新型减肥药利莫那班的研究进展
作者:马微,付丽,王海波,代汉慧,王秀君,唐英章 作者单位:东宁出入境检验检疫局(黑龙江 东宁 157200);中国农业大学(北京 100083);郑州牧业工程高等学校(河南 郑州 450011);中国检验检疫科学研究院(北京 100123)【摘要】 利莫那班是一种大麻素1型受体(CB1)拮抗剂,能明显降低食欲、减轻体重,近年来常用于治疗肥胖症。本文简要介绍了利莫那班的物理化学性质、合成、减肥作用机制以及不良反应,详细阐述了利莫那班检测技术的研究进展。
【关键词】 大麻素受体 拮抗剂 利莫那班 减肥药 合成 不良反应
Research Progress on Anti-obesity Agent:Rimonabant
Ma Wei,et al
Dongning Entry-Exist Inspection and Quarantine Bureau(Heilongjiang Dongning 157200)
Abstract:It had been showed that rimonabant,an endocannabinoid receptor(CB1)antagonist,has the ability to reduce bodyweight significantly and has been permitted to enter market for obesity therapy recently.The paper simply summarized physical and chemical character,synthesis,weight-loss mechanism and adverse effects of rimonabant.Furthermore,particulally discussed research progress on its determination method.
Key words:Endocannabinoid receptor;Aantagonist;Rimonabant;Anti-obesity agents;Determination;Adverse effects
随着人民生活水平的提高,肥胖已成为影响生命质量和增加各国财政负担的全球性公共卫生问题。在世界所有地区、所有年龄组、无论是男性还是女性,肥胖症正以每5年翻一番的惊人速度增长,与艾滋病、吸毒、酗酒并列为世界性四大医学社会问题。因此,世界各国正加紧研发新型减肥药物。
利莫那班(rimonabant,SR141716),商品名Acomplia,是法国Sanofi-Aventis公司研发的首个用于肥胖症治疗的大麻素1型受体(CB1)拮抗剂,2006年7月首次在英国上市,目前已被40多个国家批准,在20多个国家上市。能显著地降低体重、缩小腰围,减少心血管疾病等危险因素,而且还可以改善血脂和胰岛素抵抗以及代谢综合征等[1,2],利莫那班目前属于最有前景的减肥药物之一。Datamonitor预测,到2012年,利莫那班的销售额可达到8129 亿美元[3]。本文就其近年研究进展作一综述。
1 利莫那班的理化性质
利莫那班化学名为5-(4-氯苯基)-1-(2,4-二氯苯基)-4-甲基-N-(哌啶-1-基)-1H-吡唑-3-甲酰胺[4],分子式为C22H21Cl3N4O,CAS编号是168273-06-1,类白色至白色结晶粉末,易溶于甲醇,熔点为230℃~240℃。结构式如图1所示。
2 利莫那班的合成
现今,对于利莫那班合成方面的研究已成为最热门的领域。Dutta AK等早在1995年报道了溴代对氯苯丙酮和乙酰乙酸乙酯碱性缩合得到3-甲基-2-乙酰基-4-对氯苯基-4-氧代丁酸乙酯,然后与2,4-二氯苯胺重氮盐在强碱条件下环合得到关键中间体5-(4-氯苯基)-1-(2,4-二氯苯基)-4-甲基吡唑-3-羧酸,再与N-氨基哌啶酰胺化得利莫那班,总收率12.1%,但产物需柱色谱纯化,不适合放大生产[5]。
近些年,国内的各大研究院所正在加紧此方向的研究。吴火华等人报道了利莫那班合成主要涉及两个重要中间体,一个是4-(4-氯苯基)-3-甲基-2,4-二氧代丁酸乙酯;另一个是5-(4-氯苯基)-1-(2,4-二氯苯基)-4-甲基吡唑-3-羧酸。在氮气保护下,以对氯苯丙酮与草酸二乙酯作用为起始,然后经过一系列的化学反应最终合成利莫那班[6]。夏红雪等人报道了以4-氯苯丙酮为原料,优化合成方法得利莫那班。在实验过程中采用正己烷萃取,有效的将合成第一个中间体和剩余的反应物分离,既可回收反应物提高收率,又可以纯化中间体。在合成第二个中间体的过程中用乙酸做溶剂,乙酰氯做催化剂,大大缩短了反应时间,使反应更彻底,从而提高了收率[7]。王玮等人2009年报道了利用对氯苯丙酮经硅烷化成烯醇硅醚,与草酸单酰氯单乙酯缩合得α,γ-二酮酸酯,成腙、环合、水解、酰胺化并成盐得盐酸利莫那班,且目标产物化学结构经MS,1HNMR及元素分析确证,总产率达34.2%,适用于工业化生产[8]。
3 利莫那班的减肥作用机制
3.1 大麻素受体
目前明确克隆到的大麻素受体共2种:CB1与CB2,其分布与生理功能各不相同。CB1广泛分布全身各个系统,激活后产生多种生理效应。CB2主要分布于免疫系统,主要效应是调节免疫功能等。研究表明,内源性CB1受体系统与食欲调节及肥胖密切相关。CB1受体被认为具有促进食欲作用,并且是瘦素所调节的食欲调节环路中的重要成分之一。
3.2 利莫那班是大麻素受体(CB1)的拮抗剂
利莫那班对CB1受体的亲和力是CB2的1000倍以上。体外和体内功能实验研究则显示,利莫那班能有效拮抗大麻素受体激动剂和内源性受体配体的药理效应。CB1受体激动剂和内源性配体能够浓度依赖性的引起大鼠输精管收缩,利莫那班则能浓度依赖性地使这种收缩反应平行右移,显示出其竞争性拮抗效应;利莫那班还能明显逆转CB1受体激动剂对cAMP生成的抑制作用;CB1受体激动剂能够使大鼠产生“爆米花”效应和滚桶效应,并降低大鼠体温,利莫那班则能拮抗这些效应[9]。
3.3 利莫那班的减肥作用机制
利莫那班作为特异性CB1拮抗剂,分别通过作用于中枢和外周CB1受体两条途径实现其减肥效应。利莫那班的减肥效应可以分为两个阶段:在药物治疗初期,体重的减轻源于药物拮抗中枢部位CB1受体所产生的明显的食欲抑制、摄食减少。之后机体对药物的耐受性产生,食欲抑制效应减弱甚至消失。随后出现的长时间的体重减轻效应来源于药物的外周作用机制,即利莫那班通过作用于胃肠道、脂肪细胞、骨骼肌和肝脏上的CB1受体调节体内能量代谢[10]。两种机制相辅相成,最终实现减轻体重的效应[14]。
4 利莫那班控制心血管代谢危险因素
研究表明内源性大麻素(endocannabinoid,EC)系统密切参与体重调节、糖脂代谢调节及维持能量平衡,该系统的过度活跃会促进心血管代谢危险的发生,而降低该系统的过度活化可以改善多种心血管代谢危险因素。
利莫那班是通过选择性阻断EC系统中的大麻素-1(cannabinoid-1,CB1)受体而起作用的。Despres JP报道了6600多例患者参加了利莫那班在减肥作用研究,评估了利莫那班对多种心血管代谢危险因素包括腹型肥胖、HDL-C、TG、血压和糖化血红蛋白的影响。研究过程均为随机、双盲、安慰剂对照、固定剂量的多中心研究。该项研究的有效终点是治疗后的体重下降及维持情况、代谢综合征和其中的各个组分(腰围、血压、血脂紊乱和胰岛素敏感性),对相关的心血管代谢危险因素也进行了评价。摄入利莫那班高剂量组中达到ATPⅢ的代谢综合征标准的患者比例显著降低,带来其它心血管代谢危险因素的改善,包括在2型糖尿病患者,脂质谱的改善以及代谢综合征患病率的下降[11]。
5 利莫那班的检测技术
发展至今,GS-MS分析在技术上已相当成熟,仅需几微克样品就能成功的分析出混合物中的上百个乃至更多的样品组分,并且既可以对未知物定性,还可以对痕量组分定量,这些优势使得它广泛的应用于药物、环境化学、食品、农药、石油、化工、毒物学等众多领域。王宇晓等2007年报道了利莫纳班的电子轰击质谱裂解行为,对利莫纳班的裂解途径进行了指认。ESI正离子检测,离子源喷射电压:418kV;ESI负离子检测,离子源喷射电压:315kV;毛细管温度:275℃;毛细管电压:15V;鞘气:氮气,流速:45arb;碰撞气:氦气;检测方式:1~2级全扫描质谱,二级质谱中MS/MS碰撞能量在35%~120%范围;注射泵直接进样,溶液流速5μL/min。EI的检测条件:70eV,收集电流40μA;离子源温度:200℃;进样杆温度室温保持0.5min,升温速率250℃/min,升到400℃保持2min。用全氟三丁基作内标对EI作单点锁定矫正精确质量[12]。
从20世纪90年代开始,随着ESI和APCI电离技术的运用,较为成功地解决了液相色谱和质谱之间的接口难题,液质联用技术在世界范围内出现了飞速的发展,成为现在使用最广泛的检测确证技术。Stanislas等2008年报道了利用LC-MS/MS法检测人的血浆和头发中利莫那班含量。在实验中以AM-251为内标物,血样50μl,头发样品10mg用二乙醚萃取,色谱柱为HyPurity C18柱(Thermo Hypersil,5μm,150mm×2.1mm),流动相为2mmol/LNH4COOH(pH3.8)缓冲溶液/乙腈(20:80,V/V),流速为300μL/min,终止时间为5min,ESI电喷雾电离源,正离子模式。样品的定性采用全扫描监测模式,利用质谱图与保留时间定性。对利莫那班选择离子m/z 463.1,对AM-251内标选择m/z 555.1。样品的定量采用选择二级离子模式单点校准定量,定量离子反应分别为利莫那班(m/z 380.9)和内标物(m/z 472.8),对于血浆,2.5到1000.0ng/mL的浓度范围内具有良好的线性关系;对于头发,在2.5到1000.0pg/mg的浓度范围内具有良好的线性关系,准确度和精密度都在85~115%内,个别的偏离标准15%。血浆样品的稳定性研究标明,除了在-20℃的三周保存期内,浓度有30%的降低,利莫那班在整个实验过程中是稳定的。这个方法的优点是样品用量少,过程简单快速,高回收率,分析时间短,线性范围广[13]。
Melissa McCulloch等2008年报道了利用LC-ESI-MS/MS法检测人和小鼠血浆中的利莫那班含量。在实验中以AM-251为内标物,0.1%HCOOH和99.9%CH3CN/H2O(50:50,v/v)。色谱柱为Waters YMCTM Pro C4柱,流速为0.200ml/min,进样量为20μl,终止时间为10分钟。样品的定量采用选择二级离子模式单点校准定量,定量离子反应分别为利莫那班(m/z 463→m/z 363),内标物(m/z 555→m/z 455)。在5.00~1000ng/ml的浓度范围内具有良好的线性关系,检测限(LOD)和定量限(LLOQ)分别为1.09和3.62ng/ml[4]。
6 利莫那班的不良反应
尽管利莫那班治疗减肥的效果显著,但近些年来所报道的不良反应也不容忽视。在RIO-Europe中,以5mg和20mg的剂量服用利莫那班的人比安慰剂对照组频繁出现恶心呕吐(5.1%,12.9%和4.3%)、腹泻(分别为6.0%,7.2%和3.0%)、头晕(分别为7.0%,8.7%和4.9%)、精神错乱(分别为2.3%,3.7%和3.0%)。这些现象也同样出现在RIO-Lipids的研究中[15,16]。
Christensen等对4项随机对照研究的综合分析表明,利莫那班可增加精神方面的严重不良反应,即抑郁和焦虑[17]。2007年6月29日,赛诺菲-安万特(Sanofi-Aventis)公司宣布撤消利莫那班在美国的新药上市申请(new drug application)。6月初,FDA内分泌和代谢药物咨询委员会的14名委员一致反对批准利莫那班,原因是在服用利莫那班的患者中出现了癫痫发作、抑郁、焦虑、失眠、攻击性和自杀倾向等神经和精神方面的副作用[18]。
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