十余年的構(gòu)效關(guān)系研究

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作者：劉sir 來源：藥渡

2019-05-08

1998年6月伊馬替尼終于從動物細胞實驗走進了人體試驗，Ⅰ期臨床試驗中由于它奇跡般的療效(54名志愿者中，有53位出現(xiàn)了血液學上的完全緩解)，使得諾華次年就迫不及待的推進了Ⅱ、Ⅲ期臨床試驗。

1998年6月伊馬替尼終于從動物細胞實驗走進了人體試驗，Ⅰ期臨床試驗中由于它奇跡般的療效(54名志愿者中，有53位出現(xiàn)了血液學上的完全緩解)，使得諾華次年就迫不及待的推進了Ⅱ、Ⅲ期臨床試驗，結(jié)果顯示，伊馬替尼與傳統(tǒng)的治療方法相比較，將確診患者的5年生存率從30%提高到了89%，且在5年后，依舊有98%的患者取得了血液學上的完全緩解，這種療效可以說是史無前例。由于其出色的治療效果，F(xiàn)DA加速批準了這款神藥的上市，從此江湖，無人不識格列衛(wèi)。而其療效顯著的背后正是一群研發(fā)人員用十余年如一日的堅守才換來的。

1、苗頭化合物的發(fā)現(xiàn)

美國的氰胺公司(Cyanamid)為了研制抗炎、抗過敏和哮喘藥物，合成了一系列具有3-吡啶基-4-苯胺基嘧啶骨架的衍生物，其中活性的化合物1對人嗜堿性細胞的抑制活性高達0.3 μmol·L-1，但是選擇性比較差。

20世紀80年代，汽巴藥廠(Ciba?Geigy公司，現(xiàn)屬于諾華集團)開始策劃研制一類以激酶為靶標的抗白血病藥物，研究人員考慮到3-吡啶基-4-苯胺基嘧啶化合物的抗炎活性可能與抑制細胞激酶C (PKC) 有關(guān)，因此將切入點定為3-吡啶基-4-苯胺基嘧啶。

于是研究人員篩選了化合物1對多種激酶的抑制活性，結(jié)果顯示其抑制活性范圍為90～3300 nmol·L-1，并在此基礎(chǔ)上對骨架進行了構(gòu)效關(guān)系研究。

PKC屬于絲氨酸/蘇氨酸激酶可催化ATP對絲/蘇氨酸殘基磷酸化；PDGFR屬于酪氨酸激酶, 催化酪氨酸殘基的磷酸化。PDGFR和PKC激酶雖然都是激酶，但不在一個家族, 卻都高表達于一些腫瘤和成纖維細胞異常密切相關(guān), 遂以研發(fā)抗CML病為目標, 以化合物1為先導物進行結(jié)構(gòu)變換。上表僅列出了化合物對PDGFR與PKC激酶的活性值。從中可以看出，在6位引入甲基后，選擇性顯著提高；其次吡啶環(huán)和苯甲酰胺片段對PDGFR結(jié)合很重要；另外，嘧啶與苯基之間的NH是重要的鏈接基團。故化合物d、e、f、g、i、o是PDGFR選擇性強效抑制劑，是比較理想的潛在藥物。

2、第二輪的構(gòu)效關(guān)系研究

前面的構(gòu)效關(guān)系研究顯示，雖然都是與ATP結(jié)合位點相結(jié)合，但對酪氨酸激酶與絲/蘇氨酸激酶抑制活性相差很大，說明活性部位的氨基酸殘基的變動，顯示出選擇性作用, 導致對PDGFR與PKC激酶的活性差異。但由此可引申到苯胺基嘧啶化合物可能對慢性粒細胞白血病的高表達蛋白Abl激酶有活性，因為Abl屬于酪氨酸激酶家族，從而開展了作用于雙靶標藥物的研究。為了能獲得具有Abl和PDGFR雙重抑制活性的衍生物，研發(fā)人員在前期研究的基礎(chǔ)上，進行了第二輪的構(gòu)效關(guān)系研究。

僅列出部分化合物對4種酪氨酸激酶的活性。從表中可以看出，化合物對四種酪氨酸激酶的抑制活性不存在平行的關(guān)系，但是大部分化合物對Abl和PDGFR的抑制活性存在一定的正相關(guān)性。另外，在6位是否引入甲基對Abl的抑制活性影響并不大，但是對PDGFR的抑制活性影響比較大，而且3-吡啶基是保持衍生物具有Abl和PDGFR雙重抑制活性所必須的，另外，苯環(huán)上的苯甲酰胺片段也是非常重要的基團。

體外實驗檢測得衍生物d和q對Abl和PDGFR具有較強的雙重抑制活性，但是對小鼠CML細胞研究發(fā)現(xiàn)，并未呈現(xiàn)出較好的生物活性，其主要原因是這類衍生物的水溶性比較差，親脂性過強導致的，研究人員于是在其苯環(huán)上引入親水性較強的基團。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在苯環(huán)上通過將亞甲基與N-甲基哌嗪片段鏈接在一起后得到的化合物D，不僅避免了N-甲基哌嗪與苯環(huán)直接連接在一起可能會導致的代謝**外，而且也提高了衍生物對細胞水平的抑制活性，且存在一定的濃度-效應(yīng)關(guān)系。

進而研究人員進一步的研究了化合物D 的甲磺酸鹽的藥代動力學性質(zhì)，結(jié)果顯示其口服生物利用度F 為98%，在體內(nèi)的代謝作用主要是哌嗪的N-甲基被CP3A4 氧化代謝，生成的去甲基化合物仍有活性，原藥化合物D 和去甲基物的血漿半衰期t1/2分別為18 和40 h。由于良好的藥代性質(zhì)，確定為候選化合物，定名為伊馬替尼(imatinib)，經(jīng)臨床前和臨床研究表明，是口服治療慢性粒細胞白血病和惡性胃腸道間質(zhì)腫瘤的有效藥物，于2001 年5月由美國FDA批準上市。

知識就是如此，一點就破，點破后就一文不值了。任何一個新藥的研發(fā)過程都不可能是一帆風順的，絕不可能一步登天，需要眾多科學家一步一步的摸索前進。

參考資料

1. Preparation of substituted Nphenyl-4-aryl-2-pyrimidinamines as mediator release inhibitors.

2. Phenylamino-pyrimidine(PAP) derivatives: selective PDGF - receptor autophosphorylation inhibitors.

3. Selective inhibiton of the platelet - derived growth factor signal transduction pathway by a novel tyrosine protein kinase inhibitor of the 2 - phenylamino-pyrimidine class

4. Potent and selective inhibitors of the Abl-kinase phenylamino-pyrimidine (PAP) derivatives

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