RXFP1

近日，阿斯利康在TOP期刊JMC上背靠背连发2篇文章详细报道了目前处于二期临床的RXFP1激动剂AZD5462的发现过程。2013年，美国NIH对35万多个化合物通过高通量筛选发现了化合物ML290。此后近10年时间，AZ以ML290为先导进行优化，最终开发的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1 JMC上线AZ两篇文章松弛素家族肽受体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靶点、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2 RXFP1介导的信号通路AZ在JMC中的第一篇文章主要讲述了从ML290到AZ7976的发现过程。改构的主要目的在于提高hRXFP1cAMP的活性和完善分子在各种属中的代谢稳定性，从而实现人体给药剂量低于500 mg/70 kg/天的目标。在ML290中用降冰片烯衍生片段替换邻氨基苯甲酸片段是一个关键的改造。探索苯甲酸酯的5位取代是hRXFP1cAMPSAR的关键，在5位取代基中引入羧酸改善了多种性质，例如溶解度和LogD。值得注意的是，AZ7976中有一个SF5片段，这种取代基已经被国内公司玩坏了，用来突破专利，目前尚未有上市药物含有SF5片段。然而AZ7976仍然存在一些问题。图3 从ML290到AZ7976第二篇文章则主要是从AZ7976改造得到AZD5462。对高活性、但代谢不稳定、难溶的hRXFP1激动剂AZ7976进行优化，确定了临床候选药物AZD5462。结构上的变化主要体现在去除了SF5取代基，并把右侧苯环改成脂肪片段，进一步减小了LogD。图4 AZD5462的药效试验结果AZD5462的治疗潜力在食蟹猴的心力衰竭模型中进行了评估。在AZD5462治疗8周后，在第9周、第13周和第17周观察到包括LVEF在内的功能性心脏参数的显著改善，而心率或平均动脉血压没有受影响。RXFP1激动剂针对的适应症是慢性病，安全性最为重要。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。体内实验中，AZD5462在大鼠和食蟹猴中均具有良好的耐受性，并已成功完成健康志愿者的I期安全性研究。这些数据表明AZD5462是RXFP1放松素H2信号的小分子药理学模拟物，有望成为治疗心力衰竭患者的潜在治疗方法。如下图5所示，在智慧芽新药情报库中检索AZD5462，查到4项临床试验，其中3项I期试验已经完成，即将在2024年6月10日招募患者开展一项IIb临床试验。AZD5462在稳定的慢性心力衰竭患者中进行的这项IIb期两队列、随机、安慰剂对照、双盲、多中心、剂量范围研究。主要目的是评估AZD5462对慢性心力衰竭(HF) 参与者心功能的影响。图5 AZD5462的临床2期开始招募患者包含AZD5462的化合物专利则是阿斯利康申请的专利WO2022122773A1，共包含624个实施例，除了AZD5462还保护了AZD3427（重组多肽）。专利WO2022122773A1的最早优先权日是2020年12月8日，并于2021年12月7日正式申请，2022年6月16日公开。从最早申请专利到进入临床，只用了一年半时间，AZ的速度还是非常快的。图6 AZD5462的化合物专利根据靶点搜索RXFP1和公司搜索阿斯利康得到的25组申请中，有一篇2023年6月6日申请的组合物专利WO2023237512A，阿斯利康应该计划将AZD5462与自家的王牌产品达格列净联用。2023年阿斯利康财报显示，达格列净销售额接近60亿美元。图7 AZD5462的组合物专利靶向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（II期）；Tectonic Therapeutic的TX-000045处于临床I期，并计划今年开展II期临床，美股上市公司AVROBIO于2024年1月30日宣布收购初创公司Tectonic Therapeutic，其中就包括这款RXFP1激动剂，交易金额未披露；Moderna Therapeutics公司开发的mRNA类激动剂mRNA-0184（I期），阿斯利康在2013年3月21日通过交易从Moderna公司获得这款产品，预付款达到2.4亿美金；BMS的BMS-986259目前处于临床前无进展；国内公司中，恒瑞医药开发的重组人松弛素-2（SHR0814）处于临床前；Compugen Ltd.的CGEN-25010处于临床前。图8 智慧芽新药情报库交易搜索中的RXFP1激动剂自从美国国立卫生研究院首次报道ML290的结构，已过去10多年，阿斯利康在这一领域布局广泛，临床中不仅有重组多肽AZD3427（II期），还有从Moderna收购的mRNA类激动剂mRNA-0184（I期）；以及口服小分子AZD5462。随着AZD5462和TX-000045即将进入临床二期招募患者评估有效性，这一领域的研发热情也将再次被点燃，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.点击图片，免费GET海量新药信息 👇👇👇

TX45, an Fc-Relaxin fusion with best-in-class properties now in dose-escalation studies in human subjects BOSTON--(BUSINESS WIRE)-- Tectonic Therapeutic, Inc. a biotechnology company transforming the discovery of novel GPCR-targeted therapies (G-Protein Coupled Receptors), today announced it completed dosing of the first human cohort in its Fc-relaxin fusion program targeting the RXFP1 receptor. “The start of our first-in-human study is a critical and exciting milestone. We look forward to seeing the potential of relaxin biology realized in patients,” said Alise Reicin, MD, President and Chief Executive Officer, Tectonic Therapeutic. Relaxin, through its action as an agonist of the RXFP1 receptor, produces a unique and diverse range of biological effects that include pulmonary and systemic vasodilation, tissue remodeling / fibrosis reversal and reduction of inflammation. Because of these features, it offers a similarly broad range of potential therapeutic applications with significant benefits expected in cardio-pulmonary diseases. Known as a “pregnancy hormone,” relaxin is upregulated during pregnancy to help the expectant mother’s cardiovascular system meet the increased demand from the developing fetus, and to remodel tissues and musculoskeletal structures involved in childbirth. Tectonic’s TX000045 Fc-relaxin fusion protein (“TX45”) is a potential best-in-class agent, resulting from protein engineering efforts to overcome the human hormone’s biophysical property limitations and achieve optimal pharmacokinetic, target engagement and developability properties. Following completion of dose escalation safety studies in healthy volunteers, continued development of TX45 will focus on addressing areas of very high unmet need in cardio-pulmonary indications. “TX45 could be a potentially transformative therapy for a vast number of patients with cardiovascular diseases,” said Tim Springer, PhD, Co-Founder of Tectonic and Latham Family Professor, Harvard Medical School and Professor of Medicine, Children’s Hospital Boston. He also added, "TX45 is exemplary of the company’s ability to execute in the development of novel GPCR-targeted biologics. We look forward to future clinical programs emerging from Tectonic’s platform.” About Tectonic Therapeutic Tectonic, co-founded by Andrew Kruse and Tim Springer of Harvard Medical School, is transforming the discovery of antibodies and other biologic drugs targeting GPCRs to develop novel therapies for patients inadequately served by current treatments. With its proprietary GEODe platform, Tectonic aims to unlock the therapeutic utility of the most difficult receptors in the class, where small molecule pharmacology may be intractable. For more information, please visit , or follow us on LinkedIn.

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.