阿 片類鎮(zhèn)痛藥是目前已知療效最 好的鎮(zhèn)痛藥之一,然而其便秘、耐受和成癮等毒副作用嚴(yán)重限制了其臨床應(yīng)用。近年來,隨著對(duì)阿 片受體信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制的深入認(rèn)知和藥物設(shè)計(jì)技術(shù)的不斷進(jìn)步,研究者們嘗試了許多有前景、不同于傳統(tǒng)的改造嗎啡骨架結(jié)構(gòu)的全新方法,致力于開發(fā)低毒高效的阿 片類鎮(zhèn)痛藥。
1、偏向型 μ 受體激動(dòng)劑
阿 片類藥物通過不同的細(xì)胞內(nèi)信號(hào)途徑產(chǎn)生不同的作用。研究發(fā)現(xiàn),G蛋白偶聯(lián)受體 (Gprotein-coupled receptor, GPCR)激活后,在其下游除了G蛋白依賴型通路外,還存在另一條由β-arrestin介導(dǎo)的信號(hào)通路,不同的配體可以不同程度地激活這兩條通路,甚至只激活其中一條,這種現(xiàn)象稱為“偏向性激活”。研究顯示,G蛋白依賴型通路主要介導(dǎo)鎮(zhèn)痛鎮(zhèn)靜,而β-arrestin 通路主要介導(dǎo)呼吸抑制、胃腸功能紊亂、藥物耐受等。說明若某個(gè)阿 片受體激動(dòng)劑可以偏向性激動(dòng)G蛋白信號(hào)通路,其鎮(zhèn)痛療效與毒副作用的平衡關(guān)系會(huì)更優(yōu),這為低毒高效阿 片類鎮(zhèn)痛新藥的發(fā)現(xiàn)提供了理論基礎(chǔ)。目前,丁丙諾啡、奧賽利定和PZM21 是比較有代表性的G 蛋白偏向性激動(dòng)劑。
丁丙諾啡是由英國(guó)Reckitt Benckiser公司基于嗎啡骨架所設(shè)計(jì)的,于 1978 年獲批上市。該藥不僅能夠有效治療急性和慢性疼痛,還可通過替代療法減輕阿 片類藥物的成癮性。丁丙諾啡的鎮(zhèn)痛療效媲美嗎啡,但其呼吸抑制等不良反應(yīng)的發(fā)生率較嗎啡更低。奧賽利定,由美國(guó) Trevena公司于2013 年研發(fā)。在細(xì)胞水平上,該藥對(duì)G蛋白信號(hào)通路的激活能力與嗎啡相近,但招募β-arrestin 2的能力遠(yuǎn)低于嗎啡;在動(dòng)物水平上,該藥顯示出略強(qiáng)于嗎啡的鎮(zhèn)痛效力,并且不易誘發(fā)呼吸抑制。2020年,奧賽利定獲美國(guó) FDA 批準(zhǔn)上市,用于中重度急性疼痛的治療,但該藥仍會(huì)引發(fā)惡心、嘔吐、便秘等不良反應(yīng)。PZM21是首個(gè)基于阿 片受體晶體結(jié)構(gòu)所設(shè)計(jì)的 G蛋白偏向性激動(dòng)劑。在細(xì)胞水平上,其偏向性與奧賽利定不相上下;在嚙齒和靈長(zhǎng)類動(dòng)物水平上,其鎮(zhèn)痛效力與嗎啡、羥 考酮相當(dāng)且持續(xù)時(shí)間更久,并且沒有成癮性。但是,PZM21 仍未能避免便秘、耐藥等不良反應(yīng)。此外,引入苯并二氧 戊環(huán)取代 PZM21 分子結(jié)構(gòu)中的羥基,該衍生物可表現(xiàn)出比母體更強(qiáng)的鎮(zhèn)痛活性和更大的G 蛋白信號(hào)通路偏向性。有研究通過對(duì)配體-受體復(fù)合物冷凍電鏡結(jié)構(gòu)的解析和對(duì)比,發(fā)現(xiàn) PZM21 和奧賽利定分別為完全不激活和部分激活 β-arrestin 信號(hào)通路,而芬太尼和嗎啡則是強(qiáng)效激活β-arrestin 信號(hào)通路,這闡釋了偏向性激動(dòng)劑招募 β-arrestin 的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié),為開發(fā)低毒高效的偏向性阿 片類鎮(zhèn)痛藥夯實(shí)了結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。近日,國(guó)內(nèi)關(guān)于 G 蛋白偏向性阿 片受體激動(dòng)劑的臨床研究取得重大突破。江蘇恒瑞醫(yī)藥股份有限公司的泰吉利定(產(chǎn)品開發(fā)名為 SHR8554)是一種 μ 阿 片受體的偏向性小分子激動(dòng)劑,具有良好的鎮(zhèn)痛作用、安全性和耐受性,于 2024 年 1 月 31 日獲我國(guó)國(guó)家藥品監(jiān)督管理局批準(zhǔn)上市,適用于腹部手術(shù)后的中重度疼痛,是國(guó)內(nèi)首 款自主研發(fā)的一類阿 片類鎮(zhèn)痛創(chuàng)新藥。綠葉制藥集團(tuán)有限公司的 G 蛋白偏向性阿 片受體激動(dòng)劑 LPM-3480392 已先后在中國(guó)和美國(guó)完成了腹部手術(shù)中重度疼痛的Ⅱ期臨床試驗(yàn)(CTR20222358、NCT06204120),關(guān)于骨科手術(shù)術(shù)后中重度疼痛的Ⅱ期臨床試驗(yàn)(CTR20233389)正在有序開展中。
2、混合阿 片受體激動(dòng)劑以及 “一藥多靶”策略
多種藥物聯(lián)用的“雞尾酒”療法,在癌癥、艾滋病和慢性疼痛等疾病治療中均取得了良好成效。研發(fā)人員基于“雞尾酒”療法提出了“一藥多靶”的多重藥理學(xué)新理念,即作用于多個(gè)靶標(biāo)的單一組分化合物,有助于平衡各靶標(biāo)活性并產(chǎn)生協(xié)同作用。在痛覺相關(guān)的受體或信號(hào)通路中,μ阿 片受體的調(diào)控效果最為顯著。因此,阿 片類“一藥多靶”策略主要是圍繞μ阿 片受體開展的。根據(jù)靶標(biāo)組合的不同,阿 片類“一藥多靶”藥物主要分為下述兩類。
①阿 片受體家族不同亞型之間的組合,即:除靶向激動(dòng)μ阿 片受體以外,藥物還作用于δ、κ 或 NOP 受體。研究發(fā)現(xiàn),敲除 δ 受體可減輕 μ 受體激動(dòng)劑的成癮、耐受等副作用,以此為理論基礎(chǔ)所設(shè)計(jì)的 μ 受體激動(dòng)劑/δ 受體拮抗劑顯示出更少的不良反應(yīng)。有趣的是,μ/δ 受體雙靶點(diǎn)激動(dòng)劑同樣顯示出較好的鎮(zhèn)痛潛力。此外,κ 和 NOP 受體也能夠協(xié)同調(diào)節(jié) μ 受體的生理效應(yīng)。Cebranopadol 是一款極有代表性的“一藥多靶”藥物,由美國(guó) Tris 公司開發(fā)。在細(xì)胞水平上,該藥對(duì)多個(gè)阿 片受體亞型都有較高的親和力和激動(dòng)活性(尤其是對(duì)μ和 NOP 受體),多靶點(diǎn)特性突出;在嚙齒和靈長(zhǎng)類動(dòng)物水平上,該藥的鎮(zhèn)痛效力遠(yuǎn)高于嗎啡,且不良反應(yīng)更少。目前,該藥在癌癥疼痛、糖尿病周圍神經(jīng)病變、骨關(guān)節(jié)炎引發(fā)的慢性疼痛和藥物濫用潛力評(píng)估等近10項(xiàng)臨床試驗(yàn)中均取得了良好進(jìn)展。
②阿 片受體與非阿 片受體的組合,除靶向激動(dòng)μ阿 片受體以外,藥物還作用于非阿 片系統(tǒng)的受體或信號(hào)通路,如神經(jīng)肽 FF(neuropeptide FF,NPFF)受體、神經(jīng)激肽受體、膽囊收縮素受體等。以 NPFF 為例,有學(xué)者以阿 片受體激動(dòng)劑 morphiceptin 和 NPFF 類似物PFRTicNH2為母體設(shè)計(jì)了多靶點(diǎn)阿 片肽藥物 MCRT,該藥顯示出強(qiáng)效的鎮(zhèn)痛活性和極少的不良反應(yīng);另有學(xué)者基于阿 片受體激動(dòng)劑和 NPFF 構(gòu)建了 DN-9 等多個(gè)多靶點(diǎn)分子,其有效性和安全性均優(yōu)于嗎啡。
在已上市的阿 片類鎮(zhèn)痛藥中,具有“一藥多靶”特性的藥物占有很大比例,包括地佐辛和他噴 他多等十余種藥物都屬于此類。相比嗎啡等專一性 μ 阿 片受體激動(dòng)劑,多靶點(diǎn)阿 片類鎮(zhèn)痛藥的安全性普遍較好。例如地佐辛,其呼吸抑制等不良反應(yīng)的發(fā)生率非常低且有封頂效應(yīng),因而備受醫(yī)患關(guān)注,占據(jù)了我國(guó)麻醉鎮(zhèn)痛藥市場(chǎng)約60% 的份額。多靶點(diǎn)藥物的設(shè)計(jì)策略為安全高效的新型阿 片類鎮(zhèn)痛藥的研發(fā)提供了更多可能性。
3、外周阿 片受體激動(dòng)劑
眾所周知,阿 片受體在腦和脊髓之外的周圍神經(jīng)系統(tǒng)有著廣泛的分布。透過血-腦屏障激活中樞神經(jīng)系統(tǒng)的阿 片受體,是阿 片類藥物發(fā)揮強(qiáng)效鎮(zhèn)痛作用的關(guān)鍵,也是成癮、過度鎮(zhèn)靜等副作用的根本原因。因此,“不上頭”的外周阿 片受體激動(dòng)劑愈發(fā)受到關(guān)注。一種方法是研究本身不通過血腦屏障的藥物,該研究集中于κ 受體激動(dòng)劑,以 asimadoline (EMD61753) 為代表,但 asimadoline 在鎮(zhèn)痛方面表現(xiàn)差強(qiáng)人意,上市后主要用于腸易激綜合征。再者,可采用納米載體搭載阿 片類藥物,納米載體無法通過血腦屏障,從而達(dá)到僅激動(dòng)外周阿 片受體的作用。法國(guó)學(xué)者開發(fā)出一種裝載了亮氨酸腦啡肽 (leu-enkephalin, LENK) 的納米藥物,在動(dòng)物模型中,該藥成功的被血腦屏障阻隔,通過外周阿 片受體實(shí)現(xiàn)炎癥部位的長(zhǎng)效止痛。另外,有學(xué)者設(shè)計(jì)出僅在特定 pH 環(huán)境中起作用的阿 片受體激動(dòng)劑,而炎性組織一般為酸性環(huán)境。該類藥物以NFEPP 為代表,NFEPP 是基于芬太尼所設(shè)計(jì)的一種氟化衍生物。相比于芬太尼,該藥不僅無法跨越血-腦屏障,氟原子的修飾作用還使其只有在酸性條件下才能與外周 μ 阿 片受體結(jié)合,對(duì)呈現(xiàn)酸性微環(huán)境的病變組織實(shí)現(xiàn)靶向治療。在結(jié)腸炎小鼠模型中,該藥能夠精準(zhǔn)靶向炎癥組織,有效緩解結(jié)腸疼痛,且完全不誘發(fā)成癮、鎮(zhèn)靜、便秘等阿 片樣副作用。此外,研究人員基于 L-腦啡肽和角鯊烯的生物綴合物所開發(fā)的一種納米載體鎮(zhèn)痛藥,通過制劑手段同樣達(dá)到了不入腦而僅激活外周阿 片受體的目的。
4、改變中樞分布動(dòng)力學(xué)的阿 片受體激動(dòng)劑
有假說認(rèn)為 μ 受體激動(dòng)劑的成癮作用與其進(jìn)入中樞的速度有關(guān),但鎮(zhèn)痛效果只與中樞暴露水平有關(guān),那么開發(fā)以較低速率穿過血腦屏障的新型阿 片受體激動(dòng)劑,有可能降低成癮。NKTR-181是一種聚合物-藥物偶聯(lián)物,通過聚乙二醇側(cè)鏈 (polyethylene glycol, PEG) 來降低 μ 阿 片類激動(dòng)劑穿過血腦屏障的速度,在降低阿 片類鎮(zhèn)痛藥成癮性和濫用的同時(shí),并具有顯著的鎮(zhèn)痛效力。目前,在腰痛和慢性非癌性痛病人中完成 3 期臨床試驗(yàn),其治療相關(guān)不良反應(yīng) (TEAEs) 發(fā)生率為72%,最常見的不良反應(yīng)為便秘 (26%),惡心 (12%)。遺憾的是,目前美國(guó) FDA 并沒有通過 NKTR-181的上市申請(qǐng)。
5、內(nèi)源性阿 片肽降解酶抑制劑
內(nèi)源性阿 片肽存在于與疼痛相關(guān)的中樞、外周神經(jīng)系統(tǒng)以及外周損傷組織中。試驗(yàn)表明在炎性痛和神經(jīng)病理性疼痛的動(dòng)物模型中,通過抑制內(nèi)源性阿 片肽降解酶,可以增加疼痛相關(guān)部位內(nèi)源性阿 片肽的水平,達(dá)到鎮(zhèn)痛作用。研究較多的是雙重腦啡肽降解酶抑制劑 DENK,同時(shí)具有抑制氨基肽酶 N (aminopeptidase N, APN)和中性肽鏈內(nèi)切酶 (neutral endopeptidase, NEP) 的作用。機(jī)體接受疼痛刺激時(shí),會(huì)內(nèi)生出腦啡肽,以達(dá)到“生理性”鎮(zhèn)痛。 DENK抑制劑通過在有大量腦啡肽及其降解酶的地方發(fā)揮作用,放大“生理性”鎮(zhèn)痛,具有一定意義上的定向作用。與嗎啡不同的是,在嚙齒動(dòng)物中給予高劑量 DENK 抑制劑,不會(huì)導(dǎo)致耐受、鎮(zhèn)靜、呼吸抑制、嘔吐、便秘或依賴。DENK 是一類藥物的總稱,其中,PL265 可緩解嚙齒動(dòng)物角膜炎所致的眼痛和炎癥,目前已進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段。
6、抑制阿 片類藥物成癮作用的新靶點(diǎn)
研究者對(duì)線蟲基因的900多種突變進(jìn)行測(cè)試,以觀察是否導(dǎo)致對(duì)阿 片類藥物敏感性的變化,發(fā)現(xiàn) FRPR-13 基因可能有意義。同時(shí),在哺乳動(dòng)物中也發(fā)現(xiàn)了 FRPR-13 的同源基因,該基因編碼 GPR139 蛋白。在小鼠中,GPR139 與μ受體共表達(dá),可抑制G蛋白耦聯(lián)受體信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。缺失 GPR139 的小鼠對(duì)嗎啡誘導(dǎo)的獎(jiǎng)賞和鎮(zhèn)痛的敏感性增加。當(dāng)研究人員給小鼠服用激活 GPR139 的藥物時(shí),小鼠表現(xiàn)出更加依賴阿 片類藥物;相反,抑制、消除 GPR139 則增強(qiáng)了阿 片類藥物的止痛效果。因此, GPR139 可能是提高阿 片類藥物安全性的有效靶點(diǎn)。
參考資料
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作者簡(jiǎn)介:小泥沙,食品科技工作者,食品科學(xué)碩士,現(xiàn)就職于國(guó)內(nèi)某大型藥物研發(fā)公司,從事營(yíng)養(yǎng)食品的開發(fā)與研究。
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