我國首個原研口服抗HBV藥物TMF結(jié)構(gòu)優(yōu)勢解讀
——神奇的甲基化

程能能

我國約有2000萬例需要抗病毒治療的慢性乙型肝炎(CHB)患者。作為全球乙型肝炎抗病毒治療需求最迫切的國家，我國對于新型抗病毒藥物，尤其是核苷(酸)類似物(NAs)提出了更高的要求[1-2]。

替諾福韋(TFV)類藥物是NAs類藥物中耐藥屏障最高的藥物。而艾米替諾福韋(TMF)作為我國首個原研口服抗HBV藥物，在解決了進(jìn)口藥物帶給患者較大經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)的同時，保證了與之相當(dāng)?shù)寞熜Ъ案鼉?yōu)的骨、腎安全性，能使患者更大程度地獲益。

TFV和阿德福韋(ADV)的分子結(jié)構(gòu)非常相似，僅增加了一個甲基，但耐藥屏障大幅升高。同時，甲基化使得TFV相較于ADV對人線粒體DNA聚合酶γ的親和力下降100倍，顯著降低了濃度依賴性腎損傷的風(fēng)險。因此，一個甲基化的細(xì)微結(jié)構(gòu)變化，有時能顯著改善藥物的藥學(xué)性能，關(guān)鍵是恰當(dāng)?shù)募谆课坏倪x擇。

圖1 神奇的甲基化——從ADV到TDF

由于TFV在生理pH環(huán)境下以二價陰離子形式存在，無法通過脂溶擴(kuò)散穿過細(xì)胞膜，口服難以吸收，因此通過化學(xué)結(jié)構(gòu)改造，屏蔽陰離子可提升藥物的口服生物利用度，該技術(shù)稱為前藥化。目前市面上的TFV類藥物均為前藥，其特點(diǎn)是：TFV分子在接入其他基團(tuán)后，會暫時喪失藥物活性，需要在體內(nèi)代謝去除前藥化的基團(tuán)，釋放出游離的TFV，才能進(jìn)一步活化成二磷酸替諾福韋(TFV-DP)起效。

TDF是TFV二吡呋酯化后的前藥，其穿過細(xì)胞膜的速度得到了大幅提升，可以口服吸收。比較TDF與TFV在人工細(xì)胞膜上的擴(kuò)散速度(cm/s)顯示，TDF穿過細(xì)胞膜的平均滲透速率較TFV快了約12萬倍[3]。

圖2 TDF與TFV藥物滲透性對比(醋酸緩沖液)

然而，TDF在吸收入血后，由于血液循環(huán)系統(tǒng)中存在豐富的酯酶，使得TDF迅速水解成TFV陰離子，無法繼續(xù)通過被動擴(kuò)散進(jìn)入肝細(xì)胞，只有少量TFV通過效率低下的主動轉(zhuǎn)運(yùn)方式被肝細(xì)胞攝取，需要服用300 mg的大劑量才能在肝細(xì)胞內(nèi)達(dá)到有效濃度。而大部分TFV(半衰期可長達(dá)20 h)長時間停留在血液中，是造成腎、骨毒性的原因。因此，TDF采用的雙酯化前藥策略所得藥物在血中穩(wěn)定性差，沒有很好地解決藥物進(jìn)入靶細(xì)胞的問題。針對該缺點(diǎn)，藥學(xué)家們曾提出了雙酰胺化前藥的改進(jìn)方案，然而TFV經(jīng)雙酰胺化后的前藥在血中和進(jìn)入靶細(xì)胞后又過于穩(wěn)定，造成在靶細(xì)胞內(nèi)活化困難，TFV-DP濃度下降，療效降低。

第二代替諾福韋是對TFV分子中的兩個陰離子分別采用了酯化和磷酰胺化的ProTide技術(shù)，從而大大提高了原型藥物在血中的穩(wěn)定性。丙酚替諾福韋(TAF)和艾米替諾福韋(TMF)的研發(fā)均采用了該技術(shù)進(jìn)行前藥化。

TMF的研發(fā)在進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化時再次運(yùn)用了甲基化策略。相比TAF，TMF在酰胺化基團(tuán)上增加了一個甲基，進(jìn)一步提高了脂溶性，加快了跨越細(xì)胞膜的透過速率。一方面，藥物在血漿中能保持更高的穩(wěn)定性(血中TFV濃度更低)，另一方面，TMF在靶細(xì)胞中能更迅速地活化。后者是由于TMF與酰胺基水解酶HINT1的親和力更高，在肝細(xì)胞中的穩(wěn)定性低于TAF，更容易釋放出游離的TFV。

圖3 神奇的甲基化——從TDF到TMF

圖4 替諾福韋前藥的體內(nèi)過程

藥代動力學(xué)與建模數(shù)據(jù)分析的結(jié)果顯示，只有20%的TDF能經(jīng)腸道吸收入血，而TDF半衰期較短(僅0.4 min)，吸收后數(shù)分鐘內(nèi)便在血漿中迅速水解成TFV，僅少量TFV能進(jìn)入肝細(xì)胞中；TAF約有40%能經(jīng)腸道吸收入血，原型半衰期約30 min，靶細(xì)胞中TFV-DP的暴露量是TDF 300 mg的4倍。TMF相較于TAF具有更高的脂溶性，從腸道吸收入血的藥物提升到60%，血中TMF較TAF的半衰期延長了1 min，有更多的TMF原型藥物能夠被動擴(kuò)散進(jìn)入靶細(xì)胞，進(jìn)一步提升了肝細(xì)胞中活性物質(zhì)TFV-DP的濃度，達(dá)到了TDF 300 mg的6.4倍。因此，TMF的前藥化過程再次證明了恰當(dāng)?shù)募谆軒硭帉W(xué)性能的顯著提升。

今年11月，TMF在《消化藥理學(xué)和治療學(xué)》雜志上公布了三期臨床的48周數(shù)據(jù)。研究結(jié)果顯示，在治療48周時，無論是HBeAg(+)患者還是HBeAg(-)患者，TMF的完全病毒學(xué)抑制率(血清HBV DNA < 20 IU/mL )與TDF相當(dāng)[4]。

48周時的ALT復(fù)常率分別使用了兩套標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評估，一套基于當(dāng)?shù)馗鲗?shí)驗(yàn)室的正常值上限(ULN)，另一套基于2018年美國肝病學(xué)會(AASLD)指南推薦的標(biāo)準(zhǔn)(男性 35 U/L ；女性25 U/L )?；诋?dāng)?shù)馗鲗?shí)驗(yàn)室ULN的分析結(jié)果顯示，TMF與TDF的ALT復(fù)常率相當(dāng)。而基于AASLD標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析的結(jié)果顯示，TMF的ALT復(fù)常率顯著優(yōu)于TDF[4]。

由于第二代替諾福韋采用ProTide技術(shù)解決了血中TFV濃度過高的問題，TMF的靶向性更高，骨、腎毒性更小。在第48周時，基于DXA檢測的骨密度結(jié)果顯示，TMF明顯優(yōu)于TDF，骨安全性更高。該研究對DXA的檢測進(jìn)行了質(zhì)量控制，保證每次檢測部位的投影面積相同，使骨密度的檢測結(jié)果質(zhì)量更高。在第48周時，血清肌酐較基線的變化上， TMF組顯著小于TDF組，肌酐清除率的結(jié)果顯示了TMF的腎安全性[4]。

TMF作為我國首個原研口服抗HBV藥物，通過創(chuàng)新的ProTide(磷酰胺酯化前藥)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了TFV向肝細(xì)胞的靶向輸送，在提高肝細(xì)胞內(nèi)活性代謝物TFV-DP濃度的同時，大幅降低血漿中TFV的暴露量，從而在高效抑制HBV復(fù)制的同時，降低了長期使用的安全性風(fēng)險，更有利于患者的長期獲益。

圖5 TMF與TDF治療48周時的完全病毒學(xué)抑制率比較

圖6 TMF與TDF治療48周時的ALT復(fù)常率比較

圖7 TMF與TDF治療48周時的骨密度和肌酐清除率比較