ICOTYDE 的诞生(3):1898 Da,为什么还能口服?
icotrokinra 仍然很难跨过肠上皮,但胃肠稳定性、200 mg 剂量和皮摩尔级活性,使有限的吸收也能形成有效的系统暴露。
ICOTYDE 的诞生 · 第 3 篇
上一篇:从 Peptide 1185 到 PN-235,为什么还要继续改?
上一篇讲的是怎样把一个能够耐受胃肠环境的环肽骨架推进到皮摩尔级活性。到了这里,研究人员仍然要面对最难的一关:一条由 13 个残基组成、分子量达到 1898.17 Da 的环肽,怎样穿过肠壁进入血液,并在全身发挥作用?
从传统口服药的经验看,icotrokinra 几乎处处不合常规。它有大量肽键,极性高,三维结构也很复杂。研究人员最后找到的办法,并不是把它改造成一个容易吸收的小分子,而是在吸收率依然很低的情况下,让进入循环的那一小部分药物足以产生疗效。
难以吸收的事实并没有改变
FDA 的化学审评把 icotrokinra 置于 BCS Class IV 的生物药剂学语境中,也就是溶解度和通透性都面临困难。尽管前期已经做了大量结构优化,这个分子本身仍然很难跨过肠上皮。
动物实验很清楚地反映了这种局限:大鼠的绝对口服生物利用度约为 0.11%–0.32%,食蟹猴约为 0.25%–0.30%,绝大多数进入胃肠道的完整药物最终没有进入系统循环。由于人体研究没有设置静脉给药对照,目前还不知道 ICOTYDE 在人体中的绝对口服生物利用度,因此不能把动物实验中约 0.2% 的结果直接套用到人体。
图 1. Icotrokinra 的完整结构。本图复用本系列第一篇图 2 的结构版本。两个 Pen 残基形成二硫键大环,但分子仍保留很高的分子量、极性和大量肽键。
低吸收为什么仍能产生药效
一种药物能否口服使用,不能只看吸收比例,还要看进入循环的药量是否达到了有效浓度。如果药物需要很高的血浆浓度才能起效,千分之几的吸收当然远远不够;icotrokinra 的特殊之处,是药物化学优化把它对 IL-23R 的作用浓度降到了很低的水平。在 37°C 的 SPR 实验中,JNJ-77242113(PN-235 / icotrokinra)与人 IL-23R 胞外结构域结合的 KD 为 7.1 pM;在人 PBMC 中,它抑制 IL-23 诱导 STAT3 磷酸化的 IC50 为 5.6 pM。
最终产品的推荐剂量是每日口服 200 mg。健康成人空腹单次服用 200 mg 片剂后,平均 Cmax 为 3.62 ng/mL,AUC∞ 为 44.8 ng·h/mL,中位 Tmax 为 2 小时。按照 1898.17 Da 的游离碱分子量换算,3.62 ng/mL 约为 1.91 nM,说明口服后血浆中确实出现了纳摩尔量级的完整药物。
这里的 1.91 nM 是总血浆浓度,既不是游离药物浓度,也不是皮肤组织中的靶点浓度,因此不能拿来与 KD 直接相除并计算受体占有率。不过,这组数据足以说明 icotrokinra 的成药思路:它没有让大量药物穿过肠壁,而是通过皮摩尔级活性,降低了产生药效所需要的系统暴露。
200 mg 提高的是进入量,而不是吸收率
Phase I 研究和 FDA 资料显示,在已研究的剂量范围内,icotrokinra 的血浆暴露大致随口服剂量成比例增加。每天 200 mg 的意义,是给这个效率有限的吸收过程提供足够的起始药量,并不是把药物的吸收率变高。对于高活性分子来说,最终进入循环的完整药物能否越过药效阈值,比单独讨论生物利用度百分比更有意义。
这一策略当然要付出代价。icotrokinra 是一条含有多种非天然或修饰残基的 13 肽,每天 200 mg 的剂量意味着较高的原料药用量,也会增加规模化合成、质量控制和制造成本。低生物利用度并没有变成优点,只是它带来的问题被活性、稳定性和剂量共同补偿了。
胃肠稳定性给低概率吸收留下了时间
人体研究发现,在不同口服剂量下,给药后 24 小时内约有 37%–81% 的剂量以未改变的 icotrokinra 从粪便中回收,而尿中的未改变药物约为 0.001% 或更低。这些结果与前面的动物生物利用度来自不同研究和给药条件,不能拼成总和为 100% 的质量平衡数据,却能说明一个重要事实:许多没有进入循环的药物并未在胃肠道中迅速降解,而是以完整形式通过了消化道。
第一篇讨论的胃肠稳定性在这里显示出价值。稳定性不会直接提高通透性,却能延长完整药物在胃肠道中的停留时间,使原本概率很低的吸收在这段时间内持续发生,最后积累成可测量的系统暴露。原始 PK 研究还指出,这些暴露并不依赖专门的吸收促进剂;最终产品也没有采用 SNAC 一类促渗平台或共同配制的蛋白酶抑制剂。
食物效应显示出吸收窗口仍然很窄
ICOTYDE 需要空腹服用。最终的 200 mg 片剂与高脂、高热量餐同服时,Cmax 下降 59%,AUC 下降 43%,因此 FDA 要求患者起床后空腹随水服药,并至少等待 30 分钟再进食。如此明显的食物效应表明,它的吸收仍然高度依赖胃肠环境。食物可能影响溶出、胃排空、肠道转运、腔内环境或有效吸收窗口,但现有公开资料还不能确定哪一种机制占主导。
药物一旦进入循环,也不会马上消失。FDA 说明书给出的中位消除半衰期约为 12 小时,与每日一次给药相容。当然,给药频率并不是由半衰期单独决定的,还要结合 PK、PD、暴露—效应关系和临床疗效判断。
一条窄而可行的口服路径
icotrokinra 并没有推翻大分子难以口服吸收的规律。回头看它的开发过程,每一步都在弥补另一处不足:胃肠稳定性让完整分子有时间等待吸收,200 mg 剂量弥补了吸收率低的问题,约 12 小时的半衰期延长了药物在循环中的停留,而皮摩尔级活性则把起效所需的暴露降了下来。
少了其中任何一环,这条路线都很难走通。药物如果在获得吸收机会前就被降解,后面的设计无从谈起;如果活性仍停留在纳摩尔或微摩尔水平,有限的暴露也难以产生药效;如果吸收再低一个数量级,或者进入循环后很快被清除,提高剂量未必还能解决问题。ICOTYDE 的价值,正在于研究人员最终让这些原本不够理想的性质彼此配合,形成了一条窄却可行的口服路径。
后续临床试验证明,这样获得的系统暴露足以在银屑病患者中产生疗效。关于 FRONTIER、ICONIC 以及最终 FDA 审评的故事,将在下一篇展开。
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