PrP先導(dǎo)物探險(xiǎn)記

2020年6月24日 | Filed under: 制藥工業(yè),制藥企業(yè),孤兒藥,藥物化學(xué),新藥研發(fā),制藥常識(shí),文獻(xiàn)綜合 | Posted by: 路人丙

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【新聞事件】：今天哈佛和Broad的科學(xué)家上線了一篇文章（https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.06.18.159418v1.full），回顧過去5年尋找朊毒體蛋白（PrP）先導(dǎo)物的歷程。作者用了幾種篩選不可成藥蛋白配體的新技術(shù)，如基于片段的核磁技術(shù)STD、熱遷移技術(shù)DSF、DEL、和VS。這些努力最后只找到一個(gè)活性極差（>1 mM）、但結(jié)合確定的苗頭化合物，遺憾的是這顆千里地一棵苗還無(wú)法優(yōu)化。作者同一天在一個(gè)博客文章總結(jié)這類高難工作需要注意的5P，即pipelines, PAINS, platforms, pivots, and priorities。

【藥源解析】：這篇文章的主要作者Eric Vallabh Minikel本是MIT的工程院研究生，2012年因?yàn)槠拮影l(fā)現(xiàn)攜帶朊毒體PRNP D178N變異面臨英年早逝危險(xiǎn)而與妻子同時(shí)轉(zhuǎn)行學(xué)習(xí)生物制藥、進(jìn)入化學(xué)生物學(xué)大牛Schreiber小組，這個(gè)事在當(dāng)年是一個(gè)新聞。因?yàn)榧胰说貌《M(jìn)入制藥行業(yè)的例子并不罕見，其中最有名的是Pompe疾病藥物 Myozyme就是患者父親改行開發(fā)的。這個(gè)故事后來(lái)被搬上熒屏、成為《良醫(yī)妙藥》的原型，現(xiàn)在福泰的主打產(chǎn)品CFTR系列藥物也最早是一個(gè)患者的商人父親牽頭開發(fā)的。臨淵羨魚不如退而結(jié)網(wǎng)、take matter into your own hands是個(gè)優(yōu)良傳統(tǒng)。

朊毒體病十分罕見，美國(guó)估計(jì)只有300人。這么小的市場(chǎng)依靠制藥業(yè)確實(shí)比較難，尤其是靶點(diǎn)本是也不簡(jiǎn)單。朊毒體蛋白是個(gè)胞外蛋白、功能不是很清楚，但如果受到感染（如當(dāng)年的瘋牛病）或有變異可能造成折疊出錯(cuò)、引起致死性中樞病變。靶點(diǎn)算是個(gè)高度確證的靶點(diǎn)，但這個(gè)蛋白不大、用小分子控制其穩(wěn)定性是個(gè)高難工作，這比阻斷受體或酶的結(jié)合腔難度要高很多。當(dāng)然理論上這是可以做到的，上面提到的CFTR就有三類不同小分子配體可以幫助恢復(fù)變異CFTR的生理功能，只是這個(gè)領(lǐng)域的知識(shí)空白遠(yuǎn)多于傳統(tǒng)的酶抑制劑。發(fā)現(xiàn)新藥如同大風(fēng)天的足球比賽，遠(yuǎn)射雖然偶爾成功但要盡量避免、知識(shí)空白處基本全是坑。

作者提到的5P是所有早期藥物發(fā)現(xiàn)都要面臨的挑戰(zhàn)， PrP這樣高難度靶點(diǎn)的挑戰(zhàn)則更突出。作者說的pipelines并不是指產(chǎn)品線，而是確證先導(dǎo)物的系列評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)。不可成藥靶點(diǎn)根據(jù)定義是高活性配體很少見，所以多數(shù)苗頭化合物活性很低。這一是令信噪比更低、很多線索實(shí)際只是噪音，二是令所謂的PAINS有了更多空子可鉆。PAINS就是指那些在很多測(cè)試都有一定信號(hào)但并不能與蛋白真正結(jié)合的地痞流氓式化合物，是不可雕的朽木、無(wú)法優(yōu)化。所以對(duì)苗頭化合物進(jìn)行嚴(yán)格鑒定非常重要，這需要一系列物理、生物測(cè)試，如同總統(tǒng)競(jìng)選。Platform這里是指別人已經(jīng)建立的平臺(tái)能幫助你評(píng)價(jià)早期粗糙化合物，這對(duì)設(shè)施不全的小公司尤其重要。Pivot原意指轉(zhuǎn)向，這里是說什么時(shí)候轉(zhuǎn)向、或放棄一個(gè)項(xiàng)目。這是大小公司都要面臨的關(guān)鍵問題，沒有一個(gè)項(xiàng)目毫無(wú)可能、也沒有一個(gè)項(xiàng)目板上釘釘，如何評(píng)價(jià)成功可能和所需資源支持是新藥發(fā)現(xiàn)最重要的工作。淺嘗輒止、一意孤行這兩個(gè)極端在新藥中的界限非常模糊，通常只有回頭看發(fā)牢騷時(shí)有點(diǎn)用。Priority與此相關(guān)，少花錢多辦事的項(xiàng)目應(yīng)該獲得更高優(yōu)先權(quán)。

所有這些障礙的根源是靶點(diǎn)本身的難度。上窮碧落下黃泉、兩處茫茫皆不見是因?yàn)橐业臇|西本來(lái)就極少，如果要篩一個(gè)激酶估計(jì)上面很多問題都能避免。PrP本身結(jié)構(gòu)不適合小分子藥物、細(xì)胞功能模糊，與阿爾茨海默病靶點(diǎn)Tau有點(diǎn)類似。這些篩選技術(shù)雖然偶爾有成功案例，但與HTS比并沒有在難成藥靶點(diǎn)顯示體制優(yōu)勢(shì)。事實(shí)上如果我們假設(shè)經(jīng)過幾十億年大浪淘沙而勝出的天然產(chǎn)物有其奧妙，那么這些只能產(chǎn)生簡(jiǎn)單化合物的技術(shù)注定只會(huì)在某些特殊情況下會(huì)有一定作用。現(xiàn)在作者已經(jīng)轉(zhuǎn)向使用RNA技術(shù)來(lái)調(diào)控PrP的表達(dá)，這雖然要面臨一系列新的挑戰(zhàn)、但蛋白本身的弱點(diǎn)都一筆勾銷了。

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