新药研发，依赖多学科、多技术、多平台的共同发力，尤其是技术上的突破，往往会带来里程碑式的进展。倘若在一项技术的背景下，可以诞生多款重 磅 炸 弹 药物，那就更可以说明这项技术的伟大之处。比如今天笔者要说的ProTide技术，其映射了多款重 磅 炸 弹 药物，是革命性的技术突破。那么，ProTide到底是怎样的技术？解决了哪些成药问题？还有多少开发潜力？请看下文。

       ProTide发展历程及重磅炸 弹品种

       ProTide(prodrugnucleotide)属于前药的设计策略，最早可追溯到上世纪90年代，其核心是将核苷单磷酸根改造为N-氨基酸酯（如L-丙氨酸）和酚氧基取代的磷酰胺或膦酰胺，统称为ProTide。

       自该技术被提出至今，已有多款ProTide药物应用于HCV、HBV、HIV，以及近年来肆虐全球的新型冠状病毒(SARS-CoV-2)等病毒感染的临床治疗；如由吉利德公司开发影响了一代药物发展的丙肝领域重 磅 炸 弹 药物索非布韦、乙肝领域重磅药物替诺福韦艾拉酚胺，以及近年来在全球疫情氛围下脱颖上市的“人民的希望”瑞德西韦。

       此外，这项技术还被扩展至多种非核苷类药物的设计中，临床适应症也被瞄准至自身免疫性疾病、细菌感染、神经系统病变等。

       ProTide 技术特点

       将核苷单磷酸根改造为N-氨基酸酯和酚氧基取代的磷酰胺或膦酰胺，是ProTide的核心结构特征。

       在体内，ProTide分子透过细胞膜后，羧肽酶可催化其酯基水解，生成相应的羧酸，继而发生分子内亲核取代和自发水解，生成磷酸阴离子。在磷酰胺酶催化下，再次水解，生成磷酸/磷酸阴离子，最后经历两步磷酸化，生成核苷三磷酸。

       ProTide前药策略的主要目的有以下：

       1）改善药物理化特性，提高传输速率和选择性；

       2）提高生物利用度；

       3）提高部分药物的水溶性；

       4）通过改变给药方式，延长起效时间；

       5）降低药物**。

       而除了上述药效药代方面的特征外，还有其他需要了解的ProTide技术如下：1）磷原子的绝 对构型会严重影响代谢活化效率，进而影响药效活性的发挥；2）光学纯P前体的合成制备途径仍较有限，为重要技术难点

       已上市的3大重 磅 炸 弹 药物

       索非布韦(Sofosbuvir)

       开发公司为吉利德，从ProTide技术角度来看，索非布韦是光学纯的(Sp)异构体，其体外抗HCV活性是(Rp)异构体的18倍，保留了酚氧基、L-丙氨酸异丙酯。

       作为一种有效的口服HCVNS5B聚合酶抑制剂，索非布韦对丙肝病毒有很强抑制作用，是治疗慢性丙型肝炎抗病毒联合药物治疗的重要组分之一，丙肝患者治愈率高达90%；2013年12月，美国FDA批准索非布韦上市申请，上市第一年其全球销售额便超过100亿美元，成为名副其实的“重磅炸 弹”药物。

表1 索非布韦高阶段临床试验（中国）

       替诺福韦艾拉酚胺（tenofoviralafenamide）

       开发公司仍为吉利德，从ProTide技术角度来看，体外活性是其(Sp)异构体的10倍，同样保留了酚氧基、L-丙氨酸异丙酯的结构。

       作为靶向性替诺福韦(Tenofovir)磷酰胺酯前药，与替诺福韦酯相比，剂量大大降低，安全性显著提高，具有更大的血浆稳定性，可更有效地将替诺福韦递送到肝细胞，临床可以使用更低的给药剂量治疗慢性乙型肝炎。2016年11月获得FDA批准上市，用于慢性乙型肝炎成人感染者的治疗；2016年12月获得PMDA批准上市，2017年1月获得EMA批准上市，并成为欧洲地区近10年来获准上市的首 个乙肝药物。

表2 替诺福韦艾拉酚胺高阶段临床试验（中国）

       瑞德西韦（Remdesivir）

       开发公司还是吉利德，从ProTide技术角度来看，高活性构型为(Sp)，同时保留了酚氧基，并使用了L-丙氨酸-2-乙基丁基酯。

       该品种最早是用于治疗埃博拉病毒病和马尔堡病毒等病毒感染，后也被发现显示出合理的抗病毒活性，对抗更多的与远亲相关的病毒，如呼吸道合胞病毒，Junin病毒，拉沙热病毒，和MERS-冠状病毒。2016年6月，美国国家过敏和传染病研究所计划在美国和利比里亚实施Ⅱ期的埃博拉病毒感染试验。2020年7月，欧盟委员会授予了remdesivir有条件销售许可，用于治疗需要补充氧气的12岁以下肺炎成人和青少年的COVID-2019感染。

表3 瑞德西韦全球高阶段临床试验（NCT）

       “前浪”~传统的磷酸酯类核苷类药物

       之所以Protide技术具备显著的效果，主要是其解决了传统核苷磷酸酯类药物成药方面的部分不足。

       首先，核苷类药物在肿瘤、感染性疾病等领域应用广泛，作用靶点多为DNA聚合酶或RNA逆转录酶，核苷类药物一般模拟天然核苷的结构，竞争性地作用于酶活性中心，嵌入正在合成的DNA或RNA链中，干扰核酸代谢影响细胞增殖、分裂等。

       而早期设计的磷酸或磷酸酯衍生物因其磷-氧键稳定性较差，极性大，难以通过细胞膜等而限制了应用；但整体上还是通过前药手段提升了药物的成药性；而Protide技术引领的磷酰胺类结构又进一步的提升了成药功能。

       PS：传统核苷磷酸酯类代表药物有阿德福韦酯、替诺福韦酯；还有一些品种虽然属于磷酸酯，但在结构上是在末端甩出了一个磷酸基团，再加以成盐，如磷酸米泼昔芬、福沙那韦钙、雌二醇氮芥磷脂、泼尼松龙磷酸钠、磷酸氟达拉滨、磷苯妥英钠、福司康唑钠、丙泊酚磷酸钠等。

       小结&展望

       至今，Protide技术的应用还在持续着，且将原药的优化目标更大的扩展至更多不同的结构，适应症也进一步的进行同步扩展，尤其是在火热的肿瘤领域。技术方面，除了分子本身的特性外，磷酰胺的绝 对光学构型至今仍为合成界的难题之一。但，无论是从合成技术方面，还是专门针对于Protide这项技术，均有创新型公司为之努力，临床阶段也同样有品种正在进行当中，未来再培育出下一个重 磅 炸 弹 药物，还是很有希望的。

参考：

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