十年磨一剑---阿斯利康的RXFP1激动剂能否拔得头筹？

2023-06-21

临床2期临床1期信使RNA临床3期疫苗

松弛素是一种多效性激素，在怀孕期间介导全身血流动力学和肾脏适应性变化。松弛素也被证明具有抗纤维化特性，并对心力衰竭有有益作用，例如急性失代偿性心力衰竭(ADHF)。心力衰竭具有较高的发病率和死亡率。其特点是复杂的组织重塑，包括心肌细胞死亡和间质纤维化增加。松弛素激活了许多信号级联反应，这在缺血再灌注和心力衰竭的情况下是有益的。如图1，这些信号通路包括PI3K通路和一氧化氮信号通路。松弛素家族肽受体1 (RXFP1)是松弛素-2的受体，松弛素-2是生殖和心血管生理的重要调节因子。RXFP1是一个经过充分验证的、药理学上重要的GPCR家族1c成员，其被松弛素激素激活与血流动力学、抗纤维化和抗炎特性有关。RXFP1的激活可以降低血管阻力和潜在的肺压，从而增加心输出量，增强肾、肺和肝脏重要中央血管床的灌注。图1 RXFP1介导的信号通路靶向RXFP1的激动剂目前只有一款药物上市，是诺华开发的重组天然激素类似物serelaxin。处于临床阶段的激动剂有松弛素模拟物AZD3427（II期）、小分子AZD5462（I期），凭借新冠疫苗大火的Moderna Therapeutics公司开发的mRNA类激动剂mRNA-0184（I期）。以及临床前靶向RXFP1和RXFP2的多肽激动剂CGEN-25010（无进展）。Serelaxin的心衰3期临床因为试验没有达到一级终点而失败，最后只能选择在俄罗斯上市，且Serelaxin的半衰期只有10分钟，需要静脉注射。松弛素模拟物AZD3427和mRNA-0184也需要注射。为了提高患者的依从性，小分子激动剂的开发具有广阔的市场。小分子靶向RXFP1非常具有挑战，因为缺乏直接的蛋白结构信息，并且早期通过高通量筛选得到的小分子都缺乏成药性。2013年，美国国立卫生研究院对35万多个化合物通过高通量筛选发现了化合物ML290。AZ和BMS均以ML290为先导进行优化，最终AZD5462在2022年6月成为首个进入临床的口服小分子RXFP1激动剂。图2 AZD5462的结构两年一次的 EFMC-ISMC是药物化学和药物发现领域的重要研讨会。在2022年9月的EFMC-ISMC会议上阿斯利康公开了AZD5462的结构信息。如图2，AZD5462结构中含有一个有趣的降冰片烷环，同时连着一个顺式环己烷羧酸片段。AZD5462正处于临床一期试验中，以评估其在日本裔健康志愿者中的安全性、耐受性和药代动力学，使用单次和多次递增剂量给药。对心力衰竭伴射血分数降低(HFrEF)的猕猴进行的临床前研究显示，给药8周后，心脏收缩期功能得到改善，平均动脉血压或心率没有显著升高。AZD5462对RXFP1具有高度选择性，在7个最接近的GPCR中没有活性(大于10µM)，并且与CEREP Safety panel中的靶标没有相互作用。图3 AZD5462的发现-引入苯环的生物电子等排体根据会议披露的SAR信息，简单猜测一下AZD5462的发现过程，这是一个传统药化改构的案例。图3箭头所示为ML290的结构，LogD7.4较高容易带来一些毒性风险。最初将邻氨基苯甲酸片段的苯环替换成非芳香片段，如Rac-4和Rac-5，但都有不同程度的活性下降，清除也变快。如图4所示，改造的关键点是引入了羧酸片段，这可能是想降低LogD7.4或者改善药物的组织分布，从后续给出的Vss看，分布体积也减小了。Rac-12和Rac-13对比，说明了羧酸和氧原子之间隔4个碳原子对活性提升最有利，较Rac-11提升了10倍以上。进一步接上环己烷羧酸片段，并饱和Rac-11中非芳香环的双键得到化合物14，活性较Rac-11提升了10000倍，但化合物14的LogD7.4仍然较高，达到4.9。图4 AZD5462的发现-引入环己烷羧酸进一步，把最右侧的苯环也用非芳香片段替代，以降低脂溶性，减小LogD7.4，引入叔丁基、环丁基、环己基等，得到图5所示的化合物15、AZD5462、16、17、18。活性虽然降低了，但是其他性质得到平衡，比如LogD7.4就在一个合理的范围中，清除率也不会过快。预估的人体给药剂量也在100mg/70kg/d内（除了化合物16的预估剂量达到304/70kg/d）。而化合物17和18中R片段由F改为CN，降低了人体预估剂量却没有被选中，笔者猜测是基于安全性层面的考量。图5 AZD5462的发现-成药性的优化如图6，重新梳理一下AZD5462的各项数据。由于RXFP1激动剂所针对的适应症是慢性病，安全性必然最为重要。AZD5462各项性质均衡，在最为关键的安全性参数的评价中，没有CYP450酶抑制的风险，无TDI风险（CPY3A4/5），无hERG毒性风险，无ames毒性风险。caco-2测试中，虽然efflux达到3.6，有一定的外排，但是吸收较好弥补了外排的风险。虽对OATP1B1 和OATP1B3 转运体有一定程度的抑制，仍需考虑具体给药剂量下血药浓度的影响。并且AZD5462的LogD7.4也因为将两处的芳香环非芳香化，同时引入羧酸片段，成功降低到3.2。CEREP Safety panel中的靶标选择性也大于1000倍。Vss也在合理范围，不会导致组织分布过于广泛而影响药效。大鼠的生物利用度达到58%，虽然食蟹猴的生物利用度只有12%，但是根据AZD5462在不同种属肝细胞中代谢稳定性的差异，预测的人体内的生物利用度达到70%。考虑到以上种种所带来的获益风险比，最终AZD5462进入一期临床评估其对心血管紊乱方面相关疾病的治疗潜力。图6 AZD5462的主要评价数据在智慧芽专利数据库中检索RXFP1，主要是AZ和BMS在布局靶点RXFP1，还未看到国内公司follow的专利公开。阿斯利康申请了一篇专利WO2022122773A1，包含624个实施例，其中就有AZD5462。BMS在2023.5.4公开了4篇RXFP1激动剂专利，第一篇WO2023077041A1，这篇专利只有19个实施例。第二篇WO2023077040A1，包含377个实施例，少部分化合物达到了纳摩尔水平。第三篇WO2023077070A1，包含188个实施例，多数化合物达到了纳摩尔活性水平。从结构上可以看出是在第二篇专利的结构基础上进行进一步优化。第四篇WO2023076626A1，包含976个实施例。结构上延续了第三篇，只是把吡啶替换成了苯环。活性大部分都是纳摩尔水平。自从美国国立卫生研究院首次报道ML290的结构，已过去10年，AZ和BMS进入小分子RXFP1激动剂领域时，都是以ML290为先导，根据传统药化改构的思路优化成药性。2022年在bioRxiv上发表了活性态RFXP1的CryoEM结构，这将促进更多新结构类型的RXFP1小分子激动剂的发现。随着AZD5462进入临床评估安全性和有效性，这一领域的研发热情也再次被点燃，期待更多积极结果的公布，为心血管病人带来福音。参考资料：1.Ram W. Sabnis. Novel RXFP1Modulators for Treating Heart Failure. ACS Med. Chem. Lett. 2022, 13, 1213−1214.2.Maik Gollasch et al; RXFP1 Receptor Activation by Relaxin-2 Induces Vascular Relaxation in Mice via a Gαi2-Protein/PI3Kß/γ/Nitric Oxide-Coupled Pathway. doi: 10.3389/fphys.2018.01234.3.https://drughunter.com/first-disclosures-from-esmc-ifmc-nice-2022/.4.Pamela Brown et al; Recent trends in medicinal chemistry and enabling technologies. Highlights from the Society for Medicines Research Conference. Drugs of the Future 2023, 48(3): 211-219.5.谢伊，人在药途，研发前沿|诺华、AZ、BMS等大厂争先布局的RXFP1，是个什么靶点？6.智慧芽新药情报库.