最近一则辉瑞将大手笔并购Medivation的消息在业内传得沸沸扬扬，辉瑞除了看中Medivation的Enzalutamide（MDV3100，恩杂鲁胺）外，其实还有另一个重要的产品PARP抑制剂-Talazoparib（MDV3800， BMN673）也是辉瑞比较看好的。不知道有没有注意到，辉瑞自身曾经也有一个在研PARP抑制剂（Rucaparib，PF01367338，AG014699）不久前授权给了Clovis，这个Rucaparib也是个苦命的孩子，从University of Newcastle孕育以来，一路从Agouron公司到辉瑞，被辉瑞收购后又转卖给Clovis，好在最近Rucaparib已经由Clovis向FDA提交上市申请了。
关于PARP酶及其与肿瘤的关系，特别是对BRCA突变的乳腺癌的治疗作用的相关研究和综述颇多，因此不在此赘述了。
图一、PARP的生物学功能
说到Talazoparib的发现，不得不提到三家公司：Lead Therapeutics，ChemPartner，Biomarin；我们从Talazoparib的分子代号的演变也能看出一点端倪：早期这个分子代号叫LT-673、BMN673，后来被卖给Medivation，才有了MDV3800这个代号。Lead Therapeutics这家公司中文名叫利德制药，2007年4月开始作为一家新药发现阶段的公司正式运行，在San Bruno, California和Shanghai张江都有办事处，他们的早期研发项目主要采用与中、美两国的CRO公司和科研院所进行战略合作的虚拟研发模式，其中PARP抑制剂LT673项目即是Lead Therapeutics与上海Chem Partner战略合作的一项成果。
最近关于PARP抑制剂的文章也比较多，前不久一篇文章谈到Talazoparib时说Talazoparib具有中国血统，就从这家公司创始人的中国血统就可以看出来了：这家公司主要创始人除了CSO Leo Post外其余都是华人，聚集了“两岸三地”的华人团队，有毕业于北大的华尔街美女CEO，有来自崇明岛的生物VP和来自香港的化学VP，是一家真正的华人领导老外的创业公司；而公司绝大部分的研究工作又都是在中国完成，又借助了来自中美两国的投资，因此可以说Talazoparib是一个在中国土生土长的混血儿。
项目于2007年9月起与Chempartner战略合作开始；
2009 年AACR-NCI-EORTC International Conference on Molecular Targets andCancer Therapeutics会上，Lead Therapeutics首次公开报道了LT-673的临床前研究数据；
2010年2月，专注于罕见病药研发的Biomarin公司宣布将以不超过$13.0M的价格收购Lead Therapeutics，其核心资产为处于临床前开发即将IND申报的LT-673，后改名为BMN673；
2013年ASCO Annual Meeting上Biomarin公布BMN673在实体瘤上的FIH数据，包括PK，MTD等数据。
2015年8月，Biomarin将其临床III期产品BMN673以$570M的价格卖给Medivation后改名为MDV3800，直至最近传得沸沸扬扬的辉瑞将以140亿美金收购Medivation的消息。
现在辉瑞除了看中Enzalutamide又看好Talazoparib，那么这个Talazoparib到底长啥样呢，跟之前辉瑞自己的Rucaparib比到底有何区别呢？
Talazoparib是目前已知报道中发现的最强PARP抑制剂，目前处于Phase 3。
Talazoparib (BMN 673)是一种新型的PARP抑制剂，抑制PARP-1的IC50为0.58 nM，也能有效抑制PARP-2，但不抑制PARG，对PTEN突变型细胞高度敏感；
BMN-673选择性与PARP 结合，且抑制PARP-介导的通过碱基切除修复途径的单链DNA断裂的修复，增强了DNA链断裂的积累，促进基因组不稳定性，并最终导致细胞凋亡；
BMN-673选择性杀死BRCA-1或BRCA-2突变的癌细胞，作用于BRCA-1突变(MX-1,IC50 = 0.3 nM)和BRCA-2突变的细胞(Capan-1,IC50 = 5 nM)，具有单药细胞毒性；相反, BMN-673作用于MRC-5正常人类成纤维细胞和其他含野生型BRCA-1和BRCA-2基因的肿瘤细胞系，IC50为90 nM到1.9μM；
BMN- 673也显著增强Temozolomide（TMZ，替莫唑胺）和SN-38的细胞毒性效果。
图二
这个神奇的分子到底是怎么被发现的呢？让我们先从早期PARP抑制剂的药效团模型说起。PARP抑制剂从烟酰胺结构逐渐衍生发展出了包括双环、三环等多种药效团（图三），目前处于临床研究的多个PARP抑制剂均由此代表性药效团衍生化得到（图四）。
图三、PARP抑制剂药效团
图四、临床研究代表性PARP抑制剂
Lead Therapeutics是一家刚起步的小型生物技术公司，因此走的也是Me Too的策略，2007年项目启动时期普遍比较看好的处于临床I-II期的PARP抑制剂分子是ABT-888和AZD2281，因此猜测整个项目就以这两个分子的结构为母版进行设计和改造开始，结合ABT888和AZD2281两个二环结构设计了一个三环母核（I）。
图五、LT673母核的设计雏形
参考AZD2281的合成路线一进行三环类似物I的合成，推测由于中间体2在有机溶剂中的溶解性极差，无法继续后续反应而放弃此路线；继而尝试采用路线二以溶解度稍好的中间体7为原料一锅法合成。
路线一
路线二
出乎意外的是根据路线二的方法合成并未得到中间体10，而是得到了一个双取代的副产物中间体12，推测可能是由路线三所示机理得到，因此将错就错合成出了化合物13，活性测试显示简简单单的一个化合物13的PARP酶抑制和细胞增殖抑制活性几乎与ABT888相当。这一结果振奋人心，采用路线四的分步合成方法展开了全方位的结构优化工作，先后设计合成出了R1/R2为相同基团和不同基团的衍生物，结果见图六，其中化合物47以其优异的理化性质和体外活性引起关注。
路线三
路线四
图六 三环母核衍生物
进一步对化合物47进行手性拆分，显示化合物47的手性异构体体外活性差异明显，其中异构体（8S，9R）-47的活性远远高于（8R，9S）-47的活性（图七），并且采用计算机对接模拟的结果与实际化合物与酶的单晶衍射结果显示结合模式完全一致，两个异构体的结合模式差异也通过对接进行了模拟验证（图八）。同时，异构体（8S，9R）-47的体外活性，特别是对TMZ化疗的增敏性和对BCRA突变或pTEN缺失细胞的敏感性也远高于其它几个PARP抑制剂（图九），尽管异构体（8S，9R）-47对于正常细胞MRC-5的抑制活性也很高，但是比对BRCA突变细胞的活性还是相差1000倍左右，因此异构体（8S，9R）-47应该还是具有一定的安全窗口的。鉴于异构体（8S，9R）-47超强的细胞增殖抑制活性，推测化合物作用位点除了PARP酶的催化位点外，还有其它变构作用位点。
图七 化合物47两个异构体的体外活性比较
图八 化合物47与PARP酶的单晶衍射图及对接模式比较
图九 异构体（8S，9R）-47与其它PARP抑制剂的体外活性比较
异构体（8S，9R）-47在大鼠体内的PK性质显示优于AZD2281（图十），同时在单药模型和联合用药模型中均显示了显著的疗效（图十一）。
图十 异构体（8S，9R）-47在大鼠体内的PK参数
图十一 异构体（8S，9R）-47在单药和联合用药模型上的药效
体外安全药理结果也显示异构体（8S，9R）-47 的成药性良好（图十二）。
图十二 异构体（8S，9R）-47的体外安全药理
异构体（8S，9R）-47作为PCC（PreclinicalCandidate）被命名为LT673，并对其合成工艺进行了优化，手性异构体由原先的SFC制备优化为化学拆分，并且进行了盐型晶型的研究（路线五）。
路线五
纵观LT673的发现过程，既有无心插柳柳成荫的运气，也有对科学研究的执着探索：假设当时没有对副反应进行深入分析的执着，假设当时没有将错就错合成出一个并非心目中设计的分子的好奇，假设当时……，那么仅仅依靠传统的药物化学结构优化，LT 673的发现至少需要多走很长一段时间的弯路，或许也不会再有后续的BMN673，MDV3800，Talazoparib的故事了，正是LT673的发现，才有了后面的Biomarin收购Lead Therapeutics等一系列文章开始讲到的并购故事。
作者：万惠新博士
