明星药物——伊布替尼的曲折上市之路

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嘤其鸣
专栏作者
不务正业的药学生

伊布替尼作为首个布鲁顿酪氨酸激酶(BTK)抑制剂,于2013年在美国上市后,一年内便成为销售额增长最快的抗肿瘤药物之一。该药也是一种不可逆抑制剂,以共价键的形式结合BTK,这种罕见的结合方式,也成为药物设计的典范。上周我们梳理了该药物的基本情况,今天我们就其上市波折一探究竟。

为什么是BTK?
BTK是以一位美国医生 Ogden Bruton (1914-2003 年) 的名字命名的,因为他在 1952 年最早发现布鲁综合症,即性联无丙种球蛋白血症。此病是一种性连锁遗传, 其不正常基因 BTK位于 Xq22 染色体上,且BTK基因在1993年被发现。而BTK则作为是调节信号转导的重要因子,是B细胞受体(B cell receptor,BCR)信号通路的关键一环,在B细胞的生长和分化中起重要作用。BTK主要在B细胞和髓细胞中表达,分布在淋巴系统、造血及血液系统,但在T细胞和浆细胞中也发现了较低水平的BTK表达。体外与临床实验均表明,BTK参与B细胞恶性肿瘤(如弥漫性大B细胞淋巴瘤、慢性淋巴细胞白血病等)与自身免疫病(如类风湿性关节炎与红斑狼疮)。伊布替尼可以与BTK特异性结合,中断B细胞信号通路,阻碍B细胞的黏着迁移,最终造成B细胞的死亡。

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图1. 伊布替尼在B细胞信号通路中的作用示意图
伊布替尼的发现
BTK的酪氨酸残基与ATP结合之后,才能实现磷酸化,BTK抑制剂竞争性地与ATP 活性位点结合,达到阻断B细胞信号通路的作用。但大部分BTK抑制剂不具有选择性,安全性不佳。如何寻找高效安全的BTK抑制剂成为研究的热点。
在本世纪初,一个基因测序公司Celera创造性地提出了共价不可逆的 BTK 抑制剂的思路,并成功合成多种活性化合物,其中就包括PCI-32765(也就是后来的ibrutinib)。并于2006将成果发表在ChemMedChem期刊上。
ATP的活性位点是高度保守的,这也是BTK抑制剂活性较差的原因之一。经过多次尝试,研究人员发现亲电抑制剂的活性比较好。首先,科学家合成了化合物1(如下图2所示),对BTK显示出中等活性,对BTK与LCK有较高选择性。

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图2. 化合物1的化学结构
研究人员继续合成1的类似物,将R基团的五元环换成六元环,产物活性明显增加。经过测试,化合物4,也就是ibrutinib(图3)的各项指标均是最优的,该化合物以共价键的形式结合到BTK上,化合物4的结构中含有特殊的 Michael 受体,可与 BTK 的 ATP催化中心附近的半磺胺酸-481(Cys481)通过共 价键结合,从而不可逆地抑制 BTK 的活性(图4)。该化合物的活性在类风湿性关节炎动物模型上得到很好的验证。

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图3 ibrutinib的化学结构

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图4 伊布替尼与BTK的活性位点Cys481结合示意图
伊布替尼的艰难上市之路
Celera是一家基因测序公司,由于资金与公司战略问题,Celera转型做诊断试剂,而将新药研发项目对外出售,接手的正是改变伊布替尼命运的Pharmacyclics。Pharmacyclics是一家新药创新公司,但却苦于没有出色的药物管线而在生死线上挣扎。当时公司的CEO Richard Miller博士发现了Celera的新药项目,眼前一亮,将该项目下的化合物悉数买下。虽然Celera公司的科学家证实PCI-32765(伊布替尼)对自身免疫病有极好的效果,但Miller作为企业家与肿瘤学家,对抗肿瘤新药研发有着独特的眼光,他深信伊布替尼在血液病和淋巴瘤治疗领域有潜在价值,坚持对该药进行深入研究。
然而,合适的动物模型并不容易获得,最终,科学家在患有淋巴癌的狗身上进行药物测试,得到理想的实验结果,但结果并非让人眼前一亮。这时科学家就有些纠结,对于药物创新公司来说,继续下去要冒极大地风险,如果项目失败,等待他们的将是万丈悬崖,公司也可能就此破产。而Miller坚信只有经过临床试验才能知道药物的效果,力排众议,开启临床试验。
然而临床试验进展缓慢,而药物研发需要持续烧钱,公司账上可用余额已经不多,公司处于破产边缘。此时董事会主席Robert Duggan对Miller日益不满,他联合其他投资者挤走Miller,成为公司新任CEO。Miller走后,在2009年4月,公司在美国肿瘤研究协会(AACR)公布了伊布替尼临床I期试验数据后,投资人开始对公司重新恢复信心。
2009 年8月,Pharmacyclics 与美国国立卫生研究院(NIH)签约开展合作项目,其他投资者也不断对公司继续投资,Pharmacyclics有了充足的资金,继续推进临床试验进程。在复发难治性套细胞淋巴瘤(MCL)患者的Ⅱ期临床试验中,患者总缓解率(ORR) 为 68%(完全缓解21%, 部分缓解47%),平均无进展生存期为 13.9 个月, 18个月的生存率为 58%,伊布替尼的出现被认为是迄今为止治疗 MCL 最重要的突破。在III期临床中,选择慢性淋巴细胞性白血病和小淋巴细胞淋巴瘤患者比较了伊布替尼和奥法木单抗(Ofatumumab)疗效的差距。伊布替尼组 OS(总生存率)和 ORR 均明显高于奥法木单抗组,伊布替尼组 OS 达到 90%( 奥法木单抗组为 81%),伊布替尼组的 ORR 为 43%(奥法木单抗组为 4%)。目前,伊布替尼已被美国 NCCN纳入 CLL 治疗指南。
经过III期临床试验,2013年,伊布替尼获美国FDA批准上市,成为唯一一个获得FDA三项突破性治疗指定的药品,用于治疗套细胞淋巴瘤、华氏巨球蛋白血症和染色体17p缺失的慢性淋巴细胞白血病。
最后赢家
伊布替尼由Celera公司的华人科学家合成,创造性地提出不可逆抑制剂的治疗策略,但由于战略目标改变而转让给Pharmacyclics,Miller以其独到的眼光选择伊布替尼用于CLL的治疗,但可惜的是他却未能带领Pharmacyclics走出困境,也未能感受到最终成功的喜悦。作为Miller的继任者,Duggan是一位优秀的投资者,具有坚定的信念与沉着的作风,不断吸纳股份,累计投资了 4300 多万美元,他成了控有 20%股份的最大股东。2011年,强生(Johnson & Johnson)公司与Pharmacyclics达成协议,强生公司支持Pharmacyclics新药伊布替尼的研发工作,并付出 1.5 亿美元的首付款,此外,仍有 60%的研发费用和近 10 亿美元的里程碑转让金和超过 10%的销售提成。作为回报,强生拥有伊布替尼在全球血液病市场的独家经销权,成为最大赢家。2015年,艾伯维(AbbVie)以210亿美元收购Pharmacyclics,与强生公司一道,继续伊布替尼的研究工作。
伊布替尼的研发与上市历经转让、资金短缺、中途换帅等多种曲折事件,但它又是幸运的,Miller慧眼识珠,先是买断伊布替尼的专利权,将它用于CLL的治疗,又力排众议,艰难开启临床试验;Duggan是伊布替尼的续命者,是他带领团队完成临床试验,使人们看到伊布替尼优良的药效;而大制药公司强生,买断伊布替尼的销售权,使更多的人用上创新药物。

参考资料:

1. Emerging drug profiles: Bruton tyrosine kinase (BTK) inhibitor ibrutinib(PCI-32765).

2. Ibrutinib inhibition of Brutonprotein-tyrosine kinase (BTK) in the treatment of B cell neoplasms.

3. The Bruton’s tyrosine kinase (BTK) inhibitor acalabrutinib demonstratespotent on-target effects and efficacy in two mouse models of chroniclymphocytic leukemia.

4. https://www.forbes.com

5. https://clinicaltrials.gov

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END
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