聽藥學(xué)專家說說“減重新星”瑪仕度肽的分子故事
引言
備受矚目的第84屆美國糖尿病協(xié)會科學(xué)年會(ADA2024)已于本周在美國奧蘭多召開,紀(jì)立農(nóng)教授在會上公布了重磅研究GLORY-1的詳細(xì)數(shù)據(jù),這是全球推進(jìn)最快的GLP-1/GCG雙受體激動劑瑪仕度肽的3期研究,被ADA大會評為本年度“重大突破”。這款來自創(chuàng)新藥企信達(dá)生物的產(chǎn)品,得到了全球?qū)W者的諸多關(guān)注。
瑪仕度肽是基于人體天然激素的新一代雙靶點GLP-1藥物,科學(xué)強(qiáng)效減重,燃脂護(hù)肝,還能實現(xiàn)全面代謝獲益,顯著改善身體健康。今天,就讓我們跟隨藥學(xué)專家呂曉希教授一起,聊一聊這款減重新星——瑪仕度肽的分子故事。
GLP-1RA家族:從單靶升級到多靶,背后是尚未被滿足的臨床需求
01
單靶激動劑未能完全滿足減重和代謝獲益的需求
肥胖帶來的健康和社會經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)愈發(fā)沉重,患者對減重藥物的需求也日益增加。GLP-1RA通過促進(jìn)胰島素釋放、抑制食欲,在臨床上用于糖尿病治療,并在國外獲批用于肥胖癥治療,為代謝異常患者帶來了一定程度的幫助。
然而,即便高劑量的GLP-1RA,減重幅度也僅約8%~10%,且大劑量的藥物背后是嚴(yán)重的惡心和胃腸道不適等不良反應(yīng)。此外,超重和肥胖患者常合并高血壓、脂肪肝、高尿酸血癥、高脂血癥等諸多問題,并未得到有效解決。
02
多靶點激動劑成研發(fā)熱點,GLP-1/GCG雙靶既減重又燃燒肝臟脂肪,潛力巨大
應(yīng)對上述臨床訴求,研究人員采取了“聯(lián)合激動劑”策略,將GLP-1與胰高血糖素原家族的相關(guān)激素和相關(guān)肽相結(jié)合。其中,胰高血糖素(GCG)的激活已被證明對脂質(zhì)代謝、食物攝入和能量消耗產(chǎn)生有益影響。
同時激動GLP-1受體和GCG受體可發(fā)揮調(diào)控食欲、增加能量消耗、促進(jìn)胰島素釋放及β細(xì)胞保護(hù)等作用,不僅表現(xiàn)出良好的減重和改善血糖的效果,還能燃燒肝臟脂肪,全面改善代謝指標(biāo)[1]。在肥胖動物模型中,與單獨使用GLP-1RA相比,同時激動GLP-1受體和GCG受體可帶來更佳的減重效果、更低的血糖水平和更少的食物攝入量,是非常有治療潛力的減重策略,因而得到藥物研發(fā)人員的重點關(guān)注。
理想與現(xiàn)實碰撞:GLP-1/GCG雙受體激動劑研發(fā)之路困難重重
困難1:半衰期極短,是開發(fā)路上的重要難題
GCG和GLP-1均是由胰高血糖素原剪輯加工形成的多肽,兩者都含有二肽基肽酶-4(DPP-4)的識別位點,易被DPP-4切割而迅速失效[2]。因此,天然GCG的半衰期約為10分鐘,天然GLP-1的半衰期僅2~3分鐘。如何有效延長二者的半衰期,是GLP-1和GCG相關(guān)藥物研發(fā)中需要克服的重要難題。
困難2:如何平衡好GLP-1受體和GCG受體的激動比例,以實現(xiàn)最佳獲益
GCG受體的激活,一方面會提高基礎(chǔ)代謝率,促進(jìn)脂肪分解;另一方面也會促使肝臟糖原分解而產(chǎn)生葡萄糖,導(dǎo)致機(jī)體血糖升高。聯(lián)合GLP-1受體的共同激動,可以最大化GCG受體的體重獲益,同時實現(xiàn)降糖獲益[3]。所以,需充分考慮藥物對各個靶點的親和力及激動效率,完美均衡GLP-1受體和GCG受體的激動比例。
瑪仕度肽突破研發(fā)壁壘:成為全球推進(jìn)最快的GLP-1/GCG雙受體激動劑
01
返璞歸真——從人體天然OXM激素出發(fā),最小幅度改動
內(nèi)源性肽類分子是寶貴的藥物研發(fā)資源,基于內(nèi)源肽類氨基酸序列開發(fā)的多肽類似物通常具有更好的理化性質(zhì)和更低的免疫原性[4]。
胃泌酸調(diào)節(jié)素(OXM)是人體分泌的天然肽類激素,作為GCG的內(nèi)源性前體,它含有完整的GCG序列,且與GLP-1及Exendin-4具有“高度同源性”,可同時激動GLP-1受體和GCG受體[5]。
瑪仕度肽的研發(fā)者們基于這種“高度同源性”,對天然OXM進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化,不僅有效避免了DPP-4的切割,而且提升了多肽對GLP-1受體的激動活性,有效平衡了GLP-1受體/GCG受體的雙重激動作用,奠定了良好的臨床應(yīng)用基礎(chǔ)(圖2)。
圖2. OXM及GLP-1的多肽片段
關(guān)于OXM的更多知識,詳閱下文:
新一代減重藥!基于OXM的GLP-1R/GCGR雙重激動劑即將上市,捋一捋OXM的前世今生
02
替換關(guān)鍵氨基酸阻止被DPP-4降解,增加藥物穩(wěn)定性
瑪仕度肽的研發(fā)者們將OXM的N端2位處替換為Aib(圖3)以阻止DPP-4介導(dǎo)的降解,從而增強(qiáng)其對DPP-4的抵抗,以增加藥物在體內(nèi)的代謝穩(wěn)定性,延長藥物的作用時間。使用Aib進(jìn)行取代還能夠保留OXM本身的生物活性及受體結(jié)合親和力。此外,瑪仕度肽C端的酰胺及α螺旋結(jié)構(gòu)也增強(qiáng)了其穩(wěn)定性。
圖3. 瑪仕度肽的氨基酸序列及基于OXM的修飾
03
增加脂肪酸側(cè)鏈,延長藥物半衰期
瑪仕度肽的研發(fā)者們在OXM中部的賴氨酸(圖3)上連接了脂肪酸側(cè)鏈,促進(jìn)藥物與血清白蛋白的結(jié)合,從而減少腎清除,以延長藥物在體內(nèi)的半衰期。
04
調(diào)整氨基酸序列,優(yōu)化激動比例,實現(xiàn)最大獲益
瑪仕度肽的研發(fā)者們將Exendin-4的C端區(qū)域引入到OXM中,又修改了OXM的中間區(qū)域(為EKKAKE),有效提升了GLP-1受體的激活效力(圖3),由此達(dá)到GLP-1受體/GCG受體的最佳激動比例,使得瑪仕度肽表現(xiàn)出良好的綜合效益,并在臨床試驗中得到了驗證。瑪仕度肽首個上市申請已在2024年2月獲國家藥品監(jiān)督管理局(NMPA)受理,用于成人肥胖或超重患者的長期體重控制,并預(yù)計于2025年在中國上市。
藥學(xué)專家點評
呂曉希 教授
中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院,北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院藥物研究所臨床藥理課題組副研究員,研究生導(dǎo)師,呼吸和共病全國重點實驗室成員。從事非感染型慢性炎性疾病發(fā)病機(jī)制研究及創(chuàng)新藥物研發(fā)。負(fù)責(zé)多個國家自然科學(xué)基金項目及省部級基金項目,承擔(dān)多個國家級新藥研發(fā)項目。在Immunity、Nat Commun、Cancer Cell、 Autophagy、APSB、STTT等雜志發(fā)表SCI論文30余篇,申請國家專利10余項。研究工作獲得中華醫(yī)學(xué)會科技獎三等獎、教育部自然科學(xué)獎二等獎、北京市科學(xué)技術(shù)獎二等獎、北京市高校教學(xué)二等獎。擔(dān)任APSB、《藥學(xué)學(xué)報》青年編委,中國民族衛(wèi)生協(xié)會重癥代謝疾病分會常委,國家心血管病專家委員會心血管代謝醫(yī)學(xué)專業(yè)委員會委員,中國藥理學(xué)會抗炎與免疫藥理專委會青年委員。雙重激動GLP-1受體和GCG受體在臨床前看到更多獲益的同時,也為該類藥物的研發(fā)帶來了挑戰(zhàn)?,斒硕入脑趦?nèi)源性O(shè)XM的基礎(chǔ)上進(jìn)一步增加其成藥性,通過氨基酸替換和脂肪酸側(cè)鏈修飾延長體內(nèi)作用時間,通過序列優(yōu)化平衡對GLP-1受體和GCG受體的激動比例,達(dá)到更為持久強(qiáng)效的減重效果,并實現(xiàn)綜合代謝獲益。
參考文獻(xiàn)
(上下滑動可查看)[1] Del Prato Stefano, et al. The incretin/glucagon system as a target for pharmacotherapy of obesity. Obes Rev. 2022; 23(2): e13372.
[2] Lafferty RA, et al. Proglucagon-Derived Peptides as Therapeutics. Front Endocrinol (Lausanne). 2021; 12: 689678.
[3] Hope DCD, et al. Striking the Balance: GLP-1/Glucagon Co-Agonism as a Treatment Strategy for Obesity. Front Endocrinol (Lausanne). 2021; 12: 735019.
[4] Chen T, et al. The Design and Optimization of Monomeric Multitarget Peptides for the Treatment of Multifactorial Diseases. J Med Chem. 2022; 65(5): 3685-3705.
[5] Pocai A. Action and therapeutic potential of oxyntomodulin. Mol Metabo. 2013; 3(3): 241-251.
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網(wǎng)址: 聽藥學(xué)專家說說“減重新星”瑪仕度肽的分子故事 http://m.u1s5d6.cn/newsview640169.html
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