多肽具有比小分子活性、選擇性更好、無藥物相互作用(因為不怎么通過肝代謝),比大分子生產成本更低、研發簡單、無免疫原性的特點。據了解,目前已有 56 個上市多肽藥物,另有近 200 個進入臨床研究的多肽藥物。
《藥物化學雜志》發表一篇有關多肽藥物研究進展的綜述,全面討論了目前多肽類藥物研發現狀和前沿技術。多肽藥物一般指 2 -50 個氨基酸的短肽,再長就算是蛋白藥物了。雖然多肽在大小、合成難易、選擇性、活性等諸多性質介于小分子藥物和生物大分子藥物之間,但是現在多肽藥物占有的空間還非常有限。多肽藥物只占整個藥品銷售的 5%,其中一多半是胰島素類似物(把胰島素算作多肽本身就比較勉強,51 個氨基酸),剩下主要是 GLP 類似物和梯瓦的 MS 藥物格拉替雷。所以多肽藥物在市場份額和機理多樣化方面遠遠落后于其它兩類主要藥物。
多肽雖然比小分子活性、選擇性更好、無藥物相互作用(因為不怎么通過肝代謝),比大分子生產成本更低、研發簡單、無免疫原性,但也有致命缺陷,最主要是過膜性和代謝穩定性差。穩定性可以通過引入非天然氨基酸、beta 氨基酸、側鏈修飾、阻斷水解位點、形成剛性大環等技術解決,但過膜性是個重要技術障礙。對于細胞表面靶點多肽也是以激動劑為主,因為拮抗劑需要和內源配體競爭,所以劑量要更高,注射不方便。而絕大多數成藥靶點是需要抑制劑。
這些技術障礙可能限制了多肽技術在現代藥物發現的廣泛應用。早期的多肽藥物主要改造天然荷爾蒙(激動劑)如胰島素、GLP- 1 等,天然產物盛行的時候也發現過一些多肽天然產物如萬古霉素、環孢素。蛇毒里多肽毒素很多,降壓藥 ACE 抑制劑和 GLP 激動劑艾塞那肽的先導物都來自蛇毒多肽。現在這兩個發現模式都不再是主流,所以多肽的這些優勢也發揮不出來。另外把這些先導物改造成藥物絕非易事,(peptidomemetics)曾是一個很熱門的研究方向,但進展緩慢,現在已經做的人已經不多了。
在組學和高通量篩選為主流的現在,多肽主要以兩個切入點加入主流新藥發現。一是多肽組學,主要利用質譜和信息學技術尋找活性多肽先導物。二是超大編碼多肽化合物庫。這第二個技術是未來多肽藥物研究的主要方向。現在 DNA 編碼組合化學正在成為一個重要的先導物發現技術,而編碼多肽合成技術其實更早。一個技術是把 mRNA 和這個 mRNA 編碼的多肽通過化學片段鏈接在一起。這個技術可以合成千億多肽化合物庫,然后通過親和力篩選找到活性先導物,最后依靠連在一起的 mRNA 反譯成 DNA 然后 PCR 間接鑒定多肽序列。更新的技術可以編入非天然氨基酸、直接成環修飾,增加優質先導物的發現幾率。
現在已有 56 個上市多肽藥物,另有近 200 個進入臨床研究的多肽藥物。隨著所謂 nondruggable* 小分子活性不夠、大分子無法到達靶點的增加,多肽因為結構多樣性、與蛋白(本身是多肽)的互補性可能填補小分子與生物大分子之間的空白。編碼多肽化合物庫幾乎可以找到任何靶點的高活性配體(不超過 10 個氨基酸),基于結合力的篩選技術也越來越成熟,所以多肽可能會以嶄新的姿態進入現代新藥發現(不僅是荷爾蒙改造或天然產物篩選)。當然過膜性是個重要障礙。解決這個問題一是需要進一步研究化學修飾與過膜性的構效關系,二是需要發明更敏感、準確的過膜性測試技術。只要有足夠的動力,這些技術難題是可以解決的。
(審核編輯: 智匯小新)
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