CXCR3是一种来自CXC趋化因子受体家族的G蛋白偶联受体，其结合至发炎趋化细胞素CXCL9 (最初称为MIG，藉由干扰素-y [INF- y ]诱导的单核球激素）、CXCL10 (IP-10, INF- y -诱导性蛋白质10)及CXCLll (I-TAC，INF-y -诱导性T细胞a化学引诱剂。CXCR3主要在活化T辅助1型(Thl)淋巴细胞上表达，但亦存在于自然杀伤细胞、巨噬细胞、树突状细胞及一小类B淋巴细胞上。CXCR3受体在树突状细胞诱导T细胞激活下迅速上调。三种CXCR3配体CXCL9、 CXCL10和CXCL11主要在发炎病状下表达，健康组织中的表达极低。这三种CXCR3配体由多种细胞类型产生，如内皮细胞和单核细胞，暴露在促炎性细胞因子上(如IFN-γ， TNF-α和IL-1β)。CXCR3与其配体的相互作用涉及将携带受体的细胞引导至体内特定位置，特定言之引导至发炎、免疫损伤及免疫功能障碍的部位，且亦与组织损害、细胞凋亡、细胞生长，及血管停滞的诱导相关。CXCR3及其配体在不同的病理情形中上调且高度表达，这些病理情形包括自体免疫病症、发炎、感染、移植排斥、纤维化、神经退化及癌症。

来自瑞士的一家公司在先前工作中发现了ACT-660602 (1)和ACT-672125 (2)，虽然都是高效的选择性CXCR3拮抗剂，理化性质和ADME数据都很好，但是化合物1被发现是完全由CYP2D6代谢，化合物2在大鼠和食蟹猴的毒理实验中发现胆红素显著升高，因此这两个化合物都被终止继续研究。近期，该公司科研人员继续在R1和R2上进行改造，通过不懈努力，最终拿到了更好的化合物8a(ACT-777991)。

首先，作者集中力量在嘧啶-噻唑为母核的衍生物上继续探索R1部分，保留了在溶解度和hERG抑制数据都很有优势的1,2,4-三氮唑部分，选择小的取代基来控制化合物的分子量和亲脂性(表1)。

(资料图)

活性方面

：

比较化合物(3a,3b)和(3c-f)，

R1

用双取代的三氮唑相对于单取代的在活性上并没有提高；通过(3c Vs 3d)和(3e Vs 3f)可以看出3位单取代基比5位单取代的活性要好；亲脂性的取代比极性含氮取代基的活性高(3h-j Vs 3k,4)。

hERG抑制方面

：更极性的三氮唑3g (log D = 2.3 for 3g vs log D = 2.8 for 3f)的hERG非常干净(IC50> 60 μM)；含有极性氢键取代基的化合物(4,5,6)都没有hERG抑制(IC50> 60 μM)，而亲脂性的取代基都有一定的抑制活性。

去掉一个N的吡唑化合物3m相较于3c虽然表现出最好的活性，但hERG抑制强很多。

紧接着，研究了之前很少探索的中间部分，在哌嗪环上引入极性基团，特别是羟基。在R2上使用较短的链状羟基取代，用烷基和环烷基取代的三氮唑作为R1取代进行研究(表2)。此时，引入人肝微粒体代谢稳定性(HLM)作为另一项指标。

活性上更长链的羟基取代化合物(8a-f)相较于(7a-f)都有提高；

R1

位置用吡唑取代较三氮唑取代活性要好(7e,f Vs 7a, b)和(8e,f Vs 8a, b)。

化合物7a和8a在各自系列里表现出更好的hERG抑制数据。

除了7f和8f，所有化合物的肝微粒代谢稳定性都非常好。

最后在对R2的另外一个构型的研究中发现相应的化合物活性没有得到改善，活性最好的化合物9d的肝微粒体稳定性好，hERG抑制较弱(表3)。

综上所述，hERG通道的抑制可以通过降低亲脂性，减小烷基侧链大小(8a Vs 8c)，增加极性杂环(3g Vs 3f)或者增加氢键供体(4-6或者7-10 Vs 3)。

作为临床前研究的一部分，化合物ACT-660602 (1)在之前的研究中发现CYP2D6代谢问题。此外，CYP3A4也是非常重要的CYP代谢酶，目标就是在二者之间找到一个平衡，降低在HLM中的清除率。通过表4可以看出化合物8a在CYP2D6和CYP3A4的清除率都非常低。

综上，选取化合物8a进行后续研究，综合PK、药效和其他数据发现化合物8a(ACT-777991)是一种有效的、可逆的、具有优异选择性的CXCR3拮抗剂。

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参考文献

[1]Discovery of Clinical Candidate ACT-777991, a Potent CXCR3 Antagonist for Antigen-Driven and Inflammatory Pathologies. Doi:10.1021/acs.jmedchem.3c00074

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