目前有超过15000种药物被美国FDA批准，而药物靶点至少有800个。对某些药物而言，是没有明确的靶点（如某些麻醉剂与利尿药）的，而只有10-15%的人类疾病蛋白质靶标可以找到小分子药物。因此药物作用新靶标的数量是非常有限。据估计，在人体内大约有85-90%的“不可成药（undruggable）”靶标，有70%的激酶家族是不可成药靶标；最大的可成药靶点（drug-targeted）蛋白家族是G蛋白受体（GPCRs），但也只有79个是可成药靶点，至少有58%的GPCRs处于未开发状态或非成药状态。所以说，药物开发仍有很大的研究空间，尤其是研究“非成药靶点”，可能使药物发展至新的高度。今天所说的磷酸酶就是众多靶点中的代表。

非成药靶点中研究较为广泛的几类靶点一览表

1、为什么选择开发磷酸酶抑制剂？

磷酸酶（phosphatase）对许多生物学功能至关重要，因为磷酸化（通过蛋白激酶）和去磷酸化（通过磷酸酶）在细胞调节和信号传导中起着至关重要作用，与肥胖、糖尿病、癌症、神经退行性等疾病有着千丝万缕的联系。虽然目前已有很多安全有效的以磷酸激酶作为靶点的药物上市，但是靶向磷酸酶的药物却是难以寻觅。

临床前与进行临床试验的药物。

目前进入临床的磷酸酶抑制剂包括Novartis的SHP2 抑制剂TNO155、Sanofi 的SHP2抑制剂TNO155及InFlectis BioScience的 PPP1R15A 抑制剂IFB-088等药物，还有多种临床前药物。这些磷酸酶抑制剂均有活性的结合位点，但是它们却是更多地与结合“口袋”之外的变构位点结合。基于这些现象，变构药物的研究可能将是磷酸酶抑制剂研发成功的关键所在。并且一些创新药物公司已经注意到这个问题，他们专注于研究变构药物的研发，并不断改善候选化合物的活性。

蛋白酪氨酸磷酸酶1B（PTP1B）是PTP（protein tyrosine phosphatase，蛋白酪氨酸磷酸酶）蛋白家族一员，由冷泉实验室的Nick Tonks于1980年代末发现，至1990年代末，已有动物模型表明PTP1B是胰岛素信号通路的重要节点，使胰岛素受体去磷酸化并失活，进而使人体出现糖尿病与肥胖。研究发现该蛋白也与免疫作用相关，抑制PTP1B，可以降低实验动物的死亡率；还有研究显示PTP1B 与PTK HER2基因在乳腺癌细胞中共同过量表达。所以PTP1B是一个很有前途的靶点，PTP1B抑制剂是治疗Ⅱ型糖尿病、肥胖、免疫缺陷及乳腺癌的潜在药物，但是从发现至今将近30年时间没有一款药物上市。

DPM-1001是目前进入临床前的一种高效及特异性的PTP1B抑制剂，由DepYmed公司研发。该药为口服制剂，不仅用于治疗糖尿病及肥胖，还用于治疗HER2+ 乳腺癌及Wilson病。

DPM-1001的化学结构式

实验证明，DPM-1001是一种高效的非竞争性抑制剂，其IC50值为10nM。理论上PTP家族蛋白作为带电荷的底物，往往是带电荷的抑制剂才可以很好地进入到PTP1B的活性口袋中。通常来说，这类化合物不适合口服给药，因生物利用度差并且难以穿过细胞膜。但是DPM-1001解决了这些问题，它不仅可以口服给药，并且十分的高效。DPM-1001与PTP1B的C末端结合，组成稳定的Cu-DPM-1001复合物，这是其高效性的重要解释。DPM-1001抑制PTP1B后，增强胰岛素通路的信号转导，降低血糖浓度，有效抑制因饮食导致的肥胖问题。而对于乳腺癌来说，应用DPM-1001之后，减缓了肿瘤的生长速度并降低了癌症向肺部转移的可能性。

DPM-1001与Cu2+发生络合反应

药物AKB-9778作用于靶点VE-PTP（血管内皮细胞蛋白酪氨酸磷酸酶，vascular endothelial-protein tyrosine phosphatase），由Aerpio Pharmaceuticals公司研发。VE-PTP可以调节TIE2的活性，上调缺氧内皮细胞，使血管发生病变。AKB-9778作为小分子抑制剂，抑制VE-PTP的活性，激活TIE2，是一种高效特异性VE-PTP的抑制剂，对于VE-PTP，其IC50为17pM，而对于PTPIB的IC50为780 nM，说明其对VE-PTP具有高度特异性。大量实验表明，AKB-9778对视网膜内皮细胞的TIE2有上调作用，抑制视网膜和脉络膜新生血管的生成。此外，AKB-9778还可以阻断VEGF（血管内皮生长因子）与组胺介导的血管渗漏，还有抑制肿瘤血管生成的作用。

近期临床试验显示，AKB-9778对糖尿病肾病与糖尿病视网膜病变有治疗作用，联合VEGF抑制剂对糖尿病视网膜病变有更好的效果。AKB-9778是皮下注射给药，药物动力学研究表明AKB-9778很快进入循环并迅速到达靶组织——视网膜脉管系统。目前，该药已进入临床试验IIb期。

PTP抑制剂也不乏失败的例子，ertiprotafib是惠氏公司研发的PTP1B抑制剂，用于治疗2型糖尿病。该药对PTP1B的 IC50为1.6 μM，IKK-β的 IC50为400nM,对PPARα与PPARβ的EC50约为1μM，说明该药靶向性不高，并且还对其他靶点产生影响，从而产生诸多不良反应，使其于2002年停止在临床II试验中。虽然目前的两款PTP抑制剂有较高的靶向性，但由于临床试验漫长，药物治疗效果仍需长期监测，PTP抑制剂上市之路仍任重道远。

磷酸酶（phosphatase）对许多生物学功能至关重要，因为磷酸化（通过蛋白激酶）和去磷酸化（通过磷酸酶）在细胞调节和信号传导中起着至关重要作用，与肥胖、糖尿病、癌症、神经退行性等疾病有着千丝万缕的联系。虽然目前已有很多安全有效的以磷酸激酶作为靶点的药物上市，但是靶向磷酸酶的药物却是难以寻觅。

临床前与进行临床试验的药物

目前进入临床的磷酸酶抑制剂包括Novartis的SHP2 抑制剂TNO155、Sanofi 的SHP2抑制剂TNO155及InFlectis BioScience的 PPP1R15A 抑制剂IFB-088等药物，还有多种临床前药物。这些磷酸酶抑制剂均有活性的结合位点，但是它们却是更多地与结合“口袋”之外的变构位点结合。基于这些现象，变构药物的研究可能将是磷酸酶抑制剂研发成功的关键所在。并且一些创新药物公司已经注意到这个问题，他们专注于研究变构药物的研发，并不断改善候选化合物的活性。本文接上篇《磷酸酶是不能成药靶点？总有人不信邪...（一）》。

SHP2也属于PTP蛋白家族，与乳腺癌、肺癌等多种癌症的发生密切相关，此外，SHP2还调节PD-1介导的信号转导，并参与免疫检查点通路的调节。最近，有研究称，SHP2可以增强RAS/MAP通路，从而促进肿瘤细胞的生长。这个发现具有重要意义，因为RAS/MAP通路是最重要的癌症通路之一，抑制RAS/MAP信号通路，可能会给多种癌症治疗带来新的机遇。

TNO155是由Novartis公司研发的SHP2抑制剂，是由先导化合物SHP099发展而来，已进入临床试验I期。口服给药后， TNO155抑制MAPK的信号转导，并减少了SHP2的过量表达，进而减缓肿瘤细胞的生长。目前TNO155仍未被披露有效信息。但作为先导化合物SHP099却有着深入的研究。SHP099对SHP2的IC50为0.071μM，是一个活性较强的化合物，但它对SHP1无活性，同时它也是一个安全性较高的药物，每天给予实验动物100mg/kg的药物即可达到抑制肿瘤生长的作用。

SHP099的化学结构式

另一种SHP2抑制剂RMC-4630由Revolution Medicines公司研发。Revolution Medicines作为创新型药物研发公司，致力于小分子磷酸酶抑制剂的开发。RMC-4630也是SHP099的类似物，对多种肿瘤，如非小细胞肺癌的生长具有抑制作用。目前该药的临床前研究已经完成，即将进入临床试验I期。同时，Revolution Medicines公司也开发了一种SHP1抑制剂。SHP1与SHP2的作用机制类似。该药目前处于临床前研究中，所披露资料较少。

针对SHP-1的抑制剂葡萄糖酸锑钠（sodium stibogluconate，SSG）也进入临床I期试验。SSG并非新药，最初作为治疗利什曼病的药物进入临床，但由于其严重的副作用而限制使用，直到有研究称其具有抗肿瘤活性。该药是否能够成功上市还有待观察。

PPP1R15A也是PTP家族的一员，而PPP1R15A的过量表达可能导致蛋白质的错误折叠，针对错误折叠蛋白质的异常积累，细胞会启动保护机制，使真核翻译启动因子2α（eIF2α）暂时性磷酸化，减少蛋白质错误折叠。有一种叫guanabenz的抗高血压药物可以延长eIF2α的磷酸化时间，并抑制PPP1R15A的信号传导。研究人员将该药物作为先导化合物研究，但是长时间追踪发现，guanabenz会导致小鼠神经系统紊乱，不良反应较大，于是被放弃了。之后Das等人合成guanabenz的衍生物sephin 1，发现它能够抑制PPP1R15A的信号转导，纠正这种蛋白质错误折叠。该药有良好的药物动力学参数，并且靶向中枢神经与外周神经系统。Sephin 1被授权给法国制药公司InFlectis BioScience，并改名为IFB-088，目前处于临床试验I期，用于治疗遗传性原发性运动感觉性神经病（Charcot-Marie-Tooth disease，CMT）的1A、1B亚型。

LB-100由Lixte Biotechnology公司研发，作用于磷酸酶2A（proteinphosphatase 2A，PP2A）。PP2A是丝氨酸/苏氨酸磷酸酶，参与了细胞代谢、DNA 复制、基因表达、信号转导、细胞分化及凋亡等多个过程。LB-100作为PP2A的抑制剂，具有增强免疫检查点抑制剂的抗肿瘤活性，对晚期肿瘤生长具有抑制作用，该药也可以用于治疗中风、2型糖尿病、心脏病及重度抑郁症。目前LB-100已经顺利完成临床I期试验，对多种实体瘤具有治疗作用，并且该药物的安全性高，耐受性好。

LB-100的化学结构式

PRL3-zumab是一款人源化单克隆抗体药物，作用于PRL-3（ phosphatase of regenerating liver，肝再生磷酸酶-3）。PRL家族有三个成员，其中PRL-3与癌症转移有关。据以往调查，在多种转移性恶性肿瘤中，PRL-3都有极高的表达，而原发癌症与正常组织却没有表达。PRL3-zumab是由新加坡科技研究局（A*STAR）研发，通过高通量筛选得到，用于治疗胃癌。后发现在原发性胃癌中，约有70%患者会出现PRL-3过表达，这导致患者手术后较短的生存期。PRL3-zumab作为人源化单克隆抗体具有很强的优势，首先它不会发生免疫性反应，其次，与传统化疗药物相比，它有很强的专一性，减少副作用，增加药物安全性与患者耐受性。目前该药处于临床I期试验。

AQX-1125是惟一的SHIP-1（SH-2 containing inositol 5’polyphosphatase 1, 多磷酸肌醇-5-磷酸酶1）抑制剂，由Aquinox Pharmaceuticals公司研发。SHIP-1在肿瘤生长与免疫调节中也具有重要作用，SHIP-1参与PI3K/AKT信号通路的调节，这也是肿瘤的重要通路之一（该通路我也进行过讨论，有兴趣的请参考PI3K抑制剂——癌症患者的新选择这篇文章）。AQX-1125不仅具有抗肿瘤活性，且因对PI3K有抑制作用，因此也具有抗免疫的作用。此外有研究称其还具有抗疼痛的作用。但是不幸的是，该药物已折戟临床III 期试验。

AQX-1125的化学结构

作为“不可成药”靶点的磷酸酶，随着这方面研究的深入，以及临床药物的增加，该靶点及其化合物的作用机制得以一步步解开。目前，该领域中大多数较为成功的药物是基于“变构”理论研发的。有了理论指导，进一步开发相似结构的药物就会简单很多，但也并不是没有挑战。由于磷酸酶带有电荷，与之结合的药物一般具有很强的极性或者也具有电荷，这就导致药物可能具有很差的生物利用度与透膜效果，这极大的影响了药物药效的发挥。如何解决这些难题将是需要面临的现实挑战。