解离常数 Kd 大于微摩尔尺度（毫摩尔尺度 Kd 的任何 PPI 都是非相互作用的），则拒绝姿势，并且对生成的姿势进行目视检查，我们删除了任何“异常” ' 姿势，使用排名最好的姿势作为参考。这里，异常姿态表示与参考姿态相比，POI 在完全不同的位置对接 E3。去除异常后，使用玻尔兹曼加权来选择代表性姿势，参数为相互作用的自由能。加权代表性姿势最有可能反映由实际先天 PPI 创建的亚稳定复合体的结构。 4. 药物片段生成然后，我们使用Maestro中的药效团工具以便在如上所述的蛋白质-蛋白质界面处产生合适的药效团假设。然后，我们根据药效团分析建议合适的片段“种子”。此类片段用于从头合成。 5. 从头合成将每个上述过程产生的片段用于我们的MG降解剂的从头合成。使用 LEA3D 服务器和我们的手工编码算法，我们利用生成遗传算法来寻找命中分子。我们将算法的搜索空间限制在由两种蛋白质之间的先天 PPI 创建的狭窄区域内。使用片段种子并使用利平斯基规则作为过滤器，生成算法从初始分子生成随机突变分子以形成群体。种群中的每个成员都对接到我们模拟复合体的 PPI 接口，并且最佳对接结构得以保留。现在最好的结构成为新的初始结构，整个过程循环直到达到收敛。对于 KRAS 和 CRBN 之间的复合体，使用 PPI 接口质心处 15 A 的搜索空间。每个群体的大小设置为 50 个分子，算法最多执行 40 代。然而，我们在一些试验中观察到早在 16 代时就出现了收敛。我们的潜在候选 MG 分子是根据其理化性质和合成可及性从大量试验中选出的。 6.分析然后将用上述过程生成的分子导入Maestro以进行进一步分析。初步分析涉及基本理化性质的计算，例如log P（辛醇/水分配系数）、溶解度、TPSA（拓扑极性表面积）等。这些数据单独存储，以备将来计算或模拟急用时使用。尽管计算机对接是与遗传算法一起进行的，但我们选择将生成的结构重新对接到模拟的 PPI 复合体中。使用 Autodock Vina 和 Glide，以 XP（超精密）模式将分子对接至 PPI 复合物界面。通过这种重新对接方案，我们希望使 POI、E3 和潜在 MG 候选物之间的蛋白质-配体三元复合物的模拟结构尽可能地反映现实。计算结合能并用于评估我们的配体在三元复合物中的结合稳定性。由于这种静态分析没有产生关于三元络合物的动态稳定性的信息，因此我们利用广泛的分子动力学(MD)模拟。使用 Desmond 作为主要 MD 软件，我们将三元络合物溶解在水中（SPC 水模型），我们的络合物位于立方晶胞的中心。将系统最小化并平衡至 340 K（67 ℃）的温度。我们使用异常高的温度来加速蛋白质复合物的热解离——复合物在如此恶劣的条件下的存活将保证在较低温度下的稳定性。生产运行平均运行 10 ns（最少 5 ns）。然后目视检查生产运行的轨迹。获取并分析 RMSD 数据。将三元复合物的 MD 模拟与作为阴性对照的二元复合物（无配体）的 MD 模拟进行比较。结果分析，机制论证使用正构方法进行分子胶的计算机设计已经生成了KRAS G12D突变体的一些潜在候选分子，其中CRBN作为选择的E3。分子动力学结果表明，所设计的这些分子（下图）能够有效增强POI和E3连接酶之间的相互作用，有效诱导POI与E3连接酶的接近，从而成功泛素化。专利中给出了部分化合物的合成路线。但仅有对IPS-06061(即Cpd.7)作进一步评价。这些化合物结构也较为简单易合成，感兴趣的可以合成出来评价一下。此外，降解性泛素化通常发生在 KRAS 的 C 端赖氨酸残基处。C端位于KRAS-CRBN相互作用界面的另一侧，表明降解泛素化不受阻碍。在具有和不具有设计的分子胶候选物的情况下，分析了在生理条件下10ns模拟之后复合物的RMSD(均方根偏差)。当引入设计的分子时，与没有MG的情况相比，三元复合物的峰值RMSD显著降低。表明通过设计的分子胶结构诱导了三元复合物稳定性。 SPR 分析系统进行 PPI 三元复合物测定当 CRBN 和 KRAS G12D 蛋白用 IPS-06001 处理时，检测到三元复合物（CRBN-KRAS G12D-IPS06001 复合物）的传感图，IPS-06001 是一种以剂量依赖性方式特异性针对 KRAS G12D 的新型分子胶（MG）。然而，CRBN-KRAS WT-IPS06001 的传感图没有增加，这一结果表明 IPS-06001 是一种针对 KRAS G12D 而不是 KRAS WT 的新型 MG 降解剂 IPS06001的体外降解活性开头也简要提到过了。IPS-06061 显示 AsPC-1 胰腺癌细胞中 KRAS G12D 的降解呈时间依赖性，KRAS G12D 的 DC50 <500 nM 和 Dmax >90%，而对 Caco-2 细胞中 KRAS WT 的降解没有影响。这些数据表明，由于 IPS -06061 诱导的蛋白质泛素化，KRAS GI2D 被成功降解。 IPS-06061的体内药效采用植入AsPC-1胰腺癌细胞的异种移植小鼠模型，每周两次口服IPS-06061，持续28天。与空白对照相比，高剂量(80mpk)治疗组中的平均肿瘤生长显着减少（TGI接近100%），且显着降低了肿瘤重量。此外，通过测量体重、食物摄入量、全血细胞计数和生化血液化学来评估毒性，IPS-06061组未观察到明显变化。总而言之，这些数据表明 IPS-06061 通过 CRBN-KRAS G12D-IPS-06061 三元复合物形成诱导 KRAS G12D 泛素化而显示出良好的抗癌活性。后话 1.关于KRAS G12D分子胶与PROTAC InnoPharmaScreen成立于2009年，也算是历史比较久的公司，但从管线上看其研发能力并不突出，目前仅有IPS-07004（NLRP3抑制剂）一款药物进入临床，其余均在早期R&D阶段。本专利中给出了一个显然FIC、结构新颖的KRAS G12D-CRBN分子胶，倒显得与这家公司有点格格不入。另外，从公司管线看，其肿瘤领域有一个IPS-06060是分子胶降解剂。本专利中的IPS-06061很可能便是该管线的衍生。另外，从Seed Therapeutics官网上看，其也有一条针对KRAS G12D分子胶管线。猜测应该也是分子胶降解剂，可能也是招募CRBN。至于Seed的G12D分子胶具体结构，只能等后续专利公开了。提到分子胶自然免不了与PROTAC作对比。PROTAC既有的缺陷便是分子量导致的成药性问题，以及关键“hook effect”现象限制其药效。而分子胶相较于PROTAC具有理论上的优势。此前提到的安斯泰来的KRAS G12D PROTAC的临床数据有点不尽如人意，算是给PROTAC领域泼了一盆凉水。本专利的数据也表明了，KRAS G12D与CRBN也存在较弱的PPI，通过分子胶稳定PPI，实现了降解KRAS G12D的目的。当然目前看来IPS-06061的体内外药效并不出色（DC50活性一般，TGI接近100%，尚无法达到肿瘤消退），且成药性应该也有较大提升空间。基于这一结构进行进一步的成药性优化，可能会发现药效更为出色的G12D分子胶降解剂。至于基于这一骨架的G12D分子胶未来是否能够进入临床，值得期待。提到G12D分子胶自然免不了与RMC-9805作对比。RMC-9805(非降解型分子胶)通过招募伴侣蛋白CypA与RAS G12D形成三元复合物阻断其功能，初步临床结果表现出色。这类分子胶的发现也是基于发现了KRAS与CypA存在弱PPI。这也成为了一个降解型分子胶与非降解型分子胶同台PK的有趣案例。 2. 全新骨架的CRBN分子胶此前也多次介绍过Monte Rosa的分子胶发现策略【分子胶的理性设计(3)：Monte Rosa教你如何“调教”CRBN】、【22.5亿美元！诺华青睐的VAV1分子胶长啥样？市场前景如何？】。Monte Rosa的策略是基于分子表面模拟发现POI，通过在戊二酰亚胺骨架上衍生基团招募POI对其降解。这其实也是目前大部分分子胶研发公司的通用策略。而本专利则截然不同，通过计算化学，模拟CRBN与KRAS的PPI，片段生成，从头合成的一系列步骤，发现了完全不依赖戊二酰亚胺的全新CRBN骨架。遗憾的一点是专利中图片较为模糊，未给出PDB，无法清楚知道分子形成的三元复合物的具体构象。但这一策略也给分子胶发现带来新的启发：目前看这套策略可能具有普适性，基于这套策略，未来能否发现更多基于新靶点的新骨架的CRBN分子胶，甚至未来拓展到CRBN之外新的E3连接酶，解锁分子胶技术更多的潜能。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↓

蛋白降解靶向嵌合体引进/卖出

2024-03-08

·GoDesign

【药物设计】PDB中蛋白-小分子配体相互作用的系统性分析

——背景——深入了解蛋白-配体间的相互作用有助于我们更好地进行蛋白结构分析及药物设计。今天我们分享一篇2017年发表在Med. Chem. Commun. 的研究文章，文章作者对PDB数据库中蛋白-配体复合物结构进行了筛选，收集到了11016套质量够高（分辨率≤2.5埃）的蛋白-配体复合物数据用于后续分析。作者对数据集中所有距离≤4埃的原子间非共价接触进行了统计，得到750873对相互作用并将其分为了7类。在做整体分析之后，作者依次对每类相互作用的组成、几何形状、出现的频率、蛋白质侧链偏好进行了分析，并以特定案例为例说明了该类相互作用对配体结合亲和力和药物活性的影响。希望本文能对大家理解蛋白-配体间相互作用有所帮助。——分析结果——蛋白质-配体原子相互作用的主要类型作者提取了PDB中所有分辨率高于2.5埃的蛋白-小分子复合物的晶体结构，得到11016个复合物结构。排除了含有蛋白缓冲液和结晶条件相关的小分子的结构后，作者最终得到了750873个距离小于等于4埃的配体-蛋白相互作用原子对。前100种最常见的配体-蛋白原子对（表S2，见文末）可以聚类为7种相互作用类型。其中，出现频率最高的相互作用类型依次是疏水相互作用、氢键和π堆积。接下来是弱氢键、盐桥、酰胺堆积和阳离子-π相互作用。图1. PDB中提取的蛋白配体间非共价相互作用的频率分布作者收集得到的数据集中有超过五百个蛋白家族成员。前十的家族如图2a所示，其中激酶、胰蛋白酶样丝氨酸蛋白酶和天冬氨酸蛋白酶数量上位居前三。前十中除核激素受体和溴结构域家族外，其余都是酶。作者选择了三个不相关的蛋白家族来评估同种相互作用在不同家族中出现频率的差异（图2b）。首先，作者发现离子相互作用（即盐桥）和阳离子-π相互作用在三个家族中频率都很低，π堆积在三个家族中频率接近。然后，作者发现氢键在激酶和胰蛋白酶样蛋白中的频率比核激素受体高一倍甚至更多。而最令作者惊讶的是，胰蛋白酶样蛋白中氢键和酰胺堆积的相对比例（42%和32%）远高于激酶（16%和6%）和核激素受体（10%和4%）。作者猜测这可能是由于激酶和核激素受体中的结合口袋比胰蛋白酶样蛋白更疏水，蛋白质酰胺基团的极性π面暴露较少导致的。图2. 数据集中十个最常见的蛋白质家族的分布接着作者比较了“高效”配体和“低效”配体中最常见的相互作用类型是否有差异，实验的亲和力数据来源于PDBbind数据库。作者选用FQ评分作为评估配体亲和力的指标，FQ评分反映了配体中平均每个原子对结合的贡献，即FQ越大，分子越精干有效，FQ越小，分子越臃肿低效。结果如图3a所示，疏水相互作用仍然是最常见的互作类型，而其他相互作用类型的比例均有所降低，其中，氢键从59%降到了34%，离子相互作用从13%降到了7%。这一现象可能反映出PDB中的大多数配体都是由先导化合物优化得到，其目的是增加有利疏水相互作用的数量，这比优化方向性受限的氢键更容易。作者也发现相比低FQ评分的配体，高FQ的配体更加疏水。而两类配体的其他性质如极性表面积、氢键受体和氢键供体等均接近。结合以上结果，可以看出，高效结合靶标的小分子配体更疏水，疏水相互作用是提高配体效率的驱动因素。图3. 不同配体结构中最常见的非共价相互作用的相对频率分布作者还探究了疏水相互作用在比类药分子分子量更小的片段（fragment）和蛋白的相互作用中是否仍然出现频率很高。于是作者计算了随机选择的1500个蛋白-配体复合物和蛋白-片段复合物中的互作类型。然后作者发现蛋白-片段复合物具有丰富的极性相互作用: 与疏水接触相比，氢键的频率增加了一倍，从31%增加到62%；静电相互作用的频率增加了三倍，从5%增加到17%（图3b）。作者认为出现这种差异是因为小分子量的片段为了弥补它们原子数量少的缺点，片段之间的相互作用需要非常高效，而静电相互作用决定了配体结合的最大效率。在最初的筛选中，片段（Fragment）的浓度都比较高，这就要求片段本身有高水溶性，反映到结构上带有极性基团。所以与类药物化合物相比，片段中极性相互作用的发生率更高。这也说明，片段（Fragment）比先导化合物及其优化产物（Lead compound）更容易采取结合姿态，从而最优地满足如静电或氢键等高效相互作用的几何约束。总之，这些结果表明，片段利用极性相互作用从有限的相互作用中获得最大的结合效率，但随着小分子配体的优化，几何约束与极性键越来越难满足，疏水相互作用的贡献增加。为了进一步深入了解，接下来将详细分析PDB中每种蛋白质-配体相互作用类型的组成、几何形状、出现的频率、蛋白质侧链偏好以及对配体结合亲和力和药物活性的影响。疏水相互作用从前面的分析可知，疏水相互作用是蛋白-配体复合物中最常见的相互作用，作者共找到66772对碳原子与碳原子、卤素原子或硫原子之间小于等于4埃的接触（图1）。这些疏水接触可以分为五组。其中数量最多的一组是受体的脂肪碳原子和配体的芳香碳原子之间的接触，共有42443对。这表明在小分子抑制剂中普遍存在芳香环。事实上，76%的上市药物都含有一个或多个芳香环，其中苯环是目前最常见的环系。而疏水氨基酸——首先是亮氨酸，其次是缬氨酸，异亮氨酸和丙氨酸，它们的侧链毫无意外地最多地参与了疏水相互作用。配体的脂肪碳原子和受体的芳香或脂肪碳原子之间的互作原子对分别有8899和8974对。作者观察到这其中脂肪碳原子大多分布在芳环平面的上方或下方，而不是在环的边缘。蛋白中的芳香或脂肪碳原子与配体中的氯原子或氟原子间的接触是第二多的疏水接触（5147对）。第三是甲硫氨酸侧链硫原子和配体芳香碳原子间的接触（1309对）。尽管甲硫氨酸被归类为疏水氨基酸，但有研究表明，与纯疏水相互作用相比，Met-S⋯C(aro)间的相互作用能够产生1-1.5 kcal/mol-1的额外稳定能量。疏水相互作用是药物受体相互作用的主要驱动力。配体上每个溶剂暴露的甲基在埋入蛋白疏水口袋后，可多贡献约0.7 kcal/mol-1的结合能/使结合能力提高3.2倍。然而，用甲基取代氢原子的效果是高度依赖于环境的，效力的损失和增益一样常见。有8%和0.5%的案例中观察到了10倍和100倍的效力提高。例如，添加一个甲基可以使tankyase-2（TNKS2）抑制剂的效力提高50倍（图4）。添加的甲基占据一个小的疏水口袋，可能释放不利结合的水分子。在极少数情况下，引入甲基增加的效力能够超过两个数量级。这通常是因为配体的结合对受体构象熵的惩罚效应的减弱和甲基包埋到疏水口袋的去溶剂化效应的叠加实现的。图4. TNKS2抑制剂加入甲基的神奇效果。(a) 两种TNKS2抑制剂的化学结构 (b) 结合抑制剂1 (青色) 的TNKS2的晶体结构（pdb: 5C5P）氢键氢键是蛋白-配体复合物中第二常见的相互作用，作者共观察到28577对氢键互作原子对（图1）。其中N-H⋯O的互作最常见（15105对），接下来是O-H⋯O（8251对）和N-H⋯N（333对）。在N-H⋯O相互作用中，中性氢键和带电氢键的数量几乎相等（分别为7554和7551对）。蛋白更多情况是氢键供体而不是受体（分别为9217和5888对）。令人惊讶的是，甘氨酸是最常见的氢键受体，同时也是第二常见的供体，这可能是由于甘氨酸没有侧链掩盖主链原子，主链的灵活性能够更好地满足氢键的空间约束。精氨酸比赖氨酸参与更多的氢键，可能是由于精氨酸侧链的胍基上存在3个氮原子。在O-H⋯O互作中，带电氢键（通常在醇和羧酸之间）的频率是中性氢键的3倍，并且配体通常作为供体而不是受体。在带电氢键中，最常见的受体是天冬氨酸；在中性氢键中，最常见的受体是天冬酰胺、甘氨酸和谷氨酰胺。丝氨酸是最常见的供体。此外，在作者的分析中还观察到4888个由水介导的蛋白质-配体氢键。其中，在配体中涉及氧原子的水介导氢键的频率大约是涉及氮原子的两倍。作者通过分析发现，在N-H⋯O，N-H⋯N，O-H⋯O氢键中，重原子（N或O）间的中位距离约为3.0埃（图5），这个值比先前报道的酰胺（C=O）和OH/NH 之间的氢键略高（~ 0.1-0.2 Å）。此外，中性氢键和带电氢键的中位距离几乎相同（相差0.1 Å）。D-H⋯A氢键的角度主要分布在130-180°，而N-H⋯O氢键的偏好角度集中在180°左右。图5. 弱氢键（C-H⋯O）和强氢键（N-H⋯O, N-H⋯N, O-H⋯O）的长度分布氢键是生物复合物中普遍存在的定向的分子间相互作用，也是分子识别特异性的主要贡献者。氢键的自由能在-1.5 kcal/mol-1到-4.7 kcal/mol-1。然而，如果新形成的相互作用不超过配体结合时的去溶剂化损失，则氢键对结合的贡献可能非常有限（甚至不利）。同样，氢键的贡献也取决于局部环境：暴露于溶剂的氢键对净相互作用能的贡献明显小于埋藏在疏水袋中的相同氢键。因此，通常认为优化疏水相互作用比优化氢键更容易。在药物设计中，氢键由于其严格的距离和几何约束而被用来保证配体-受体结合的特异性。现有案例中，有一系列凝血酶抑制剂通过简单添加作为氢键供体的氨基实现了结合亲和力的显著增加（>500倍，图6a）。在晶体结构中，氨基与216位的甘氨酸的羰基氧和周围的水形成带电氢键(图6b)。图6. 在凝血酶抑制剂中加入氢键的效果。(a) 两种凝血酶抑制剂的化学结构 (b) 结合抑制剂4（青色）的凝血酶的晶体结构 (pdb: 2ZC9)。氢键用绿色虚线表示π堆积相互作用蛋白-配体复合物中第三常见的相互作用是芳香相互作用。芳香环相互作用在化学和生物系统中普遍存在，可以被认为是疏水相互作用的一种特殊情况。作者通过统计发现，边对面（edge-to-face）和面对面（face-to-face）的互作出现频率接近（分别为8704和8537对）。这与苯二聚体相互作用能的量子力学计算结果一致。计算预测边对面和有平行位移的面对面是等能的，并且比重叠的面对面π堆积更稳定。有将近一半的π堆积相互作用发生在苯丙氨酸的芳香环和配体的芳香环之间，其次是酪氨酸（36.8%），色氨酸（8.7%）和组氨酸（5.1%）。涉及芳香环的相互作用也是蛋白质配体识别的主要贡献者，同样也被应用于药物设计中。一个通过形成π堆积相互作用极大增加结合亲和力的例子是可溶性环氧化物水解酶（sEH）抑制剂的设计。晶体结构显示，抑制剂6的苯环能够和524位的组氨酸形成π堆积相互作用，而不含这个苯环的5号抑制剂的结合能力降低了100倍（图7）。虽然π堆积相互作用可以增加抑制剂对靶标的结合亲和力，但有研究指出，减少分子芳香环的数量可能会改善其物理化学性质，如溶解度。图7. 在人源环氧化物水解酶抑制剂中加入芳香环的效果。(a) 两种人源sEH抑制剂的化学结构 (b)结合抑制剂6（青色）的sEH的晶体结构（pdb:3I1Y）。苯环用粉色/透明球面表示弱氢键蛋白-配体复合物中第四常见的相互作用是C-H⋯O 氢键。当相互作用的供体碳原子是芳香碳时，受体氧原子更多地来源于蛋白而非配体（分别为4927和708对）。这简单地反映了这样一个事实：大多数配体具有芳香环，而大多数侧链则没有。甘氨酸、天冬氨酸和谷氨酸始终是 C-H⋯O 相互作用中最常见的受体，而亮氨酸是最常见的供体。C-H⋯O氢键的中位距离为3.4 Å，比传统氢键（N-H⋯O, N-H⋯N, O-H⋯O）长0.4 Å，并且两个重原子之间的距离很少低于3.2 Å（图3）。C-H⋯O相互作用的角度集中在130°左右，这与以前的报道一致。人们对弱氢键的存在已经进行了广泛的分析和评述。计算表明，Cα-H⋯O=C相互作用的强度约为NH⋯O=C氢键强度的一半。此外，对蛋白质配体复合物的分析表明，Cα-H⋯O氢键更应解释为次级相互作用，因为它们经常伴随着分叉的N-H⋯O氢键。现在越来越多的人认识到C-H⋯O氢键在多种生命活动如分子识别，蛋白质折叠的稳定，核酸与蛋白质的相互作用，酶催化，以及蛋白质-配体结合复合物的稳定中起着重要作用。一对配对的CDK2抑制剂说明了C-H⋯O氢键对蛋白质配体复合结合的贡献（图8）。抑制剂7和8之间的唯一区别是8的噻唑环上的甲基取代了NH2。虽然7的N-H⋯O氢键比8的C-H⋯O氢键更强，但后者更有效，可能是与7的NH2在结合时脱溶剂惩罚有关(图8b)。图8. 在CDK2抑制剂中用C-H⋯O氢键替换N-H⋯O的效果。(a) 两种CDK2抑制剂的化学结构 (b) 结合抑制剂8（青色）的人源CDK2的晶体结构（pdb:1PXP）。N-H⋯O和C-H⋯O氢键分别以绿色和品红色虚线表示盐桥带正电荷的氮和带负电荷的氧之间的接触（即盐桥）是分析中第五常见的相互作用类型（7276对）。来自蛋白的带正电的氮原子和来自配体的带负电的氧原子之间形成的盐桥的数量是氮氧原子来源相反的盐桥数量的两倍（分别为4882和2394对）。因为蛋白质中精氨酸（5.6%）和赖氨酸（5.0%）的频率与观察到的天冬氨酸（5.4%）和谷氨酸（3.8%）的频率接近，所以这可能反映了PDB中含有羧酸的配体数量（1849个）多于氨基（1103个）。在83.6%的盐桥中，精氨酸提供阳离子。这与量子力学计算相一致。量子力学预测精氨酸比赖氨酸侧链更倾向于形成盐桥。此外，在精氨酸胍基周围的带负电氧的分布表明，负电氧原子在末端（ω）氮周围的密度比在仲胺（ε）氮周围的密度高。盐桥对蛋白质稳定性的贡献很小，因为形成盐桥所获得的有利结合能不足以抵消带电基团脱溶剂的能量损失。然而，盐桥相互作用的强度强烈依赖于环境，特别是埋藏的盐桥对配体结合起着至关重要的作用。例如，在EGFR抑制剂10的末端N，N二甲基的氮原子能够和EGFR激酶结构域831位的天冬氨酸形成盐桥（图9）。当这个末端二甲基的氮原子被碳原子取代时（即抑制剂9），抑制剂的效价降低了800倍以上。图9. 在EGFR抑制剂中添加盐桥的效果。(a) 两种人源EGFR抑制剂的化学结构 (b) 结合抑制剂10（青色）的EGFR激酶结构域的晶体结构（pdb:4JRV）氢键以绿色虚线表示酰胺⋯π堆积酰胺基团和芳环之间的相互作用是第六常见的相互作用类型。和典型芳香π堆积不同，酰胺⋯π堆积是指酰胺键的π面相对于芳环π面的堆积。和前述的π-π堆积相同，酰胺⋯π堆积中也没有发现对面对面和边对面堆积的明显偏好（分别为2907和2060对）。最常参与面对面酰胺⋯π堆积的氨基酸是甘氨酸（19.4%）和色氨酸（17.9%），而边对面堆积中最常见的氨基酸是甘氨酸（20.1%）和亮氨酸（13.0%）。事实上，88.5%的酰胺π堆叠相互作用发生在蛋白质（通常是甘氨酸）的主链酰胺和配体的芳香环之间。这指向了一种利用结合位点中的肽键的策略。这种策略在基于结构的药物设计中可能未得到充分利用。酰胺⋯π堆积相互作用在蛋白质结构中常见又重要。这些相互作用有时也在配体结合中发挥重要作用。例如，一对含恶唑的凝血因子Xa抑制剂之间的Ki差异为11倍，这主要是因恶唑环的偶极对酰胺⋯π相互作用的影响（图10）。图10. 恶唑环的偶极对酰胺⋯π相互作用的影响。凝血因子Xa抑制剂11（a）和12（b）的化学结构以及活性位点结合抑制剂（青色）的凝血因子Xa的晶体结构（pdb:2Y5H, 2Y5G）。恶唑环和肽酰胺的偶极（红色箭头）在11中平行，在12中反平行阳离子-π相互作用在分析中，作者还找到了2577对带正电的氮原子和芳环间的相互作用。这些阳离子-π相互作用本质上是静电相互作用，因为π系统的电子云带负电荷。在90%以上的这类相互作用中，氮原子来自受体，芳环来自配体。这再次反映了前面提到过的一个事实，类药物化合物通常具有芳香环，而氨基则相对更少见。精氨酸参与阳离子-π相互作用的频率是赖氨酸侧链的3倍。先前已在氢键及盐桥的相互作用中观察到类似的趋势。这种偏好可能是由于精氨酸的胍基可以在同时与芳香环结合的同时提供数个氢键。当带正电的氮来自配体时，来自酪氨酸侧链的芳香环最常见（156对），其次常见的是苯丙氨酸和色氨酸（分别为59和24对）。酪氨酸在其羟基氢键上的阳离子-π结合能力的增强被认为是肽相互作用中类似偏差的起源。之前的理论结果认为酪氨酸与苯丙氨酸形成阳离子-π相互作用的能力相同，但实验结果观察到蛋白质分子内阳离子-π作用中酪氨酸占比高于苯丙氨酸，酪氨酸额外的形成阳离子-π相互作用能力可能是由于其羟基形成氢键后，苯环电子云密度升高，形成阳离子-π相互作用能力更强。阳离子-π相互作用在蛋白质中广泛存在，是蛋白质结构、稳定性和功能的重要决定因素。一个特别引人注目的例子是表观遗传读取蛋白家族，其特征是由两到四个芳香残基组成的芳香笼，能够与甲基化修饰的赖氨酸或精氨酸侧链产生阳离子-π和疏水相互作用。许多药物受体相互作用涉及阳离子-π相互作用。最早的例子之一是烟碱乙酰胆碱受体（nAChR）对乙酰胆碱（ACh）的识别。同样，γ-氨基丁酸, 甘氨酸，和5-羟色胺受体与神经递质的相互作用中也存在阳离子-π相互作用。在一系列对有效的凝血因子Xa抑制剂的富有洞察力的优化实验中，一个氨基的顺序甲基化使得抑制剂的结合亲和力增加了3个数量级。叔丁基类似物（抑制剂15）与三甲基化氨基（抑制剂17）的亲和力的差异，表明阳离子-π相互作用使效力增加了60倍（图11）。图11. 氨基的顺序甲基化对凝血因子Xa抑制剂结合亲和力的提升 (a) 一系列凝血因子Xa抑制剂的化学结构 (b) 结合抑制剂17（青色）的凝血因子Xa的晶体结构（pdb:2JKH）。阳离子-π相互作用用绿色虚线表示卤键虽然涉及卤素原子的特定相互作用比上面讨论的其他相互作用要少得多，但作者还是将其纳入分析中，因为这些相互作用的影响在药物化学中经常被讨论。作者观察到了351对C-X⋯Y (X = Cl, Br, I; Y = O, N, S)，其中Y来自蛋白质侧链或主链。这些卤素键（XB）相互作用发生在卤素原子（XB供体）和亲核试剂（XB受体）的σ-空穴（正静电势）之间。由于较高的电负性和缺乏极化性，氟不能形成卤素键相互作用，因此在分析中只考虑较重的卤素（Cl, Br和I）。在351对相互作用中，涉及氯原子的相互作用是最多（222对），其次是溴（91对）和碘（38对）。这与其他调查结果一致，并反映了这三种卤素原子在小分子配体中的相对普遍性。C-X⋯Y角的中位数为156°，表明其接近线性排列。氧原子是最常见的XB受体（占所有相互作用的约90%），其次是硫（约9%）和氮（约1%）。总的来说, 所有卤素键中有71%（251对）与主链羰基氧原子发生相互作用，而存在相互作用的天冬酰胺、脯氨酸、精氨酸和色氨酸残基较少。卤素键是一种在小分子中已被良好表征的分子间相互作用，在晶体工程和超分子化学等领域有着广泛的应用。在小分子中引入卤素的策略在药物化学项目中大量使用，这样不仅可以增加化合物的亲和力，还可以增加化合物的膜渗透性和代谢稳定性。通常，在先导化合物中添加卤素原子被用来研究它们的空间和电子效应。直到最近人们才认识到，卤素可以形成独特的分子相互作用，有助于蛋白质识别配体。关于卤素键对蛋白质配体复合物的影响，已多有报道。关于PDE2a的一系列[1,2,4]三唑基[1,5-a]嘧啶类选择性抑制剂提供了很好的例子。在这项工作中，研究者系统性地分析了19号抑制剂原位H被卤素原子取代的效应（图12）。在19号抑制剂的类似物中，H被F、Cl、Br和I取代。所有化合物以相似的姿势结合，结合位点残基没有明显的构象变化。化合物的活性按H≈F≪Cl

临床终止

100 项与吡芬溴铵相关的药物交易

登录后查看更多信息