細胞活性超過酶活性，原因不是脫靶

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今天J. Med. Chem. ASAP發表一篇默沙東科學家寫的一篇綜述，討論化合物在細胞或整體動物活性超過純化酶活性的諸多可能原因。已經有實驗證據支持的情況包括化合物在細胞內特定區域蓄積、靶點蛋白在細胞內與其它蛋白或RNA形成複合物改變構象從而影響藥物活性、靶點蛋白在細胞內被翻譯後修飾改變構象、化合物在細胞內被代謝產生活性更高代謝產物等。

葯源解析

早期新葯發現的生物測試都是用整體動物，後來有了細胞測試。隨著分子生物學的興起，使用純化酶測試成為化合物優化的主要測試手段。純化酶系統成分簡單、重複性好、篩選通量大，在合成能力爆發提高的年代酶活性測試最能滿足大量化合物的測試。

但是純化酶顯然是個簡單模型系統，這個系統缺失磷酸化等蛋白修飾、合作蛋白（很多蛋白需要形成複合物才能工作）、正負反饋機制、代謝酶、血漿結合蛋白等生物體系必須的部件。有時候整體蛋白純化後不穩定，所以只能用蛋白片段或變異部分氨基酸，也可能造成活性失真。所以極少情況下酶活性與細胞活性一致，但出現差異絕大多數是細胞活性比酶活性更弱。造成這個情況的因素很多，如化合物過膜性較差、不能進入細胞，化合物與血漿蛋白結合導致遊離藥物濃度下降，細胞內可能有其它物質與靶點蛋白高強度結合阻礙藥物結合等等。

細胞活性比酶活性高的時候也時常能遇到，但很多時候就當作脫靶活性處理了。因為化合物的選擇性很難徹底定義，所以說不上細胞內遇到哪個沒想到的蛋白給了細胞活性。但這篇文章給出不少有實驗支持的例子說明我們對很多細節還不太了解。如BACE抑製劑因為弱鹼性所以在酸性較強的溶酶體蓄積，如果人工降低溶酶體酸性則細胞活性下降。有些腫瘤細胞甚至把增加溶酶體酸性作為耐葯機制，如Sutent就會在耐葯細胞溶酶體蓄積而降低細胞漿內濃度，從而活性下降。Sovaldi也需要NS5B蛋白和病毒RNA都在的時候最有效與聚合酶結合。而蛋白組學研究使用Kinobead從細胞中撈激酶時，有的激酶只有使用礬酸抑制磷酸化才能粘上、而有些只有不使用礬酸才能粘上，說明蛋白修飾對活性確實有影響。

文章中提到的這些可能從理論上容易理解，而且確實也有實驗技術能驗證，但實際工作中要搞清楚這些細節需要大量人力物力，所以並不現實。缺乏對這些細節的了解即使酶活性和細胞或整體動物療效一致，即PK/PD關係清楚，也不一定就說明看到的療效就是通過目標蛋白、按你設想的機理。生物體系的複雜程度和我們目前技術的精細程度還不完全匹配，新葯發現在很大程度上還是粗線條實驗科學。正如默沙東CSO所言，每個上市新葯都是bloody miracle，因為我們知道的實在太少了。

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