小分子TNF抑制剂

TNF是一系列自身免疫性疾病和炎症性疾病的重要治疗靶点, 药王阿达木雄霸全球销售榜第一多年。

TNF是多效细胞因子，通过结合和激活两种不同受体TNFR1和TNFR2发挥作用。TNFR1广泛表达，并被可溶性和膜相关的TNF激活。TNFR2表达仅限于特定的细胞类型，如免疫细胞、神经元和内皮细胞，并主要由膜相关的TNF激活。TNFR1主要促进TNF诱导的炎症反应，而TNFR2维持局部免疫稳态。

TNF多效性作用（J. Clin. Med. 2020, 9, 3267）

大分子抗体药物，生产成本高，多需静脉输注，使用便利性差，可及性差。而小分子化合物相比之下，生产成本低，可以口服，避免了上述问题。现在多个小分子化合物在开发中，是新一代TNF抑制剂开发的主力方向。

小分子TNF抑制剂

优时比制药(UCB)，是TNF小分子药物开发的领导企业之一，其小分子TNF抗体已经上市，培塞利珠单抗注射液（Certolizumab Pegol Iniection），是由大肠埃希菌( Escherichia col)表达并与聚乙二醇(PEG)偶联的重组人源化抗TNFa抗体Fab片段。治疗对改善病情的抗风药( DMARDS)(包括MTX)疗效不住的中重度活动性类风湿关节炎(RA)成年患者。

UCB正在开发小分子（UCB-9260，UCB-8733，UCB-6786，UCB-5307等）TNF抑制剂。小分子化合物在TNF三聚体中心的口袋中结合，从而诱导三聚体的分子不对称性，化合物结合的不对称TNF三聚体只与两个TNFR1分子结合，而不是3个，进而影响与TNFR1受体相互作用和随后的信号传导。

TNF小分子抑制剂作用示意图（源于文献1）

主要数据

亲和力实验

使用SPR检测小分子化合物与TNF的亲和力，小分子化合物显示出选择性结合TNF，不与其他蛋白结合。

细胞学实验

使用小分子抑制剂（UCB-9260）和对照抗体处理细胞，Etanercept作为阳性对照。Western Blot检测参与炎症反应的转录因子NF-κB，结果显示小分子抑制剂有效抑制NF-κB活性。

小鼠体内实验

胶原抗体诱导的关节炎(CAIA)模型，使用抗胶原抗体鸡尾酒和脂多糖(LPS)，在小鼠体内产生类风湿性关节炎样的症状。在该模型中，小鼠阻断抗体（Ab501）对临床评分有严重抑制作用。LPS冲击后6小时，使用UCB-9260，每日两次150mg/kg（Bid），临床评分也显著降低。

小编总结

大分子TNF抑制剂（单克隆抗体，Fc融合蛋白等），如阿达木和依那西普都在临床和商业上获得了巨大成功。但是大分子药物，工艺相对复杂，成本较高，多需静脉注射，还是对临床的广泛使用产生了巨大障碍。小分子抗体，如纳米抗体等，使用大肠杆菌等表达，已经可以极大降低成本和工艺复杂性。小分子化合物抑制剂，则可以在此基础上进一步降低工艺复杂性和生产成本，减少障碍，满足临床巨大的需求。小分子化合物之前的主要弊病是其特异性不强，容易产生脱靶毒性。优时比等筛选出了针对TNF特异性结合的小分子化合物，在一定程度上解决了这个问题。但是小分子化合物特异性的内在机制尚不清除，他们在未来还需要进一步解析。

参考文献

1.David McMillan et al，Structural insights into the disruption of TNFTNFR1 signalling by small molecules stabilizing a distorted TNF，NATURE COMMUNICATIONS，(2021) 12:582

2.James O’Connell et al，Small molecules that inhibit TNF signaling by stabilizing an asymmetric form of the trimer，NATURE COMMUNICATIONS，(2019) 10:5795

3.Daniel J. Lightwood et al，A conformation-selective monoclonal antibody against a small molecule-stabilized signaling-deficient form of TNF，Nat Commun . 2021 Jan 25;12(1):583. doi: 10.1038/s41467-020-20825-6