丙肝葯達卡他韋的前世今生

本文轉載自 葯渡

我叫達卡他韋(Daclatasvir)，東家是百時美施貴寶，非常高興在4月28日拿到中國的綠卡，也很激動受到中國廣大丙肝患者的期盼，我定會用行動答謝中國廣大丙肝患者的厚愛！

回想兩年前走上美國市場時，也是十分的激動，因為太不容易！最初美國FDA在審核我的數據資料後，認為東家需要補充更多數據，因而暫緩批准我上市。經歷大起大落後，2015年7月24日，FDA最後終於批准我上市，用於HCV基因型1、2、3和4感染的成年人。我想，是金子總會發光的(不謙虛)，哈哈。

許多人看到我的長相說我長的像螃蟹，就問我是怎麼被東家塑造出來的？說來話長啊！其實，與許多「First-in-class」團隊的兄弟相似，我的誕生可謂源於偶然成於必然，不是拍馬屁啊，真的都要歸功於科學家們敏銳的洞察力、豐富的想像力和執著的鑽研精神。故事還要從十幾年前說起~

那時候，東家施貴寶為了發現新型的抗HCV藥物，應用高通量篩選方法先後篩選了近一百萬個化合物。當然，這麼大規模的篩選是因為有了HCV複製子細胞模型，可以篩選出HCV特異性抑制劑，後來就發現了BMS-858 (Fig1)。BMS-858抑制HCV活性EC50僅在0.57μM~1.0μM，細胞毒性CC50> 50μM，雖然不理想，但是作為先導化合物已經足夠了，於是藥理學家和藥物化學家們就忙起來了。

現在大家知道我是通過抑制HCV的NS5A而發揮作用，但是在當時，NS5A蛋白可以做為抗HCV的靶點並不為人所知。在當時，NS3A和NS5B這兩個靶點是抗HCV的已知的熱門靶點，藥理學家最初以為BMS-858是這兩個靶點的抑制劑。然而，實驗表明BMS-858對NS3A和NS5B無抑制作用，當時藥理學家們就激動了，因為BMS-858可能作用新靶點啊！怎麼找到BMS-858的作用靶點呢？藥理學家經過多輪篩選，找到了對BMS-858耐葯的細胞，經過分析發現是位於NS5A的氨基酸Tyr93發生了變化，而這些Tyr93發生變化的細胞對NS3A和NS5B抑制劑仍然敏感，這一定程度上說明BMS-858作用於NS5A蛋白這個之前未被關注的靶點起到抗HCV作用。後來又以BMS-858的類似化合物BMS-824為工具化合物進行了驗證，於是，找到了全新的抗HCV靶點NS5A蛋白。

同時，藥物化學家們對BMS-858研究時發現BMS-858這類結構在一些溶劑和複製子篩選介質中均不穩定，最初發現BMS-858不穩定是因為在進行活性測試前測了一下已經配好的BMS-858 DMSO溶液，結果發現BMS-858已經變質了！同樣的，具有相同母核結構的BMS-824 (Fig1)也不穩定。科學家們冷靜的考慮到，既然化合物BMS-824也在複製子篩選用的介質中不穩定，那麼它為什麼會顯示出~10nM的EC50？是分解之前產生的活性呢，還是分解後產生的物質具有活性？若是後者，肯定會發現具有新穎母核的化合物！於是，科學家開始進行實驗研究。首先，將BMS-824在不含細胞的培養基中孵育72h，然後將含有化合物的培養基用乙腈提取，HPLC測定，結果發現，檢測不到BMS-824的存在了，這充分說明BMS-824在培養基中已經分解。將HPLC中檢測到的A和B兩個物質進行分離。但令人意外的是，A和B竟然沒有明顯的抗病毒活性！那麼問題就來了，之前監測到的抗病毒活性是什麼物質產生的呢？反思一下實驗過程：將化合物放進培養基裡面處理後仍有活性 - HPLC顯示無母體化合物，但有兩個主要物質 - 分離出的主要物質無活性。反思後應該可以想到只有一種可能，那就是有活性的物質沒被分離出來！為什麼沒被分離出來呢？要麼含量太少檢測不到，要麼沒有儀器檢測器可檢測到的信號。為了找到活性物質都去哪了，研究人員將HPLC的流出液分段收集後濃縮測定活性，結果發現活性物質UV吸收非常弱，幾乎和基線差不多高度，這說明活性物質的含量很少，但化合物活性很高。

為了分離鑒定出真正的活性物質，研究者將大量的BMS-824用培養基進行處理，最後分離得到了活性成分，經過結構鑒定為BMS-824的二聚物化合物C (Fig2)。

很明顯，結構相對複雜的C具有很大的結構優化空間。於是藥物化學家進行結構簡化後發現了化合物D (Fig.3)，但D對GT-1a沒有顯示出明顯活性，因為世界範圍內最流行和感染最多的是GT-1a型HCV感染，顯然，令人頭疼的是怎麼發現一個活性較好的GT-1a抑制劑。

經過苦苦追尋，研究者終於迎來了期待已久的關鍵性突破，那就是異喹啉類化合物E (Fig.4)的發現，E雖然只是顯示出了中等水平的病毒抑制活性，但它卻實實在在是一個不錯的GT-1a抑制劑先導化合物。隨後，研究者大膽地對異喹啉進行了剖環設計得到了α-酮醯胺類化合物(Fig.4)。

為了阻止化合物在體內代謝釋放出苯胺類化合物而引起毒副作用，研究者進一步對化合物的母核結構進行改造。根據已有的構效關係研究結論，與苯胺相連的NH和羰基是活性必須官能團，而苯並咪唑結構可以保留這兩個結構元素所發揮的作用，因此，研究者設計合成了含有苯並咪唑母核結構的化合物F和G。

由於化合物F和G的活性和生物利用度依舊很不理想，研究者繼續進行母核結構和側鏈的修飾，得到了化合物H。

化合物H顯示出很高的抗病毒活性，而隨後以化合物I為基礎合成的對稱結構的化合物I很好的保留了抗病毒活性。將I結構中的L-丙氨酸替換為L-纈氨酸便迎來了我的誕生，那時我叫BMS-790052。當時，我還有一個生死競爭對手老J，它對GT-3a的抑制活性高出我一個數量級。但老J存在積蓄毒性問題，並且我的口服生物利用度比J好，最後我被選為候選物進入臨床研究，經歷一番挫折我終於成為HCV治療領域的第一個NS5A抑制劑。很多人說我作為第一個NS5A抑制劑，我的誕生史在HCV治療歷史上必將留下濃墨重彩的一筆！

End

參考資料：1）Lemm J A, O Boyle D, Liu M, et al. Identification of hepatitis C virus NS5A inhibitors [J]. Journal of virology, 2010, 84 (1): 482-491.

2） Lemm J A, Leet J E, O Boyle D R, et al.Discovery of potent hepatitis C virus NS5A inhibitors with dimeric structures [J]. Antimicrobial agents and chemotherapy, 2011, 55 (8): 3795-3802.

3）Gao M, Nettles R E, Belema M, et al. Chemica lgenetics strategy identifies an HCV NS5A inhibitor with a potent clinical effect [J]. Nature, 2010, 465 (7294): 96-100.

4）Meanwell N A. 2015 Philip S. Portoghese Medicinal Chemistry Lectureship. Curing Hepatitis C Virus Infection with Direct-Acting Antiviral Agents: The Arc of a Medicinal Chemistry Triumph[J]. J.Med. Chem., 2016, 59 (16), pp 7311–7351.

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