Nav1.7拮抗劑的發(fā)現(xiàn)歷程與A2AAR拮抗劑的優(yōu)化策略探究

Nav1.7拮抗劑的發(fā)現(xiàn)歷程與A2AAR拮抗劑的優(yōu)化策略探究一、引言1.1研究背景與意義在藥物研發(fā)領(lǐng)域，尋找高效且安全的藥物靶點(diǎn)始終是關(guān)鍵任務(wù)。Nav1.7和A2AAR作為兩個(gè)極具潛力的藥物靶點(diǎn)，近年來(lái)吸引了眾多科研人員的關(guān)注。Nav1.7，全稱電壓門控鈉離子通道1.7，由SCN9A基因編碼，主要定位于背根神經(jīng)節(jié)神經(jīng)元，在疼痛信號(hào)的傳導(dǎo)過(guò)程中起著關(guān)鍵作用。當(dāng)機(jī)體受到傷害性刺激時(shí)，痛覺(jué)信號(hào)通過(guò)初級(jí)感覺(jué)神經(jīng)傳至脊髓后角，而Nav1.7在這個(gè)過(guò)程中負(fù)責(zé)調(diào)控神經(jīng)元的興奮性，使得痛覺(jué)信號(hào)能夠準(zhǔn)確地傳遞。研究表明，Nav1.7的功能喪失會(huì)導(dǎo)致個(gè)體對(duì)疼痛不敏感，而在原發(fā)性紅斑性肢痛癥、陣發(fā)性劇痛癥和小纖維神經(jīng)病等患者中，均發(fā)現(xiàn)了Nav1.7活性增強(qiáng)突變。這些發(fā)現(xiàn)使得Nav1.7成為疼痛治療領(lǐng)域的重要靶點(diǎn)，開(kāi)發(fā)Nav1.7拮抗劑有望為慢性疼痛患者提供更有效的治療手段。A2AAR，即腺苷A2A受體，屬于G蛋白偶聯(lián)受體家族，在體內(nèi)廣泛分布，尤其在中樞神經(jīng)系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)以及心血管系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用。在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中，A2AAR參與調(diào)節(jié)神經(jīng)遞質(zhì)的釋放，與帕金森病、抑郁癥等神經(jīng)精神疾病的發(fā)病機(jī)制密切相關(guān)。在免疫系統(tǒng)中，腫瘤微環(huán)境中的腺苷通過(guò)激活A(yù)2AAR，可產(chǎn)生一系列免疫抑制反應(yīng)，抑制CD8+T細(xì)胞的細(xì)胞毒性，抑制自然殺傷（NK）細(xì)胞的殺傷能力，增強(qiáng)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（Treg）的免疫抑制活性等，從而使腫瘤免受免疫系統(tǒng)的攻擊。因此，A2AAR拮抗劑在腫瘤免疫治療領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的潛力，有望打破腫瘤的免疫逃逸機(jī)制，增強(qiáng)機(jī)體對(duì)腫瘤細(xì)胞的免疫監(jiān)視和殺傷能力。對(duì)Nav1.7拮抗劑和A2AAR拮抗劑的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。在疼痛治療領(lǐng)域，目前臨床上常用的鎮(zhèn)痛藥物，如阿片類藥物，雖然具有較強(qiáng)的鎮(zhèn)痛效果，但存在成癮性、呼吸抑制等嚴(yán)重副作用，長(zhǎng)期使用還可能導(dǎo)致藥物耐受。Nav1.7拮抗劑的研發(fā)為慢性疼痛患者帶來(lái)了新的希望，其作用機(jī)制不同于傳統(tǒng)鎮(zhèn)痛藥物，有望實(shí)現(xiàn)非成癮性鎮(zhèn)痛，提高患者的生活質(zhì)量。在腫瘤免疫治療領(lǐng)域，免疫檢查點(diǎn)抑制劑的出現(xiàn)雖然顯著改善了部分腫瘤患者的預(yù)后，但仍有許多患者對(duì)其無(wú)響應(yīng)或產(chǎn)生耐藥性。A2AAR拮抗劑的研究為腫瘤免疫治療提供了新的策略，通過(guò)阻斷A2AAR信號(hào)通路，可解除腫瘤微環(huán)境中的免疫抑制，增強(qiáng)免疫檢查點(diǎn)抑制劑的療效，為更多腫瘤患者帶來(lái)生存獲益。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀在Nav1.7拮抗劑的研究方面，國(guó)內(nèi)外科研人員已取得了一定的進(jìn)展。國(guó)外眾多大型制藥公司，如輝瑞、默克等，投入了大量資源進(jìn)行Nav1.7拮抗劑的研發(fā)。在早期的研究中，通過(guò)高通量篩選技術(shù)，發(fā)現(xiàn)了一些具有Nav1.7抑制活性的小分子化合物。例如，化合物A在體外實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)出對(duì)Nav1.7的顯著抑制作用，能夠有效降低Nav1.7介導(dǎo)的鈉離子電流。然而，在后續(xù)的臨床試驗(yàn)中，這些早期發(fā)現(xiàn)的化合物往往因?yàn)楦鞣N原因而失敗。如化合物A在進(jìn)入II期臨床試驗(yàn)時(shí)，被發(fā)現(xiàn)存在嚴(yán)重的心臟毒性，導(dǎo)致其無(wú)法繼續(xù)開(kāi)發(fā)。這主要是因?yàn)镹av1.7與其他鈉離子通道亞型存在一定的同源性，傳統(tǒng)的篩選方法難以保證化合物對(duì)Nav1.7的高度選擇性，從而引發(fā)對(duì)其他重要生理功能的不良影響。近年來(lái)，隨著結(jié)構(gòu)生物學(xué)的發(fā)展，冷凍電鏡技術(shù)為解析Nav1.7的三維結(jié)構(gòu)提供了有力手段。顏寧團(tuán)隊(duì)與清華大學(xué)潘孝敬團(tuán)隊(duì)合作，于2023年6月3日在NatureCommunications期刊發(fā)表了題為“StructuralmappingofNav1.7antagonists”的研究論文。該研究報(bào)告了用具有代表性化學(xué)骨架的藥物和先導(dǎo)化合物處理過(guò)的人類Nav1.7的高分辨率冷凍電鏡結(jié)構(gòu)，分辨率為2.6-3.2?，并提出了一個(gè)字母編碼的命名系統(tǒng)來(lái)描述Nav1.7三維空間中的可成藥位點(diǎn)。這一成果為合理設(shè)計(jì)靶向Nav通道的藥物開(kāi)發(fā)提供了重要基礎(chǔ)，使得研究人員能夠從原子水平理解藥物與Nav1.7的結(jié)合模式，從而指導(dǎo)新型拮抗劑的設(shè)計(jì)。國(guó)內(nèi)也有不少科研團(tuán)隊(duì)致力于Nav1.7拮抗劑的研究，中國(guó)科學(xué)院物理研究所姜道華研究團(tuán)隊(duì)利用單顆粒冷凍電鏡技術(shù)解析了NaV1.7與3種化學(xué)結(jié)構(gòu)不同的小分子抑制劑（XEN907、TCN-1752和NaV1.7-IN2）的高分辨率復(fù)合物結(jié)構(gòu)，報(bào)道了NaV1.7與中央孔腔小分子抑制劑的詳細(xì)結(jié)合位點(diǎn)和抑制劑調(diào)控鈉通道功能的分子機(jī)制，為改進(jìn)和優(yōu)化針對(duì)NaV1.7的藥物分子提供了結(jié)構(gòu)支持。盡管如此，目前臨床上仍然缺乏有效的Nav1.7拮抗劑藥物，主要原因在于現(xiàn)有的拮抗劑在選擇性、藥效和安全性之間難以達(dá)到理想的平衡。部分拮抗劑雖然具有較強(qiáng)的抑制活性，但選擇性較差，容易對(duì)其他正常生理功能產(chǎn)生干擾；而一些具有較好選擇性的拮抗劑，其藥效又相對(duì)較弱，無(wú)法滿足臨床治療的需求。在A2AAR拮抗劑的研究領(lǐng)域，國(guó)外的研究起步較早。自腺苷A2A受體被確定為藥物靶點(diǎn)以來(lái)，多個(gè)A2AAR拮抗劑進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段。例如，伊曲茶堿（istradefylline）已于2019年被美國(guó)FDA批準(zhǔn)上市用于帕金森病的治療，這標(biāo)志著A2AAR拮抗劑在臨床應(yīng)用上取得了重要突破。在腫瘤免疫治療方面，許多國(guó)際知名藥企也在積極開(kāi)展相關(guān)研究，一些A2AAR拮抗劑與免疫檢查點(diǎn)抑制劑聯(lián)合使用的臨床試驗(yàn)正在進(jìn)行中，初步結(jié)果顯示出了一定的協(xié)同增效作用，為腫瘤免疫治療帶來(lái)了新的希望。國(guó)內(nèi)對(duì)A2AAR拮抗劑的研究也逐漸興起。復(fù)旦大學(xué)藥學(xué)院王永輝教授、謝瓊副教授課題組在新型A2AR小分子拮抗劑的發(fā)現(xiàn)及其腫瘤免疫治療研究方面取得了一系列成果。他們先后于2020年和2022年在藥物化學(xué)領(lǐng)域權(quán)威期刊《JournalofMedicinalChemistry》上分別發(fā)表關(guān)于A2AR小分子拮抗劑在癌癥免疫治療中應(yīng)用的Miniperspective綜述和有關(guān)新型蝶啶酮類A2AR小分子拮抗劑發(fā)現(xiàn)研究的論文。近日，他們又發(fā)現(xiàn)了一類可口服的新型吡啶酮類A2AR小分子拮抗劑，該化合物不僅在細(xì)胞上具有免疫調(diào)節(jié)作用，還展現(xiàn)出良好的動(dòng)物體內(nèi)免疫性抗腫瘤效果，且口服吸收好、成藥性質(zhì)佳，具有潛在的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用前景。然而，當(dāng)前A2AAR拮抗劑的研究仍面臨一些挑戰(zhàn)。一方面，A2AAR在體內(nèi)的分布廣泛，其功能復(fù)雜多樣，如何開(kāi)發(fā)出能夠精準(zhǔn)作用于特定組織或細(xì)胞，且副作用較小的拮抗劑，是亟待解決的問(wèn)題。另一方面，A2AAR拮抗劑與其他治療手段的聯(lián)合應(yīng)用策略還需要進(jìn)一步優(yōu)化，以充分發(fā)揮其治療效果，提高患者的生存獲益。1.3研究方法與創(chuàng)新點(diǎn)本研究綜合運(yùn)用了多種研究方法，以確保研究的科學(xué)性和可靠性。在資料收集階段，采用文獻(xiàn)研究法，全面梳理國(guó)內(nèi)外關(guān)于Nav1.7拮抗劑和A2AAR拮抗劑的研究文獻(xiàn)，深入了解該領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)以及存在的問(wèn)題，為后續(xù)的研究提供堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。通過(guò)對(duì)大量文獻(xiàn)的分析，總結(jié)出Nav1.7拮抗劑在臨床前研究中面臨的主要挑戰(zhàn)，如選擇性和安全性問(wèn)題，以及A2AAR拮抗劑在腫瘤免疫治療中的作用機(jī)制和聯(lián)合治療策略的研究進(jìn)展。在藥物研發(fā)階段，采用基于結(jié)構(gòu)的藥物設(shè)計(jì)方法。借助冷凍電鏡技術(shù)解析Nav1.7和A2AAR的三維結(jié)構(gòu)，從原子水平深入理解它們與配體的結(jié)合模式，從而指導(dǎo)新型拮抗劑的設(shè)計(jì)。以Nav1.7為例，根據(jù)顏寧團(tuán)隊(duì)與清華大學(xué)潘孝敬團(tuán)隊(duì)合作解析的人類Nav1.7的高分辨率冷凍電鏡結(jié)構(gòu)，明確了Nav1.7的BIG位點(diǎn)容納卡馬西平、布比卡因、拉考沙胺等藥物，以及第二個(gè)拉考沙胺分子從中央腔插入選擇性過(guò)濾器等重要信息，為設(shè)計(jì)新型Nav1.7拮抗劑提供了關(guān)鍵的結(jié)構(gòu)依據(jù)。在A2AAR拮抗劑的設(shè)計(jì)中，利用已有的A2AAR晶體結(jié)構(gòu)，分析其活性位點(diǎn)與配體的相互作用，通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，對(duì)先導(dǎo)化合物進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，提高其與A2AAR的親和力和選擇性。在實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證階段，運(yùn)用細(xì)胞實(shí)驗(yàn)和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)。在細(xì)胞實(shí)驗(yàn)中，采用膜片鉗技術(shù)記錄Nav1.7介導(dǎo)的鈉離子電流，評(píng)估拮抗劑對(duì)Nav1.7的抑制效果；利用細(xì)胞增殖實(shí)驗(yàn)、流式細(xì)胞術(shù)等方法，研究A2AAR拮抗劑對(duì)免疫細(xì)胞功能的影響，如對(duì)CD8+T細(xì)胞的激活、NK細(xì)胞殺傷能力的增強(qiáng)等。在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中，建立疼痛模型和腫瘤模型，驗(yàn)證Nav1.7拮抗劑的鎮(zhèn)痛效果和A2AAR拮抗劑的抗腫瘤活性。例如，通過(guò)在小鼠身上建立慢性神經(jīng)病理性疼痛模型，觀察Nav1.7拮抗劑對(duì)疼痛行為的改善情況；在小鼠MC38腫瘤模型中，評(píng)估A2AAR拮抗劑對(duì)腫瘤生長(zhǎng)的抑制作用，以及與免疫檢查點(diǎn)抑制劑聯(lián)合使用的協(xié)同增效作用。本研究在靶點(diǎn)研究和藥物開(kāi)發(fā)策略上具有諸多創(chuàng)新點(diǎn)。在Nav1.7靶點(diǎn)研究方面，提出了基于多靶點(diǎn)協(xié)同作用的Nav1.7拮抗劑設(shè)計(jì)思路。傳統(tǒng)的Nav1.7拮抗劑主要關(guān)注對(duì)Nav1.7的直接抑制作用，而本研究考慮到疼痛信號(hào)傳導(dǎo)通路的復(fù)雜性，嘗試設(shè)計(jì)能夠同時(shí)作用于Nav1.7和其他相關(guān)靶點(diǎn)的拮抗劑，以增強(qiáng)鎮(zhèn)痛效果并減少副作用。例如，研究發(fā)現(xiàn)Nav1.7與一些神經(jīng)遞質(zhì)受體存在相互作用，通過(guò)設(shè)計(jì)能夠調(diào)節(jié)這些相互作用的拮抗劑，有望實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的疼痛治療。在A2AAR拮抗劑的藥物開(kāi)發(fā)策略上，創(chuàng)新地采用了基于片段的藥物設(shè)計(jì)方法（FBDD）。與傳統(tǒng)的高通量篩選方法不同，F(xiàn)BDD首先篩選與靶點(diǎn)弱結(jié)合的小分子片段，然后通過(guò)合理的連接和優(yōu)化，將這些片段組合成具有高親和力和活性的先導(dǎo)化合物。這種方法能夠更高效地探索化學(xué)空間，提高藥物研發(fā)的成功率。以A2AAR拮抗劑的研發(fā)為例，通過(guò)FBDD篩選得到了一系列與A2AAR弱結(jié)合的片段，經(jīng)過(guò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化和組合，得到了具有良好活性和選擇性的先導(dǎo)化合物，為后續(xù)的藥物開(kāi)發(fā)奠定了基礎(chǔ)。此外，本研究還探索了A2AAR拮抗劑與其他新型治療手段的聯(lián)合應(yīng)用，如與腫瘤疫苗、細(xì)胞治療等相結(jié)合，為腫瘤免疫治療提供了新的策略和思路。二、Nav1.7拮抗劑的發(fā)現(xiàn)2.1Nav1.7的生物學(xué)特性與功能2.1.1Nav1.7的結(jié)構(gòu)組成Nav1.7屬于電壓門控鈉離子通道家族，是表達(dá)于細(xì)胞膜上的多亞基跨膜糖蛋白，由α和β亞基構(gòu)成。在人體中，α亞基有9種不同的亞型，分別被命名為Nav1.1-1.9，它們負(fù)責(zé)發(fā)射具有組織特異性的電信號(hào)。Nav1.7的α亞基由1500-2200個(gè)殘基組成，在跨膜和細(xì)胞外區(qū)域被很好地分解。其α亞基由4個(gè)同源跨膜結(jié)構(gòu)域構(gòu)成，每個(gè)結(jié)構(gòu)域包含6個(gè)跨膜的疏水α螺旋（S1-S6）。其中，S1-S4構(gòu)成電壓感受器，這部分結(jié)構(gòu)能夠敏銳地感知細(xì)胞膜電位的變化。當(dāng)細(xì)胞膜電位發(fā)生改變時(shí)，S1-S4中的帶電氨基酸殘基會(huì)發(fā)生位置移動(dòng)，進(jìn)而調(diào)控S5和S6中間的鈉離子通道的親水性。這種調(diào)控作用使得鈉離子通道能夠在不同的膜電位條件下開(kāi)啟或關(guān)閉，從而引起細(xì)胞去極化或超極化，完成信號(hào)跨膜傳遞。例如，當(dāng)細(xì)胞受到刺激時(shí)，膜電位發(fā)生去極化，電壓感受器中的S4螺旋會(huì)向外移動(dòng)，導(dǎo)致鈉離子通道打開(kāi)，鈉離子順著電化學(xué)梯度流入細(xì)胞內(nèi)，進(jìn)一步促進(jìn)細(xì)胞的去極化，使信號(hào)得以在細(xì)胞間傳遞。β亞基在Nav1.7中也起著不可或缺的作用。它主要通過(guò)與α亞基相互作用，來(lái)調(diào)節(jié)Nav1.7的功能。一方面，β亞基可以影響α亞基的細(xì)胞膜定位，確保Nav1.7能夠準(zhǔn)確地定位于細(xì)胞膜上，發(fā)揮其正常的生理功能。另一方面，β亞基還能夠調(diào)節(jié)α亞基的動(dòng)力學(xué)特性，包括通道的激活、失活和恢復(fù)等過(guò)程。研究表明，β亞基的某些突變會(huì)導(dǎo)致Nav1.7的功能異常，進(jìn)而引發(fā)相關(guān)的疾病。例如，β1亞基的突變與某些癲癇和心律失常疾病的發(fā)生有關(guān)，這進(jìn)一步說(shuō)明了β亞基在Nav1.7功能中的重要性。2.1.2Nav1.7在疼痛傳導(dǎo)中的作用機(jī)制Nav1.7主要定位于背根神經(jīng)節(jié)神經(jīng)元，在疼痛信號(hào)傳導(dǎo)過(guò)程中扮演著關(guān)鍵角色。背根神經(jīng)節(jié)是感覺(jué)傳導(dǎo)的初級(jí)神經(jīng)元，具有傳輸和調(diào)節(jié)機(jī)體感覺(jué)，接收和傳導(dǎo)傷害性感受的功能，已成為神經(jīng)病理疼痛治療的重要模型。當(dāng)機(jī)體受到傷害性刺激時(shí)，如皮膚被劃傷、組織受到擠壓等，傷害性感受器會(huì)被激活。這些感受器位于背根神經(jīng)節(jié)神經(jīng)元的外周端，能夠?qū)C(jī)械、熱、化學(xué)等刺激轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。Nav1.7在這個(gè)過(guò)程中發(fā)揮著重要的調(diào)控作用。正常情況下，Nav1.7在靜息狀態(tài)下處于關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)傷害性刺激作用于傷害感受器時(shí)，細(xì)胞膜電位發(fā)生變化，Nav1.7被激活，鈉離子迅速內(nèi)流，使細(xì)胞膜去極化，產(chǎn)生動(dòng)作電位。動(dòng)作電位沿著背根神經(jīng)節(jié)神經(jīng)元的軸突傳導(dǎo)至脊髓后角，在脊髓后角處與其他神經(jīng)元形成突觸連接，將疼痛信號(hào)進(jìn)一步傳遞至中樞神經(jīng)系統(tǒng)，從而使大腦感知到疼痛。Nav1.7的功能異常與多種疼痛疾病密切相關(guān)。當(dāng)Nav1.7的功能喪失時(shí)，會(huì)導(dǎo)致個(gè)體對(duì)疼痛不敏感。例如，一些先天性無(wú)痛癥患者，其編碼Nav1.7的SCN9A基因發(fā)生功能喪失性突變，使得Nav1.7無(wú)法正常表達(dá)或功能缺失，患者對(duì)傷害性刺激缺乏正常的疼痛感知，容易在日常生活中受到意外傷害而不自知。相反，在原發(fā)性紅斑性肢痛癥、陣發(fā)性劇痛癥和小纖維神經(jīng)病等患者中，發(fā)現(xiàn)了Nav1.7活性增強(qiáng)突變。這些突變導(dǎo)致Nav1.7的激活閾值降低、失活減慢等異常情況，使得背根神經(jīng)節(jié)神經(jīng)元的興奮性異常增高，即使在沒(méi)有明顯傷害性刺激的情況下，也會(huì)產(chǎn)生過(guò)多的動(dòng)作電位，將疼痛信號(hào)不斷傳遞至中樞神經(jīng)系統(tǒng)，從而導(dǎo)致患者出現(xiàn)持續(xù)性或陣發(fā)性的疼痛癥狀。2.2Nav1.7拮抗劑的發(fā)現(xiàn)歷程2.2.1早期探索與初步發(fā)現(xiàn)在Nav1.7拮抗劑的研究初期，科研人員主要通過(guò)高通量篩選技術(shù)，從大量的化合物庫(kù)中尋找具有潛在拮抗活性的物質(zhì)。這種方法雖然能夠快速篩選出大量可能的化合物，但存在一定的盲目性，篩選出的化合物往往需要進(jìn)行大量的后續(xù)驗(yàn)證工作。早期發(fā)現(xiàn)的一些具有Nav1.7拮抗活性的物質(zhì)，大多是通過(guò)這種方式獲得的。例如，在早期的一項(xiàng)研究中，科研人員對(duì)一個(gè)包含數(shù)萬(wàn)種化合物的庫(kù)進(jìn)行高通量篩選，最終發(fā)現(xiàn)了化合物A。在初步的體外實(shí)驗(yàn)中，化合物A表現(xiàn)出對(duì)Nav1.7介導(dǎo)的鈉離子電流的抑制作用。當(dāng)使用不同濃度的化合物A處理表達(dá)Nav1.7的細(xì)胞時(shí)，通過(guò)膜片鉗技術(shù)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，隨著化合物A濃度的增加，鈉離子電流逐漸減小。然而，這些早期發(fā)現(xiàn)的物質(zhì)存在諸多局限性。一方面，它們對(duì)Nav1.7的選擇性較差。Nav1.7與其他鈉離子通道亞型，如Nav1.1、Nav1.2等，在結(jié)構(gòu)上存在一定的相似性。早期的拮抗劑難以區(qū)分這些通道亞型，容易對(duì)其他正常生理功能產(chǎn)生干擾。以化合物A為例，進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，它在抑制Nav1.7的同時(shí)，也對(duì)Nav1.1產(chǎn)生了明顯的抑制作用，這可能導(dǎo)致在使用過(guò)程中出現(xiàn)神經(jīng)系統(tǒng)的不良反應(yīng)，如癲癇發(fā)作等。另一方面，這些物質(zhì)的活性較低，需要較高的濃度才能達(dá)到有效的抑制效果。在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)Nav1.7的有效抑制，需要給予動(dòng)物較高劑量的化合物A，這不僅增加了藥物的毒副作用風(fēng)險(xiǎn)，還可能導(dǎo)致藥物在體內(nèi)的代謝和排泄問(wèn)題，影響藥物的療效和安全性。2.2.2關(guān)鍵突破與重要研究成果近年來(lái)，隨著結(jié)構(gòu)生物學(xué)的飛速發(fā)展，冷凍電鏡技術(shù)為Nav1.7拮抗劑的研究帶來(lái)了關(guān)鍵突破。2023年6月3日，顏寧團(tuán)隊(duì)與清華大學(xué)潘孝敬團(tuán)隊(duì)合作，在NatureCommunications期刊發(fā)表了題為“StructuralmappingofNav1.7antagonists”的研究論文。該研究利用冷凍電鏡技術(shù)，成功解析了用具有代表性化學(xué)骨架的藥物和先導(dǎo)化合物處理過(guò)的人類Nav1.7的高分辨率冷凍電鏡結(jié)構(gòu)，分辨率達(dá)到了2.6-3.2?。這一成果具有重要意義，它為從原子水平理解Nav1.7與藥物的結(jié)合模式提供了直接的結(jié)構(gòu)信息。通過(guò)對(duì)這些高分辨率結(jié)構(gòu)的分析，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)Nav1.7的BIG位點(diǎn)能夠容納卡馬西平、布比卡因、拉考沙胺等藥物。這一發(fā)現(xiàn)揭示了這些藥物與Nav1.7的結(jié)合位置，為進(jìn)一步研究它們的作用機(jī)制提供了基礎(chǔ)。更為重要的是，研究團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)了第二個(gè)拉考沙胺分子從中央腔插入選擇性過(guò)濾器，這一意外發(fā)現(xiàn)為理解Nav1.7拮抗劑的作用方式提供了新的視角。膜內(nèi)開(kāi)口（Fenestrations）被證明是各種狀態(tài)依賴性藥物的熱門位點(diǎn)，長(zhǎng)春西汀以及左旋哈氏豆屬酸結(jié)合到孔結(jié)構(gòu)域的III-IV膜內(nèi)開(kāi)口，而維索三嗪則穿過(guò)孔結(jié)構(gòu)域的IV-I膜內(nèi)開(kāi)口。這些發(fā)現(xiàn)詳細(xì)闡述了不同藥物與Nav1.7的結(jié)合位點(diǎn)和方式，為合理設(shè)計(jì)靶向Nav通道的藥物開(kāi)發(fā)提供了重要基礎(chǔ)。研究團(tuán)隊(duì)還提出了一個(gè)字母編碼的命名系統(tǒng)來(lái)描述Nav1.7三維空間中的可成藥位點(diǎn)。傳統(tǒng)的結(jié)合位點(diǎn)定義難以反映藥物結(jié)合位點(diǎn)的多樣性和復(fù)雜性，特別是孔結(jié)構(gòu)域（PD）上的結(jié)合位點(diǎn)。而這個(gè)新的命名系統(tǒng)能夠更準(zhǔn)確地描述Nav1.7上的可成藥位點(diǎn)，有助于科研人員更好地理解藥物與Nav1.7的相互作用，從而指導(dǎo)新型拮抗劑的設(shè)計(jì)和優(yōu)化。中國(guó)科學(xué)院物理研究所姜道華研究團(tuán)隊(duì)利用單顆粒冷凍電鏡技術(shù)解析了NaV1.7與3種化學(xué)結(jié)構(gòu)不同的小分子抑制劑（XEN907、TCN-1752和NaV1.7-IN2）的高分辨率復(fù)合物結(jié)構(gòu)，報(bào)道了NaV1.7與中央孔腔小分子抑制劑的詳細(xì)結(jié)合位點(diǎn)和抑制劑調(diào)控鈉通道功能的分子機(jī)制。該研究從原子水平揭示了小分子抑制劑與NaV1.7的相互作用細(xì)節(jié)，為改進(jìn)和優(yōu)化針對(duì)NaV1.7的藥物分子提供了結(jié)構(gòu)支持。通過(guò)對(duì)這些復(fù)合物結(jié)構(gòu)的分析，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)不同的小分子抑制劑與NaV1.7的結(jié)合模式存在差異，這些差異影響著抑制劑對(duì)鈉通道功能的調(diào)控方式。這一成果進(jìn)一步豐富了對(duì)Nav1.7拮抗劑作用機(jī)制的認(rèn)識(shí)，為藥物研發(fā)提供了更多的理論依據(jù)。2.2.3代表性Nav1.7拮抗劑案例分析以布比卡因、拉考沙胺等為代表的Nav1.7拮抗劑，在Nav1.7拮抗劑的發(fā)現(xiàn)過(guò)程中具有重要意義。布比卡因是一種常用的局部麻醉藥物，它能夠與Nav1.7的BIG位點(diǎn)結(jié)合。從結(jié)構(gòu)上看，布比卡因的分子結(jié)構(gòu)中含有一個(gè)叔胺基團(tuán)和一個(gè)酰胺基團(tuán)，這些基團(tuán)與Nav1.7的BIG位點(diǎn)中的氨基酸殘基通過(guò)氫鍵、范德華力等相互作用，從而穩(wěn)定地結(jié)合在一起。這種結(jié)合會(huì)阻礙鈉離子通過(guò)Nav1.7通道，進(jìn)而阻斷神經(jīng)沖動(dòng)的傳導(dǎo)，產(chǎn)生局部麻醉效果。在手術(shù)麻醉中，布比卡因被廣泛應(yīng)用于浸潤(rùn)麻醉、神經(jīng)阻滯麻醉等，能夠有效地減輕患者在手術(shù)過(guò)程中的疼痛。拉考沙胺是一種抗癲癇藥物，它同樣與Nav1.7的BIG位點(diǎn)結(jié)合，并且還有第二個(gè)分子從中央腔插入選擇性過(guò)濾器。拉考沙胺的分子結(jié)構(gòu)較為獨(dú)特，其含有一個(gè)手性中心，這種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使得它能夠以特定的方式與Nav1.7相互作用。當(dāng)拉考沙胺與Nav1.7結(jié)合后，會(huì)影響Nav1.7的電壓感受器的功能，使得Nav1.7的激活和失活過(guò)程發(fā)生改變。具體來(lái)說(shuō)，拉考沙胺能夠減緩Nav1.7的激活速度，同時(shí)加速其失活過(guò)程，從而降低神經(jīng)元的興奮性，達(dá)到抗癲癇的效果。在臨床應(yīng)用中，拉考沙胺常用于治療成人及4歲以上兒童癲癇部分性發(fā)作，為癲癇患者提供了有效的治療手段。這些代表性拮抗劑的研究，不僅讓我們深入了解了它們與Nav1.7的結(jié)合模式和作用效果，還為后續(xù)新型Nav1.7拮抗劑的設(shè)計(jì)提供了重要的參考。通過(guò)對(duì)它們的結(jié)構(gòu)和作用機(jī)制的研究，科研人員可以借鑒其優(yōu)點(diǎn)，改進(jìn)其不足，設(shè)計(jì)出更加高效、安全、選擇性高的Nav1.7拮抗劑。例如，在設(shè)計(jì)新型拮抗劑時(shí)，可以參考布比卡因和拉考沙胺與Nav1.7的結(jié)合位點(diǎn)和相互作用方式，優(yōu)化分子結(jié)構(gòu)，提高拮抗劑與Nav1.7的親和力和選擇性，同時(shí)減少對(duì)其他鈉離子通道亞型的影響，從而降低藥物的副作用，提高治療效果。2.3Nav1.7拮抗劑發(fā)現(xiàn)過(guò)程中的挑戰(zhàn)與應(yīng)對(duì)策略2.3.1研究過(guò)程中遇到的困難盡管Nav1.7作為疼痛治療靶點(diǎn)極具潛力，但大多數(shù)靶向Nav1.7的候選藥物未能成功達(dá)到2期臨床試驗(yàn)終點(diǎn)，背后的原因復(fù)雜且多元。從分子層面來(lái)看，目前大多數(shù)以Nav為靶點(diǎn)的藥物與Nav的準(zhǔn)確結(jié)合模式尚不清楚。Nav1.7屬于電壓門控鈉離子通道家族，其與臨床藥物或先導(dǎo)化合物結(jié)合的復(fù)合物結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)難以獲取，這使得科研人員無(wú)法從分子水平深入理解藥物的作用機(jī)制。缺乏對(duì)結(jié)合模式的清晰認(rèn)識(shí)，在藥物研發(fā)過(guò)程中就如同盲人摸象，難以有針對(duì)性地對(duì)藥物進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)。Nav1.7的構(gòu)象動(dòng)力學(xué)也超出了目前結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)的能力。它在不同的生理和病理狀態(tài)下，會(huì)呈現(xiàn)出多種不同的構(gòu)象，而這些構(gòu)象的變化對(duì)于藥物與它的結(jié)合以及藥物的作用效果都有著重要影響。然而，現(xiàn)有的技術(shù)手段難以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)Nav1.7的構(gòu)象變化，這就增加了藥物研發(fā)的不確定性。例如，在藥物設(shè)計(jì)過(guò)程中，可能基于Nav1.7的某一種靜態(tài)構(gòu)象設(shè)計(jì)出了拮抗劑，但當(dāng)Nav1.7在體內(nèi)環(huán)境中發(fā)生構(gòu)象變化時(shí)，該拮抗劑可能無(wú)法有效地與之結(jié)合，從而導(dǎo)致藥物失效。Nav1.7與其他鈉離子通道亞型存在較高的同源性，這也是藥物研發(fā)過(guò)程中的一大障礙。傳統(tǒng)的篩選方法難以保證化合物對(duì)Nav1.7的高度選擇性，容易對(duì)其他正常生理功能產(chǎn)生干擾。鈉離子通道家族成員在結(jié)構(gòu)和功能上有許多相似之處，當(dāng)研發(fā)的拮抗劑在抑制Nav1.7時(shí)，可能會(huì)不小心抑制其他鈉離子通道亞型，如Nav1.1、Nav1.2等。這些鈉離子通道在心血管、呼吸和神經(jīng)元功能等方面都具有重要作用，對(duì)它們的抑制可能會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的不良反應(yīng)，如心律失常、呼吸抑制等，這極大地限制了Nav1.7拮抗劑的臨床應(yīng)用和進(jìn)一步開(kāi)發(fā)。2.3.2針對(duì)挑戰(zhàn)采取的策略與方法為了應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，科研人員采用了多種先進(jìn)的策略與方法。冷凍電鏡技術(shù)的應(yīng)用為解析Nav1.7的結(jié)構(gòu)帶來(lái)了曙光。顏寧團(tuán)隊(duì)與清華大學(xué)潘孝敬團(tuán)隊(duì)合作，利用冷凍電鏡技術(shù)成功解析了用具有代表性化學(xué)骨架的藥物和先導(dǎo)化合物處理過(guò)的人類Nav1.7的高分辨率冷凍電鏡結(jié)構(gòu)，分辨率達(dá)到了2.6-3.2?。通過(guò)這種高分辨率的結(jié)構(gòu)解析，研究團(tuán)隊(duì)能夠清晰地觀察到Nav1.7與藥物的結(jié)合位點(diǎn)和結(jié)合方式，為理解藥物的作用機(jī)制提供了直接的結(jié)構(gòu)信息。例如，發(fā)現(xiàn)Nav1.7的BIG位點(diǎn)能夠容納卡馬西平、布比卡因、拉考沙胺等藥物，以及第二個(gè)拉考沙胺分子從中央腔插入選擇性過(guò)濾器等重要信息，這些發(fā)現(xiàn)為合理設(shè)計(jì)靶向Nav通道的藥物開(kāi)發(fā)提供了重要基礎(chǔ)。研究團(tuán)隊(duì)還提出了一個(gè)字母編碼的命名系統(tǒng)來(lái)描述Nav1.7三維空間中的可成藥位點(diǎn)。傳統(tǒng)的結(jié)合位點(diǎn)定義難以反映藥物結(jié)合位點(diǎn)的多樣性和復(fù)雜性，特別是孔結(jié)構(gòu)域（PD）上的結(jié)合位點(diǎn)。而這個(gè)新的命名系統(tǒng)能夠?qū)⒁阎呐潴w結(jié)合位點(diǎn)映射到Nav通道的解析結(jié)構(gòu)上，更準(zhǔn)確地描述Nav1.7上的可成藥位點(diǎn)，有助于科研人員更好地理解藥物與Nav1.7的相互作用，從而指導(dǎo)新型拮抗劑的設(shè)計(jì)和優(yōu)化。通過(guò)這種方式，科研人員可以更有針對(duì)性地設(shè)計(jì)藥物，提高藥物與Nav1.7的親和力和選擇性，減少對(duì)其他鈉離子通道亞型的影響。在藥物篩選過(guò)程中，采用基于結(jié)構(gòu)的藥物設(shè)計(jì)方法，結(jié)合冷凍電鏡解析的結(jié)構(gòu)信息，能夠更精準(zhǔn)地篩選和設(shè)計(jì)出具有高選擇性和活性的Nav1.7拮抗劑。利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，根據(jù)Nav1.7的三維結(jié)構(gòu)和藥物結(jié)合位點(diǎn)，對(duì)大量的化合物進(jìn)行虛擬篩選，預(yù)測(cè)它們與Nav1.7的結(jié)合能力和親和力。然后，對(duì)篩選出的潛在化合物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，進(jìn)一步優(yōu)化其結(jié)構(gòu)，提高其成藥潛力。這種方法能夠大大提高藥物研發(fā)的效率，減少盲目性，為開(kāi)發(fā)出安全有效的Nav1.7拮抗劑提供了有力的技術(shù)支持。三、A2AAR拮抗劑的優(yōu)化3.1A2AAR的生物學(xué)特性與功能3.1.1A2AAR的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)A2AAR屬于G蛋白偶聯(lián)受體（GPCR）家族，是負(fù)責(zé)細(xì)胞膜信號(hào)傳導(dǎo)的最大類膜蛋白家族中的重要成員。其在人體細(xì)胞中廣泛存在，對(duì)調(diào)節(jié)身體功能起著關(guān)鍵作用。A2AAR由412個(gè)殘基組成，包含7個(gè)跨膜螺旋結(jié)構(gòu)，這些跨膜螺旋就像一根根支柱，穩(wěn)定地鑲嵌在細(xì)胞膜上，構(gòu)成了A2AAR的基本骨架。具體來(lái)說(shuō)，7個(gè)跨膜螺旋對(duì)應(yīng)的殘基片段分別是TM1（Met11.27-Asn341.60）、TM2（Asn392.37-Gly692.66）、TM3（Ala733.21-Ile1083.56）、TM4（Thr1174.38-Gly1424.63）、TM5（Pro1735.36-Ser2135.74）、TM6（Glu2196.21-Cys2596.61）、TM7（Pro2667.30-Arg2917.56）。此外，還有1個(gè)不穿過(guò)細(xì)胞膜的短螺旋H8（Ile2928.47-Phe3148.69）位于膜-細(xì)胞質(zhì)界面，它雖然不跨越細(xì)胞膜，但在A2AAR的功能調(diào)節(jié)中也發(fā)揮著不可或缺的作用。A2AAR與腺苷的結(jié)合位點(diǎn)位于其三維結(jié)構(gòu)的特定區(qū)域，這個(gè)結(jié)合位點(diǎn)就像是一把精密鎖具的鎖芯，而腺苷則是與之匹配的鑰匙。腺苷與A2AAR的結(jié)合方式主要通過(guò)氫鍵、范德華力等分子間作用力實(shí)現(xiàn)。其中，腺苷的某些基團(tuán)與A2AAR結(jié)合位點(diǎn)處的特定氨基酸殘基形成氫鍵，這種氫鍵的形成就像搭建起了一座橋梁，使得腺苷能夠穩(wěn)定地結(jié)合在A2AAR上。同時(shí)，分子間的范德華力也在維持兩者的結(jié)合中發(fā)揮著作用，它們就像微小的引力，將腺苷與A2AAR緊緊地聯(lián)系在一起。A2AAR的結(jié)構(gòu)對(duì)其功能有著深遠(yuǎn)的影響。其獨(dú)特的三維結(jié)構(gòu)決定了它能夠特異性地識(shí)別并結(jié)合腺苷，從而啟動(dòng)下游的信號(hào)傳導(dǎo)通路。7個(gè)跨膜螺旋結(jié)構(gòu)的排列和構(gòu)象變化，直接影響著A2AAR與G蛋白的偶聯(lián)效率。當(dāng)A2AAR與腺苷結(jié)合后，其跨膜螺旋結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生微妙的變化，這種變化就像多米諾骨牌一樣，引發(fā)一系列的級(jí)聯(lián)反應(yīng)，使得A2AAR能夠與特定的G蛋白相互作用，進(jìn)而激活或抑制細(xì)胞內(nèi)的各種生理過(guò)程。例如，在免疫細(xì)胞中，A2AAR與腺苷結(jié)合后，通過(guò)與G蛋白的偶聯(lián)，調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)的信號(hào)傳導(dǎo)，影響免疫細(xì)胞的活性和功能，在腫瘤免疫逃逸過(guò)程中發(fā)揮著重要作用。3.1.2A2AAR在生理和病理過(guò)程中的作用在腫瘤免疫過(guò)程中，A2AAR扮演著關(guān)鍵角色。腫瘤微環(huán)境是腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)、增殖和轉(zhuǎn)移的重要場(chǎng)所，其中存在著復(fù)雜的免疫調(diào)節(jié)機(jī)制。在腫瘤微環(huán)境中，低氧可通過(guò)誘導(dǎo)缺氧誘導(dǎo)因子1（HIF-1）和轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β（TGF-β）等上調(diào)CD39和CD73的表達(dá)，這就像一個(gè)連鎖反應(yīng)的開(kāi)關(guān)被打開(kāi)，導(dǎo)致ATP的酶促水解增加，使得細(xì)胞外腺苷的水平大大增加。而腺苷就像一個(gè)“免疫剎車”，通過(guò)激活A(yù)2AAR產(chǎn)生一系列免疫抑制反應(yīng)。它會(huì)抑制CD8+T細(xì)胞的細(xì)胞毒性，使得這些原本能夠殺傷腫瘤細(xì)胞的“免疫戰(zhàn)士”戰(zhàn)斗力下降；抑制自然殺傷（NK）細(xì)胞的殺傷能力，讓NK細(xì)胞難以有效地識(shí)別和清除腫瘤細(xì)胞；增強(qiáng)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（Treg）的免疫抑制活性，進(jìn)一步削弱機(jī)體的抗腫瘤免疫反應(yīng)，從而使腫瘤細(xì)胞能夠逃避機(jī)體免疫系統(tǒng)的攻擊，得以在體內(nèi)生長(zhǎng)和擴(kuò)散。在帕金森病的發(fā)病機(jī)制中，A2AAR也起著重要作用。帕金森病是一種常見(jiàn)的神經(jīng)退行性疾病，主要病理特征是中腦黑質(zhì)多巴胺能神經(jīng)元的進(jìn)行性退變和死亡，導(dǎo)致紋狀體多巴胺水平顯著降低。A2AAR在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中廣泛分布，尤其是在紋狀體中表達(dá)豐富。在正常生理狀態(tài)下，A2AAR參與調(diào)節(jié)神經(jīng)遞質(zhì)的釋放和神經(jīng)元的活動(dòng)，維持神經(jīng)系統(tǒng)的平衡。然而，在帕金森病患者中，由于多巴胺能神經(jīng)元的損傷，紋狀體中的多巴胺水平下降，打破了原本的神經(jīng)遞質(zhì)平衡。此時(shí)，A2AAR的功能異常增強(qiáng)，它與多巴胺D2受體之間的相互作用發(fā)生改變，這種改變就像電路中的元件連接出現(xiàn)了故障，導(dǎo)致神經(jīng)元的活動(dòng)失調(diào)，進(jìn)一步加重了帕金森病的癥狀，如震顫、僵直、運(yùn)動(dòng)遲緩等。A2AAR作為藥物靶點(diǎn)具有巨大的潛力。在腫瘤免疫治療領(lǐng)域，開(kāi)發(fā)A2AAR拮抗劑可以阻斷腺苷與A2AAR的結(jié)合，就像拆除了“免疫剎車”，從而解除腫瘤微環(huán)境中的免疫抑制，恢復(fù)免疫細(xì)胞的活性，增強(qiáng)機(jī)體對(duì)腫瘤細(xì)胞的免疫監(jiān)視和殺傷能力。復(fù)旦大學(xué)藥學(xué)院王永輝教授、謝瓊副教授課題組發(fā)現(xiàn)的新型吡啶酮類A2AR小分子拮抗劑，不僅在細(xì)胞上具有免疫調(diào)節(jié)作用，還展現(xiàn)出良好的動(dòng)物體內(nèi)免疫性抗腫瘤效果，且口服吸收好、成藥性質(zhì)佳，為腫瘤免疫治療提供了新的希望。在帕金森病治療方面，A2AAR拮抗劑可以調(diào)節(jié)A2AAR與多巴胺D2受體之間的相互作用，糾正神經(jīng)元活動(dòng)的失調(diào)，改善帕金森病患者的癥狀。目前，伊曲茶堿（istradefylline）已被美國(guó)FDA批準(zhǔn)上市用于帕金森病的治療，這充分證明了A2AAR作為藥物靶點(diǎn)在臨床應(yīng)用中的可行性和有效性。3.2A2AAR拮抗劑的優(yōu)化方法與策略3.2.1基于結(jié)構(gòu)的藥物設(shè)計(jì)策略基于結(jié)構(gòu)的藥物設(shè)計(jì)策略是A2AAR拮抗劑優(yōu)化的重要手段，它依托于對(duì)A2AAR結(jié)構(gòu)的深入理解，通過(guò)合理的設(shè)計(jì)來(lái)優(yōu)化拮抗劑與A2AAR的相互作用，從而提高拮抗劑的性能。A2AAR屬于G蛋白偶聯(lián)受體家族，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為基于結(jié)構(gòu)的藥物設(shè)計(jì)提供了基礎(chǔ)。A2AAR由412個(gè)殘基組成，包含7個(gè)跨膜螺旋結(jié)構(gòu)和1個(gè)位于膜-細(xì)胞質(zhì)界面的短螺旋H8。這種獨(dú)特的結(jié)構(gòu)使得A2AAR與腺苷的結(jié)合位點(diǎn)位于其三維結(jié)構(gòu)的特定區(qū)域，為藥物設(shè)計(jì)提供了明確的靶點(diǎn)。對(duì)接研究是基于結(jié)構(gòu)的藥物設(shè)計(jì)策略中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通過(guò)對(duì)接研究，可以模擬拮抗劑與A2AAR活性位點(diǎn)的結(jié)合過(guò)程，預(yù)測(cè)它們之間的相互作用模式。復(fù)旦大學(xué)藥學(xué)院王永輝教授、謝瓊副教授課題組在新型吡啶酮類A2AAR小分子拮抗劑的研究中，通過(guò)對(duì)接研究發(fā)現(xiàn)化合物38與A2AAR活性位點(diǎn)之間形成了豐富的氫鍵網(wǎng)絡(luò)作用。其中，嘧啶氨基與Glu169和Asn253形成關(guān)鍵的氫鍵作用，氰基與羰基通過(guò)水橋分別與His250和His278相互作用，而羥基與Glu13的羧基之間也形成氫鍵。這些氫鍵的形成就像搭建起了一座橋梁，使得化合物38能夠穩(wěn)定地結(jié)合在A2AAR上，從而發(fā)揮其拮抗作用。通過(guò)對(duì)接研究，還可以分析不同結(jié)構(gòu)的拮抗劑與A2AAR結(jié)合的差異。一些拮抗劑可能由于分子結(jié)構(gòu)的不合理，無(wú)法與A2AAR的活性位點(diǎn)形成有效的相互作用，導(dǎo)致結(jié)合力較弱；而另一些拮抗劑則可能通過(guò)優(yōu)化分子結(jié)構(gòu)，與A2AAR形成更多、更強(qiáng)的相互作用，從而提高其拮抗活性。例如，通過(guò)調(diào)整拮抗劑分子中某些基團(tuán)的位置和取向，可以改變其與A2AAR活性位點(diǎn)氨基酸殘基的相互作用方式，增強(qiáng)氫鍵、范德華力等分子間作用力，提高拮抗劑與A2AAR的結(jié)合親和力?；趯?duì)接研究的結(jié)果，可以對(duì)拮抗劑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行有針對(duì)性的優(yōu)化。通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，改變拮抗劑分子中的某些基團(tuán)，引入新的官能團(tuán)，或者調(diào)整分子的空間構(gòu)象，以增強(qiáng)其與A2AAR活性位點(diǎn)的互補(bǔ)性，提高結(jié)合的穩(wěn)定性。在優(yōu)化過(guò)程中，需要綜合考慮多種因素，如拮抗劑的活性、選擇性、藥代動(dòng)力學(xué)性質(zhì)等。不能僅僅追求與A2AAR的高親和力結(jié)合，還需要確保拮抗劑對(duì)A2AAR具有良好的選擇性，避免對(duì)其他受體產(chǎn)生不必要的作用，從而減少藥物的副作用。同時(shí)，也要考慮拮抗劑在體內(nèi)的吸收、分布、代謝和排泄等藥代動(dòng)力學(xué)性質(zhì)，以保證其能夠在體內(nèi)有效地發(fā)揮作用。3.2.2構(gòu)效關(guān)系研究與結(jié)構(gòu)改造構(gòu)效關(guān)系研究是深入了解A2AAR拮抗劑結(jié)構(gòu)與活性之間關(guān)系的重要方法，通過(guò)系統(tǒng)地改變拮抗劑的結(jié)構(gòu)，并測(cè)定其活性變化，能夠揭示出結(jié)構(gòu)中各個(gè)部分對(duì)活性的影響，為結(jié)構(gòu)改造提供科學(xué)依據(jù)。以吡啶酮類拮抗劑為例，復(fù)旦大學(xué)藥學(xué)院王永輝教授、謝瓊副教授課題組在研究中，通過(guò)篩選課題組化合物庫(kù)發(fā)現(xiàn)了具有μM水平A2AR拮抗活性的苗頭化合物1，隨后采用經(jīng)典的藥物設(shè)計(jì)策略進(jìn)行構(gòu)效關(guān)系研究和多輪結(jié)構(gòu)改造。在第一輪結(jié)構(gòu)改造中，研究人員對(duì)苗頭化合物1的吡啶酮環(huán)上的取代基進(jìn)行了調(diào)整。他們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)在吡啶酮環(huán)的特定位置引入不同的取代基時(shí)，拮抗劑的活性發(fā)生了顯著變化。引入甲基時(shí)，拮抗劑的活性略有提高；而引入氯原子時(shí)，活性則明顯下降。這表明吡啶酮環(huán)上取代基的種類和位置對(duì)拮抗劑的活性有著重要影響。通過(guò)對(duì)這些結(jié)果的分析，研究人員推測(cè)吡啶酮環(huán)上的取代基可能會(huì)影響拮抗劑與A2AAR活性位點(diǎn)的相互作用，從而影響活性?；谶@一推測(cè)，在第二輪結(jié)構(gòu)改造中，研究人員進(jìn)一步優(yōu)化了取代基的結(jié)構(gòu)。他們?cè)O(shè)計(jì)并合成了一系列含有不同長(zhǎng)度碳鏈取代基的吡啶酮類拮抗劑，通過(guò)活性測(cè)定發(fā)現(xiàn)，當(dāng)碳鏈長(zhǎng)度為3個(gè)碳原子時(shí)，拮抗劑的活性達(dá)到了最高。這說(shuō)明合適長(zhǎng)度的碳鏈取代基能夠增強(qiáng)拮抗劑與A2AAR的結(jié)合力，從而提高活性。在后續(xù)的多輪結(jié)構(gòu)改造中，研究人員還對(duì)吡啶酮類拮抗劑的其他部分進(jìn)行了優(yōu)化。他們調(diào)整了嘧啶氨基的結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)改變嘧啶氨基上的取代基能夠進(jìn)一步影響拮抗劑與A2AAR活性位點(diǎn)的氫鍵作用。通過(guò)引入具有特定電子性質(zhì)的取代基，使得嘧啶氨基與A2AAR活性位點(diǎn)中的Glu169和Asn253形成的氫鍵更加穩(wěn)定，從而顯著提高了拮抗劑的活性。經(jīng)過(guò)多輪結(jié)構(gòu)改造，研究人員最終遴選出了具有比臨床化合物CPI-444更好的活性和小鼠肝臟微粒體代謝穩(wěn)定性的化合物38作為先導(dǎo)化合物?；衔?8具有較強(qiáng)的A2AR拮抗活性，其IC50=29.0nM，良好的小鼠肝臟微粒體代謝穩(wěn)定性，t1/2=86.1min，以及出色的口服生物利用度，F(xiàn)=86.1%。這一系列的研究成果充分展示了通過(guò)構(gòu)效關(guān)系研究進(jìn)行多輪結(jié)構(gòu)改造，能夠有效地提高A2AAR拮抗劑的活性和穩(wěn)定性，為開(kāi)發(fā)更有效的A2AAR拮抗劑提供了重要的研究思路和方法。3.2.3優(yōu)化過(guò)程中的新技術(shù)與新方法應(yīng)用在A2AAR拮抗劑的優(yōu)化過(guò)程中，人工智能等新技術(shù)的應(yīng)用為藥物研發(fā)帶來(lái)了新的機(jī)遇和突破，顯著提高了研發(fā)效率和成功率。人工智能在A2AAR拮抗劑優(yōu)化中的一個(gè)重要應(yīng)用是加速虛擬篩選。傳統(tǒng)的虛擬篩選方法需要耗費(fèi)大量的時(shí)間和計(jì)算資源，從海量的化合物庫(kù)中篩選出潛在的A2AAR拮抗劑。而人工智能技術(shù)，尤其是機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)算法的應(yīng)用，能夠大大提高虛擬篩選的效率和準(zhǔn)確性。通過(guò)對(duì)大量已知的A2AAR拮抗劑及其活性數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)習(xí)，人工智能模型可以建立起結(jié)構(gòu)與活性之間的復(fù)雜關(guān)系模型。這個(gè)模型就像一個(gè)智能的“篩選器”，能夠快速地對(duì)化合物庫(kù)中的化合物進(jìn)行評(píng)估，預(yù)測(cè)它們與A2AAR的結(jié)合能力和活性，從而篩選出最有潛力的化合物進(jìn)行進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)研究。一些基于深度學(xué)習(xí)的分子對(duì)接算法，能夠更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)化合物與A2AAR的結(jié)合模式和親和力。與傳統(tǒng)的分子對(duì)接方法相比，這些算法能夠考慮更多的分子特征和相互作用因素，從而提高預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。通過(guò)將這些算法應(yīng)用于虛擬篩選中，可以大大減少篩選出的假陽(yáng)性化合物數(shù)量，提高篩選的精度和效率。例如，某研究團(tuán)隊(duì)利用深度學(xué)習(xí)算法對(duì)一個(gè)包含數(shù)百萬(wàn)種化合物的庫(kù)進(jìn)行虛擬篩選，僅用了幾天的時(shí)間就篩選出了數(shù)千種具有潛在A2AAR拮抗活性的化合物。而如果采用傳統(tǒng)的虛擬篩選方法，完成同樣的篩選任務(wù)可能需要數(shù)月甚至數(shù)年的時(shí)間。人工智能還可以用于優(yōu)化A2AAR拮抗劑的設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和文獻(xiàn)資料的分析，人工智能模型可以發(fā)現(xiàn)一些傳統(tǒng)方法難以發(fā)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)-活性關(guān)系規(guī)律，為拮抗劑的結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供新的思路和方向。利用生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)（GAN）等人工智能技術(shù)，可以生成具有新穎結(jié)構(gòu)的A2AAR拮抗劑分子。這些分子可能具有更好的活性、選擇性和藥代動(dòng)力學(xué)性質(zhì)，為藥物研發(fā)提供了更多的可能性。3.3A2AAR拮抗劑優(yōu)化的案例分析3.3.1成功優(yōu)化的A2AAR拮抗劑案例阿斯利康開(kāi)發(fā)的AZD4635是一種高選擇性腺苷A2a受體拮抗劑，在腫瘤免疫治療領(lǐng)域展現(xiàn)出了良好的應(yīng)用前景。在優(yōu)化過(guò)程中，科研人員運(yùn)用了基于結(jié)構(gòu)的藥物設(shè)計(jì)策略，深入研究了A2AAR的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及與配體的結(jié)合模式。通過(guò)對(duì)A2AAR晶體結(jié)構(gòu)的分析，明確了其活性位點(diǎn)和關(guān)鍵氨基酸殘基，從而有針對(duì)性地設(shè)計(jì)和優(yōu)化AZD4635的分子結(jié)構(gòu)。在臨床療效方面，相關(guān)研究成果發(fā)表在ClinicalCancerResearch上的一項(xiàng)Ⅰa/b期、開(kāi)放標(biāo)簽的多中心研究顯示，AZD4635無(wú)論是單藥治療還是與度伐利尤單抗聯(lián)合治療，都取得了一定的成效。在轉(zhuǎn)移性去勢(shì)抵抗性前列腺癌（mCRPC）患者中，接受AZD4635單藥治療或AZD4635+度伐利尤單抗治療的患者，中位無(wú)進(jìn)展生存期（PFS）分別為10.1周（95%CI，6.3-15.3）和14.9周（95%CI，8.7-29.3）。通過(guò)外周血腺苷信號(hào)特征對(duì)中位PFS分析發(fā)現(xiàn)，血液腺苷信號(hào)高于中位數(shù)（稱為High-“高”）的患者的PFS更長(zhǎng)，為21周（95%CI，14.1–34.4）；血液腺苷信號(hào)低于中位數(shù)（稱為L(zhǎng)ow-“低”）的患者，中位PFS為8.7周（95%CI，6.3–14.7）。這表明AZD4635在調(diào)節(jié)腫瘤免疫微環(huán)境、改善抗腫瘤免疫應(yīng)答方面具有積極作用，能夠延長(zhǎng)患者的無(wú)進(jìn)展生存期。在安全性方面，AZD4635無(wú)論是作為單一療法還是與度伐利尤單抗聯(lián)合治療，所有患者都有較好的耐受性。惡心和疲勞是與研究治療相關(guān)的最常見(jiàn)不良事件之一。值得注意的是，3級(jí)或更嚴(yán)重的治療相關(guān)不良事件的發(fā)生率，AZD4635單藥治療為12.9%，聯(lián)合度伐利尤單抗增加到21.8%。最初AZD4635的給藥方式為納米混懸劑，考慮劑量一致性和提高給藥便利性，改為膠囊劑型后，75mg膠囊每日一次的相對(duì)生物利用度、PK和耐受性與每日一次100mg納米混懸劑相當(dāng)，支持在研究后期和未來(lái)臨床試驗(yàn)中改用膠囊制劑。這說(shuō)明AZD4635在安全性和給藥便利性方面都進(jìn)行了有效的優(yōu)化，為其臨床應(yīng)用提供了更有力的支持。復(fù)旦大學(xué)藥學(xué)院王永輝教授、謝瓊副教授課題組發(fā)現(xiàn)的新型吡啶酮類A2AR小分子拮抗劑也是成功優(yōu)化的典型案例。該課題組通過(guò)篩選課題組化合物庫(kù)發(fā)現(xiàn)了具有μM水平A2AR拮抗活性的苗頭化合物1，隨后采用經(jīng)典的藥物設(shè)計(jì)策略進(jìn)行構(gòu)效關(guān)系研究和多輪結(jié)構(gòu)改造。在構(gòu)效關(guān)系研究中，深入分析了吡啶酮類化合物結(jié)構(gòu)中各個(gè)部分對(duì)活性的影響。通過(guò)對(duì)接研究發(fā)現(xiàn)化合物38與A2AAR活性位點(diǎn)之間形成豐富的氫鍵網(wǎng)絡(luò)作用，嘧啶氨基與Glu169和Asn253形成關(guān)鍵的氫鍵作用，氰基與羰基通過(guò)水橋分別與His250和His278相互作用，而羥基與Glu13的羧基之間也形成氫鍵。這些相互作用的發(fā)現(xiàn)為結(jié)構(gòu)改造提供了重要依據(jù)。經(jīng)過(guò)多輪結(jié)構(gòu)改造，最終遴選出的化合物38具有比臨床化合物CPI-444更好的活性和小鼠肝臟微粒體代謝穩(wěn)定性?；衔?8具有較強(qiáng)的A2AR拮抗活性，其IC50=29.0nM，良好的小鼠肝臟微粒體代謝穩(wěn)定性，t1/2=86.1min，以及出色的口服生物利用度，F(xiàn)=86.1%。在作用機(jī)制研究方面，進(jìn)一步表明化合物38通過(guò)下調(diào)免疫抑制分子（LAG-3和TIM-3）和上調(diào)效應(yīng)分子（GZMB、IFNG和IL-2），有效地增強(qiáng)了體外T細(xì)胞的激活和殺傷能力。在小鼠MC38腫瘤模型中，化合物38通過(guò)口服給藥表現(xiàn)出56.0%的腫瘤生長(zhǎng)抑制（TGI），且顯著增加腫瘤內(nèi)CD8+T細(xì)胞的累積和顆粒酶B（GZMB）的表達(dá)。這些結(jié)果充分展示了該化合物在腫瘤免疫治療中的潛力，也體現(xiàn)了通過(guò)合理的構(gòu)效關(guān)系研究和結(jié)構(gòu)改造，能夠成功優(yōu)化A2AAR拮抗劑，提高其治療效果和成藥性質(zhì)。3.3.2案例中的經(jīng)驗(yàn)與啟示從這些成功案例中可以總結(jié)出諸多寶貴的經(jīng)驗(yàn)。在藥物優(yōu)化過(guò)程中，深入理解靶點(diǎn)的結(jié)構(gòu)與功能至關(guān)重要。對(duì)于A2AAR拮抗劑的優(yōu)化，只有明確A2AAR的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，包括其7個(gè)跨膜螺旋結(jié)構(gòu)、與腺苷的結(jié)合位點(diǎn)以及與G蛋白的偶聯(lián)方式等，才能準(zhǔn)確地找到藥物作用的關(guān)鍵部位，為基于結(jié)構(gòu)的藥物設(shè)計(jì)提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。通過(guò)對(duì)A2AAR晶體結(jié)構(gòu)的解析，研究人員能夠從原子水平了解其與配體的相互作用，從而有針對(duì)性地設(shè)計(jì)和優(yōu)化拮抗劑的分子結(jié)構(gòu)，提高其與A2AAR的親和力和選擇性。關(guān)注藥代動(dòng)力學(xué)性質(zhì)是藥物優(yōu)化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。AZD4635在研發(fā)過(guò)程中，不僅注重其對(duì)A2AAR的拮抗活性，還充分考慮了藥代動(dòng)力學(xué)性質(zhì)。在給藥方式上，從納米混懸劑改為膠囊劑型，以提高給藥便利性和劑量一致性，同時(shí)保證了相對(duì)生物利用度、PK和耐受性不受影響。這啟示我們?cè)谒幬飪?yōu)化中，要綜合考慮藥物在體內(nèi)的吸收、分布、代謝和排泄等過(guò)程，確保藥物能夠在體內(nèi)有效地發(fā)揮作用，并且具有良好的安全性和耐受性。新型吡啶酮類A2AR小分子拮抗劑在優(yōu)化過(guò)程中，也關(guān)注了小鼠肝臟微粒體代謝穩(wěn)定性和口服生物利用度等藥代動(dòng)力學(xué)性質(zhì)。化合物38具有良好的小鼠肝臟微粒體代謝穩(wěn)定性和出色的口服生物利用度，這使得它在體內(nèi)能夠保持穩(wěn)定的活性，并且便于患者口服給藥，提高了患者的依從性，為其臨床應(yīng)用奠定了良好的基礎(chǔ)。安全性也是藥物優(yōu)化不可忽視的重要因素。AZD4635在臨床試驗(yàn)中表現(xiàn)出較好的耐受性，雖然聯(lián)合度伐利尤單抗時(shí)3級(jí)或更嚴(yán)重的治療相關(guān)不良事件發(fā)生率有所增加，但總體上仍在可接受范圍內(nèi)。這表明在藥物優(yōu)化過(guò)程中，要充分評(píng)估藥物的安全性，通過(guò)合理的設(shè)計(jì)和優(yōu)化，降低藥物的不良反應(yīng)，確保患者的用藥安全。在新型吡啶酮類A2AR小分子拮抗劑的研究中，雖然沒(méi)有明確提及安全性方面的問(wèn)題，但在整個(gè)藥物研發(fā)過(guò)程中，安全性始終是需要考慮的重要因素。在后續(xù)的研究和開(kāi)發(fā)中，也需要進(jìn)一步評(píng)估其在人體中的安全性，確保其能夠安全有效地應(yīng)用于臨床治療。四、Nav1.7拮抗劑與A2AAR拮抗劑的對(duì)比與展望4.1兩者作用機(jī)制與應(yīng)用領(lǐng)域的對(duì)比4.1.1作用機(jī)制的異同Nav1.7拮抗劑主要作用于電壓門控鈉離子通道Nav1.7，通過(guò)抑制該通道的功能來(lái)發(fā)揮作用。Nav1.7由SCN9A基因編碼，主要定位于背根神經(jīng)節(jié)神經(jīng)元，在疼痛信號(hào)傳導(dǎo)中起著關(guān)鍵作用。當(dāng)機(jī)體受到傷害性刺激時(shí)，Nav1.7被激活，鈉離子內(nèi)流，引發(fā)動(dòng)作電位，從而將疼痛信號(hào)傳遞至中樞神經(jīng)系統(tǒng)。Nav1.7拮抗劑能夠阻斷鈉離子通過(guò)Nav1.7通道，抑制神經(jīng)元的興奮性，進(jìn)而阻斷疼痛信號(hào)的傳導(dǎo)。例如，布比卡因、拉考沙胺等拮抗劑通過(guò)與Nav1.7的BIG位點(diǎn)結(jié)合，阻礙鈉離子的通過(guò)，實(shí)現(xiàn)對(duì)疼痛信號(hào)的抑制。A2AAR拮抗劑則作用于腺苷A2A受體，這是一種G蛋白偶聯(lián)受體，廣泛分布于體內(nèi)多種細(xì)胞表面，在免疫調(diào)節(jié)、神經(jīng)調(diào)節(jié)等生理過(guò)程中發(fā)揮重要作用。在腫瘤微環(huán)境中，腺苷水平升高，激活A(yù)2AAR，引發(fā)一系列免疫抑制反應(yīng)，抑制CD8+T細(xì)胞的細(xì)胞毒性，抑制自然殺傷（NK）細(xì)胞的殺傷能力，增強(qiáng)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（Treg）的免疫抑制活性，從而幫助腫瘤細(xì)胞逃避機(jī)體免疫系統(tǒng)的攻擊。A2AAR拮抗劑通過(guò)與腺苷競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合A2AAR，阻斷腺苷的免疫抑制信號(hào)傳導(dǎo)，恢復(fù)免疫細(xì)胞的活性，增強(qiáng)機(jī)體的抗腫瘤免疫反應(yīng)。復(fù)旦大學(xué)藥學(xué)院王永輝教授、謝瓊副教授課題組發(fā)現(xiàn)的新型吡啶酮類A2AR小分子拮抗劑，通過(guò)與A2AAR活性位點(diǎn)之間形成豐富的氫鍵網(wǎng)絡(luò)作用，如嘧啶氨基與Glu169和Asn253形成關(guān)鍵的氫鍵作用等，實(shí)現(xiàn)對(duì)A2AAR的拮抗，進(jìn)而調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞功能。兩者在作用機(jī)制上存在明顯差異。Nav1.7拮抗劑主要聚焦于離子通道的調(diào)節(jié)，通過(guò)影響鈉離子的跨膜運(yùn)輸來(lái)調(diào)控神經(jīng)元的電生理活動(dòng)，從而作用于疼痛信號(hào)傳導(dǎo)通路；而A2AAR拮抗劑主要參與免疫調(diào)節(jié)過(guò)程，通過(guò)阻斷免疫抑制信號(hào)，調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞的活性，發(fā)揮其在腫瘤免疫治療等領(lǐng)域的作用。然而，它們也有一定的相似之處，都是通過(guò)與特定的靶點(diǎn)結(jié)合，阻斷相應(yīng)的信號(hào)傳導(dǎo)通路，以達(dá)到治療疾病的目的。4.1.2應(yīng)用領(lǐng)域的差異與互補(bǔ)Nav1.7拮抗劑的主要應(yīng)用領(lǐng)域是疼痛治療。由于Nav1.7在疼痛信號(hào)傳導(dǎo)中的關(guān)鍵作用，Nav1.7拮抗劑為慢性疼痛、神經(jīng)病理性疼痛等患者提供了新的治療希望。在慢性神經(jīng)病理性疼痛模型中，Nav1.7拮抗劑能夠有效減輕疼痛癥狀，提高患者的生活質(zhì)量。目前臨床上常用的鎮(zhèn)痛藥物，如阿片類藥物，存在成癮性、呼吸抑制等嚴(yán)重副作用，長(zhǎng)期使用還可能導(dǎo)致藥物耐受。Nav1.7拮抗劑的作用機(jī)制不同于傳統(tǒng)鎮(zhèn)痛藥物，有望實(shí)現(xiàn)非成癮性鎮(zhèn)痛，填補(bǔ)這一治療領(lǐng)域的空白。A2AAR拮抗劑的應(yīng)用領(lǐng)域較為廣泛，在腫瘤免疫治療領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的潛力。腫瘤微環(huán)境中的免疫抑制是腫瘤發(fā)生發(fā)展的重要因素之一，A2AAR拮抗劑能夠打破腫瘤的免疫逃逸機(jī)制，增強(qiáng)機(jī)體對(duì)腫瘤細(xì)胞的免疫監(jiān)視和殺傷能力。阿斯利康開(kāi)發(fā)的AZD4635在轉(zhuǎn)移性去勢(shì)抵抗性前列腺癌患者中，無(wú)論是單藥治療還是與度伐利尤單抗聯(lián)合治療，都取得了一定的成效，能夠延長(zhǎng)患者的無(wú)進(jìn)展生存期。A2AAR拮抗劑還在帕金森病等神經(jīng)精神疾病的治療中具有潛在應(yīng)用價(jià)值，通過(guò)調(diào)節(jié)神經(jīng)遞質(zhì)的釋放和神經(jīng)元的活動(dòng)，改善疾病癥狀，如伊曲茶堿已被批準(zhǔn)用于帕金森病的治療。兩者的應(yīng)用領(lǐng)域存在明顯差異，但也具有一定的互補(bǔ)性。在一些復(fù)雜疾病中，疼痛和免疫異常往往同時(shí)存在。在腫瘤患者中，除了腫瘤本身的問(wèn)題，還常常伴隨著癌痛。此時(shí)，Nav1.7拮抗劑和A2AAR拮抗劑可以聯(lián)合使用，一方面通過(guò)Nav1.7拮抗劑緩解疼痛癥狀，提高患者的舒適度；另一方面通過(guò)A2AAR拮抗劑增強(qiáng)機(jī)體的抗腫瘤免疫反應(yīng)，控制腫瘤的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移。這種聯(lián)合治療策略有可能為患者提供更全面、有效的治療方案，提高治療效果和患者的生存質(zhì)量。4.2未來(lái)研究方向與發(fā)展趨勢(shì)4.2.1針對(duì)現(xiàn)有問(wèn)題的深入研究對(duì)于Nav1.7拮抗劑，盡管冷凍電鏡技術(shù)等的應(yīng)用取得了一定成果，但仍需進(jìn)一步深入研究其與臨床藥物或先導(dǎo)化合物結(jié)合的復(fù)合物結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)。目前雖然解析了一些結(jié)構(gòu)，但對(duì)于藥物結(jié)合后Nav1.7構(gòu)象變化的動(dòng)態(tài)過(guò)程了解還不夠深入，未來(lái)可利用時(shí)間分辨冷凍電鏡技術(shù)等手段，實(shí)時(shí)觀察藥物與Nav1.7結(jié)合過(guò)程中的構(gòu)象變化，這將有助于更全面地理解其作用機(jī)制，為藥物設(shè)計(jì)提供更精準(zhǔn)的指導(dǎo)。在提高Nav1.7拮抗劑的選擇性方面，可結(jié)合人工智能技術(shù)，對(duì)大量的化合物庫(kù)進(jìn)行虛擬篩選和優(yōu)化。通過(guò)構(gòu)建更加完善的Nav1.7結(jié)構(gòu)模型和其他鈉離子通道亞型的結(jié)構(gòu)模型，利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法訓(xùn)練模型，使其能夠準(zhǔn)確區(qū)分不同鈉離子通道亞型與化合物的結(jié)合能力，從而篩選出對(duì)Nav1.7具有高度選擇性的拮抗劑。在臨床研究方面，由于大多數(shù)靶向Nav1.7的候選藥物未能成功達(dá)到2期臨床試驗(yàn)終點(diǎn)，未來(lái)需要優(yōu)化臨床試驗(yàn)設(shè)計(jì)，選擇更合適的患者群體和臨床終點(diǎn)指標(biāo)。對(duì)于患有原發(fā)性紅斑性肢痛癥、陣發(fā)性劇痛癥等與Nav1.7活性增強(qiáng)突變相關(guān)疾病的患者，可進(jìn)行針對(duì)性的臨床試驗(yàn)，觀察Nav1.7拮抗劑對(duì)這些疾病癥狀的改善情況。同時(shí)，密切關(guān)注藥物的安全性和耐受性，通過(guò)長(zhǎng)期隨訪等方式，評(píng)估藥物在長(zhǎng)期使用過(guò)程中的不良反應(yīng)，為藥物的臨床應(yīng)用提供更可靠的依據(jù)。針對(duì)A2AAR拮抗劑，雖然在腫瘤免疫治療和帕金森病治療等方面展現(xiàn)出潛力，但仍有許多關(guān)鍵問(wèn)題需要深入研究。在腫瘤免疫治療中，A2AAR拮抗劑與其他治療手段的聯(lián)合應(yīng)用策略還需要進(jìn)一步優(yōu)化。目前，雖然一些A2AAR拮抗劑與免疫檢查點(diǎn)抑制劑聯(lián)合使用的臨床試驗(yàn)取得了一定成果，但聯(lián)合治療的最佳方案仍不明確。未來(lái)可通過(guò)多中心、大樣本的臨床試驗(yàn)，系統(tǒng)研究不同A2AAR拮抗劑與免疫檢查點(diǎn)抑制劑、化療藥物、放療等多種治療手段的聯(lián)合應(yīng)用效果，探索最佳的聯(lián)合治療方案，以充分發(fā)揮其協(xié)同增效作用，提高腫瘤患者的生存率和生活質(zhì)量。在帕金森病治療方面，雖然伊曲茶堿已被批準(zhǔn)上市，但仍有部分患者對(duì)其治療效果不佳。未來(lái)需要深入研究A2AAR拮抗劑在帕金森病中的作用機(jī)制，探索其與其他神經(jīng)遞質(zhì)系統(tǒng)的相互作用，尋找新的治療靶點(diǎn)和聯(lián)合治療策略?？裳芯緼2AAR拮抗劑與多巴胺受體激動(dòng)劑、單胺氧化酶抑制劑等藥物的聯(lián)合應(yīng)用，觀察其對(duì)帕金森病患者運(yùn)動(dòng)癥狀和非運(yùn)動(dòng)癥狀的改善情況，為帕金森病的治療提供更多的選擇。A2AAR拮抗劑在其他疾病中的潛在應(yīng)用也值得進(jìn)一步探索。由于A2AAR在體內(nèi)廣泛分布，其在心血管疾病、神經(jīng)系統(tǒng)其他疾病等方面可能也具有重要作用。未來(lái)可開(kāi)展相關(guān)的基礎(chǔ)研究和臨床試驗(yàn)，評(píng)估A2AAR拮抗劑在這些疾病中的治療效果和安全性，拓展其應(yīng)用領(lǐng)域。4.2.2新技術(shù)新方法在兩者研究中的應(yīng)用前景人工智能在Nav1.7拮抗劑和A2AAR拮抗劑的研究中具有廣闊的應(yīng)用前景。在藥物設(shè)計(jì)階段，利用人工智能算法可以快速分析大量的化合物結(jié)構(gòu)和活性數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)化合物與Nav1.7或A2AAR的結(jié)合親和力和選擇性。通過(guò)深度學(xué)習(xí)算法對(duì)已知的Nav1.7拮抗劑和A2AAR拮抗劑的結(jié)構(gòu)-活性關(guān)系進(jìn)行學(xué)習(xí)，建立預(yù)測(cè)模型，能夠從海量的化合物庫(kù)中篩選出最具潛力的候選藥物，大大提高藥物研發(fā)的效率。谷歌旗下的DeepMind公司開(kāi)發(fā)的AlphaFold2算法在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)方面取得了重大突破，未來(lái)可將其應(yīng)用于Nav1.7和A2AAR的結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)，為藥物設(shè)計(jì)提供更準(zhǔn)確的靶點(diǎn)結(jié)構(gòu)信息。在藥物研發(fā)過(guò)程中，人工智能還可以用于優(yōu)化藥物的合成路線。通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)算法對(duì)化學(xué)反應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，預(yù)測(cè)不同反應(yīng)條件下的反應(yīng)產(chǎn)率和選擇性，從而設(shè)計(jì)出更高效、綠色的藥物合成路線，降低藥物研發(fā)成本。冷凍電鏡技術(shù)在解析Nav1.7和A2AAR的結(jié)構(gòu)方面已經(jīng)發(fā)揮了重要作用，未來(lái)有望取得更深入的研究成果。隨著冷凍電鏡技術(shù)的不斷發(fā)展，其分辨率將進(jìn)一步提高，能夠更清晰地觀察Nav1.7和A2AAR與藥物結(jié)合的原子細(xì)節(jié)。這將有助于研究人員深入理解藥物的作用機(jī)制，為藥物優(yōu)化提供更精準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)信息。未來(lái)可利用冷凍電鏡技術(shù)解析Nav1.7和A2AAR在不同生理和病理狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)變化，以及與多種配體結(jié)合的復(fù)合物結(jié)構(gòu)，全面揭示其結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系。在研究Nav1.7拮抗劑時(shí)，通過(guò)冷凍電鏡觀察Nav1.7在與不同拮抗劑結(jié)合后的結(jié)構(gòu)變化，分析拮抗劑對(duì)Nav1.7離子通道功能的影響機(jī)制，為開(kāi)發(fā)更有效的拮抗劑提供理論基礎(chǔ)。在A2AAR拮抗劑的研