传统的药物作用机制依赖于配体与其生物靶标的可逆、非共价相互作用。另一方面,有针对性的共价抑制剂(TCI)药物的目的是形成一个共价键之间的亲电试剂配体和靶蛋白的亲核中心(图1)。TCI绑定目标蛋白质氨基酸通过药物的活性组织,所谓的“弹头”。乍一看，人们可能会认为共价键是一种不常见的、潜在有害的生产新药的方式。然而，最近对这类共价抑制剂的兴趣已经促使药物寻找许多治疗靶点。我们将在本博客中进一步探讨这个问题。
1899年首次用于患者的阿司匹林是第一个真正意义上的共价抑制剂，但这方面直到很晚才被发现或认识到。现在，以共价为目标，共价抑制剂方法作为一种有价值的药物发现工具正迅速获得认可。此外，共价是首选的下一代调节剂，以前难以解决的药物靶点。例如，brutinib(一种Bruton酪氨酸激酶抑制剂)在治疗套细胞淋巴瘤方面的临床成功，在2013年获批后，引发了开发不可逆药物抑制剂的兴趣(图2)。也能抑制布鲁顿酪氨酸激酶。
虽然批准的tci大多在肿瘤学和肝炎领域，但最近的晚期临床试验正在进行中，在各种自身免疫性疾病中使用rilzabrutinib、evobrutinib、PF-06651600和remibrutinib等治疗类别。在肿瘤学领域，最近sotorasib的加速批准证明了该方法对先前标记为“不可用药”的靶点的适用性。Sotorasib是一种大鼠肉瘤(RAS)鸟苷三磷酸酶(GTPase)抑制剂，通过与KRAS G12C的半胱氨酸共价结合靶向KRAS G12C。这种共价结合将蛋白质锁定在非活性状态，从而在不影响野生型KRAS的情况下阻止下游信号传导。总的来说，sotorasib在含有KRAS G12C的肿瘤中降低了肿瘤细胞信号，抑制了细胞生长，并促进了细胞凋亡，这是一个精准用药策略的好例子。
那么，为什么突然对tci感兴趣呢?从理论上讲，TCI方法有许多好处。这包括高效力(由于目标封锁)，低剂量(由于高效力)，和持续作用持续时间(由于蛋白质周转时间长)。药效、剂量和持久性是现代药理学的三大战略支柱，因此人们对这一领域的兴趣大增也就不足为奇了。
在发展tci方面，我们有三个主要考虑。
非临床药物代谢与药代动力学(DMPK)
tci先导物优化过程中的DMPK筛选和随后的临床先导物鉴定应该针对与这类小分子相关的特定挑战进行量身定制。
从DMPK的角度来看，是非临床的在vitro-in体内外推法(IVIVE)对清除(CL)的预测，以及随后的人体药代动力学(PK)预测，可能对tci具有挑战性，因为它们可能与谷胱甘肽(GSH)的半胱氨酸部分结合和潜在的非特异性结合。
tci的一种非传统排泄途径是通过与蛋白(如白蛋白)的共价结合，导致相对缓慢的结合形式排泄在活的有机体内阿法替尼和奥西替尼(Rioux and Nix, 2020;Stopfer et al.， 2012)。这种现象，加上化学/酶的不稳定性，可能会影响精度在体外TCI的自由分数测定通常表现出高血浆蛋白结合。体外或者在体外对血浆蛋白的共价结合的评估有助于理解药物与白蛋白共价结合的比例，在开发过程中应予以考虑。
谷胱甘肽结合可以通过非酶和/或谷胱甘肽-发生年代-转移酶(GST)在肝脏和肝外组织中的介导机制(Leung et al .， 2017)。大多数tci都观察到谷胱甘肽相关的加合物，尽管其中一些如阿法替尼和伊布鲁替尼的加合物水平可以忽略不计(Scheers et al, 2015;Stopfer et al.， 2012)。因此，肝外CL是tci的一个特征。因此，数据外推从传统矩阵采用在体外CL检测，如重组人CYP酶，肝微粒体，肝S9组分，或肝细胞培养，通常不代表在活的有机体内CL。考虑全血稳定性(作为一种在体外肝外组织中谷胱谷肽结合的替代品)和血液结合已被提出以改善CL IVIVE (Leung et al .， 2017)。尽管具有挑战性，但在tci中实现IVIVE是可能的，正如H3B-6545所证明的那样，通过优化共价弹头反应性，导致肝外CL的减少(Rioux等人，2018)。尽管最近取得了进展，但在建立预测tci的人类PK参数的最佳实践方面仍然存在差距。
临床药理学
在规划tci的临床药理学分析时，有许多方面值得考虑。它们依赖于共价键形成的动力学。药物浓度和共价键形成速率之间的关系是至关重要的。确保与靶蛋白有选择性和强相互作用的药物和剂量之间的平衡很重要。这种平衡并不容易实现，因为需要对最大失活率(k非活性的）和效力（k我)．下面将进一步阐述这些问题。
选择性vs脱靶反应性
平衡共价弹头的反应性以达到高目标占用率和潜在的脱靶反应性是TCI发展的一个关键考虑因素。除了潜在的安全风险，有报道称tci的子集至少是一种人CYP酶的时间依赖性抑制剂，这突出了对药物-药物相互作用(DDI)潜力的早期表征的必要性。
PK / PD解耦
共价抑制是时间依赖的，长期暴露导致目标占用增加。对于具有中等/高清除率的tci，较长的作用时间可能会使药效学(PD)与血浆暴露(PK)脱钩。集成电路50或电子商务50值不是比较共价配体的最佳值。不可逆抑制剂的效价用k表示比较好非活性的/ K.我, k非活性的最大失活率和K我为可逆约束常数，这是一个比较劳动密集型的评估。除了动力学常数，对于2021亚博最新 ，必须考虑目标蛋白的合成和降解速率。需要注意的是TCI方法不适用于快速转换或需要短暂/部分抑制的靶点。对于周转速度较慢的目标，较低剂量/较不频繁剂量的潜力使tci特别具有吸引力。长时间的作用可以使PD与PK解耦，tci清除率高。
人体吸收、代谢和消除(hAME)
尽管与对大分子的非传统排泄的非传统途径和与大分子结合的潜力相关的挑战，所以设计的人类AME研究可以实现足够的恢复，并允许确定TCIS（Rioux和Nix，2020）的消除途径和重大间隙途径。
药品安全
早期共价抑制剂的明显安全问题是特殊反应，因为分子中亲电试剂的反应功能和/或其生物转化产物。因此，共价加合物形成的作用在历史上被认为是此类药物的不利影响。
考虑到tci的固有性质，理论上tci有可能通过靶蛋白或脱靶蛋白的修饰而产生免疫介导的不良反应。虽然药物和其蛋白靶单独可能不具有免疫原性，但这种结合可能通过半抗原化过程具有免疫原性，共价结合的药物就是半抗原(图3)。这种免疫原性药物-蛋白加合物可能会在治疗开始后几周或几个月触发特异反应。虽然已批准的tci在安全性和有效性方面已通过监管审查，但tci的安全性和长期风险将受益于进一步的调查和研究。
通过在低剂量下提高靶参与的选择性以及从细胞色素p450介导的反应中提取活性代谢物的形成，可以减轻这些免疫原性副作用。在这方面，确保tci与最佳平衡的k非活性的/ K.我从药物发现的角度来看，防止长期的安全性问题是至关重要的。
结论
合理设计时，TCI有可能为广泛的疾病产生高效，选择性和安全的治疗方法。如本博客中突出显示，存在需要合理化的关键DMPK和临床药理学问题。要了解有关我们的临床药理论如何支持您的药物计划的更多信息，请访问此网页。
参考
- 梁等人(2017)。通过肝外和肝外清除机制的体内外推预测靶向共价抑制剂的清除。毒品Metab处置45:1-7。
- Rioux N, and Nix, D. Characterization of Human AME for Targeted Covalent Inhibitors (tci): Review of FDA Oncology Approvals, AAPS pharmacsci360, 2020，虚拟会议，特别海报收集，Poster 879921。
- Rioux N，Smith S，Korpal M，O'Shea M，Prajapati S，Zheng Gz，Warmuth M，Smith PG。（2019）一种新型选择性ERα共价拮抗剂（SERCA）的非临床药代动力学和H3B-6545的体外代谢。癌症化学其他药狼。83：151-160。
- 张志强，张志强，张志强，等。(2014)。口腔的吸收、代谢和排泄14C放射标记的ibrutinib:一项开放标记的I期单剂量健康男性研究。药物Metab处置43:289-97。
- 王志强，王志强，王志强，等。健康男性志愿者口服阿法替尼后的药代动力学和代谢Cancer Chemother Pharmacol 69:1051-61。
- 共价抑制剂:药物发现的一种合理方法。中华医学杂志。2020;11(8):876-884。http://dx.doi.org/10.1039/D0MD00154F。DOI：10.1039 / d0md00154f。