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目录

  1. gpr75与20-hete

  2. gpr75小分子拮抗剂——文献与专利溯源

  3. 广州必贝特的gpr75小分子拮抗剂专利

  4. 必贝特gpr75专利可授权前景分析

  5. gpr75时间线梳理与其他相关专利

gpr75与20-hete

20-羟基(20-hete)是由细胞色素p450(cyp)4a和4f家族酶产生的花生四烯酸(aa)的代谢物。在小鼠中cyp4a12是20-hete的主要生成酶,大鼠体内产生20-hete的酶包括cyp4a1、cyp4a2和cyp4a3。人体内产生20-hete的主要酶是cyp4a11和cyp4f2(pnas 2017,114-3181-3185;onco targets ther.2013;6:243–255;hypertension.2008;51:1393–1398)。 

20-hete可促进血管平滑肌收缩、内皮功能障碍、炎症和细胞增殖(curr opin nephrol hypertens 26:74–82,2017.)。研究表明,缺血事件后20-hete 合成增加,20-hete合成抑制剂可保护神经元并预防脑血流障碍、脑水肿和血脑屏障 (bbb) 受伤后功能障碍。

多项研究表明,在高血压、中风、冠状动脉疾病、心肌梗死、急性肾衰竭、慢性肾病、多囊肾病、以及肿瘤生长和转移,终末器官损伤和纤维化等多种疾病中,20-hete的表达水平显著增加(j lipid res 54:786–793,2013.,pharmacol ther 125:446–463,2010.)。

20-hete在肥胖、胰岛素抵抗和代谢综合征的发生和进展中同样发挥了重要的作用。临床前动物模型表明20-hete水平与体重增加和代谢综合征(包括高血糖、糖尿病、以及糖尿病相关视网膜病变和肾病)之间存在相关性
am j physiol endocrinol metab 302(5):e500-9,2012.,am j physiol regul integr comp physiol 315(5):r934-r44,2018.)。临床研究表明,尿和血浆中的20-hete水平与身体质量指数(bmi)相关,并在肥胖、糖尿病和代谢综合征患者中升高(other lipid mediat 100-101:15-21,2013.,prostaglandins other lipid mediat 123:68-77,2016.free radic biol med 46(2):263-70,2009.)。 此外,过度表达 cyp4al2-20-hete 合酶的小鼠在喂食高脂肪饮食时,会迅速出现肥胖、高血糖、高胰岛素血症和糖耐量受损。这些动物的骨骼肌、肝脏和脂肪组织也出现了胰岛素抵抗。

2017年,garcia等人发现孤儿受体gpr75是20-hete特异性受体,并报道了20-hete导致高血压和血管功能障碍的近端信号机制(circ res 2017;120:1776–1788)。敲除 gpr75 或 gpcr 激酶相互作用蛋白-1 可防止 20-hete 介导的内皮生长因子受体磷酸化和血管紧张素转换酶诱导。

2021年,再生元science发文揭示肥胖新靶点gpr75。通过对近65万人进行测序,并识别出具有罕见保护性突变的个体,发现至少有一个g蛋白偶联受体75(gpr75)基因非活跃拷贝的个体的体重指数(bmi)较低,体重往往比没有突变的个体轻约12磅,肥胖风险降低 54%,并显示出糖尿病参数的改善,包括降糖。4在高脂饮食模型中,敲除小鼠的gpr75基因导致了对体重增加的抵抗和血糖控制的改善。这一研究直接表明了抑制gpr75可能为肥胖提供了一种治疗策略(science 373,eabf8683,2021.) []。这一里程碑文章发表后没多久,便传来了阿斯利康与再生元合作开发靶向gpr75小分子抑制剂的新闻报道[]。

2022年,水木未来在上以预印版的形式,报道了通过人源gpr75的序列优化,获得首个高分辨率gpr75结构(https://doi.org/10.1101/2022.08.18.503988)。这一结构的获取将很大程度加速gpr75靶向药物的开发。已有头部企业与水木未来开展gpcr靶向药物开发的合作。

2023年1月,广州必贝特科创板上市申请ipo过会,在其招股书中,表明其用于治疗肥胖的gpr75小分子拮抗剂已到了cmc阶段,预计2023年提交ind,表明其gpr75小分子拮抗剂的研发已经走在全球前列。除此之外,诺奖得主创办的也于其公司尊龙凯时app官网公布其gpr75管线,目前正处于lead优化阶段。

gpr75小分子拮抗剂——文献与专利溯源

鉴于20-hete/gpr75通路在诸多疾病的发生发展中起着重要的作用,20-hete配体生成抑制剂或gpr75受体拮抗剂可能提供治疗肥胖症、糖尿病等多种代谢性疾病的选择



20-hete相关药物开发(european journal of pharmacology, 2018, 833: 190-200.

起初开发的20-hete相关药物均为其结构类似物。由于这类化合物的结构必然导致其低ph、溶解度差、半衰期极短等弊端,同时这些化合物药效弱、选择性低,不适合进一步进行药物开发。另一类结构如het-0016与ts011,具有较高的效力和选择性,但药代动力学特性较差,成为了进一步优化的起点。

通过专利检索能够发现,het-0016出自大正制药的专利wo2004024677,大正在02-04年间共申请了四篇20-hete抑制剂专利。顺着这条线,找到了大正最新的相关专利wo2019031618,部分化合物结构如下。生物学活性上,部分化合物也具有纳摩尔活性,但从结构上看这类化合物成药性堪忧。


在此基础上迈出一大步的事匹兹堡大学的mcdermott lab,通过对het-0016进行得到了compound 8,并进一步通过骨架跃迁得到了upmp00010与upmp00019两个化合物,在代谢稳定性方面得到了极大的提升(https://d-scholarship.pitt.edu/35025/)。详细改造思路见引用。可以看到mcdermott的改造与大正制药有异曲同工之妙,但从其他信息可知这类改造可追溯到早于2018年,远早于大正制药专利公开时间,因此更能代表首创性。

在此基础上,mcdermott lab进行了进一步的结构改造与优化,成果见于专利wo2020163689具体改造思路便是在upmp00010/19结构基础上进行取代基修饰,主要体现在对upmp00019苯环上的取代基修饰。
马库什式与代表性化合物如下。生物学评价上,cpd.83在多个人源化评价指标上表现出最优异的活性与稳定性。



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在权利要求上,必贝特可谓是花了很大的心思。从马库什上也能看出来,必贝特给圈了个很大的权利要求保护范围(只限定了芳香环母核)。代表性化合物结构如下。

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生物学评价上,必贝特还在专利中指明了与其最接近的现有技术,即为匹兹堡大学的wo2020163689,对照化合物便是专利中的cpd.83。

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抑制 20-hete 生成活性是通过测试化合物对人肝微粒体(hlm)或大鼠肝微粒体()或小鼠肝微粒体(mlm)以及cyp4亚型酶特异性底物(cyp4f2)的抑制活性来评价的(存在种属差异性)。其中cpd.2与cpd.4均具有不错的活性,且优于对照cpd.83。

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在成药性评价上,必贝特选择大鼠灌胃给药(20mg/kg)评价其pk参数。结构对比能发现,cpd.1与对照cpd.83仅是母核调换的差异,但在药代上却存在显著的优异效果(>2倍的半衰期,18倍的cmax,43倍的auc)。不可谓不是预料不到的技术效果。cpd.2与cpd.1的差异仅在苯环上多一个f,药代参数也相近。

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除体外数据外,必贝特还做了详细的体内实验,均体现在专利中。
动物实验主要分为正常对照组、dio小鼠模型(饮食诱导肥胖)对照组、dio模型测试药组,以及dio模型阳性药组(如果有)。
首先是cpd.1,结果很明显,在实验的前3天,治疗组动物体重有快速的下降,但在第4天开始恢复。治疗组动物在1周后体重稳定到初始体重左右并一直维持;cpd.1长期给药能抑制dio小鼠的空腹血糖升高并能增强对葡萄糖的代谢。但缺点在于给药剂量100 mpk,po,qd,有点偏高。

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接着是cpd.2与cpd.4。50 mpk, po, qd给药前各组动物体重持续上涨,dio小鼠增长幅度明显大于正常饮食小鼠,在第63天开始给药,给药的第一周两给药组动物体重快速下降达到给药前的12%-16%,第二周开始动物体重趋于稳定并一直维持;化合物2和化合物4长期给药能抑制dio小鼠的空腹血糖升高,cpd.2cpd.4长期给药能增强对葡萄糖的代谢。且cpd.2略优于cpd.4。

对cpd.2的进一步评价,30 mpk, po, qd给药。给药前各组动物体重持续上涨,dio小鼠增长幅度明显大于正常饮食小鼠(dio小鼠与正常小鼠体重差为28.9%),在第63天开始给药,连续给药8周。结果显示,cpd.2连续给药8周后,小鼠体重与药前比下降了20.8%,与dio模型对照组比体重增长差值47.1%cpd.2给药期前2周动物摄食量有减少,2周后摄食量与dio模型对照组未见有差异cpd.2长期给药能抑制dio小鼠的空腹血糖升高并能增强其对葡萄糖的代谢。



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最后一个,最关键的,cpd.2与司美格鲁肽(索马鲁肽)的直接体内对比与联用实验
索马鲁肽在给药2周后降体重达到最大作用,与给药前体重比约下降了20%, 在随后的5周动物体重一直维持。第8周开始把该组动物改用化合物2给药治疗,cpd.2给药3周后动物体重呈现下降趋势并在cpd.2给药7周后动物体重与给药前比下降了33.6%。索马鲁肽给药的前2周动物摄食量严重减少(约为模型对照组的1/3-1/2),随后有恢复,但一直没有恢复到对照组水平cpd.2给药6周后降体重达到最大作用,与给药前体重比约下降了36%,在随后的8周给药期体重基本维持,此时动物体重到正常对照组动物体重水平。cpd.2给药后动物摄食量略有减少,在给药第6周(共给药14周)恢复至对照组水平。在这个实验中,cpd.2在dio小鼠模型的降体重作用大于索马鲁肽,且在索马鲁肽耐药后改用化合物2能促使动物体重继续下降。



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由于wo2020163689只进入美国而未进入其他国家且时间已到期,同时也并未声明其与gpr75的关系以及保护其作为肥胖适应症药物的权利。因此必贝特的专利wo2023185821便可以算是全球首个gpr75小分子拮抗剂专利,其临床候选药物bebt-809(很可能便是专利中的cpd.2)也将会是全球潜在fic的gpr75小分子拮抗剂
从wipo的国际检索报告中也能看到,wipo将wo2020163689的相关性列为a类,即“认为不特别相关的表示了现有技术一般状态的文件”。因此该现有技术对必贝特专利的授权不构成太大的威胁。另外,关于专利的三性,前文已讨论过【】,必贝特的专利授权是板上钉钉的事情。

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那就得分析专利本身。虽然必贝特在专利中声明了一个很大的权利要求保护范围。这一策略自然有阻碍后人follow的意味,但从其实施例看,其总共181个化合物结构多样性并不丰富,不足以支撑其可称庞大的权利要求保护范围,所以审查阶段审查员断然不会给出一个很大的授权范围。但是鉴于该发明专利是全球首创,审查员的尺度多少会宽松一些(国内最严格,欧美较为宽松),至于松多少,我的水平有限,无法作出准确的判断,此处就不多说了。
对于那些follower,可专利性分析自然是第一步(本文也算是给开了个头了),至于从何处下手,想必读者中的药化学家肯定比我更有发言权。当然还有一点得考虑的,那便是必贝特可能还有尚未公开的gpr75专利,follower们得留心这一点。


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其中,拜耳公开于2005年的专利是gpr75与疾病相关,但其中并未涉及肥胖适应症;2017年德克萨斯大学的专利便是出自garcia等人发现gpr75是20-hete特异性受体后开发的一系列20-hete类似化合物专利,参考价值不大;水木未来的专利自然是与gpr75蛋白定点突变结构稳定相关专利。
值得注意的便是再生元的这两篇专利,wo2021262601是那篇science文章的专利形式,保护了gpr75抑制剂用于治疗肥胖,并指出了这类gpr75抑制剂是反义核酸分子。wo2022076291是再生元与almylam共同申请的专利,专利中提到了sirna序列与galnac递送相关信息,但并未透露具体的生物学评价结果。这两篇专利也表明再生元意图在sirna方向发力去开发gpr75抑制剂
那么,最后来捋一下时间线。
2017年前,诸多证据表明20-hete与诸多疾病相关,并有一定证据表明与肥胖和糖尿病相关。
2017年,研究证明了gpr75是20-hete的特异性受体。
2020年,匹兹堡大学公开一类具有不错成药性的20-hete抑制剂专利
2021年7月,再生元science发文,昭示gpr75成为减肥新靶点,并公开与阿斯利康合作共同开发gpr75抑制剂
2022年3月31,广州必贝特递交gpr75拮抗剂第一个优先权
2022年8月,水木未来biorxiv上报道第一个gpr75稳定结构
2023年1月,必贝特公开其gpr75拮抗剂进入cmc阶段,预计2023年递交ind,3月递交专利正式申请
2023年8月,必贝特gpr75拮抗剂的cn专利提前公开
2023年10.05 必贝特gpr75拮抗剂的pct专利公开
从再生元发文,到必贝特递交首个优先权,仅仅只过去了8个月!必贝特让全球见证了中国开发fic的潜能。
能够在可能不到八个月时间里,进行靶点调研、立项与研发的初步工作。通篇看下来,必贝特立项调研部门给出的这份结果是值得称赞的(我只能算是事后诸葛亮,但这也给了我一定的启发,之前只关注pct,cn专利提前公开也表明今后跟踪cn专利的重要性)。
众所周知,蛋白质结构的确定对于gpcr小分子药物的研发大有帮助,必贝特在尚无gpr75结构的基础上,选择另辟蹊径,从gpr75的内源性底物20-hete着手,以全球第一的速度,开发出了gpr75小分子拮抗剂。
当然,单论gpr75拮抗剂的话,真的的fic还得属再生元,毕竟是人家最先发现的靶点。新靶标验证这块仍是国内所欠缺的。
相比之下,尽管是全球第一个gpr75结构鉴定者,水木未来的进度就慢了许多。今年4月本人有幸在会议现场听过水木未来对于gpr75的开发相关报道,他们采用del的方法找到一类结合gpr75的结构骨架(关键位置打了码)。不过活性嘛,还在10^-4的水平,距离成药,似乎还遥遥无期。

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最后说一点,我很欣赏必贝特能够在专利中公开如此多的活性数据,因为公开太多数据必然会对竞争对手大有帮助。不知其是否是有一种难逢敌手的态度来对待竞争对手。
减重效果优于索马鲁肽、能够克服索马鲁肽长期耐药、没有厌食副作用,昭示着gpr75拮抗剂相比于glp-1激动剂的潜在优势。如果gpr75今后能在临床上获得成功的话,必然在glp-1极度内卷的减肥药赛道上,开辟一条新的道路。那么,在这条新赛道上必贝特已经交出答卷了,就看谁是下一位了。

end


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