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新化合物有望克服現有抗抑郁藥缺陷

2022年11月24日08:45 | 來源:科技日報
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原標題:新化合物有望克服現有抗抑郁藥缺陷

  前三代抗抑郁藥物都有一個缺點,就是延遲起效。周其岡團隊開發的解偶聯先導化合物ZZL-7能夠快速起效,有可能克服第三代抗抑郁藥物依賴於5-HT自身受體脫敏的缺陷,發展成為全新一代快速抗抑郁藥物。

  厭食、沮喪、失眠、煩躁、坐立不安……在《希波克拉底全集》中,西方醫學奠基人希波克拉底將出現這一組症狀的病症稱為抑郁症。

  抑郁症,即使在現代醫學高度發達的今天,仍被稱為“21世紀最大的殺手”。

  世界衛生組織數據顯示,全球有2.8億人患有抑郁症。近日,南京醫科大學生殖醫學國家重點實驗室、藥學院周其岡教授、朱東亞教授、厲廷有教授聯合研究團隊發現了治療抑郁症的新策略,並據此合成了一種能夠快速起效的候選抗抑郁先導化合物。相關研究論文發表於《科學》雜志。

  前兩代抗抑郁藥存在副作用

  “抑郁症的發生與遺傳、社會、心理、環境和生物化學等多種因素有關,是一種臨床綜合征,其病因尚不完全明確。長期以來,人類也一直沒有找到專門治療抑郁症的特效藥,直到20世紀50年代。”論文通訊作者周其岡告訴科技日報記者。

  抗抑郁藥物的發現純屬意外。周其岡介紹,最初有醫生發現,患者在服用治療結核病的異煙酰異丙肼(以下簡稱異丙肼)后,心境、食欲及幸福感顯著提升。

  以異丙肼為代表的抑制單胺氧化酶發揮作用的藥物,后來被視為第一代抗抑郁藥物。異丙肼的發現激發了科學家開發抗抑郁藥物的熱情。很快,第二代抗抑郁藥物的代表——丙米嗪被篩選出來。這一類藥當時被用來治療精神分裂症。

  最初無心插柳的兩代抗抑郁藥物都將藥物靶點指向了5-羥色胺(5-HT)。“5-HT能調節我們的認知功能,尤其是情緒和情感。神經突觸間隙的5-HT含量下降會令我們感到焦慮、沮喪,直至患上抑郁症。雖然第一代抗抑郁藥物可以抑制單胺氧化酶的活性,升高神經突觸間隙5-HT的含量。但是單胺氧化酶在體內大量存在,抑制其活性會導致嚴重副作用,如在肝臟中也存在單胺氧化酶,如果對其進行抑制就會出現肝臟毒性。”周其岡說,“目前第一代抗抑郁藥物異丙肼基本上已經退市,不再使用。”

  對第二代抗抑郁藥物的研究則發現,這類藥物也主要是通過抑制5-HT轉運子(SERT)和去甲腎上腺素轉運子(NET)分別對神經突觸間隙5-HT和去甲腎上腺素的重吸收,來升高5-HT和去甲腎上腺素的濃度,從而發揮抗抑郁作用,但是也有較多副作用。

  “基於一系列發現,20世紀60年代,科學家們提出了經典的抑郁症‘單胺假說’:神經突觸間隙可有效利用的單胺類神經遞質濃度明顯下降,會導致抑郁症﹔升高神經突觸間隙單胺類神經遞質濃度,主要是5-HT的濃度,可產生抗抑郁作用。”周其岡說,這一假說延續至今,目前學界公認的抑郁症主要致病機制依然是大腦中神經突觸間隙的5-HT減少。

  急需快速起效的抗抑郁新策略

  “單胺假說”的確定,為抗抑郁藥物的研發按下了快進鍵。20世紀80年代末,氟西汀上市。其抗抑郁效果更加顯著,副作用更少,至今為臨床一線抗抑郁藥物,並被視為第三代抗抑郁藥物。

  “然而,基於‘單胺假說’開發的抗抑郁藥物都有一個缺點,就是延遲起效。在臨床上患者服用這些抗抑郁藥物,需要2—4周才開始顯現療效,這嚴重阻礙了在重症抑郁患者急性發作期對其症狀進行控制。此外,這一類藥物有時僅對部分患者有效、療效不穩定。”周其岡說。

  這些弊端的由來,要從SERT抑制劑的作用機制說起。周其岡介紹,這類抑制劑可以阻斷5-HT能神經突觸后組織如皮層和海馬的SERT,激活5-HT受體,以此升高5-HT濃度,從而發揮抗抑郁作用。但問題是,它們在5-HT起源腦區則會起到相反的作用:在大腦中縫背核,大量的5-HT在這裡合成再通過神經元發射到全腦,抑制劑升高了該區域的5-HT含量,但卻激活了5-HT自身受體負反饋作用,導致5-HT能神經突觸后組織的大腦皮層、海馬等腦區突觸間隙的5-HT減少,誘導抑郁。

  “這就導致了SERT抑制劑需要等到大腦中縫背核5-HT自身受體脫敏后,才能顯現抗抑郁效果。另外,中縫背核5-HT自身受體脫敏的不穩定,就導致了部分患者無效、療效不穩定等其他缺陷。”周其岡說。

  如何找到一個安全、快速、有效的抗抑郁新策略?2009年,周其岡團隊受到了一項研究的啟發。該研究發現大腦中縫背核神經元型一氧化氮合酶(nNOS)和SERT能相互作用,並且論証了nNOS能影響SERT在細胞膜上的表達,可惜其病理學和藥理學意義沒有被意識到。

  2011年,周其岡團隊注意到nNOS在大腦中縫背核高密度表達,並且SERT-nNOS高度共定位,也就是說同在大腦中縫背核5-HT能神經元的體樹突部位,隻要有nNOS,基本就有SERT,反之亦然﹔而在5-HT能神經突觸后組織基本不存在SERT-nNOS共定位。他們意識到,大腦中縫背核的SERT-nNOS高度共定位,可能為誘發抑郁症提供了推手。自此,該團隊開始了漫長的探索之旅。

  “拆散”兩個蛋白成快速抗抑郁關鍵

  基於前期的積累,周其岡團隊將研究目標集中在大腦中縫背核的5-HT能神經元的體樹突。在這裡,nNOS與SERT“親密無間”。而且,在小鼠實驗中,該團隊發現它們的相互作用成為誘發抑郁症的幫凶。

  “我們讓健康的小鼠處於慢性應激環境裡,例如把它們放到小瓶子裡或者在籠子裡釋放小鼠天敵的氣味等,小鼠就會變得警覺、害怕,過了一個多月,小鼠就抑郁了。”周其岡說,他們研究發現,慢性應激后,小鼠大腦中縫背核的5-HT能神經元的體樹突中,SERT與nNOS之間的相互作用增加了,而且SERT從細胞膜上掉了下來。這導致細胞間隙5-HT濃度增高,激活5-HT自身受體負反饋,誘發抑郁。

  該團隊嘗試了一種新方法,他們將“親密無間”的SERT與nNOS拆開,增加中縫背核細胞膜中的SERT,減少細胞間隙的5-HT,降低負反饋,刺激5-HT能神經元放電,導致5-HT能神經突觸后組織的突觸間隙5-HT濃度急劇增加。這種方法不依賴於5-HT自身受體脫敏,可發揮快速抗抑郁作用。

  根據這個新靶點,該團隊合成了SERT-nNOS解偶聯先導化合物ZZL-7。“SERT和nNOS之間偶聯相當於手拉手,我們模擬了一個SERT的‘假手’與nNOS的‘手’結合,所以SERT的‘真手’與nNOS的偶聯就被阻斷了。”周其岡說,在為小鼠注射ZZL-7后的2小時,這一化合物發揮了抗抑郁作用。

  “小鼠在懸尾實驗、強迫游泳實驗中的活動時間增加了,這意味著它們的行為絕望減少﹔同時小鼠喝糖水的比例也增加了,這表明小鼠能體驗到快感。”周其岡認為,這說明SERT-nNOS解偶聯先導化合物ZZL-7能夠快速起效,有可能克服第三代抗抑郁藥物依賴於5-HT自身受體脫敏的缺陷,發展成為全新一代快速抗抑郁藥物。

  十年磨一劍,終於找到治療抑郁症的新靶點,但在周其岡看來,這只是萬裡長征的第一步。

  “基於一個靶點研發藥物,往往需要十年以上,耗資幾億元,需要大量的安全評價和藥物篩選,特別是要找到特異性好、成藥性高的化合物。例如藥物進入人體后,要考慮讓其隻跟SERT或者nNOS結合,而不與人體其他蛋白發生作用,這樣才能在具備成藥性的同時,盡量避免副作用。”周其岡表示,開發安全有效的快速抗抑郁藥物,並使其進入臨床治療仍是他們未來的主要任務。(記者 金 鳳)

(責編:木勝玉、朱紅霞)

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