吲哚在藥物中的應用

2020-12-05 健康一線視頻網

「Indole(吲哚)」一詞是由另外兩個單詞「Indigo(靛藍)」和「Oleum(油)」各自的前三個字母拼湊而成,這是由於吲哚最初提取於靛藍油染料的緣故。後來,人們發現吲哚在自然界中分布廣泛,在於文卡生物鹼、真菌代謝產物和海洋天然產物中也能找到它[1]。作為一種化學藥的結構骨架,吲哚以其較高的生物活性,使其在抗高血壓、抗增殖、抗病毒、抗腫瘤、鎮痛、抗炎、抗菌等多個治療領域的藥物中均佔有一席之地[2]。

近日,由亞利桑那大學Njarðarson小組統計的2018年全球藥物銷售額200強榜單發布,排名第68位的OsimertinibMesylate(甲磺酸奧希替尼)為代表的眾多吲哚類經典藥物上榜。

吲哚是一種芳香雜環化合物,其化學結構是由一個苯環與一個吡咯環併合而成,根據併合方式,可分為吲哚和異吲哚兩種結構,本文只介紹吲哚類藥物。

以吲哚為結構骨架在藥渡資料庫中進行子結構搜索,得到533條藥物記錄,其中上市藥物112個。我們對這些吲哚藥物的靶點數據進行了分析,發現一些經典的靶點如5-HT、GnRHR、ADR、SSTR等雖然佔比較高,但涉及的藥物大多年代較遠。而最近5年上市的吲哚新藥,其靶點較為新穎。由於經典的靶點我們在之前幾期文章中已有介紹,因此本文希望更多地展示一些不太常見的靶點。

1. 促性腺激素釋放激素受體(GnRHR)

吲哚結構最為重要的治療領域是抗腫瘤領域,吲哚類抗腫瘤藥物約佔全部吲哚藥物的23.4%。而在26個吲哚類抗腫瘤藥物中,以促性腺激素釋放激素受體(GnRHR)為靶點的藥物有7個,佔比最高,達26.9%。作為下丘腦分泌的十肽激素,促性腺激素釋放激素(GnRH)是神經、免疫、內分泌三大調節系統互相聯繫的重要信號分子,對生殖調控的意義重大。雖然GnRH在哺乳動物體內含量極低,然而這種激素起到的作用卻不可低估。下丘腦中的GnRH可調控促性腺激素(Gn)的釋放;胎盤中的GnRH可調控人絨毛膜促性腺激素(hCG)的分泌;而在腫瘤中,GnRH可抑制癌細胞的增殖[3]。

因此,人們研發了GnRHR激動劑作為抗腫瘤藥物,主要用於治療前列腺癌、子宮肌瘤等。在吲哚類GnRHR激動劑中,較為經典的是Leuprorelin acetate(醋酸亮丙瑞林)和Goserelin Acetate(醋酸戈舍瑞林),二者自上市至今已逾30年,卻仍能躋身今年的藥物銷量Top200榜單上,分別以8.92億美元和7.52億美元的年銷售額列第152位和180位。

2. 促生長激素釋放激素受體(GHSR)

人的個體生長、發育等代謝過程離不開一個重要的內分泌因子,那就是生長激素(GH)。GH的分泌受到生長激素釋放激素(GHRH)和生長激素抑制因子(SRIF)等兩種下丘腦激素的調節。除此之外,從20世紀70年代開始,人們陸續發現了許多人工合成的小分子肽和非肽物質也可影響到GH的分泌,這些物質被統稱為促生長激素釋放激素(GHS)[4]。1996年,Howard等人成功分離出人的GHS-R cDNA,該實驗結果證實了GHS在體內以不同於GHRH的信號傳導機制來促進GH 的分泌[5]。

目前,作為GHSR激動劑的在研藥物約有15個,而上市藥僅2個。其中,唯一一個口服藥物即為2017年獲美國FDA批准上市的由Aeterna Zentaris原研的Macimorelin Acetate,用於治療成人生長激素缺乏症。

3. 胰高血糖素樣肽-1受體(GLP1R)

根據世界衛生組織公布的數據,2014年全球估計有4.22億成人患有糖尿病。據預測,到2030年糖尿病將成為全球第七大死亡原因。其中,2型糖尿病的患者的人數佔絕大多數。然而,目前用於治療2型糖尿病的常規藥物如胰島素、雙胍類、黃醯脲類等長期控糖水平不夠理想,且容易導致低血糖、浮腫和體質量增加等不良反應。

胰高血糖素樣肽-1(GLP-1)是由腸L細胞分泌的促胰島素,具有多種生理功能,在胰腺可增加葡萄糖依賴的胰島素分泌、抑制胰高血糖素分泌、抑制胰高血糖素的分泌,使胰島素β細胞再生;在胃腸道可延緩餐後胃排空,從而延緩腸道葡萄糖吸收[6]。目前已被批准上市的GLP-1受體激動劑有10個,均可用於2型糖尿病的治療。其中2019年上市的由江蘇豪森研發的PEG-Loxenatide(聚乙二醇洛塞那肽)是最新的單方GLP-1受體激動劑,其中,吲哚結構作為L-色氨酸的側鏈出現在該藥物中。作為一種長效GLP-1受體激動劑,PEG-Loxenatide對於單用二甲雙胍控制不佳的2型糖尿病患者的血糖控制效果顯著,2012年5月啟動的一項臨床II期試驗證明[7],每周一次的PEG-Loxenatide 200微克治療耐受性良好。

4. 黑色素受體-4(MC4R)

2019年6月,美國FDA批准由AMAGPharmaceuticals研發的Bremelanotide上市。該藥是一種黑色素受體-4(MC4R)激動劑,用於治療絕經前女性後天性、廣義性性慾障礙。Bremelanotide在美國的獲批是基於該藥在兩個為期24周的隨機雙盲和含安慰劑對照的三期臨床試驗研究項目中的表現,總計包括1247名絕經前患者。試驗結果表明,兩項試驗都達到了試驗的共同主要終點,接受治療的婦女性慾指數的評分顯著提高的比例為25%,顯著優於安慰劑組(17%),同時該藥還降低了HSDD帶來的焦慮[8]。

5. 跨膜糖蛋白(Gp41)

HIV-1跨膜蛋白gp41是由345個胺基酸組成的多肽。作為HIV-1包膜與靶細胞膜的融合過程中的關鍵蛋白,gp41由於與人類蛋白無同源性,是理想的HIV-1融合抑制劑靶點[9]。目前,最新上市的gp41抑制劑是2018年獲中國CFDA批准的Albuvirtide(艾博韋泰),由前衍生物藥業(南京)研發。該藥是一種長效的人類免疫缺陷病毒(HIV-1)融合抑制劑,用於與其他抗逆轉錄病毒藥物聯合使用,治療經抗病毒藥物治療仍有病毒複製的HIV-1感染者。

一項臨床III期試驗顯示,在與lopinavir或ritonavir聯用的為期48周的療程中,以艾博韋泰代替拉米夫定、替諾福韋、阿巴卡韋以及齊多夫定等藥物的簡化治療組的療效不輸對照組(病毒DNA負載量<50 copies/mL的患者比例為80.4% vs 66%)[10]。

6. 組蛋白去乙醯化酶家族(HDAC)

癌症發生的一個重要標誌是在機體中控制細胞生長的基因失活,而組蛋白去乙醯化是一種典型的導致基因失活得外遺傳機制。該機制可通過改變染色質構型使得染色體易位,導致基因轉錄失調,引起癌症。組蛋白去乙醯化酶(HDAC)抑制劑可使這種失活得基因重新表達來抑制腫瘤的生長[11]。

目前,最新的HDAC抑制劑研發成果也屬於吲哚類藥物。2015年,由諾華公司研發的Panobinostat Lactate(帕比司他)獲美國FDA批准上市。該藥作為首個用於治療多發性骨髓瘤的HDAC抑制劑,能夠在nmol水平上抑制HDACs活性,與硼替佐米和地塞米松聯合使用,用於治療至少先前接受過兩次療法,包括硼替佐米和免疫抑制劑(IMiD)的多發性骨髓瘤患者[12]。

附:部分其他靶點的吲哚類藥物

抗腫瘤藥物:

神經系統藥物:

內分泌和代謝藥物:

心腦血管藥物:

泌尿生殖系統藥物:

抗精神病藥物:

消化系統藥物:

抗感染藥物:

肌肉骨骼與結締組織藥物:

參考文獻:

[1] Srivastava,Anupam, Pandeya SN. Indole: A versatile nucleus in pharmaceutical field. Int J CurrPharma Rev and Res 2011; 1(3): 1-17.

[2] Kumar, K; Bala, S; Jeet,K. The diverse pharmaceutical importance of indole derivatives: A review. IJRPS2012, 2(2): 23-33.

[3] Ye dan, et al. Thestructure and biological functions of Gonadotropin-releasing Hormone (GnRH).Prog. Biochem. Biophys. 2003, 30(1): 49-53.

[4] Huang xi-gui, et al. GHS-R:A novelly identified GH-secreting protein. Chinese Journal of Zoology 2004,39(2):84-88.

[5] Howard, A, D., et al. Areceptor in pituitary and hypothalamus that functions in growth hormonerelease. Science, 1996A, 273: 974-977.

[6] 付剛等.胰高血糖素樣肽1及其受體激動劑研究進展.天津醫藥2012年2月,第40卷,第2期:181-184.

[7] The Efficacy and Safety of Once-Weekly Dosing of Polyethylene GlycolLoxenatide (PEX168) as an Add-on Therapy to Metformin in Chinese Patients withType 2 Diabetes, ADA2014 (Abstract No.2385-PO), 2014/06.

[8]https://www.accessdata.fda.gov/drugsatfda_docs/labe/2019/210557s000lbl.pdf(accessed June 2019)

[9] Jiang, S., et al. The HIV-1gp41 core: a target for developing HIV-1 inhibitors. Current Topics in Biochemical Research. 2000,2: 1-17.

[10] China approves albuvirtide: aonce-weekly injectable entry inhibitor,2018/6/29.

[11] Liu chun-yan, et al. Histoneacetylation and cancer. Prog. Biochem. Biophys. 2003, 30(1): 19-23.

[12] 藥渡數據網站:https://data.pharmacodia.com/web/homePage/index

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