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一个“早早成名”,一个“大器晚成”,GCG与胰岛素成药之路为何如此不同?
胰高血糖素(GCG)作为一种经典的激素,其发现已有100年的历史,然其成药之路却远不如他的“兄弟”胰岛素顺利。人们对GCG及其受体的功能作用,上下求索,不断钻研。直至今日,GCG协同胰高糖素样肽-1(GLP-1)的双靶点、多靶点激动剂,终于成为糖尿病和肥胖等代谢领域药物开发的重磅热点。
GCG成药之路几经波折,也曾走入“死胡同”,最终才能柳暗花明又一村,我们不禁好奇:
同为胰腺两兄弟,GCG与胰岛素命运为何如此不同?
GCG受体拮抗剂开发因何走入死胡同?
GCG受体激动剂的背后有哪些探索?
GCG/GLP-1双受体激动剂临床数据是否符合了我们的期待?
让我们跟随纪立农教授,一同揭秘GCG药物的研发历程。
纪立农教授:我们知道在糖尿病的研究历史中,最早的研究,是科学家把狗的胰腺切除,发现其不会出现多饮、多食、多尿、体重下降的症状,所以就把胰腺和糖尿病联系在一起。1922年,Banting发现了胰岛素,并证明这种物质可以治疗高血糖症。由此开启了以胰岛素为基础的药物研发,一路非常顺利。
但其实,紧跟着胰岛素,1923年,Charles Kimball和John Murlin就在胰腺中发现了另一种物质,可以拮抗胰岛素的降糖作用、造成高血糖反应,并将其命名为 “胰高血糖素(glucagon)”,距今也已有百年历史[1]。
然而,不同于胰岛素,GCG的成药过程十分曲折。
尽管人们不断深入研究,了解GCG的结构、作用,并了解到其来自于胰岛α细胞的分泌。相较于胰岛β细胞分泌的胰岛素,GCG的分泌量是非常少的,一直没有很好的测量方法,也妨碍了进一步对GCG在生理和病理生理中的研究。此外,早期研究发现,糖尿病患者的GCG的分泌是有增加的,但受限于测量技术,当时没有把GCG升高作为糖尿病的病理生理特征确定下来。来自德国的科学家(Max T F Bürger等人)发现,GCG的升糖作用,来自于直接作用于肝脏,促进肝糖原分解,升高血糖。自此,应用包括胰岛素和GCG在内的胰腺激素治疗血糖相关的内分泌代谢性疾病,成为了研发药物的主要方向。
纪立农教授:在这百年之中,GCG作为药物的研发并不是一帆风顺的,甚至可以说是几经波折,“是激动,还是拮抗”?人们为了弄清这个问题努力了几十年。
不可否认,在胰岛素的光芒笼罩下,上个世纪初对于GCG的药物研发,人们先入为主地首先考虑将其作为胰岛素的拮抗剂,比如,用作一种应对低血糖的急救药物来应用于临床,于是GCG被制作成了注射剂,后来又发展成为鼻吸药物来使用,使血糖快速回升治疗低血糖。
后来又有很多科学家考虑,试图研发胰高血糖素受体拮抗剂,来用于降糖,比如小分子或者单克隆抗体的胰高血糖素受体拮抗剂,但在临床试验中发现,这种药物会增加肝酶。这也是基于GCG在肝脏参与三大营养物质代谢的重要生理作用。但这种副反应,无疑限制了GCG在2型糖尿病(T2DM)治疗中的发展,但目前仍有一些相关研究应用于治疗1型糖尿病,联合钠-葡萄糖共转运蛋白2抑制剂(SGLT2i),减少酮症,这也是为1型糖尿病患者使用SGLT2i药物打开了一个新的路径。
纪立农教授:近年来,通过生理研究发现,GCG可以增加脂肪代谢,特别是肝脂代谢。后来更加发现,结合GLP-1受体激动剂后,靶向GCG受体的双重或三重激动剂可以得到很好的平衡,不仅可以减重,还可以降糖,这样就有了GCG/GLP-1双受体激动剂这样的新药,在药物研发上获得了突破,引起了大家的关注,GCG作为一个重要的靶点,展现在大家的视野中。
在全球范围内,推进最快的GCG/GLP-1双受体激动剂是玛仕度肽,有望在明年获批上市,后续还有其他的双重或者三重激动剂在临床研究中。
纪立农教授:不同于其他双重激动剂简单的“1+1”串联,玛仕度肽是在天然的人体双激动肽——胃泌酸调节素(Oxyntomodulin,OXM)的基础上改造而成的。
OXM本身就可以同时激动GCG受体和GLP-1受体,通过对于天然OXM分子进行结构修饰的玛仕度肽,其半衰期为10天,可以满足每周一次的给药方式。
纪立农教授:玛仕度肽减重适应症的III期临床研究GLORY-1,是一项专门针对中国人群的研究,其主要终点为治疗32周减重百分比,玛仕度肽4mg、6mg治疗组受试者体重较基线平均减少10.97%、13.38%,安慰剂组减少0.24%。关键次要终点为治疗48周减重百分比, 玛仕度肽4mg、6mg治疗组受试者体重较基线平均减少12.05%、14.84%,安慰剂组减少0.47%[4]。
此项研究在今年的美国糖尿病协会(ADA)大会和欧洲糖尿病研究协会(EASD)大会都获得了很大的关注度,也被ADA大会评为本年度“重大突破”。
玛仕度肽还有一项16mg的研究数据在EASD大会上公布,结果显示使用16mg玛仕度肽20周减重最高达21%[5],这说明,在不明显增加胃肠道不良反应和副作用的基础上,我们可以通过增加玛仕度肽的剂量,来进一步加强减重效果。我们在国内也正在进行一项在BMI 30kg/m2以上人群中给予玛仕度肽9mg的减重临床III期试验,之前9mg的II期结果已经提示其可以减轻体重约17%,期待明年III期研究公布结果。
此外,和度拉糖肽进行阳性对照的降糖临床研究DREAMS-2也取得了很好的结果。DREAMS-2(NCT05606913)是一项在既往接受二甲双胍联合或不联合SGLT2i或磺酰脲类药物血糖控制不佳的成人T2DM患者中,评估玛仕度肽相对于度拉糖肽的疗效和安全性的随机、开放性、为期28周的III期临床研究。研究结果显示,基于疗效估计目标,第28周时,玛仕度肽4mg组和6mg组糖化血红蛋白(HbA1c)较基线平均降幅分别为1.69%和1.73%,均优效于度拉糖肽1.5mg组(1.38%)(P值均<0.01)。
玛仕度肽展现出卓越的降糖、减重疗效,是全球研发推进最快的GCG/GLP-1双受体激动剂,这也体现了我们国家研发和创新的能力。目前玛仕度肽已经递交上市申请,申请减重和降糖两个适应症。我们也期待玛仕度肽早日获益,进入临床,服务于我们T2DM患者和肥胖症患者,为更多患者带来更多健康福祉。
专家简历
纪立农教授
专家简历(照片已获专家知情同意)
1986年毕业于北京医科大学。1993-1998年期间在哈佛大学Joslin糖尿病中心学习和工作。
现任北京大学人民医院内分泌科主任,北京大学糖尿病中心主任,博士生导师,享受国务院特殊津贴。
现任中国老年保健研究会内分泌与代谢病分会主任委员,中国药促会糖尿病与代谢性疾病药物临床研究专业委员会主任委员,中国卒中学会副会长,中国医师协会内分泌代谢医师分会副会长,中华医学会理事,中国预防学会常务理事,中国老年保健医学研究会常务理事,北京市医学会内分泌专业委员会主任委员,北京围手术期医学会会长,世界卫生组织顾问,国际糖尿病联盟亚洲西太平洋地区(IDF-WPR)糖尿病政策组成员。曾任第一届中国医师协会内分泌代谢医师分会会长,第四届北京市糖尿病专业委员会主任委员,第六届中华医学会糖尿病学分会主任委员,国际糖尿病联盟副主席,国际糖尿病联盟西太平洋区(IDF-WPR)主席。
担任中国糖尿病杂志主编,中华糖尿病杂志顾问, Journal of Diabetes Investigation 执行编委, Diabetes Care,Diabetes Research and Clinical practice,Journal of Diabetes,Journal Of Diabetes And Its Complications,Metabolism,Diabetes Technology and therapeutics等期刊编委,爱思唯尔“中国高被引学者”(2020-2022年),入选2023年全球前2%顶尖科学家榜单。
参考文献:
[1]Wouter WH, etc. One hundred years after the discovery of insulin and glucagon: the history of tumors and hyperplasias that hypersecrete these hormones. Endocr Relat Cancer. 2023 Jul 28;30(9):e230046.
[2]André J Scheen ,et al. Glucagon, from past to present: a century of intensive research and controversies.Lancet Diabetes Endocrinol.2023 Feb;11(2):129-138.
[3]Sánchez-Garrido MA, et al. Glucagon increases energy expenditure independently of brown adipose tissue activation in humans. Diabetologia. 2017 Oct;60(10):1851-1861.
[4]JI L, et al. 1856-LB: Efficacy and Safety of Mazdutide in Chinese Participants with Overweight or Obesity (GLORY-1)[J]. Diabetes, 2024, 73(Supplement_1).
[5]Lai ST, et al. GLP-1 and Glucagon Receptor Agonist Mazdutide Improves Markers of Metabolic Function in Adults with Overweight or Obesity.
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