Ezetimibe

Ezetimibe（依折麦布）2011140410 罗杰斯一、简介冠状动脉粥样硬化疾病仍然是导致死亡、全球范围内发病以及大量医疗资源消耗的主要原因，特别是在发达国家。

2002年在美国心脑血管疾病夺去了90万人的生命。

世界卫生组织（WHO）估计，全球每年有1700万人死于心血管疾病，尤其是心脏病发作和中风。

2005年心血管疾病造成的直接和间接费用预计高达3930亿。

有许多导致心血管疾病的危险因素，血脂异常是其中最普遍的，而且使其本身渗入到生活方式和药物干预之中。

在过去几十年开展的几个大型临床研究已表明，心血管疾病的总体死亡率是可以通过积极的药物干预和危险因素的控制显著降低的。

饮食咨询、锻炼、以及采用药物治疗以降低低密度脂蛋白（LDL）水平，可显著减少冠状动脉疾病持续发展的危险。

虽然他汀类药物已经占据了药物治疗市场，最近国家胆固醇教育计划推荐改变靶标LDL水平，以及一个希望限制他汀类药物剂量的要求都强调需要更为有效的治疗方法。

依折麦布是一类通过抑制胆固醇在肠道中的吸收来治疗高胆固醇血症的新药。

虽然肠道中胆固醇一部分来源于饮食，但是大部分的胆固醇在肠道的吸收是来自肝脏和分泌到肠道中的胆汁。

单用依折麦布能降低15-18％LDL-C（低密度脂蛋白胆固醇），添加依折麦布到他汀类药物的起始剂量所产生的胆固醇的降低水平相当于使用八倍高的他汀类药物的剂量。

依折麦布一直是大多数生物和医学文献报道中的主题。

依折麦布的发展来自于第一个氮杂环丁酮类胆固醇吸收酶抑制剂（CAIs），通过本类药物作用机制的最新信息的研究而得出。

它的重要性除了是作为高胆固醇血症的一种新的治疗方法之外，由于它不寻常的发现途径，依折麦布给人以相当大的兴趣。

虽然它开始是做为一个传统的药物化学工作研究对象，在项目开始的早期，人们清晰的知道没有任何已知的机理指出依折麦布和相关氮杂环丁酮的CAIs 具有抑制胆固醇吸收的作用。

由于缺乏对分子靶标的明确认识，没有在体外进行试验活动。

其结果是，在这个类中的每个化合物只能使用体内模型来进行评估，最常用于高胆固醇的仓鼠。

尽管具有这种限制，这些化合物显示的结构- 活性关系（SARS）表现较为良好，并与结构正确定义的分子靶向相关性一致，尽管这种靶标的性质是未知的。

因此，发现依折麦布的路径，比典型的药物研究计划缺少技术驱动和更多的生物学基础。

该过程主要依赖于假设与实验来了解分子靶标的性质以及如何对这些化合物的活性进行优化。

所呈现的历史，不仅试图捕捉该发现的事实和年代，而且试图了解对未知的生物靶标的性质进一步的理解，以及如何优化化合物的活性时的想法、假设、和里程碑。

二、原型氮杂环丁酮胆固醇吸收抑制剂的发现导致依折麦布的发现项目最开始是作为一个传统的药物研发项目，用来发现新的酰基辅酶A胆固醇酰基转移酶（ACAT）抑制剂。

虽然已知ACAT涉及了很多胆固醇非法贸易事件，包括胆固醇在啮齿类动物中的吸收，在项目之初ACAT与非啮齿类物种的相关性仍不清楚。

尽管如此，许多结构类被认为是有效的体外ACAT抑制剂，并反映出降低啮齿类动物模型胆固醇水平的活性。

这些模型是胆固醇喂养的仓鼠。

在这些动物中，高胆固醇饮食会明显增加肝脏胆固醇酯（CE）的含量，使得它们尤其对ACAT的抑制敏感。

与此相反，由胆固醇喂养的这些动物中，血清胆固醇（SC）的水平并没有明显的改变，并且大多数ACAT抑制剂对血清胆固醇水平的影响非常小。

图1显示出了在体外和体内1和2的简况，这是这项工作早期的典型化合物，以及作为参考的ACAT抑制剂3（CI-976）。

正如所预期的，有一个明确的分子靶点，在这些模型中ACAT 抑制剂清晰地显示出明确的SARs。

例如，1的适当构象限制形成二氢化茚2，其在体外的效能表现出显著的增加，同时胆固醇喂养的仓鼠体内的效能具有相同的提高。

除2之外，一些可选择的构象约束的类似物被用来探测他们在体外和体内效能的影响。

这些类似物包括伯内特等人提出的氮杂环丁酮4。

这些化合物通过酯的烯醇化缩合得到氮杂环丁酮5，然后通过CAN氧化脱保护，还原，再与各种酸酰化（图2）。

在实践中，所述酯的烯醇化物缩合得到所需的氮杂环丁酮5的产率非常一般，因为伴随着少量的副产物的6，6是由去质子化的5与原料苯乙酸乙酯通过Claisen缩合得到的。

分别对所需产物4、中间5和副产物6的ACAT体外活性以及胆固醇喂养的仓鼠的体内活性进行评价（图3）。

没有一种化合物是有效的ACAT抑制剂，虽然化合物6显示出一些温和的ACAT活性、IC50约7μM。

尽管活性相对较弱，在胆固醇喂仓鼠实验中6呈中度的体内活性。

这既包括对CE的效应，也包括对SC的中度和可重现的效应。

在这些先导结构的后续工作中，伯内特和同事证实（图4），几种6的类似物显示了类似的弱ACAT活性，并伴随着对仓鼠CE和SC有适度和可重现的效果。

即使在这个早期阶段，具有明确的结构-活性趋势的基团是明显的，如脂肪族衍生物9没有活性。

从已知ACAT抑制剂中借用基团，例如引入化合物3的2,4,6 -三甲氧基部分，这些化合物的ACAT活性可以提高，如化合物11，但这些化合物在体内对活性只有一点或者没有影响。

基于这一观察，伯内特等人选择了忽视剩余类似物的ACAT活性，而聚焦于优化化合物的体内活性。

缺乏在体外的试验使这个医药化学的项目非常具有挑战性。

然而，这项工作以发现氮杂环丁酮13和它的异构体14而告终，14是一种原型氮杂环丁酮胆固醇吸收抑制剂，它也成为所有后续工作的起始点。

一个有趣的预兆性的物质出现，13和低活性的类似物如12之间的不同点就是在苯基的C4加入了一个合适的甲氧基。

图5显示出了化合物14在体外和体内的概况。

除了阻止肝CE在仓鼠体内的堆积，化合物14还能降低SC在胆固醇喂养大鼠、狗和猴子体内的水平。

特别重要的是在胆固醇喂养的恒河猴体内的活性。

图6示出了14在喂食高胆固醇饮食4周之后的恒河猴体内的效果。

对照组动物在三周之后表现出了高脂血症，但在饮食中服用1kg/mg剂量的14之后肝CE的积累完全阻塞，他们的胆固醇水平恢复到接近1周内的基线水平，而撤药引起的逐渐上升到同时期未服药的胆固醇水平。

尽管ACAT抑制剂是已知的能抑制胆固醇在啮齿动物中的吸收，但是像这种在非啮齿动物中具有强效抗高胆固醇血症的ACAT抑制剂是史无前例的。

此外，Salisbury等人证明了ACAT抑制剂和化合物14对细胞内胆固醇水平具有不同的影响。

在这些实验中，ACAT 抑制剂3能阻塞胆固醇喂养的仓鼠体内14C-胆甾醇酯的积累，但对游离在肠道壁上的胆固醇没有影响。

相比之下，14同时能抑制酯化和未酯化的胆固醇的积累。

在胆固醇酯水平的下降几乎完全是由于减少游离胆固醇基质，同时ACAT活性基本上保持不变。

因此，在体外数据和体内药理学表征都表明，氮杂环丁酮胆固醇吸收抑制剂是通过独特的机制发挥作用的。

三、靶标性质的表征——氮杂环丁酮母核的结构-活性关系从伯内特等人最初发现14开始，后续研究主要集中在氮杂环丁酮母核周围的SAR基础上。

这些早期研究证实了化合物14的C4位p-甲氧基苯基结构部分的重要性（图7）。

4-甲氧基被移动到在3-和2-位上，或者被一个3,4-二甲氧基或亚甲二氧基（13-18）取代，其活性都降低。

另一方面，添加2-羟基基团和4 -甲氧基（19）使其活性增加。

当4-氧基被替换为类似的氢键键合部分（20-25），部分活性保留。

但是，当该基团所取代的是非极性基团，例如F（26）时，其活性消失。

这些观察与后续工作由Van HEEK等人完成，这些发现表明苯酚20是化合物14的生物活性形式。

更加激烈的改变C4的苯基本身，如27，即使在一个甲氧基取代基的存在下，仍将导致靶标活性降低。

（图8）与C 4位不同，N-芳环所需的活性，是多种取代基或没有取代基时，7天胆固醇喂养的仓鼠模型保留良好的耐药活性（28-34）（图9）。

氮杂环丁酮的3-位上连接一个3-碳键同样是一个重要的药效部分，并且可通过改变连接基团长度调制活性（图11）（41-44），或通过除去芳族部分（45）使活性几乎消失。

通过在C-3的双取代也使活性降低（46-47），这可能与连接链的构象要求有关。

在C 4不同的手性中心中，4S构型显示出明显的优越性，儿3R和3 S往往表现出类似的活性，没有一致的偏好。

剩下的一个问题涉及氮杂环丁酮本身的重要性。

与药物如抗生素或弹性蛋白酶抑制剂（其结构以氮杂环丁酮为母核）不同，没有证据表明氮杂环丁酮是胆固醇的吸收抑制作用所必须的。

氮杂环丁酮的母核14在体内也很稳定，但是有趣的是其对映异构体在体内迅速水解为氨基酸48。

不对映异构体48没有明显的CAI活性，这一事实混淆了对结构中4-S优势的解释。

虽然羰基氮杂环丁酮需要良好的活性，氮杂环丁酮与各种基团进行N-酰化反应得到的物质（例如37），基本上都使胆固醇吸收抑制活性降低了。

另一方面，一些活性可通过γ-内酰胺类和相关化合物得到保留保留（50-51），以及磺内酰胺（52-53）。

所有这一切表明氮杂环丁酮母核的主要作用是提供适当的骨架（图12）。

在缺乏体外测定的情况下，不可能确定CAI活性对化合物的未知靶标的影响和其仅仅反映出药代动力学的影响。

然而，这些最初的氮杂环丁酮CAI的研究表明，这一系列物质的活性与明确的分子靶标的SARs活性保持一致。

没有化合物表现出显著ACAT活性。

四、依折麦布的发现在实验的第一部分，将动物通过十二指肠插管3H-14来给药。

从这些动物胆管插管收集胆汁，得到所谓的“代谢物”胆汁，其基于先前的实验已得到大量的代谢产物14。

同时，对照组动物给予载体，他们的胆汁也被收集。

3H-14直接加入到这个胆汁相匹配的代谢产物中，得到所谓的'父'胆。

在实验的第二部分，这两个代谢胆汁和母体胆汁连同14C-胆固醇分别再次给药，测定不同组织中14C和3H的数量。

以这种方式，无论是药理作用以及药物的效应可以在一次实验中通过测量14C和3H的数量而分别得到。

此外，由于胆管分流，药理作用体现的是药物作用，而不是任何随后产生的代谢物的作用。

图17示出了这些实验的结果。

父胆汁在血浆和肝呈现出了14C胆固醇的减少，而代谢胆汁减少14C胆固醇的水平比在完整的动物明显有效。

这些数据强烈表明，在14的体内形成一种或多种活性代谢物，并活性中起着显著作用。

与此相一致，当动物服用父胆汁，在受体动物的胆汁回收氚并计数。

当3H代谢产物胆汁被计量，大多数计数维持在肠壁和腔。

这些数据表明，存在一些活性代谢物比14本身表现出了更高的活性。

下一个重要的问题是，这些活性代谢物的身份。

为了解决这个问题，代谢胆汁用高效液相色谱仪（HPLC）进行分级，并根据每个部分的评价在上述第2部分的范例进行了说明。

该实验的结果示于图18中。