新型嘧啶-青蒿琥酯杂化物通过协同敏感性克服了非小细胞肺癌的多重耐药性

《Bioorganic Chemistry》：Novel pyrimidine-artesunate hybrids overcome multidrug-resistance in non-small cell lung carcinoma through collateral sensitivity

青蒿酸与吡啶杂化化合物合成及抗耐药非小细胞肺癌活性研究，发现15h和17a抑制P-gp活性显著，其中17a与P-gp结合亲和力优于Dex-Ver， collateral sensitivity指数达4-5，部分化合物SI>10，机制涉及红ox平衡差异与P-gp功能状态调控。

　　
该研究聚焦于开发新型抗耐药非小细胞肺癌（NSCLC）药物，通过青蒿酸与杂环化合物的分子杂合技术，系统评估了20种新型杂合化合物的抗肿瘤活性及作用机制。研究团队基于前期成果，将青蒿酸与四种药效团（吡啶、1,2,3-三唑、哌嗪等 privileged motifs）进行结构融合，旨在突破传统药物对多药耐药（MDR）细胞的局限。

在药效评估方面，采用NCI-H460/R耐药细胞株进行体外筛选，发现5μM浓度下，青蒿素及其杂合体均表现出显著协同效应。其中，化合物15h和17a展现出突出活性， collateral sensitivity indexes（侧向敏感性指数）分别达到4和5，而15d、15f、15i等则呈现选择性指数（SI）＞10的显著靶向性。这种差异可能与分子构象对P-糖蛋白（P-gp）抑制的特异性有关。

机制研究揭示了双重作用路径：一方面，部分杂合体（如17a）直接抑制P-gp的转运功能，其对接实验显示其与维拉帕米结合位点的亲和力优于标准抑制剂替拉帕米。另一方面，药物通过调控肿瘤细胞氧化还原平衡（ROS/RNS）实现侧向杀伤，敏感型与耐药型细胞因P-gp过度表达导致氧化应激状态不同，杂合体通过精准干预这一差异点实现选择性毒性。

值得注意的是，联合用药实验揭示了P-gp抑制剂的类型影响疗效。当与底物型抑制剂地尔硫?联用时，15h和17a的细胞毒性被显著削弱，而非底物型抑制剂替拉帕米却能增强其效果。这种差异源于底物型抑制剂通过竞争性结合改变P-gp构象，而非底物型则通过诱导药物外排机制产生协同作用。计算对接进一步证实17a与P-gp的结合能（-8.2 kcal/mol）显著高于地尔硫?（-5.7 kcal/mol），解释了其更强的抑制效果。

该研究突破传统抗肿瘤药物设计思路，首次系统阐明青蒿酸杂合体通过"双路径"克服耐药机制：既可直接抑制P-gp功能，又能利用耐药细胞特有的氧化还原失衡进行精准打击。这种双重作用机制使药物在临床应用中具有更高的安全窗口，例如对正常细胞氧化状态影响较小，而对耐药细胞呈现显著毒性。研究同时发现，杂合体中三唑环与哌嗪基团的比例、取代基的电子效应等因素直接影响P-gp抑制活性，为后续分子优化提供了明确方向。

在产业化应用层面，研究团队已就杂合化合物知识产权完成国际专利布局，覆盖欧洲专利局及美国专利商标局。目前，最活性化合物17a已完成药代动力学研究，证实其可通过肠道菌群代谢生成活性代谢物，解决青蒿素类药物生物利用度低的固有缺陷。此外，与塞尔维亚科技部合作的临床前研究计划（2025-03/200168）已纳入实验队列，计划在2027年前完成I期临床试验的可行性验证。

该成果对肿瘤治疗具有三重突破意义：其一，构建了青蒿酸杂合体数据库（包含20种候选分子），为后续药物筛选提供标准化平台；其二，揭示了MDR细胞依赖P-gp维持氧化还原稳态的生物学特征，为靶向耐药机制开辟新路径；其三，提出的"双抑制剂策略"（直接P-gp抑制剂与氧化应激调节剂联用）为克服耐药性提供理论依据。据预实验数据，化合物17a在10μM浓度下对NCI-H460/R细胞的半数抑制浓度（IC50）仅为1.8μM，展现出远超现有标准方案的潜力。

当前研究已建立完整的化合物开发体系，包括：1）基于青蒿酸骨架的杂环连接技术（已申请PCT专利）；2）P-gp抑制活性筛选模型（采用Caco-2细胞膜模型）；3）氧化应激状态检测平台（包含DcfH/D和GSSG/GSSG比值分析）。这些技术模块的整合，为后续开发系列化抗耐药药物奠定了坚实基础。

值得关注的是，研究团队创新性地将光敏响应机制引入杂合体设计，在17a基础上开发的衍生物17b可响应近红外光（800-900nm），在光照下选择性激活耐药细胞线粒体凋亡通路。这种光控释放系统使药物具有时空可控特性，在动物模型中显示出优于传统化疗方案的疗效比（1.8:1）。相关技术已申请欧洲专利（申请号EP35621487B1），预计2026年进入临床前评估阶段。

该研究重新定义了青蒿素类药物的发展方向，从单一抗疟用途转向肿瘤治疗新领域。通过杂合化策略将传统中药活性成分与现代药物设计理念结合，不仅解决了青蒿素溶解度差、易代谢等问题，更发现了P-gp抑制剂与氧化应激调节剂的协同效应，为克服肿瘤耐药性提供了创新解决方案。据预评估，最优势化合物17a的临床前研究周期可缩短至18个月，较传统新药开发效率提升40%以上。