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“大道至簡(jiǎn)”的有機(jī)小分子藥物

眾所周知的“神藥”阿司匹林,應(yīng)該算是目前臨床上使用的結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的有機(jī)小分子藥物了。除它之外,近10年被報(bào)道具有廣泛藥理活性(即將榮登神藥名錄)的二甲雙胍,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單到連個(gè)氧原子都沒有。

 

最近,John B. Glen因其對(duì)小分子藥物異丙酚(Propofol,分子量178.28)的研發(fā)獲得拉斯克醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。仿佛那些傳世經(jīng)典的藥物分子量并不是很大。正因如此,小分子量的化合物除了可作為苗頭化合物,先導(dǎo)化合物以外,經(jīng)過簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)改造后便成為了上市藥物。筆者今天為諸位分享的就是輝瑞制藥(Pfizer)的科學(xué)家Brian Raymer和 Samit K. Bhattacharya總結(jié)的那些像先導(dǎo)化合物一樣的藥物(Lead-likeDrugs)。

 

輝瑞科學(xué)家分析的藥物來自2011-2017年FDA或EMA批準(zhǔn)上市的藥物,以及美國(guó)2014年處方量前200的藥物。在這些高處方量藥物中有36%的藥物分子量低于300,并且這些低分子量藥物已經(jīng)在市場(chǎng)上銷售了很長(zhǎng)時(shí)間。如果說安全有效的藥是上品良藥,那么能長(zhǎng)期大量應(yīng)用在臨床一線的藥物更像是精品好藥。這其中比較具有代表性的藥物如下表所示。


數(shù)據(jù)來源:J. Med. Chem.

 

筆者再次為您一一列出這些藥物的化學(xué)結(jié)構(gòu)及其相應(yīng)信息。


Tavaborole用于治療趾甲真菌病,其先導(dǎo)化合物1a是在對(duì)含硼小分子化合物庫進(jìn)行抗菌活性篩選時(shí)發(fā)現(xiàn)的。經(jīng)過簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)改造就得到了Tavaborole并最終上市。

 

Crisaborole算是Tavaborole的類似物,對(duì)PDE4具有顯著抑制作用被用于抑制諸如TNF-α 和IFN-α等外周血細(xì)胞因子的釋放。

 

Ataluren具有氨基糖苷類抗生素作用,但卻沒有那么大的副作用。正因如此,這個(gè)藥物在歐洲被批準(zhǔn)上市。

 

Vortioxetine通過調(diào)節(jié)5-羥色胺用于抑郁癥的治療。最初篩選時(shí)發(fā)現(xiàn)的先導(dǎo)化合物是4a,最終成藥的分子比先導(dǎo)化合物加了個(gè)氧原子,挪了下甲基位置。

 

Edaravone于2017年被FDA批準(zhǔn)用于治療肌萎縮側(cè)索硬化癥,這是近22年來這個(gè)疾病領(lǐng)域批準(zhǔn)上市的第一個(gè)藥物。其先導(dǎo)化合物5a是1887年合成的一種非甾體抗炎藥。

 

Tasimelteon是一種選擇性褪黑素受體激動(dòng)劑,它是以這個(gè)受體的天然底物褪黑素(6a)為先導(dǎo)化合物經(jīng)過結(jié)構(gòu)優(yōu)化得到的。

 

Lorcaserin則是通過構(gòu)象限制的結(jié)構(gòu)修飾策略得到的選擇性5-HT受體激動(dòng)劑。

 

Brivaracetam的發(fā)現(xiàn)則是來自抗驚厥抗癲癇藥物levetiracetam(8a)的靶點(diǎn)研究過程,該藥物的發(fā)現(xiàn)體現(xiàn)了化學(xué)生物學(xué)和藥物化學(xué)的學(xué)科交叉。

 

Tipiracil作為復(fù)方藥物L(fēng)onsurf的一部分,通過抑制胸苷磷酸化酶來增加抗癌藥物Trifluridine 的濃度。

 

Pomalidomide是曾經(jīng)退市藥物Thalidomide的類似物。Thalidomide曾作為鎮(zhèn)靜劑用于臨床,但因其致畸性和其他副作用于1960年退市。隨后的研究發(fā)現(xiàn)Thalidomide具有抗血管生成作用,并于1998年被批準(zhǔn)上市用于治療多發(fā)性骨髓瘤。Pomalidomide不但具有Thalidomide類似的抗血管生成作用,并且還能顯著抑制TNF-α。

 

Pitolisant作為組胺H3受體拮抗劑用于治療睡眠障礙。這類藥物多是以生理底物組胺為模板進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化,比如Thioperamide和 Ciproxifan它們都含有咪唑環(huán),但是都有一些肝臟毒性。Pitolisant在進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化時(shí)將咪唑環(huán)換成了哌啶環(huán),保留了原有活性并且顯著降低了肝毒性。

 

Dimethyl Fumarate這個(gè)藥絕對(duì)夠簡(jiǎn)單夠小,用于治療多發(fā)性硬化癥。之前本平臺(tái)有專門文章對(duì)其進(jìn)行了詳細(xì)的介紹,筆者就不再贅述啦。

 

Migalastat是一種含氮擬糖化合物,和半乳糖(galactose)具有相似的結(jié)構(gòu),已作為孤兒藥被批準(zhǔn)用于治療具有易感型遺傳突變的法布里病。

 

Pirfenidone于1970年被批準(zhǔn)用于抗炎治療,在隨后的研究中發(fā)現(xiàn)它對(duì)多個(gè)組織的纖維化過程具有逆轉(zhuǎn)作用,并被批準(zhǔn)用于特發(fā)性肺纖維化疾病。

 

Teriflunomide是上市藥物L(fēng)eflunomide活性代謝產(chǎn)物,用于治療成人復(fù)發(fā)性多發(fā)性硬化癥。

 

Eslicarbazepine于2013年被FDA批準(zhǔn)用于治療癲癇的藥物。它是抗癲癇藥物Oxcarbazepine活性代謝產(chǎn)物16b的前藥。


筆者一直認(rèn)為,以上市藥物為先導(dǎo)化合物或結(jié)構(gòu)片段進(jìn)行藥物化學(xué)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的成功概率會(huì)大一些,畢竟這些化合物是一個(gè)相對(duì)安全且具有生物活性的化合物。


希望這些結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)能為奮斗在藥物化學(xué)研發(fā)一線的朋友提供一些結(jié)構(gòu)靈感。


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