進程[1, 2]
2011年3月，Epizyme公司與日本藥物公司衛材（Eisai）籤署協議，共同開發靶向EZH2的抗癌藥物；
2015年3月，Epizyme與衛材修訂合作協議，衛材負責EZH2抑制劑在日本的開發和商業化，Epizyme負責EZH2抑制劑在全球其他地區的開發和商業化；
2019年05月30日，Epizyme開發的表觀遺傳藥物，「first-in-class」EZH2抑制劑Tazemetostat向FDA遞交上市申請；
2019年11月5日，衛材以3.3億美元轉讓Tazemetostat給皇家醫藥公司(Royalty Pharma)(除日本以外的全球版權);
2020年1月23日，全球首個EZH2抑制劑Tazemetostat獲美國FDA批准，用於治療16歲及以上患有轉移性或局部晚期不可切除的上皮樣肉瘤患者。
Tazemetostat與Epizyme
Tazemetostat是一種高活性高選擇性的表觀遺傳藥物，其抑制的EZH2(組蛋白甲基轉移酶)是一種組蛋白甲基轉移酶，如EZH2出現異常，可能導致控制細胞增殖的基因失調，從而引起非霍奇金淋巴瘤，及其他多種實體瘤細胞的無限生長。Tazemetostat主要通過抑制histone H3 lysine 27 (H3K27)甲基化，進而下調EZH2酶活性發揮抗腫瘤作用。
Epizyme於2007年創辦伊始僅2位員工——2002年諾貝爾生理/醫學獎獲得者，麻省理工學院教授Robert Horvitz，美國北卡羅來納大學教授，霍華德.休斯研究所研究員(施一公被邀請後因全職回國婉拒)張毅。兩人在表觀遺傳學領域均為領軍人物。
僅4年時間，2011年，Epizyme獲選全球範圍內生物醫藥/製藥領域全球最佳工作企業。
生物中的「魔法甲基」
表觀遺傳學領域的主要研究重點是翻譯後修飾(Post-translational modification, PTMs)。在眾多PTMs中，組蛋白的賴氨酸/精氨酸殘基甲基化顯得尤為重要。其中，精氨酸可以被單/雙甲基化，而賴氨酸可以被單/雙/三甲基化。不同位點的甲基化及不同的甲基化程度會引發不同的效應。可能與基因表達的激活、延伸或抑制有關。這凸顯了甲基化途徑在細胞功能中的重要性，以及其在靶向治療中的巨大潛力。
化學中的「魔法甲基」
眾多文獻報導過「魔法甲基」效應，在化學骨架的「正確」位置添加單個甲基會導致明顯的活性增強/減弱。實際上，甲基只能通過弱的倫敦分散力和對親脂性的適度影響來影響小分子的效力。此外，特定位置甲基的添加也可以通過形成空間位阻，進而「驅使」小分子形成特異性的優勢構象，藉此增強活性。
圖1 苗頭化合物
Kevin W. Kuntz等[3]通過高通量篩選發現了苗頭化合物1(IC50 = 3.4 + 0.9 μM)，受此結果激勵，他們再次進行化合物1的類似物篩選，得到了活性低於1μM的小分子5（表1）。
表1 引入極性取代基優化溶解性
但是得到的苗頭化合物溶解度有限（pH= 7, <10μM），且生物利用度極低(F=0.5%)，因此首先引入極性取代基優化其溶解性（表1），但是未能發現理想的先導化合物。並且，因為去除可溶性取代基僅僅導致生化效能的微弱降低，且為了後續合成與討論的簡單化，在R處保留Br與H。
隨後，五元並六元環核心的優化得到優選的4位取代苯並吡唑（表2，14），固定該優選核心。基於之前對吡唑並吡啶系列的優化（圖2），研究者發現，吡啶N1上的取代對活性影響極大，活性隨著取代基體積的增大而增加，因此使用不同的取代基替換吡唑上的異丙基（表3）。
表4 拆分五元並六元環
但以上優化活性未得到明顯改善，因此研究者決定後退一步，重新評估五元並六元環作為核心的合理性。將五元並六元環「拆分」，得到取代的苯胺，而苯胺可以很方便的引入不同取代基來改善小分子的活性或藥代動力學性質（表4）。在此，R1處「魔法甲基」的威力得以體現（28對比29,35對比36）
圖3-魔法甲基的再次驗證
研究者為了在此驗證「魔法甲基」效應，重新選用苯並吡唑作為核心母核，在醯胺鍵附近引入/去掉甲基，兩者活性相差十倍左右（圖3）。
儘管優化的化合物活性得到提高，但PK性質依然不夠理想（表5），研究者考慮是否高極性的苯甲醯胺基甲基吡啶酮對吸收產生不利影響，因此研究者引入甲基封鎖其氫鍵供體（圖4）。但是該修飾大大降低了活性。因此研究者嘗試僅僅修飾吡啶酮4,6位置的取代（表6）。
圖5-神奇的苄基嗎啉
意識到完整的苯甲醯胺基甲基吡啶酮對活性保持至關重要後。研究者嘗試其他部位的修飾以提高化合物體內PK。將苄基嗎啉引入苯環上甲基對位（滷素佔據位置），最終得到了活性與體內PK均較好的系列優選化合物（圖5，表5），Tazemetostat身在其列。
Tazemetostat抗腫瘤一圖勝千言[4]
總結
在Tazemetostat的發現過程中，出現了四個關鍵的甲基位置，其中三個位置甲基的引入導致活性提高10-20倍，另一個位置甲基的添加增強了活性> 100倍，當四個甲基同時加入，活性驚人地提高了> 100000倍。這也從側面反映了高通量篩選發現EZH2抑制劑的難度，因為往往一個甲基的變化就導致活性的急劇變化。
同時也提醒我們，在考慮化合物的多樣性時，要記住，甲基，特別是芳基環上的甲基，會對活性產生深遠影響。
展望
表觀遺傳藥物，如HDAC抑制劑，IDH抑制劑為大家所熟知，是一個越來越受關注的抗腫瘤藥物研發領域。由於對癌症治療的巨大需求和對資本的追逐，Tazemetostat的上市必將促使醫藥工作者對於表觀遺傳藥物的研發前赴後繼。
參考文獻
[1]Epizyme Submits New Drug Application to the U.S.FDA for Tazemetostat for the Treatment of Patients with Follicular Lymphoma.
https://www.businesswire.com/news/home/20191218005788/en/Epizyme-Submits-New-Drug-Application-U.S.-FDA.
[2]TAZVERIK(Tazemetostat) Approved for the Treatment of Epithelioid Sarcoma, Availablefrom Onco360. https://www.firstwordpharma.com/node/1695975.
[3]Kevin W. Kuntz,et al. The Importance of Being Me: Magic Methyls, Methyltransferase Inhibitors,and the Discovery of Tazemetostat, J. Med. Chem. 2016, 59, 15561564.
[4]Knutson S K, etal. Selective inhibition of EZH2 by EPZ-6438 leads to potent antitumor activityin EZH2-mutant non-Hodgkin lymphoma, Molecular cancer therapeutics,2014, 13(4): 842-854.