17-AAG

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17-AAG(17-Allylamino-17-demethoxygeldanamycin),通用名 Tanespimycin(坦螺旋霉素),是著名的苯醌安莎霉素类抗生素 Geldanamycin 的半合成衍生物。作为历史上第一个进入临床试验的 HSP90 抑制剂,17-AAG 旨在保留母体化合物对 HSP90 N 端 ATP 口袋的高亲和力,同时降低其严重的肝毒性。它通过阻断 HSP90 的 ATP 酶活性,导致肿瘤细胞中依赖 HSP90 的致癌蛋白(如 HER2, Bcr-Abl, Akt)错误折叠并被泛素-蛋白酶体系统降解。尽管在治疗 HER2 阳性乳腺癌和多发性骨髓瘤中显示出活性,但由于其极差的水溶性和复杂的制剂要求(需使用 Cremophor 等有毒溶剂),其临床开发最终被更易溶解的衍生物(如 17-DMAG)和第二代合成抑制剂所取代。

17-AAG
Tanespimycin / HSP90 Inhibitor (点击展开)
               [Image:17-AAG_chemical_structure]
结构:17位烯丙氨基取代
药物化学参数
通用名 Tanespimycin
母体化合物 Geldanamycin (GA)
化学修饰 17位甲氧基 -> 烯丙氨基
分子量 585.7 g/mol
水溶性 极差 (需助溶剂)
药理机制
靶点 HSP90 (ATP 竞争)
代谢途径 NQO1 还原 / CYP3A4
主要效应 降解客户蛋白 (HER2, Raf)
临床历程
最高阶段 Phase III (中止)
关键联用 + 曲妥珠单抗 (Trastuzumab)
+ 硼替佐米
开发公司 Kosan / Bristol-Myers Squibb

从毒药到良药:化学改造的逻辑

Geldanamycin 虽然活性极强,但其 17 位的甲氧基非常不稳定,易被亲核攻击,导致严重的肝毒性。17-AAG 的设计逻辑是用一个体积较大的烯丙氨基(Allylamino)取代了甲氧基:

  • 降低毒性: 烯丙氨基的引入降低了苯醌环的反应活性,显著减少了对正常肝细胞的氧化损伤。
  • 保留活性: 结构研究表明,17 位指向 HSP90 结合口袋的溶剂暴露区,因此该位置的修饰不会干扰药物与 HSP90 的结合亲和力。
  • 肿瘤选择性: 有趣的是,17-AAG 对肿瘤细胞中处于“激活构象”(高亲和力)的 HSP90 复合物的选择性,比对正常细胞中“休眠构象”的 HSP90 高出 100 倍。

临床浮沉:制剂的噩梦

死于“难溶”

尽管 17-AAG 在生物学上被证明是有效的(例如在 HER2 耐药乳腺癌中),但它最终倒在了药剂学的门槛上。
由于它是高度疏水的(亲脂性),必须溶解在含有 DMSOCremophor EL(一种聚氧乙烯蓖麻油衍生物)的特殊溶剂中才能给药。这些溶剂本身就会引起严重的超敏反应(过敏)、恶心和疲劳,迫使患者在给药前必须接受大量的抗组胺药和激素预处理。这极大地限制了其临床应用和最大耐受剂量。

遗产与演进

虽然 17-AAG 的开发已停止,但它为后续药物铺平了道路:

  • 17-DMAG (Alvespimycin): 在 17 位引入了二甲基氨基乙基,显著提高了水溶性,不再需要有毒溶剂,可口服。
  • IPI-504 (Retaspimycin): 17-AAG 的还原型(氢醌形式),水溶性更好。
  • 第二代合成抑制剂:Ganetespib,完全抛弃了安莎霉素骨架,采用间苯二酚结构,彻底解决了溶解度和肝毒性问题。
       学术参考文献 [Academic Review]
       

[1] Schulte TW, Neckers LM. (1998). The benzoquinone ansamycin 17-allylamino-17-demethoxygeldanamycin binds to HSP90 and shares important biologic activities with geldanamycin. Cancer Chemotherapy and Pharmacology.
[点评]:首次描述了 17-AAG 的生物学特性,证明其保留了母体的抗癌活性但毒性更低,确立了其作为候选药物的地位。

[2] Modi S, et al. (2007). Combination of trastuzumab and tanespimycin (17-AAG) for patients with HER2-positive, trastuzumab-refractory metastatic breast cancer. Journal of Clinical Oncology.
[点评]:重要的临床试验结果,证明了通过抑制 HSP90 降解 HER2 是一种有效的策略,即使是在曲妥珠单抗耐药的患者中。

[3] Kamal A, et al. (2003). A high-affinity conformation of Hsp90 confers tumor selectivity on Hsp90 inhibitors. Nature.
[点评]:解释了 17-AAG 为什么对肿瘤细胞具有高选择性的分子机制——肿瘤中的 HSP90 处于对药物更敏感的“高亲和力复合物”状态。

           17-AAG · 知识图谱
前身 Geldanamycin (高毒性母体)
继任者 17-DMAG (水溶性好) • IPI-504Ganetespib
作用靶点 HSP90HER2 (降解) • Akt
相关技术 PROTAC (HSP90作为E3招募者) • 伴侣成瘾