研发前沿|减肥新靶点GPR75首个小分子专利公开，必贝特让全球见证中国FIC潜能

2023/12/25 15:17:38
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GPR75与20-HETE
GPR75小分子拮抗剂——文献与专利溯源
广州必贝特的GPR75小分子拮抗剂专利
必贝特GPR75专利可授权前景分析
GPR75时间线梳理与其他相关专利

GPR75与20-HETE

20-羟基二十碳四烯酸(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.) [“瘦子基因”找到了！再生元Science发文揭示肥胖新靶点——GPR75]。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[针对肥胖！阿斯利康与再生元合作开发靶向“瘦子基因”GPR75的药物]。

2022年，水木未来在BioRxiv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ConfometRx也于其公司官网公布其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进行生物电子等排得到了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。

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。

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。

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(RLM)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。

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。

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。

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.2和Cpd.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。

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。

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【研发前沿|跟人福医药学做创新药（1）】，必贝特的专利授权是板上钉钉的事情。

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。

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。

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