阿 片類(lèi)鎮痛藥是目前已知療效最 好的鎮痛藥之一,然而其便秘、耐受和成癮等毒副作用嚴重限制了其臨床應用。近年來(lái),隨著(zhù)對阿 片受體信號轉導機制的深入認知和藥物設計技術(shù)的不斷進(jìn)步,研究者們嘗試了許多有前景、不同于傳統的改造嗎啡骨架結構的全新方法,致力于開(kāi)發(fā)低毒高效的阿 片類(lèi)鎮痛藥。
1、偏向型 μ 受體激動(dòng)劑
阿 片類(lèi)藥物通過(guò)不同的細胞內信號途徑產(chǎn)生不同的作用。研究發(fā)現,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(lài)型通路外,還存在另一條由β-arrestin介導的信號通路,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,這種現象稱(chēng)為“偏向性激活”。研究顯示,G蛋白依賴(lài)型通路主要介導鎮痛鎮靜,而β-arrestin 通路主要介導呼吸抑制、胃腸功能紊亂、藥物耐受等。說(shuō)明若某個(gè)阿 片受體激動(dòng)劑可以偏向性激動(dòng)G蛋白信號通路,其鎮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(lèi)鎮痛新藥的發(fā)現提供了理論基礎。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Reckitt Benckiser公司基于嗎啡骨架所設計的,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(guò)替代療法減輕阿 片類(lèi)藥物的成癮性。丁丙諾啡的鎮痛療效媲美嗎啡,但其呼吸抑制等不良反應的發(fā)生率較嗎啡更低。奧賽利定,由美國 Trevena公司于2013 年研發(fā)。在細胞水平上,該藥對G蛋白信號通路的激活能力與嗎啡相近,但招募β-arrestin 2的能力遠低于嗎啡;在動(dòng)物水平上,該藥顯示出略強于嗎啡的鎮痛效力,并且不易誘發(fā)呼吸抑制。2020年,奧賽利定獲美國 FDA 批準上市,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。PZM21是首個(gè)基于阿 片受體晶體結構所設計的 G蛋白偏向性激動(dòng)劑。在細胞水平上,其偏向性與奧賽利定不相上下;在嚙齒和靈長(cháng)類(lèi)動(dòng)物水平上,其鎮痛效力與嗎啡、羥 考酮相當且持續時(shí)間更久,并且沒(méi)有成癮性。但是,PZM21 仍未能避免便秘、耐藥等不良反應。此外,引入苯并二氧 戊環(huán)取代 PZM21 分子結構中的羥基,該衍生物可表現出比母體更強的鎮痛活性和更大的G 蛋白信號通路偏向性。有研究通過(guò)對配體-受體復合物冷凍電鏡結構的解析和對比,發(fā)現 PZM21 和奧賽利定分別為完全不激活和部分激活 β-arrestin 信號通路,而芬太尼和嗎啡則是強效激活β-arrestin 信號通路,這闡釋了偏向性激動(dòng)劑招募 β-arrestin 的結構細節,為開(kāi)發(fā)低毒高效的偏向性阿 片類(lèi)鎮痛藥夯實(shí)了結構基礎。近日,國內關(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。江蘇恒瑞醫藥股份有限公司的泰吉利定(產(chǎn)品開(kāi)發(fā)名為 SHR8554)是一種 μ 阿 片受體的偏向性小分子激動(dòng)劑,具有良好的鎮痛作用、安全性和耐受性,于 2024 年 1 月 31 日獲我國國家藥品監督管理局批準上市,適用于腹部手術(shù)后的中重度疼痛,是國內首 款自主研發(fā)的一類(lèi)阿 片類(lèi)鎮痛創(chuàng )新藥。綠葉制藥集團有限公司的 G 蛋白偏向性阿 片受體激動(dòng)劑 LPM-3480392 已先后在中國和美國完成了腹部手術(shù)中重度疼痛的Ⅱ期臨床試驗(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(CTR20233389)正在有序開(kāi)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)靶標的單一組分化合物,有助于平衡各靶標活性并產(chǎn)生協(xié)同作用。在痛覺(jué)相關(guān)的受體或信號通路中,μ阿 片受體的調控效果最為顯著(zhù)。因此,阿 片類(lèi)“一藥多靶”策略主要是圍繞μ阿 片受體開(kāi)展的。根據靶標組合的不同,阿 片類(lèi)“一藥多靶”藥物主要分為下述兩類(lèi)。
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,敲除 δ 受體可減輕 μ 受體激動(dòng)劑的成癮、耐受等副作用,以此為理論基礎所設計的 μ 受體激動(dòng)劑/δ 受體拮抗劑顯示出更少的不良反應。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痛潛力。此外,κ 和 NOP 受體也能夠協(xié)同調節 μ 受體的生理效應。Cebranopadol 是一款極有代表性的“一藥多靶”藥物,由美國 Tris 公司開(kāi)發(fā)。在細胞水平上,該藥對多個(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μ和 NOP 受體),多靶點(diǎn)特性突出;在嚙齒和靈長(cháng)類(lèi)動(dòng)物水平上,該藥的鎮痛效力遠高于嗎啡,且不良反應更少。目前,該藥在癌癥疼痛、糖尿病周?chē)窠?jīng)病變、骨關(guān)節炎引發(fā)的慢性疼痛和藥物濫用潛力評估等近10項臨床試驗中均取得了良好進(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 片系統的受體或信號通路,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(lèi)似物PFRTicNH2為母體設計了多靶點(diǎn)阿 片肽藥物 MCRT,該藥顯示出強效的鎮痛活性和極少的不良反應;另有學(xué)者基于阿 片受體激動(dòng)劑和 NPFF 構建了 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(lèi)鎮痛藥中,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(lèi)。相比嗎啡等專(zhuān)一性 μ 阿 片受體激動(dòng)劑,多靶點(diǎn)阿 片類(lèi)鎮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的發(fā)生率非常低且有封頂效應,因而備受醫患關(guān)注,占據了我國麻醉鎮痛藥市場(chǎng)約60% 的份額。多靶點(diǎn)藥物的設計策略為安全高效的新型阿 片類(lèi)鎮痛藥的研發(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?chē)窠?jīng)系統有著(zhù)廣泛的分布。透過(guò)血-腦屏障激活中樞神經(jīng)系統的阿 片受體,是阿 片類(lèi)藥物發(fā)揮強效鎮痛作用的關(guān)鍵,也是成癮、過(guò)度鎮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(guò)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 在鎮痛方面表現差強人意,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(lèi)藥物,納米載體無(wú)法通過(guò)血腦屏障,從而達到僅激動(dòng)外周阿 片受體的作用。法國學(xué)者開(kāi)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(guò)外周阿 片受體實(shí)現炎癥部位的長(cháng)效止痛。另外,有學(xué)者設計出僅在特定 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(lèi)藥物以NFEPP 為代表,NFEPP 是基于芬太尼所設計的一種氟化衍生物。相比于芬太尼,該藥不僅無(wú)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 片受體結合,對呈現酸性微環(huán)境的病變組織實(shí)現靶向治療。在結腸炎小鼠模型中,該藥能夠精準靶向炎癥組織,有效緩解結腸疼痛,且完全不誘發(fā)成癮、鎮靜、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(kāi)發(fā)的一種納米載體鎮痛藥,通過(guò)制劑手段同樣達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(shuō)認為 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),但鎮痛效果只與中樞暴露水平有關(guān),那么開(kāi)發(fā)以較低速率穿過(guò)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(guò)聚乙二醇側鏈 (polyethylene glycol, PEG) 來(lái)降低 μ 阿 片類(lèi)激動(dòng)劑穿過(guò)血腦屏障的速度,在降低阿 片類(lèi)鎮痛藥成癮性和濫用的同時(shí),并具有顯著(zhù)的鎮痛效力。目前,在腰痛和慢性非癌性痛病人中完成 3 期臨床試驗,其治療相關(guān)不良反應 (TEAEs) 發(fā)生率為72%,最常見(jiàn)的不良反應為便秘 (26%),惡心 (12%)。遺憾的是,目前美國 FDA 并沒(méi)有通過(guò) NKTR-181的上市申請。
5、內源性阿 片肽降解酶抑制劑
內源性阿 片肽存在于與疼痛相關(guān)的中樞、外周神經(jīng)系統以及外周損傷組織中。試驗表明在炎性痛和神經(jīng)病理性疼痛的動(dòng)物模型中,通過(guò)抑制內源性阿 片肽降解酶,可以增加疼痛相關(guān)部位內源性阿 片肽的水平,達到鎮痛作用。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)和中性肽鏈內切酶 (neutral endopeptidase, NEP) 的作用。機體接受疼痛刺激時(shí),會(huì )內生出腦啡肽,以達到“生理性”鎮痛。 DENK抑制劑通過(guò)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 )導致耐受、鎮靜、呼吸抑制、嘔吐、便秘或依賴(lài)。DENK 是一類(lèi)藥物的總稱(chēng),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)入臨床試驗階段。
6、抑制阿 片類(lèi)藥物成癮作用的新靶點(diǎn)
研究者對線(xiàn)蟲(chóng)基因的900多種突變進(jìn)行測試,以觀(guān)察是否導致對阿 片類(lèi)藥物敏感性的變化,發(fā)現 FRPR-13 基因可能有意義。同時(shí),在哺乳動(dòng)物中也發(fā)現了 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,可抑制G蛋白耦聯(lián)受體信號轉導。缺失 GPR139 的小鼠對嗎啡誘導的獎賞和鎮痛的敏感性增加。當研究人員給小鼠服用激活 GPR139 的藥物時(shí),小鼠表現出更加依賴(lài)阿 片類(lèi)藥物;相反,抑制、消除 GPR139 則增強了阿 片類(lèi)藥物的止痛效果。因此, GPR139 可能是提高阿 片類(lèi)藥物安全性的有效靶點(diǎn)。
參考資料
[1]吳鴿,林沈嫻,朱奇,等.阿 片類(lèi)藥物是否窮途末路?[J].中國疼痛醫學(xué)雜志,2021,27(03):212-215.
[2]賀春波,王丹,楊淑佳,等.新型阿 片類(lèi)鎮痛藥的研發(fā)進(jìn)展[J].中國藥房,2024,35(17):2176-2180.
作者簡(jiǎn)介:小泥沙,食品科技工作者,食品科學(xué)碩士,現就職于國內某大型藥物研發(fā)公司,從事?tīng)I養食品的開(kāi)發(fā)與研究。
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