天然来源的抗癌药物研究进展

编者按:
自然界是结构新颖抗癌候选药物最丰富的来源,天然产物及衍生物或模拟天然产物及其药效团的药物在抗癌药物中占了相当比例。一些微生物和海洋来源的天然产物更有可能直接成为癌症治疗的候选新药。药物研究者一直对天然产物的分离和结构优化、基于天然药效基团的药物发现、天然产物作为抗体偶联药物“warheads”以及现有药物的新型制剂研发等研究方向抱有极大热情。本文对天然来源的抗癌药物的上市和在研情况进行简要综述,并对部分药物做重点介绍,供科研人员参考。
近70年来(1946~2019年),已有超过300个新药被批准用于各种癌症的治疗,抗癌药物的研发热情持续高涨。尤其在近10年,平均每年批准的抗癌药物个数约12.7个,远远高于1990年之前的水平。天然产物及衍生物或模拟天然产物及其药效团的药物在抗癌药物中占了相当比例。近期,Newman和Cragg在Journal of Natural Products杂志发表了一篇题为“Natural Products as Sources of New Drugs over the Nearly Four Decades from 01/1981 to 09/2019”的综述,该文章指出1981年至2019年9月,全球主要国家批准的抗肿瘤新药共计247个,其中天然产物及其衍生物共计62个,占该阶段批准的抗肿瘤药物的25%。Imatinib、Gefitinib和Crizotinib等药物的成功上市,推动了药效团来自天然产物或天然产物模拟物作为抗癌药物的快速发展。
01
上市药物
本文参考Newman和Cragg的文章中涉及的1946年以来全球批准的抗癌药物信息,结合Cortellis数据库,共收集了331个1946~2019年已上市的抗癌药物信息。从药物来源来看,各类别的药物个数及比例分别为:N(38,11.5%),NB(1,0.3%),ND(68,20.5%),S(53,16.0%),S/NM(36,10.9%),S*(22,6.6%)和S*/NM(47,14.2%)(类别定义及比例详见图1)。天然产物及衍生物(N,NB,ND)约占所有抗癌新药总数的32.3%。如果加上S*、S*/NM和S/NM类别,这一比例将提升至64%。
图1:1946~2019年上市抗癌新药来源分类示意图(n=331)
注:B(Biological):生物药物,通常是多肽(>50)或从生物体/细胞系中分离的蛋白质或通过生物技术手段在宿主体内产生的物质;N(Natural Product):天然产物;NB (botanical drug(defined mixture)):天然产物植物药(多为近期批准);ND(Natural Product Derivative):天然产物衍生物,通常是半合成修改;S(Totally synthetic drug):全合成药物,通常通过对现有物质的随机筛选/修改而发现;S*(synthetic drug(NP pharmacophore):全合成药物,但药效团来自天然产物;NM(Natural Product Mimic):天然产物模拟物;V(Vaccine):疫苗。
2000年之前,抗癌药物种类中天然产物及衍生物(N,NB,ND)的比例较高,有27个年份批准的抗癌新药的天然产物比例超过50%;随着药物研发技术的不断完善,2000年之后,仅有2007年和2010年批准的天然产物抗癌新药比例超过50%,但S*/NM类别的药物明显增多,典型代表如Crizotinib、Ruxolitinib、Vandetanib、Vemurafenib、Axitinib、Bosutinib等激酶抑制剂(图2)。
图2:1946~2019年上市的抗癌新药来源分类示意图(n = 331)
02
销售市场
全球天然产物及衍生物(N,NB,ND)市场约占抗癌药物总体市场的10%。其中,天然产物(N、NB)类的抗癌药物市场尚小,其全球销售额自2015年以来保持在50亿美元以上,2019年市场为53亿美元,约占全球近2228亿美元抗癌药品市场的2.4%;天然产物衍生物(ND)的市场近年也不断增长,由2015年的109亿美元增长到2019年的146亿美元,约占全球抗癌药品市场的6.6%。
我国天然产物及衍生物市场在抗癌药物市场中约占20%的比例,其中以天然产物衍生物占主导地位(其中不包括在我国以中药类别申报的抗癌药物)。2019年,天然产物抗癌药物市场约为8.8亿美元,占我国111亿美元抗癌药物总体市场的7.9%;天然产物衍生物抗癌药物市场近14亿美元,占我国抗癌药物总体市场的12.2%。
图3:2015~2019年全球与中国天然产物及衍生物类抗癌药物市场(单位:百万美元)
本数据基于N、NB与ND类抗癌药物共计107个药物的销售额计算,数据来源于IQVIA Analytics Link数据库。数据仅供参考。
天然产物类的抗癌药物中,紫杉醇、睾酮、多柔比星、曲贝替定、亚叶酸钙、巨大戟醇甲基丁烯酸酯、丝裂霉素C、罗米地辛、盐酸氨基戊酮酸以及长春新碱是该类药物中2019年全球销售排名前十的药物,其中紫杉醇和睾酮的年销售额超过10亿美元。
天然产物衍生物中,醋酸亮丙瑞林、Trastuzumab Emtansine偶联药(Kadcyla)、卡非佐米、氟维司群、甲基强的松龙、地塞米松、多西他赛、泼尼松龙、伊立替康以及卡巴他赛成为2019年全球销售排名前十的药物,但也仅有4个药成为重磅炸弹药物(年销售额超过10亿美元)(图4)。
图4:2019年全球天然产物及衍生物类药物销售排名top20的药物(单位:百万美元)
本次以药品通用名统计销售额,包括不同剂型及其仿制药,不包括复方药物
本文其它内容请见《全球药物创新快讯》2020年第5期(总第98期)。
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