我国首个原研口服抗HBV药物TMF结构优势解读
——神奇的甲基化

程能能

我国约有2000万例需要抗病毒治疗的慢性乙型肝炎(CHB)患者。作为全球乙型肝炎抗病毒治疗需求最迫切的国家，我国对于新型抗病毒药物，尤其是核苷(酸)类似物(NAs)提出了更高的要求[1-2]。

替诺福韦(TFV)类药物是NAs类药物中耐药屏障最高的药物。而艾米替诺福韦(TMF)作为我国首个原研口服抗HBV药物，在解决了进口药物带给患者较大经济负担的同时，保证了与之相当的疗效及更优的骨、肾安全性，能使患者更大程度地获益。

TFV和阿德福韦(ADV)的分子结构非常相似，仅增加了一个甲基，但耐药屏障大幅升高。同时，甲基化使得TFV相较于ADV对人线粒体DNA聚合酶γ的亲和力下降100倍，显著降低了浓度依赖性肾损伤的风险。因此，一个甲基化的细微结构变化，有时能显著改善药物的药学性能，关键是恰当的甲基化部位的选择。

图1 神奇的甲基化——从ADV到TDF

由于TFV在生理pH环境下以二价阴离子形式存在，无法通过脂溶扩散穿过细胞膜，口服难以吸收，因此通过化学结构改造，屏蔽阴离子可提升药物的口服生物利用度，该技术称为前药化。目前市面上的TFV类药物均为前药，其特点是：TFV分子在接入其他基团后，会暂时丧失药物活性，需要在体内代谢去除前药化的基团，释放出游离的TFV，才能进一步活化成二磷酸替诺福韦(TFV-DP)起效。

TDF是TFV二吡呋酯化后的前药，其穿过细胞膜的速度得到了大幅提升，可以口服吸收。比较TDF与TFV在人工细胞膜上的扩散速度(cm/s)显示，TDF穿过细胞膜的平均渗透速率较TFV快了约12万倍[3]。

图2 TDF与TFV药物渗透性对比(醋酸缓冲液)

然而，TDF在吸收入血后，由于血液循环系统中存在丰富的酯酶，使得TDF迅速水解成TFV阴离子，无法继续通过被动扩散进入肝细胞，只有少量TFV通过效率低下的主动转运方式被肝细胞摄取，需要服用300 mg的大剂量才能在肝细胞内达到有效浓度。而大部分TFV(半衰期可长达20 h)长时间停留在血液中，是造成肾、骨毒性的原因。因此，TDF采用的双酯化前药策略所得药物在血中稳定性差，没有很好地解决药物进入靶细胞的问题。针对该缺点，药学家们曾提出了双酰胺化前药的改进方案，然而TFV经双酰胺化后的前药在血中和进入靶细胞后又过于稳定，造成在靶细胞内活化困难，TFV-DP浓度下降，疗效降低。

第二代替诺福韦是对TFV分子中的两个阴离子分别采用了酯化和磷酰胺化的ProTide技术，从而大大提高了原型药物在血中的稳定性。丙酚替诺福韦(TAF)和艾米替诺福韦(TMF)的研发均采用了该技术进行前药化。

TMF的研发在进行结构优化时再次运用了甲基化策略。相比TAF，TMF在酰胺化基团上增加了一个甲基，进一步提高了脂溶性，加快了跨越细胞膜的透过速率。一方面，药物在血浆中能保持更高的稳定性(血中TFV浓度更低)，另一方面，TMF在靶细胞中能更迅速地活化。后者是由于TMF与酰胺基水解酶HINT1的亲和力更高，在肝细胞中的稳定性低于TAF，更容易释放出游离的TFV。

图3 神奇的甲基化——从TDF到TMF

图4 替诺福韦前药的体内过程

药代动力学与建模数据分析的结果显示，只有20%的TDF能经肠道吸收入血，而TDF半衰期较短(仅0.4 min)，吸收后数分钟内便在血浆中迅速水解成TFV，仅少量TFV能进入肝细胞中；TAF约有40%能经肠道吸收入血，原型半衰期约30 min，靶细胞中TFV-DP的暴露量是TDF 300 mg的4倍。TMF相较于TAF具有更高的脂溶性，从肠道吸收入血的药物提升到60%，血中TMF较TAF的半衰期延长了1 min，有更多的TMF原型药物能够被动扩散进入靶细胞，进一步提升了肝细胞中活性物质TFV-DP的浓度，达到了TDF 300 mg的6.4倍。因此，TMF的前药化过程再次证明了恰当的甲基化能带来药学性能的显著提升。

今年11月，TMF在《消化药理学和治疗学》杂志上公布了三期临床的48周数据。研究结果显示，在治疗48周时，无论是HBeAg(+)患者还是HBeAg(-)患者，TMF的完全病毒学抑制率(血清HBV DNA < 20 IU/mL )与TDF相当[4]。

48周时的ALT复常率分别使用了两套标准进行评估，一套基于当地各实验室的正常值上限(ULN)，另一套基于2018年美国肝病学会(AASLD)指南推荐的标准(男性 35 U/L ；女性25 U/L )。基于当地各实验室ULN的分析结果显示，TMF与TDF的ALT复常率相当。而基于AASLD标准进行分析的结果显示，TMF的ALT复常率显著优于TDF[4]。

由于第二代替诺福韦采用ProTide技术解决了血中TFV浓度过高的问题，TMF的靶向性更高，骨、肾毒性更小。在第48周时，基于DXA检测的骨密度结果显示，TMF明显优于TDF，骨安全性更高。该研究对DXA的检测进行了质量控制，保证每次检测部位的投影面积相同，使骨密度的检测结果质量更高。在第48周时，血清肌酐较基线的变化上， TMF组显著小于TDF组，肌酐清除率的结果显示了TMF的肾安全性[4]。

TMF作为我国首个原研口服抗HBV药物，通过创新的ProTide(磷酰胺酯化前药)技术，实现了TFV向肝细胞的靶向输送，在提高肝细胞内活性代谢物TFV-DP浓度的同时，大幅降低血浆中TFV的暴露量，从而在高效抑制HBV复制的同时，降低了长期使用的安全性风险，更有利于患者的长期获益。

图5 TMF与TDF治疗48周时的完全病毒学抑制率比较

图6 TMF与TDF治疗48周时的ALT复常率比较

图7 TMF与TDF治疗48周时的骨密度和肌酐清除率比较