从 mRNA Display Hit 到 Zilucoplan（1）：两个筛选命中，提供了两种不同线索

从 mRNA Display Hit 到 Zilucoplan · 第 1 篇

一个已经确定的靶点，缺的是合适的分子

2023 年，美国 FDA 批准 zilucoplan（商品名 Zilbrysq）用于治疗成人抗乙酰胆碱受体抗体阳性的全身型重症肌无力。它是一种每日皮下注射的合成大环肽。今天回头看，这个项目已经走到获批；但在研发早期，研究团队面对的问题要具体得多：能不能找到一种可以抑制补体蛋白 C5、并且值得继续优化的肽？

在重症肌无力中，患者体内的抗体会攻击神经肌肉接头，影响神经信号向肌肉传递。抗体还可以激活补体反应：C5 被切割后形成 C5a 和 C5b，C5a 参与炎症信号，C5b 则启动膜攻击复合物的组装，进一步损伤神经肌肉接头。阻断 C5，就有机会截断补体介导损伤的一段关键过程。

mRNA Display 找到两类不同的起点

mRNA Display 把多肽与编码它的 mRNA 联系起来。研究人员让大量不同的多肽接触靶标，保留能够结合或发挥作用的分子，再通过相连的核酸信息找回相应序列。筛选提供的不只是一个有活性的样品，还提供了可以重新合成和继续研究的分子线索。希望进一步理解这一方法的读者，可以参阅 mRNA Display 为什么适合非天然氨基酸与环肽发现，以及一轮 mRNA Display selection 中发生了什么。

研究团队在两种 mRNA 文库的筛选中得到不同的命中系列。Compound 1 是一条由 13 个氨基酸组成的线性肽，在红细胞溶血实验中的 IC₅₀ 为 12 nM。它的序列中已经包含正缬氨酸（Nvl）、叔亮氨酸（Tle）、氮杂色氨酸（AzaTrp）和苯基甘氨酸（Phg）等非天然或修饰氨基酸。Compound 2 的活性稍弱，RBC lysis IC₅₀ 为 27 nM，但含有两个半胱氨酸，可通过 xylene-derived linker 直接形成环状结构。一个带来了更强的功能活性，另一个带来了直接环化的结构线索。

图 1. 两个早期 C5 抑制肽筛选命中物。Compound 1 为线性肽；Compound 2 含 Cys–xylene 衍生物桥连结构。图中强调色标出论文用于讨论的 alanine-scan 敏感位置、化学开发问题及环化桥连。RBC IC₅₀ 为红细胞溶血功能实验读数，不是 Kd，也不代表人体疗效。

IC₅₀ 很重要，但它没有回答所有问题

红细胞溶血实验观察的是肽能否抑制补体介导的红细胞破坏。IC₅₀ 表示在这个特定功能实验中产生一半抑制效果所需的浓度；它不能直接等同于肽与 C5 的结合常数，也不能直接预测患者体内的治疗效果。因此，Compound 1 的 12 nM 和 Compound 2 的 27 nM 说明了两者在该实验中的差别，却还不能决定哪一个最终更适合开发。

后续的 alanine scan 进一步帮助研究人员定位活性敏感区域。论文报告，Tyr3、AzaTrp8、Glu9 和 Tyr10 的丙氨酸替换会使活性大幅下降。不过，这组扫描是在 Cys2 替换为 Ser、Phg12 替换为 Chg 的类似物骨架上完成的；结果表明这些位置对维持实验活性重要，但不能单凭这项实验就断言它们都与 C5 形成了直接接触。

筛选结束，分子优化才开始

进一步研究显示，Compound 1 的 Cys2 容易氧化并形成二聚体；Phg12 则可能在常规肽偶联与 Fmoc 脱保护条件下发生消旋，给产物分离和表征带来困难。研究团队还发现，原始线性肽在人血浆中放置 24 小时后只剩下约 9%。他们尝试直接把 Compound 1 环化，但没有得到成功方案。

这时，项目面对的已经不是单纯比较 12 nM 和 27 nM，而是如何保留活性，同时解决稳定性和结构问题。Compound 1 和 Compound 2 提供了两类不同线索；研究人员后来如何利用它们的结构特点，构建一个活性和稳定性更平衡的环肽，是下一阶段的故事。

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科学来源

Ye P, Hammer RP, Wang Z, et al. Discovery of Zilucoplan: A Complement C5 Inhibitor for Treatment of Anti-Acetylcholine Receptor (AChR) Antibody-Positive Generalized Myasthenia Gravis (gMG). Journal of Medicinal Chemistry. 2025;68:25772–25782. https://doi.org/10.1021/acs.jmedchem.5c02537

U.S. Food and Drug Administration. Drug Trials Snapshots: ZILBRYSQ. https://www.fda.gov/drugs/drug-trials-snapshots/drug-trials-snapshots-zilbrysq