【慧聪制药工业网】上世纪90年代,很多公司放弃了天然产物化学,转而更多关注大型候选药物合成化合物库筛选,天然产物筛选和分离活性成分已成为一门失传的艺术。
2010年11月15日,FDA批准Halaven(甲磺酸艾日布林)注射液用于晚期乳腺癌治疗,标志着开发这种从海绵到临床应用的新药马拉松式艰苦跋涉的高潮。
天然药物合成
对渴求获得治疗药物的患者而言,最新的乳腺癌化疗药物投入市场不仅仅意味着巨大的喜悦。
高度复杂的分子Halaven(甲磺酸艾日布林)在去年11月15日获得FDA批准,这是历时将近25年实验室艰苦工作的结晶。这种新药获批,代表了天然产物全合成取得来自不易的成功,尽管这一领域在学术界仍然受到欢迎,但在制药行业已不时兴。
艾日布林是一种部分类似于软海绵素B的合成化合物,软海绵素B是在大田软海绵(Halichondriaokadai)中发现的一种化合物。在1986年发现软海绵素B之后不久,研究人员发现这种分子具有有效的抗肿瘤活性。但这种化合物含量极低,难以分离。这种化合物有一种极其复杂的结构,在发现这种化合物的时代,从头开始合成远非化学家们的能力可为。
但几年之后,位于马萨诸塞州的哈佛大学的有机化学家岸义人观察了软海绵B的结构,决定尝试。他的团队那时对这种分子的抗癌特性没有多少兴趣,岸义人表示。他们仅仅打算寻找一个项目来测试一个化学反应,这种反应能用于碳原子之间成键。
岸义人的团队把软海绵素B视为一个巨大的挑战。天然产物往往含有碳立体中心,其周围原子以两种镜像构型配置。
“如果不能建立完美的碳立体中心,将产生不同分子的混合物”,这将使分离特别棘手,从事天然产物合成的英国剑桥大学化学家伊安·帕特森指出。尽管对大多数化学反应,一个分子的两种镜像构型并无区别,但可以产生完全不同的生物作用。
软海绵素B具有令人乍舌的32个立体中心,意味着将有232种构型组合——超过40亿种可能的分子构型或异构体。“这非常荒谬,”位于俄亥俄州克里夫兰的凯斯西储大学有机化学家罗伯特·所罗门表示,所罗门的实验室在上世纪90年代花费了4年时间试图合成这种化合物,但没有获得成功。
然而,岸义人的研究团队获得了成功。当岸义人于1992年在《美国化学会志》发表合成这种化合物的方法时,位于马里兰州弗雷德里克市的美国国立癌症研究所天然产物分部的研究人员已经发现,软海绵素B可通过抑制细胞骨架的一种蛋白质组分对抗癌细胞。细胞骨架是存在于真核细胞中的蛋白纤维网络结构。软海绵素B作用的这种蛋白质被称为微管蛋白,用于支持癌细胞的快速增长,是包括泰索帝(紫杉醇)在内的其它几种癌症化疗药物的作用靶点。
深海药物
但岸义人的合成方法只适用于产生少量的软海绵素B,产生的化合物数量不足以用于临床前和临床试验,现在担任国立癌症研究所天然产物分部负责人的大卫·纽曼表示。