DGAT2抑制剂PF-06427878经CYP450氧化代谢为活性醌潜在安全风险。辉瑞研究人员以吡啶替换不稳定吡咯烷环规避之，并再次调整酰胺基团改善代谢稳定性得Ervogastat（PF-06865571）。目前Ervogastat已进入II期临床试验阶段，用于治疗伴有肝纤维化的非酒精性脂肪性肝病（NAFLD）和非酒精性脂肪性肝炎（NASH）。本文旨在梳理设计策略和优化路线，为类似项目开发提供宝贵经验。
Fig1. Ervogastat的优化过程
非酒精性脂肪性肝病（NAFLD）包含一系列肝脏疾病，主要特征是肝脏甘油三酯（TG）积累。单纯性脂肪变性为良性或无症状阶段，但进展为非酒精性脂肪性肝炎（NASH）可能导致肝损伤、炎症和纤维化，部分患者最终发展为肝硬化和肝细胞癌。
肝脂肪升高者肝脏新生脂肪生成（DNL）发生率增加3倍。二酰基甘油酰基转移酶（DGAT）是催化脂肪酸与二酰基甘油（DAG）结合生成TG的关键酶。哺乳动物DGTA2在肝脏高表达，特异催化DNL的脂肪酸酯化。在动物模型中，阻断肝脏DGAT2可降低肝脏DAG和TG水平，减少肝细胞脂质负担并减少极低密度脂蛋白三酸甘油酯（VLDL-TG）分泌，下调多个与脂肪生成有关的蛋白质基因表达。
辉瑞、礼来、默克同步进入该领域。联合使用DGAT2 ASO DGAT2-Rx和PF-06427878，在短短两周治疗中，肝脏脂肪显著减少。然而，PF-06427878的临床代谢存在儿茶酚代谢物风险，抵消了其潜在的治疗益处。
近日JMC报道了Ervogastat（PF-06865571）针对PF-06427878代谢风险的解决方案，该药物目前正在进行治疗NAFLD/NASH的II临床试验评估。
设计优化过程梳理如下：
先导化合物来源
为了降低化合物的毒性，降低化合物的临床剂量，期待高渗透的中性DGAT2抑制剂可以实现这一目的。化合物1是早期研究工作中典型的中性模拟物，药效相较PF-06427878提升10倍，被动渗透率提高，但表观清除率需要优化。
提高代谢稳定性
化合物3的成药性评估
化合物3与PF-06427878选择性一致，对酰基转移酶（小鼠MGAT1、人MGAT2、MGAT3和DGAT1）具有高选择性。 化合物3高渗透率 化合物3因较低亲脂性和较低碱性（pKa=2.5），除了CYP2C9酶，没有显示明显的抑制人CYP酶（CYP2C9 IC50为7.8 μM） 在CEREP靶标筛选小板中表现出很好的选择性(<10μM时抑制率<19%) 大鼠口服给药生物利用度较低（F=29%）， 人肝细胞代谢鉴定中未见O-脱芳基氧化代谢产物，解决了PF-06427878的关键开发风险。O-脱乙基化和醇氧化为主要代谢途径 据体内外推算3的人体半衰期预期为2小时，代谢转化率可观，不足以作为候选药物。
优化半衰期
为修饰化合物3的氧化代谢位点合成了化合物4、5，但logD降低过多，导致被动渗透降低，活性降低约4倍。分别合成不同环酰化产物，包括五六元环的杂原子取代、砜取代、内酰胺取代以及烷基的截短取代，和烷基的砜取代等，去除羟甲基的环酰化物6综合性质最优，恢复了被动渗透性并维持了代谢稳定性。推算化合物6的人体半衰期约5小时，临床可接受。
至此，完成了PF-06427878到Ervogastat的优化。
Fig2. Ervogastat的优化过程
候选化合物6的成药性评估
化合物6 pKa=2.4，logD=1.9，低代谢清除率（hHEP Clintapp=3.9μL/min/million cells），高渗透性（Papp=19×10-6cm/s）。
MGAT1-3和DGAT1；无明显脱靶（见SI）；CYP450抑制情况可接受。
人、大鼠、猴肝细胞抑制活性IC50分别为2.79nM、6.02nM和2.13nM，从生化实验到细胞实验结果与PF-06427878趋势一致
不同孵育时间对IC50没有影响，表明化合物6是时间不依赖性、可逆、快速结合的DGAT2抑制剂。
静注给药，具有大鼠高血浆清除率CLp，非人类灵长类NHPs中等CLp。
在大鼠和NHPs中的分布体积中等，导致其消除半衰期（大约1小时）较短。
根据ECCS 2分类，肾脏排泄可忽略。
口服晶型给药显示中等生物利用度和中高程度吸收。
对CYP2C9具有弱可逆抑制作用（IC50=8.7μM），对主要的人CYP酶基本没有可逆抑制作用（IC50>50μM）。此外，在人肝微粒体的IC50位移实验中，对人CYP酶无时间、浓度和NADPH依赖性抑制作用（数据未显示）。
人肝细胞代谢物鉴定显示化合物6的主要代谢物来自：
a. O-脱乙基化为吡啶-3-醇代谢物的葡糖苷酸化和硫酸化；
b. THF环的氧化修饰；
c.酰胺键的水解裂解。
化合物6的主要初级代谢物的体外生化抑制DGAT2的效力明显低于6（数据未显示）。
未检测到化合物6的人特异代谢物；2μM化合物6对大鼠、猴和人的血浆蛋白中度结合，相应的未结合血浆蛋白分数为0.213 (rat)，0.360 (NHP)和0.353 (human).
SD大鼠体内单次口服给药（0.3、1、3、30和90mpk），观察到血浆TG剂量依赖性降低，90mpk组最大降低76%。
SD大鼠高脂、高胆固醇饮食造模体内多次给药（0.3、3、10、30和90mpk分组，口服给药BID，连续8天，最后一天2小时后处死），剂量依赖性地降低肝和血浆TG，90mpk组最大降低分数为49%和70%。
hERG IC50>100μM、激酶和PDE选择性面板未观察到显著抑制作用。
TK6细胞中的Ames测试和体外微核测定中未见遗传毒性风险。
NHP和小鼠体内实验未发现心血管适应症开发限制性毒性。
结论
肝靶向DGAT2抑制剂PF-06427878的主要代谢途径潜在安全风险，为消除这一隐患，以代谢产物研究为指导进行结构改造。调节代谢位点和规避去芳基化部位同时平衡渗透性和DGAT2抑制活性。最终获得3,5-二取代嘧啶骨架，进一步优化酰胺基团得候选药物Ervogastat（PF-06865571，化合物6）。目前，Ervogastat正在以单药或联合肝靶向药物ACC抑制剂Clesacostat进行NASH的临床试验评估。
文献来源
1.进入CyberSAR首页，在靶点下拉项中，输入“DGAT2“，选中”DGAT2（Homo sapiens）“搜索DGAT2相关靶点信息。
2.得到靶点检索结果界面。
3.在靶点界面选中“化学空间”选项标签下级联“聚类结构视图”选项卡，“聚类阈值“选择”宽松“可以将CyberSAR平台收录的文献和专利具有关于DGAT2相关实验测试活性的分子以“相似骨架聚类“的形式展示，可以得出目前开发得DGAT2相关化学空间大约为5种结构类型，研发人员可以对感兴趣的结构类型进行深入探索。
登录方式
如需进一步沟通，请扫码添加微信联系药渡赵博士或药渡CyberSAR沟通群。
