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艾伏尼布诞生历程

来源: Drug Research 2023-01-05 22:00:09

Ivosidenib(中文名,艾伏尼布)是 Agios Pharmaceuticals 公司开发的一款全球首创的有效、选择性口服突变型异柠檬酸脱氢酶(IDH1)抑制剂。
2018 年 7 月,Ivosidenib获 FDA 批准上市,用于治疗复发性或难治性(R/R) IDH1m+急性髓系白血病(AML),商品名Tibsovo®。

今天笔者就带大家了解一下这款全球首创药物的诞生历程,以期从中找到一些新药发现的灵感。gQn帝国网站管理系统

几乎一个世纪前,Warburg就发现癌细胞的新陈代谢在营养物质的利用方面不同于正常细胞,他假设线粒体功能的丧失以及向高有氧糖酵解速率的转变是癌症的主要原因。
最近的进展已经阐明,癌细胞实际上通过代谢基因的特定遗传或表观遗传变化来重新编程细胞代谢以获得适应性生存优势。
人类异柠檬酸脱氢酶家族(IDHs)由两种烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP+)依赖性酶IDH1和IDH2以及一种(NAD)依赖性IDH3组成,它们催化异柠檬酸氧化脱羧为α-酮戊二酸(α-KG)和二氧化碳,这是柠檬酸(Krebs)循环的关键步骤。IDH1存在于胞质溶胶和过氧化物酶体中,而IDH2和IDH3只存在于线粒体中。
2007年,IDH1突变首次在结直肠癌中被发现 ,随后大量研究报道在低级别胶质瘤、继发性胶质母细胞瘤、T细胞淋巴瘤和白血病中均检测到IDH1突变。

与肿瘤发生相关的IDH1突变几乎全部发生在酶活性位点的精氨酸残基上,IDH1中的Arg132,132位点的精氨酸被组氨酸取代(IDH1 R132H);IDH2中的Arg140和Arg172,它们是底物结合位点的一部分。这些突变的酶具有功能增益新形活性,可将α-KG转化为一种新的代谢物,R-2-羟基戊二酸(D-2-HG)。gQn帝国网站管理系统
D-2-HG在细胞内蓄积超过生理水平,抑制参与调节表观遗传和分化的α-KG依赖性双加氧酶活性,并通过抑制正常细胞分化的方式诱导表观遗传功能障碍。gQn帝国网站管理系统

上述表观遗传改变导致造血干/祖细胞的骨髓分化受损,并有助于肿瘤的发生将mIDHs(突变型IDHs)确立为癌基因,值得为胶质瘤和急性髓系白血病患者开发新的治疗方法。gQn帝国网站管理系统

IDH1和IDH2酶作为专性同型二聚体存在,具有70%的序列同源性,线粒体IDH2含有39个氨基酸的N末端靶向序列。

每个同型二聚体酶的每个二聚体有两个活性位点,每个单体由一个大结构域、一个小结构域和一个扣带结构域组成。gQn帝国网站管理系统

大的深裂由一个单体的大小结构域和相邻单体的小结构域组成,并形成IDH的活性位点。催化活性位点是高极性的,对溶剂开放,并含有辅因子烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氢盐(NADPH)、异柠檬酸盐和二价金属阳离子的结合位点。

正常的催化过程包括蛋白质从开放的非活性构象到封闭的催化活性状态的显著运动(下图a,b),几个残基参与异柠檬酸盐的结合(下图c),包括Arg132。gQn帝国网站管理系统

mIDH1中的点突变Arg132H导致底物结合位点的重组,Tyr139移入并占据通常由异柠檬酸酯的β-羧酸酯基团占据的位置,从而能够替代α-KG的结合(上图d),并导致其以立体特异性方式依赖NADPH还原为D-2-HG。gQn帝国网站管理系统

经过反复摸索和尝试后,最终得到了具有最佳成药性的化合物ivosidenib(AG-120),其具有优异的酶活与细胞活性、良好的肝微粒体稳定性、可接受的hPXR激活活性、较高的透膜性以及较低的流出速率。gQn帝国网站管理系统

同时,Ivosidenib对IDH1突变具有极高的选择性,对IDH2的野生型和突变型无抑制作用。gQn帝国网站管理系统

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AG-120体外治疗可降低原发患者样本中的2HG(文献1)

在后续的体内及药效评价中,Ivosidenib(AG-120)均表现出了优异的活性和良好的安全性,最终开发成为治疗肿瘤药物的潜力。gQn帝国网站管理系统

2018年6月,《新英格兰医学杂志》报道了Ivosidenib第一个临床试验AG120-C-001的阶段性结果,该研究纳入了179例IDH1突变的复发/难治性AML患者,以每日500mg Ivosidenib的起始剂量口服给药。

在主要的疗效评估人群(125例)中,Ivosidenib单药治疗的CR+CRh率为30.4%,CR率为21.6%,总缓解率为41.6%,CR+CRh的中位持续时间为8.2个月。在基线时依赖红细胞和/或血小板输注的84名患者中,29名(35%)在基线后56天可不依赖输血。gQn帝国网站管理系统

基于以上突破性的临床试验结果,2018年7月,美国食品药品监督管理局(FDA)批准Ivosidenib治疗携带IDH1突变的R/R AML成人患者,成为全球第一个获批的IDH1抑制剂。

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参考:gQn帝国网站管理系统


1.Successful Drug Discovery Volume 5.gQn帝国网站管理系统

2.许凯悦, 张春晶, 李文娟. IDH1在肿瘤发生发展中的作用及其调控机制的研究进展[J]. 中国肿瘤生物治疗杂志, 2018, v.25;No.129(06):103-109.gQn帝国网站管理系统

3.Waitkus M S, Diplas B H, Yan H. Biological role and therapeutic potential of IDH mutations in cancer[J]. Cancer cell, 2018, 34(2): 186-195.gQn帝国网站管理系统

4.https://news.medlive.cn/hema/info-progress/show-170458_112.html.(医脉通)gQn帝国网站管理系统

5.Xu X, Zhao J, Xu Z, et al. Structures of human cytosolic NADP-dependent isocitrate dehydrogenase reveal a novel self-regulatory mechanism of activity[J]. Journal of Biological Chemistry, 2004, 279(32): 33946-33957.gQn帝国网站管理系统

6.DiNardo C D, Stein E M, de Botton S, et al. Durable remissions with ivosidenib in IDH1-mutated relapsed or refractory AML[J]. New England Journal of Medicine, 2018, 378(25): 2386-2398.