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目前,全球范围内尚无针对NLRP3的上市药物。有关NLRP3在疾病进展中作用探讨的文章,在2009年至2013年间仅列有1212篇,2014-2018年间发表了4347篇,而在过去6年(2019-2023年)发表了13602篇。随着对NLRP3这一靶点研究的加深,众多MNC和创新Biotech纷纷花重金布局NLRP3抑制剂,开展多项研究。统计至2024年,就有百余家药企正在推进超百款NLRP3抑制剂项目(包括临床前),其中处于临床阶段(临床III期、临床II期与临床I期)的管线数量相对较少,合计仅20余款,且多数还处于不活跃状态(近三年无研发进展),反而是临床前管线,数量较多,且不乏中国Biotech参与者。
NLRP3 inhibitors in clinical trials
(表格为个人整理,如有纰漏,请指正)
为什么NLRP3能够成为炙手可热的研究靶点?
一、炎症核心通路的“明星地位”
NLRP3作为炎症小体的核心传感器,是炎症小体复合物的关键组成部分。其信号通路的激活需要“启动信号”和“激活信号”双重调控,其上游接收的信号极其广泛:包括物理化学信号(细胞外ATP、活性氧、晶体物质环境微粒等);病理性蛋白聚集体(阿尔茨海默病的β淀粉样蛋白、帕金森病的α-突触核蛋白);病原体相关分子(细菌毒素、病毒RNA等);代谢产物(高血糖、游离脂肪酸等)。这意味着,无论是感染、物理损伤、代谢紊乱还是衰老导致的垃圾堆积,只要细胞感到“不适”或“危险”,都可能通过不同方式最终拉响NLRP3这个警报。
下游产生的效应极其强大。NLRP3一旦被激活,会启动两个强有力的、具有“多米诺骨牌”效应的过程: 1)释放强力炎性因子:成熟的 IL-1β和IL-18。特别是IL-1β,是炎症反应的“核心指挥”之一,能招募更多免疫细胞,放大整个炎症反应。2)诱发细胞焦亡:细胞破裂后,不仅释放IL-1β/IL-18,还会将其内部的所有内容物(包括更多的DAMPs)倾泻到周围环境中。这相当于“火上浇油”,让警报从一个细胞扩散到整个组织。
这种精细的调控机制使其成为研究免疫应答动态平衡的理想模型,也提示其失调可能引发严重病理后果。
A Two-Signal Model for NLRP3 Inflammasome Activation
(图片来源:NLRP3 inflammasome: a key player in the pathogenesis of life style disorders)
二、疾病领域的容纳性
近年来,随着对NLRP3这一靶点的基础及临床研究的不断加深,临床前及临床数据的快速积累,NLRP3炎症小体已被证实参与多种疾病的发生发展。靶点的理论价值得到强力验证,不少顶尖药企(诺华、罗氏、诺和诺德等)投入巨资,将NLRP3抑制剂推向涵盖各大慢性病领域的临床试验。作为一个广谱抗炎靶点,NLRP3抑制剂的适应症开发领域从自身免疫性疾病、自身炎症性疾病和心血管疾病,慢慢转向代谢疾病和神经退行性疾病的大市场;值得一提的是,在减重这一领域的探索,成为NLRP3抑制剂活跃在临床的焦点。
已经进入临床研究的NLRP3抑制剂,诺华DFV890和阿斯利康的AZD4144虽走在前列,但目前还没有较为积极的结果披露。也有部分抑制剂已经取得初步临床POC验证。Dapansutrile(OLT1177),在一项纳入29人的概念验证的2a期急性痛风临床试验中,验证了安全性和减轻靶关节疼痛的疗效。Usnoflast(ZYIL-1);在治疗冷吡啉相关周期性综合征(CAPS)患者的2期概念验证试验中,显示出快速、显著的临床改善和良好的安全性;这是首个公布的口服NLRP3抑制剂在CAPS患者中的积极2期数据,强有力地证实了口服靶向NLRP3这一治疗策略的可行性。
Ventyx Biosciences开发的入脑型小分子NLRP3抑制剂VTX3232,在今年6月也宣布用于早期帕金森病2a期临床试验取得积极结果。10月,Ventyx Biosciences公布了VTX3232 治疗肥胖合并心血管风险因素患者的 II 期临床试验阳性结果。NodThera公司的NLRP3抑制剂NT-0796在伴有心血管风险的肥胖人群中完成Ib/IIa期研究,显示其具有良好的抗炎作用,可改善心脏代谢指标,并在28天内实现体重下降,支持其长期口服治疗肥胖及相关代谢疾病的潜力。抗衰明星公司BioAge Labs,开发的新机制NLRP3抑制剂BGE-102也在开展进行肥胖适应症的临床研究。这些管线进一步丰富了 NLRP3 抑制剂在不同治疗领域的探索维度。
研究者对NLRP3在慢性病中作用的认识仍在不断加深,治疗边界均在持续拓展,持续扩大的市场,或为后来者创造新的入口。
三、广阔赛道,差异化竞争
首先,“一靶多病”的特点,决定了NLRP3覆盖的疾病市场不是单一的,而是多个千亿级市场的集合。无论是炎症性疾病,还是代谢疾病,或是减重领域,每个都是超级市场。虽然都靶向NLRP3,但是众多适应症的选择,每个入局的企业都可成为各自“主战场”上是领先者,或探索者。
其次,技术的迭代更新,筛选出新的化学结构的分子,规避化合物潜在的安全性问题或发现新机制的粉最,带来疗效上的差异。
NLRP3抑制剂的先驱者-MCC950,临床前数据令人振奋,但因肝毒性终止临床试验。MCC950的失败,在研发策略上将整个行业推向了两条截然不同的道路:一条是精细地改造已验证的MCC950骨架,试图在保持活性的同时消除毒性;如诺华的DFV890,从化学结构上看,DFV890与MCC950高度相似,可以看作是MCC950的“安全升级版”。另一条是彻底跳出旧框架,在全新的化学空间中寻找更安全的新型分子。如BioAge通过成都先导DNA编码化合物库 (DEL) 技术筛选出先导化合物,并开发出全新结构、不同作用机制的新分子BGE-102。目前,两条改构路径都有化合物进入关键的临床试验阶段。未来几年公布的临床结果,将最终决定哪个策略能率先为患者带来安全有效的NLRP3靶向疗法。
并且,基于药物结构的设计,NLRP3抑制剂研发已经从 “寻找有效分子” 进入了 “针对特定疾病进行精细化设计” 的新阶段:区分“入脑型”和“外周型”抑制剂。外周型NLRP3抑制剂,这是目前大多数在研药物的主要定位。它们被设计为主要作用于中枢神经系统之外的全身组织和器官,针对关节炎、痛风等外周炎症疾病,血脑屏障穿透反而是副作用。入脑型NLRP3抑制剂,是神经退行性疾病和某些中枢神经系统炎症疾病治疗的“入场券”。它们被特意设计为能够穿越血脑屏障,在中枢神经系统中达到有效治疗浓度。最近的研究表明,有效的抗肥胖NLRP3抑制剂,必须直接作用于中枢神经系统。目前来看,处于临床前或早期临床开发的分子越来越倾向于入脑型NLRP3抑制剂。一些生物技术公司,如Ventyx Biosciences ,NodThera 及BioAge Labs 都押注于入脑型NLRP3抑制剂,AI制药公司Insilico Medicine 也利用其生成式 AI 平台,打造最佳的脑渗透性分子 ISM8969。虽然NLRP3靶点整体竞争激烈,但具备优异脑渗透性的候选药物仍属少数。能率先在这一细分领域取得临床进展,可能产生变革性突破。
四、联用策略:开辟新的治疗组合
近期研究指出,肥胖不应再被简单视为热量摄入大于消耗的结果,而是一种由营养过剩触发的、以慢性低度全身性和组织特异性炎症为根本特征的疾病。“抗炎 + 代谢调节” 联合或成为肥胖相关疾病(如 2 型糖尿病、心血管病、脂肪肝)新的治疗方向。NLRP3抑制剂 + GLP-1受体激动的联用策略,已经从科学假说和临床前研究,迈入概念验证性临床研究阶段
临床前研究直接证实,脑渗透性NLRP3抑制剂NT-0796与GLP-1药物司美格鲁肽联用,不仅能产生叠加的减重效果,还能防止停药后的体重反弹。
Tenvie Therapeutics开发的TN-783与司美格鲁肽在临床前的研究中也表现出联用的潜力。与单用相比,两者联合治疗能产生更显著且持续进展的体重下降,突破疗效瓶颈,防止了迅速反弹,且作用可逆。
BioAge公布的肥胖症相关的IND支持性研究显示,BGE-102联合司美格鲁肽的治疗方式产生了更显著的减肥效果,体重减轻超过20%。这种结果支持将BGE-102作为GLP-1受体激动剂的辅助疗法应用的可行性。
Ventyx Biosciences近日公布了其药物VTX3232在肥胖伴心血管风险患者中的2期研究结果。评估了VTX3232单药或与司美格鲁肽联用相较于安慰剂的疗效与安全性。结果显示,VTX3232在单药及联合治疗中均表现出良好的安全性与耐受性。与司美格鲁肽联用可带来额外获益,但无论单药或联用,VTX3232均未对体重产生影响。
联用策略将NLRP3抑制剂从“抗炎药”的角色,转变为 “炎症基石的调节者”和“现有疗法的增效器” 。或许,未来NLRP3抑制剂不同的联用策略也会被提出,这不仅是科学上的必然探索,更是药企在NLRP3红海中,避开同质化竞争、构建竞争壁垒、并最终赢得市场的核心战略之一。未来的赢家,可能不仅是拥有最好单药的公司,更是最善于设计和验证革命性联用方案的公司。
毋庸置疑,NLRP3是一个完美的靶点,机制清晰、疾病关联广泛并且治疗理念先进,这为开发变革性药物提供了巨大的想象空间。但是对药企而言,将其转化为成功的上市药物,将面临着从生物学基础到临床转化的多重严峻挑战:
1)脱靶效应和如何平衡抗炎疗效与免疫抑制副作用,是首要难题。
2)临床前研究中动物模型与人类疾病存在差异。
3)早期临床验证的局限性:NLRP3抑制剂的研究目前还缺乏持续监测且初始研究规模有限,尚无法全面评估其长期安全性和潜在不良反应。
4)缺乏患者分层策略:无法精准识别最可能从这些疗法中获益的患者群体,导致临床试验结果存在显著差异,无法突出其有效性。
“容纳”是探索期的特征,NLRP3抑制剂的III期临床数据将是最终的审判官。当关键性III期结果陆续公布时,NLRP3赛道将进入不可避免淘汰期。最终赢家,一定是那些对疾病生物学理解最深、临床开发策略最扎实、并有耐心等待长期数据的企业。
参考文献资料:
1. Screening NLRP3 drug candidates in clinical development: lessons from existing and emerging technologies
2. NLRP3 inflammasome: a key player in the pathogenesis of life style disorders
3. Dapansutrile, an oral selective NLRP3 inflammasome inhibitor, for treatment of gout flares: an open-label, dose-adaptive, proof-of-concept, phase 2a trial. Lancet Rheumatol 2020; 2: e270–80.
4. Zydus announces positive Phase 2 Proof-of-Concept of NLRP3 inhibitor, ZYIL1 in patients with Cryopyrin Associated Periodic Syndrome (CAPS)
5. CNS-PENETRANT NLRP3 INHIBITOR ACHIEVES DURABLE WEIGHT LOSS AND 1 REVERSES HYPOTHALAMIC INFLAMMATION IN DIET-INDUCED OBESITY
6. 6.Obesity, diabetes, and inflammation: Pathophysiology and clinical implications
7.NLRP3 Inflflammasome: A New Target for the Treatment of CVD and Depression Comorbidity. Mediators of Inflflammation.
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