減肥藥作用新靶點(diǎn)及其新藥的研究進(jìn)展

減肥藥作用新靶點(diǎn)及其新藥的研究進(jìn)展

體重是一種全身內(nèi)側(cè)分泌的疾病，在世界范圍內(nèi)已成為一種趨勢。它不但影響體態(tài)和活動,而且與高脂血癥、動脈粥樣硬化、冠心病、糖尿病等密切相關(guān)。因此,科學(xué)地防治肥胖是保健、延壽的措施之一。由于飲食節(jié)制和增加運(yùn)動通常不能達(dá)到滿意的減肥效果,故藥物治療已成為肥胖癥的重要治療手段。目前,美國FDA只批準(zhǔn)了2種藥物可以長期用于肥胖癥治療:西布曲明(sibutramine)和奧利司他(orlistat)。西布曲明是一種單胺類神經(jīng)遞質(zhì)再攝取抑制劑,它作用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)以減少攝食而降低體重。奧利司他是一種脂酶抑制劑,可抑制胃腸道中胰脂酶的活性,并使脂肪吸收減少約30%。這兩種藥在輔以節(jié)食和增加活動時,可以減輕體重的8%～10%(體重減輕10%被認(rèn)為是治療效果明顯)。但這兩種藥都有明顯的不良反應(yīng),其長期效果也有待進(jìn)一步評價。近年來,隨著對肥胖癥研究的深入,國內(nèi)外學(xué)者對減肥藥物進(jìn)行了大量研究,新的藥物作用靶點(diǎn)的發(fā)現(xiàn)促成了一些有治療潛力的新藥的開發(fā)。本文對這些減肥藥作用的新分子靶點(diǎn)及相關(guān)的新藥研發(fā)進(jìn)展作一綜述。1調(diào)整能量輸入的分子目標(biāo)點(diǎn)1.1不同神經(jīng)肽的活性1994年紐約洛克菲勒大學(xué)的Zhang等首先克隆出小鼠和人的肥胖基因產(chǎn)物——瘦素(leptin)。瘦素主要由脂肪組織產(chǎn)生,作為一個傳入信號通過血腦屏障進(jìn)入下丘腦,與下丘腦中的瘦素受體結(jié)合,調(diào)節(jié)下丘腦不同神經(jīng)肽的活性。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)瘦素可下調(diào)神經(jīng)肽Y(NPY)、agouti-相關(guān)蛋白(AGRP)、黑色素濃縮素(MCH)及食欲素(orexin)的表達(dá)和活性,上調(diào)前皮質(zhì)素原(POMC,為α-MSH的前體)、可卡因-安非他明轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)肽(CART)和促腎上腺皮質(zhì)激素釋放素(CRH)的表達(dá)。NPY、AGRP、MSH和orexin可以刺激食物的攝取,而α-MSH和CART有抑制攝食的作用。目前,這一系列與瘦素相關(guān)的分子都在被作為減肥藥作用靶點(diǎn)進(jìn)行新藥研究開發(fā)。1.1.1治療措施減少體重,促使其減輕負(fù)擔(dān)瘦素是肥胖基因的產(chǎn)物,它的主要功能是對能量平衡及體重進(jìn)行調(diào)節(jié)。人血漿瘦素水平升高與人體脂肪重量成正比,瘦素及其受體基因突變可導(dǎo)致病態(tài)肥胖。在一項(xiàng)為期24周的研究中,給肥胖者每日皮下注射瘦素可使其體重不同程度地減輕:在0.3mg/kg的高劑量組,體重平均下降7.1kg,而中等劑量的作用輕微。目前認(rèn)為,瘦素治療肥胖癥肯定有效,沒有全身性不良反應(yīng),但個體之間減重不均勻,注射部位也有明顯的不適。而且,近年來研究發(fā)現(xiàn),肥胖患者血中瘦素的水平高于正常,其腦脊液與循環(huán)中瘦素水平之比明顯低于正常人(約為正常人的1/4),表明肥胖患者體內(nèi)瘦素轉(zhuǎn)運(yùn)至大腦的能力下降,從而造成肥胖個體的瘦素抵抗。因此,有研究者正致力于能通過血腦屏障的瘦素小分子類似物的研究,以開發(fā)出有潛力的肥胖治療藥物。目前正在研究中的作用于瘦素受體的物質(zhì)多為合成的短肽類物質(zhì),而小分子化合物尚未見報道。1.1.2ptp1b抑制劑瘦素通過抑制食欲、增加能量代謝、減少脂肪合成等減輕體重。瘦素受體信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的主要途徑是JAK-STAT(januskinase-signaltrans-ducerandactivatoroftranscription)途徑。瘦素受體本身無酪氨酸激酶活性,但可與JAK酪氨酸激酶偶聯(lián)。當(dāng)瘦素與其受體結(jié)合后可使受體形成二聚體,與受體偶聯(lián)的JAK分子靠近,分子間交互磷酸化,活化JAK激酶,使受體蛋白胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域的某些酪氨酸殘基磷酸化,磷酸化后與特定的STAT分子相互作用,啟動特定基因表達(dá)而發(fā)揮瘦素的作用。PTP1B可使瘦素受體相關(guān)激酶JAK2去磷酸化失活,導(dǎo)致瘦素受體不能對瘦素產(chǎn)生應(yīng)答,從而引起瘦素抵抗,這是產(chǎn)生瘦素抵抗的受體后機(jī)制。研究PTP1B特異性抑制劑以增敏瘦素的作用,成為近年來減肥藥研制領(lǐng)域的熱點(diǎn)。文獻(xiàn)報道,Vanadate(釩酸鹽)是一種非特異性PTP1B抑制劑,而formylchromone(甲酰色酮)對PTP1B則有強(qiáng)效抑制作用(EC50為73μmol/L)。有研究者對其衍生物進(jìn)行了篩選,其中得到活性最強(qiáng)的化合物抑制PTP1B的EC50為4.3μmol/L。1.1.3基于序列的藥物敏感性檢測睫狀神經(jīng)營養(yǎng)因子(ciliaryneurotrophicfactor,CNTF)可以模仿瘦素在下丘腦的效應(yīng),也成為減肥藥研究的重要靶點(diǎn)之一。CNTF受體的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)亞基即gp130和白血病抑制子受體(LIFR)與瘦素受體具有序列同源性和相似的信號傳遞能力,而且CNTF和瘦素以相似的方式活化神經(jīng)元細(xì)胞的STAT因子,都可向下丘腦的飽感中樞傳遞信號。正在開發(fā)的這類藥物如Regeneron公司開發(fā)的Axokine。該藥為CNTF經(jīng)基因工程改造后制成。在瘦素抵抗的動物模型中,該藥顯示能快速降低體重的作用。但Regeneron公司于2003年公布的該藥的一項(xiàng)關(guān)鍵性Ⅲ臨床實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,有2/3的受試者對該藥產(chǎn)生耐藥性,而未對藥物產(chǎn)生耐藥性的患者,用藥效果與目前的減肥藥類似。而影響Axokine市場前景的重要因素是其會在部分患者體內(nèi)產(chǎn)生抗體,可能造成病毒感染,以及必須皮下注射給藥。1.1.4內(nèi)源性天麻素大麻在各地民間用于治療嘔吐和疼痛已有100多年歷史,但因會產(chǎn)生依賴性限制了其醫(yī)用價值。1964年分離出了大麻的活性成分——Δ9-四氫大麻酚(Δ9-THC),由于該物質(zhì)具有高親脂性,故推測其作用的發(fā)揮與干擾細(xì)胞膜功能有關(guān)。1992年發(fā)現(xiàn)體內(nèi)存在一種與Δ9-THC作用類似的物質(zhì)。1988年大麻素(cannabinoid)合成成功。同時經(jīng)放射配體結(jié)合實(shí)驗(yàn)證實(shí)體內(nèi)存在高親和力的、特異性膜結(jié)合位點(diǎn)即大麻素受體(cannabinoidreceptor,CB),隨后克隆出其亞型CB1和CB2,并發(fā)現(xiàn)了內(nèi)源性大麻素——花生四烯乙醇胺(Anandaide,ANA)。目前已知,CB1受體主要存在于中樞神經(jīng)系統(tǒng),參與疼痛、嘔吐、欣賞、學(xué)習(xí)記憶等重要生理功能的調(diào)節(jié);而CB2受體主要表達(dá)于免疫系統(tǒng),因而與免疫功能調(diào)節(jié)有關(guān)。研究發(fā)現(xiàn),敲除小鼠CB1受體基因后,可使其血中胰島素與瘦素水平降低,并改善胰島素和瘦素抵抗。表明CB1受體的激動在飲食誘導(dǎo)的肥胖的發(fā)展中起重要作用。進(jìn)一步研究表明,內(nèi)源性大麻素不僅與攝食控制有關(guān),也參與了外周代謝調(diào)節(jié)。抑制CB1受體能夠有效減少機(jī)體對食物的攝取,并增加能量的消耗。法國Sanofi-Synthelabo公司開發(fā)了一種選擇性內(nèi)源性大麻素CB1受體拮抗劑rimonabant(SR141716A,商品名:Acomplia)。2004年8月該公司公布了rimonabant的Ⅲ期臨床實(shí)驗(yàn)結(jié)果。在這項(xiàng)有500個臨床中心參與的隨機(jī)、雙盲、安慰劑對照臨床實(shí)驗(yàn)中,納入了3000多例超重或肥胖患者,其中許多人還同時伴有高血壓、血脂異常和代謝綜合征。實(shí)驗(yàn)分為:rimonabant大劑量組(20mg/d)、小劑量組(5mg/d)及安慰劑組,各組病人均在用藥的基礎(chǔ)上采取低熱卡飲食。在為期2年的臨床實(shí)驗(yàn)結(jié)束時,rimonabant大劑量組、小劑量組和安慰劑組的病人腰圍分別從基線水平減少7.9、4.8和3.8cm;體重自基線下降5%以上的患者比例分別為62.5%、36.7%和33.2%。令人驚喜的是,rimonabant大劑量組病人戒煙成功的病例數(shù)為27.6%(安慰劑組僅為16.1%),HDL顯著升高(24.5%),甘油三酯下降(9.9%),并且機(jī)體對胰島素的敏感性增加。實(shí)驗(yàn)中各組的不良反應(yīng)發(fā)生率都很小,最常見的不良反應(yīng)為抑郁、焦慮和惡心等。這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,rimonabant不僅能有效減肥,還可同時作用于與心臟疾病有關(guān)的另兩種風(fēng)險因子——吸煙和高膽固醇。由于臨床上肥胖病人常伴發(fā)心臟損害,該藥的治療將對患者帶來更大的益處,因此rimonabant成為目前最有前景的減肥藥物之一。Sanofi-Synthelabo公司已于2005年6月向FDA提交了新藥申請,2006年可望上市。據(jù)預(yù)測,到2012年,該藥的銷售額可達(dá)到8.29億美元。此外,Sanofi-Synthelabo公司還在開發(fā)rimonabant的后續(xù)藥物SR147778,目前正處于Ⅰ期臨床實(shí)驗(yàn)階段。輝瑞公司也在rimonabant的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上,經(jīng)修飾改造后篩選出了化合物AM-251。該化合物對CB1受體的親和力(Ki=7.49nmol/L)是對CB2受體的306倍,目前正在進(jìn)行Ⅱ期臨床實(shí)驗(yàn)。1.1.5神經(jīng)肽受體分子抗劑神經(jīng)肽Y是具有36個氨基酸殘基的單鏈多肽,廣泛分布于中樞神經(jīng)系統(tǒng)及外周很多器官,在下丘腦中具有調(diào)節(jié)攝食行為、刺激食物攝取生理功能。已證實(shí)神經(jīng)肽Y的致肥胖效應(yīng)主要通過其受體機(jī)制發(fā)揮作用。目前發(fā)現(xiàn)至少有5種神經(jīng)肽受體,其中神經(jīng)肽Y5受體可調(diào)節(jié)能量消耗,是新近發(fā)現(xiàn)的“攝食”受體。側(cè)腦室注射神經(jīng)肽Y5受體反義寡核苷酸對營養(yǎng)性肥胖大鼠有明顯的抑制進(jìn)食和減輕體重的效應(yīng)。因此,研究神經(jīng)肽Y5受體的小分子拮抗劑,成為近年來減肥藥研究的一大熱點(diǎn)。有研究報道稱,芳基磺胺甲基環(huán)己基(Arylsul-fonamidomethylcyclohexyl)衍生物對神經(jīng)肽Y5受體有選擇性拮抗作用。其中,trans-N-{4-[(Quinolin-3-yl)aminocarbonyl]cyclohexyl-methyl}-2,4-dichlorobenzene-sulfonamide與人神經(jīng)肽Y5受體的親和力高達(dá)2nmol/L。1.2腦腸肽治療糖尿病已發(fā)現(xiàn)一些來源于胃腸道的多肽可提供飽感信號,包括膽囊收縮素(CCK)、bombesin家族的多肽、胰高血糖素樣肽-1(GLP-1)、腸抑制素(enterostatin)等,這些多肽可以局限在外周起作用,也可以被釋放進(jìn)入循環(huán)像內(nèi)源性因子一樣起作用。這些分子的類似物都有可能成為減肥藥物。其中,GLP-1受體激動劑的研究頗受矚目。GLP-1是回腸內(nèi)分泌細(xì)胞分泌的一種腦腸肽(brain-gutpeptide),可刺激胰島素分泌,抑制胰高血糖素分泌和抑制胃排空。目前主要作為2型糖尿病藥物作用的靶點(diǎn)。由于GLP-1可抑制胃排空,減少腸蠕動,故有助于控制攝食,減輕體重。研究表明,肥胖患者的胃排空比消瘦者快,GLP-1反射性抑制胃排空的功能降低。在19例肥胖患者中進(jìn)行的前瞻性安慰劑對照、隨機(jī)、雙盲、交叉實(shí)驗(yàn)中,GLP-1皮下注射給藥可增加患者餐后的飽腹感,并使每餐的飲食量平均減少15%。但由于GLP-1是多肽,不能口服給藥是其一大缺憾。而且,近來有觀點(diǎn)認(rèn)為,GLP-1只是在短期內(nèi)調(diào)節(jié)攝食與體重有效,長期作用不明顯。該類藥物目前開發(fā)進(jìn)展最迅速的是Amylin制藥公司合成的GLP-1受體激動劑Exenatide(又名exendin-4)。該藥為一含39個氨基酸的多肽。Amylin制藥公司于2003年11月報告,Exenatide治療2型糖尿病的3個關(guān)鍵性Ⅲ期臨床實(shí)驗(yàn)均顯示該藥物有預(yù)期的療效。高劑量組(10μg,tid)可使患者體重平均減輕2kg,與對照組相比有顯著性意義。該藥最常見的不良反應(yīng)是輕到中度的惡心,但持續(xù)時間很短。Amylin公司已于2004年中期向FDA提出新藥申請。2腺激素對大鼠體重的影響增加能量消耗,刺激機(jī)體產(chǎn)熱是減肥的另一大思路。機(jī)體內(nèi)腎上腺素與甲狀腺激素都是促進(jìn)脂肪代謝的內(nèi)源性物質(zhì),都具有脂肪動員作用。但由于它們的作用太廣泛,在減輕體重的同時也會產(chǎn)生嚴(yán)重的不良反應(yīng)。因此,近年來研究人員致力于研發(fā)β3-腎上腺素受體與甲狀腺激素β受體的選擇性激動劑。2.1-腎上腺素受體激動劑β3-腎上腺素受體激動劑與β3受體結(jié)合后,可提高白色和棕色脂肪組織中cAMP的水平,導(dǎo)致激素敏感的脂酶活化,脂肪酸氧化增加,并通過活化解偶聯(lián)蛋白(UCPs)而增加產(chǎn)熱。UCP位于棕色脂肪組織的線粒體上,它可使氧化磷酸化解偶聯(lián),使合成ATP的能量用于產(chǎn)熱。由于β3-腎上腺素受體激動劑能顯著減輕嚙齒動物體重,在白色脂肪組織中分解脂肪,并加強(qiáng)棕色脂肪組織非顫栗性產(chǎn)熱作用,降低血糖,也不影響攝食,因此被認(rèn)為是較理想的抗肥胖和抗糖尿病藥物。在動物模型中,β3-腎上腺素受體激動劑可顯著促進(jìn)白色脂肪組織分解,從而明顯減輕體重。但β3-腎上腺素受體在人體白色脂肪組織(主要存在于皮下)中的數(shù)目較少,而主要存在于棕色脂肪組織(主要位于內(nèi)臟器官或血管周圍)。因此,許多對動物模型有效的β3-腎上腺素受體激動劑對人體卻沒有明顯作用。β3-腎上腺素受體激動劑在人體主要通過棕色脂肪的非顫栗性產(chǎn)熱作用而減肥。目前篩選β3-腎上腺素受體激動劑傾向于以重組人體β3-腎上腺素受體模型進(jìn)行,以使其有更好的特異性和選擇性。目前研究中的β3-腎上腺素受體激動劑,以Wyeth-Ayerst公司研制的CL316243(又稱BTA-243)效果較好,已進(jìn)入Ⅱ期臨床實(shí)驗(yàn),而且是第一個在人體內(nèi)具有高度選擇性的β3-腎上腺素受體激動劑,對β3-受體有高度的親和力(EC50=0.3nmol/L)。其化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下:對健康清瘦男性志愿者的研究表明,CL316243以血漿濃度依賴方式增加胰島素的活性和脂肪的氧化。用藥28天后,胰島素調(diào)節(jié)的血糖分解增加45%(P<0.01),脂肪氧化增加23%(P<0.01),碳水化合物氧化降低17%(P=0.05)。CL316243對血漿中葡萄糖、胰島素和瘦素的濃度沒有影響,游離脂肪酸濃度增加41%(P<0.05),對血壓、心率也沒有影響,用藥期間沒有震顫發(fā)生。但由于生物利用度較低,其應(yīng)用受到了限制。為提高生物利用度和改善藥代動力學(xué)特性,有研究者合成了一系列CL316243酯類化合物作為前藥。此外,有研究者通過人重組β3-腎上腺素受體篩選了一種選擇性與親和力均明顯高于CL316243的β3-腎上腺素受體激動劑N-5984,其化學(xué)名為:6-[2(R)-(氯苯基)-2-羥乙基]氨基]丙基]-2,3-二氫-1,4-哌氧環(huán)烷-2-(R)羧酸。該化合物由Kyorin公司開發(fā),目前處于Ⅰ期臨床實(shí)驗(yàn)階段。除了上述兩種化合物外,目前研發(fā)中的β3-腎上腺素受體激動劑還有布邁-施貴寶公司的BMS-194449和BMS-196085(Ⅰ期臨床實(shí)驗(yàn)),MidySanofl-Synthelabo公司研制的SR58611A(Ⅱ期臨床實(shí)驗(yàn)),輝瑞公司研制的CP11427l(Ⅰ期臨床實(shí)驗(yàn))和CP80625(臨床前研究),以及Merck公司研制的芳氧丙醇胺類化合物L(fēng)-755507等。許多中藥或天然藥物都有減肥、降脂作用。因此,從中藥或天然藥物中分離、提取具減肥作用的有效成分,一直是減肥藥研究的一個重要方向。國內(nèi)有研究者報道,柳茶有類似腎上腺素樣促進(jìn)脂肪分解、釋放游離脂肪酸作用,該作用可被普奈洛爾部分拮抗。提示柳茶可能激活β3-腎上腺素受體,以此促進(jìn)脂肪的動員分解。與誘導(dǎo)厭食的瘦素和阻斷脂肪吸收的脂酶抑制劑相比,β3-腎上腺素受體激動劑能在不改變能量攝入的情況下,增加脂肪細(xì)胞的脂解,提高能量消耗,從機(jī)制上來看,在治療肥胖癥方面具有一定優(yōu)勢。雖然目前處于生物活性測試階段的β3-腎上腺素受體激動劑較多,且不少在動物模型上顯示有較好的作用,但真正對人體有效的化學(xué)實(shí)體卻很少,原因可能是由于人體和嚙齒類動物的β3-腎上腺素受體的病理生理學(xué)特性不同,或藥物在人體或嚙齒類動物體內(nèi)的代謝和藥代動力學(xué)方面的差異引起的。有些化合物由于缺乏對β3-腎上腺素受體的選擇性,具有較大的副作用,而不得不停止進(jìn)行臨床研究。因此尋找高效、高選擇性的人用β3-腎上腺素受體激動劑是醫(yī)藥工作者的一個重要研究方向。2.2轉(zhuǎn)化消費(fèi)受體甲狀腺激素(包括T3、T4)是機(jī)體內(nèi)一種重要的內(nèi)分泌激素。甲狀腺分泌的甲狀腺激素進(jìn)入血液循環(huán)后,到達(dá)作用靶器官如心臟、肝臟、垂體等,通過與靶細(xì)胞核內(nèi)相應(yīng)的受體結(jié)合,調(diào)節(jié)相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄與表達(dá),從而發(fā)揮生理效應(yīng)。目前認(rèn)為,甲狀腺激素受體有α受體和β受體兩種亞型,α受體主要與心臟作用有關(guān)(加快心率),β受體主要與調(diào)節(jié)肝臟膽固醇代謝及抑制TSH有關(guān)。雖然甲狀腺激素β受體調(diào)節(jié)代謝率的作用機(jī)制尚未明確,但有研究者通過合成一個與T3結(jié)構(gòu)相似的化合物KB-141,證實(shí)其為甲狀腺激素β受體的選擇性激動劑,并與T3進(jìn)行了對比研究,表明該化合物具有明顯的減輕體重、降低膽固醇等作用,而增加心率作用甚微。3調(diào)整脂肪吸收的分子目標(biāo)3.1口服普外藥的安全性分析奧利司他(商品名:Xenical,賽尼可)是脂酶抑制劑的一個成功例子:由于其抑制腸道脂酶活性,使脂肪不能吸收而直接由糞便排出。但又因其會引起油樣便與腹瀉,并可造成脂溶性維生素缺乏,這使該藥的應(yīng)用受到一定限制。但總體來說,其全身性副作用明顯低于現(xiàn)有減肥藥,是這類藥物的一大優(yōu)勢。另一種研發(fā)中的脂酶抑制劑是英國Alizyme公司開發(fā)的ATL-962,該藥目前已完成370例的Ⅱb期臨床實(shí)驗(yàn),是目前繼奧利司他后唯一處于臨床實(shí)驗(yàn)階段的脂酶抑制劑。其作用機(jī)制與羅氏公司的奧利司他類似,但其不良反應(yīng)如油性便、大便失禁及胃腸脹氣等比奧利司他少。另外,由于其生產(chǎn)成本較低,預(yù)計(jì)市售價也將低于奧利司他,因而會有競爭優(yōu)勢。預(yù)計(jì)ATL-962能在2008年上市,到2012年其銷售額有望達(dá)到9.45億美元,與rimonabant合計(jì)幾乎可占到減肥藥市場份額的70%。3.2fatp4減肥藥的篩選脂肪酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(fattyacidtransportproteins,FATP)是一類跨膜蛋白,主要生理功能是促進(jìn)長鏈和超長鏈脂肪酸轉(zhuǎn)運(yùn)入細(xì)胞內(nèi)。人體含有6種高度同源的FATP,即FATP1～FATP6。其中,FATP4是唯一在小腸中表達(dá)的FATP,位于小腸上皮細(xì)胞的刷狀緣上,主要負(fù)責(zé)食物來源的脂肪