崩潰的“前藥”沒有輸

作者|青櫟 來源|醫曜

“潛力”Biotech公司Janux的潰敗，給“前藥”賽道的前景蒙上了一層陰影。

所謂“前藥”，又稱前體藥物，指的是一類本身沒有活性或者活性很弱，但可在生物體內轉化以后，生成具有藥理活性或藥理活性顯著增強的代謝物或原藥（Parent drug）的化合物。

這并非一個新鮮的概念，早在1958年就由英國科學家Adrien Albert系統地提出。其本質是通過化學修飾為活性藥物分子披上一件“隱形斗篷”，使其本身無活性或活性極低，只有在進入體內后經特定生物轉化，才能釋放出具有治療作用的原藥。

雖然“前藥”策略剛經歷了一次潰敗，但卻難掩其在藥物開發中的重要作用，如溶解性差、穩定性低、靶向性不足以及毒副作用大等問題，極有可能通過“前藥”策略解決。尤其是極具潛力的PROTAC藥物，“前藥”策略或許就是答案之一。

一

藥物的“隱形斗篷”

“前藥”的核心價值在于，可以將“脆弱”的分子“隱身化”。

根據修飾方式與激活機制的差異，前藥主要分為三類：生物前藥通過體內代謝激活產生原藥結構，如抗腫瘤藥物環磷酰胺需在肝臟經細胞色素P450酶系活化；載體前藥則將藥物分子與載體通過可裂解化學鍵連接，典型代表包括氨基酸酯類前藥，通過水解酶作用釋放原藥；協同前藥通過可裂解共價鍵將活性藥物與協同成分（無毒性、可增強療效或降低毒性的化合物）結合，體內經酶或非酶作用同步釋放兩種成分，發揮協同治療效應。

根據《Nature drug discovery》的統計，FDA共批準了178款前藥，占所有獲批小分子藥物的9%。其中最大適應癥分類為抗感染藥（33%，58種），其次是化療藥（18%，32 種）、抗高血壓藥（14%，25 種）和抗炎藥（12%，21 種）。

圖：前藥適應癥，來源：《Nature drug discovery》

與傳統藥物相比，前藥策略的優勢在于其成藥能力。許多有潛力的活性化合物因口服吸收率低、首過代謝嚴重、化學性質不穩定或毒副作用大而被埋沒，前藥修飾能夠通過巧妙設計，改善藥物水溶性、提高藥物膜通透性、增加藥物穩定性等繞過這些障礙。例如索非布韋，其原藥因無法成藥而被束之高閣，但通過前藥設計實現了臨床應用，成為丙肝治療的里程碑藥物；阿司匹林通過乙酰化修飾降低胃腸道刺激，成為全球使用最廣泛的解熱鎮痛藥。

頗具潛力的PROTAC技術，一度被認為是生物醫藥領域的革命性技術，但受限于較差的水溶性和較低的細胞滲透性，導致PROTAC分子的藥代動力學(PK)性質較差，進而限制了PROTAC分子在臨床中的應用。不過，ACS Omega期刊上近期公布的一篇文章顯示，前藥策略有望改變PROTAC的成藥難題。

隨著前藥技術的發展，前藥也被用于提高藥物靶向性。前藥設計可以使藥物未到達靶標之前保持無活性形式，到達靶器官靶組織時釋放出活性藥物，這一過程主要依賴疾病組織中過度表達的特異性酶，Janux的JANX007正是基于此設計的前藥抗體。此外，前藥設計還能用于改善藥物動力學性質，例如延長半衰期以減少給藥頻率，或改變給藥途徑以提升患者依從性。

二

前藥迭代史

經過六十余年的技術迭代與市場驗證，前藥技術從最初的化學修飾技巧，轉向了對疾病生物學和人體復雜代謝網絡的系統性理解與利用。從20世紀中葉的簡單酯化修飾，到如今的AI驅動精準設計，前藥技術大致歷經三代躍遷，每一次躍遷都意味著療效與安全性的革命性提升。

初代前藥技術處于簡單酯化階段，如阿司匹林通過水楊酸的乙酰化修飾形成前藥，能夠在減少胃刺激同時提升藥物穩定性。這類設計雖簡單易行，但缺乏靶向控制能力，活化依賴泛表達的酯酶，難以解決組織選擇性難題。

第二代前藥技術以引導結構型設計為標志，通過引入引導結構連接藥物與功能基團，顯著提升設計靈活性。在抗病毒領域，ProTide技術采用芳基-氨基酸酯復合結構保護核苷類藥物磷酸基團，前藥進入細胞后經羧酸酯酶和蛋白酶A水解，觸發分子內環化釋放活性核苷單磷酸，最終磷酸化為三磷酸形式起效。這一設計不僅拯救了原本難以成藥的化合物，更直接催生了索磷布韋這個治愈丙肝的口服藥物。

進入21世紀，前藥技術邁入了第三代，微環境觸發型前藥。這一階段的創新點在于利用疾病微環境或特異性酶代謝路徑進行針對性化學結構設計，實現靶向精準活化。如替諾福韋的新一代前藥丙酚替諾福韋，通過前藥技術實現肝細胞/淋巴細胞靶向遞送，給藥后經肝細胞內羧酸酯酶1（CES1）選擇性在肝細胞內活化，并經淋巴細胞內蛋白酶A選擇性在淋巴細胞內活化，從而提高藥效并降低全身暴露量，尤其是腎毒性較原藥下降90%。

如今，前藥技術已邁入“AI+前藥”的新階段：AI模型可通過深度學習代謝數據，精準預測修飾位點與激活路徑，將臨床前候選化合物篩選周期縮短一半以上；響應性前藥能通過識別腫瘤微環境的pH 差異、特異性酶濃度，實現“按需激活”，避免對正常組織的損傷；更與ADC、雙抗等生物藥深度綁定，如ADC藥物通過毒素前藥修飾降低脫靶毒性，JANX007雖失敗，但其“腫瘤特異性酶激活+雙抗”的設計，仍代表了前藥向生物藥領域延伸的重要方向。

圖：腫瘤細胞靶向遞送功能的前藥設計，來源：藥明康德

隨著技術迭代，前藥已不僅是解決成藥性問題的工具，其市場價值與戰略意義日益凸顯，成為全球創新藥研發中的重要方向。行業數據顯示，全球前藥市場規模持續攀升，預計將從2015年的不足200億美元增長至2025年的約350億美元，年復合增長率穩定在6%左右。

這意味著，前藥策略正從過往的“輔助改良”角色，轉變為驅動源頭創新的引擎之一。尤其在高風險、高投入的腫瘤和中樞神經系統藥物研發中，前藥設計憑借其改善靶向性、降低系統毒性的潛力，正吸引越來越多的資金與研發資源投入，成為創新藥企構建差異化管線和提升臨床成功率的破局點。

三

前藥的未來

前藥技術的持續迭代，正將全球制藥巨頭的目光匯聚于此，而其前景取決于能否實現對未滿足臨床需求的突破與技術瓶頸的破解。

在抗感染藥物領域，由于病原體的不斷進化和耐藥性的增加，開發新型有效的抗感染藥物迫在眉睫。前藥通過優化藥物作用時長與胞內濃度，避開耐藥菌的外排泵機制，顯著提升抑菌活性。例如，2024年10月獲批的首個口服培南類抗生素Orlynvah，就是通過前藥策略提高了藥物的穩定性和口服吸收效果。

在腫瘤治療領域，聯合療法前藥通過將多機制藥物整合為單一分子，實現對腫瘤細胞的多靶點協同打擊。若將化療藥物與免疫調節劑設計成前藥，在腫瘤部位同時釋放兩種藥物，既殺傷腫瘤細胞，又激活機體的免疫反應，提高治療效果；雙靶向前藥更可精準識別腫瘤細胞與免疫細胞，進一步強化免疫治療的特異性與有效性。技術迭代下，可激活影像前藥也嶄露頭角，其融合診斷與治療功能，可實時監測藥效，為腫瘤精準治療提供有力支撐。

在神經系統疾病領域，由于血腦屏障的存在，超90%小分子藥物無法有效遞送。通過精準設計前藥分子，為突破這一困境提供了新路徑：對靶向神經遞質受體的藥物進行親脂性修飾，能增強其穿越血腦屏障的能力，進入腦內后釋放活性成分發揮作用；采用轉鐵蛋白受體介導的靶向修飾或酸性微環境響應設計，更可實現藥物在腦部的特異性富集。在腦腫瘤治療中，該策略還能實現靶向遞送，減少對正常腦組織的損傷。隨著對疾病機制認知深化，前藥策略在阿爾茨海默病等領域的應用前景也愈發廣闊。

不過，前藥技術的未來發展仍面臨諸多挑戰。

首先是代謝個體化的問題，不同個體間代謝酶表達存在顯著差異，導致前藥在人體中的表現與預期不符。JANX007失敗案例，正是由于未能準確預測腫瘤微環境中的酶活性差異，導致療效在擴大樣本后顯著下滑。

其次，腫瘤微環境也存在異質性，如缺氧區域酶表達差異、同一患者不同病灶PSMA表達懸殊等，使得前藥的激活條件難以統一，影響了藥物的全身療效覆蓋。此外，前藥的監管審批要求更高，需對降解產物進行全面調查，增加了研發難度和成本。

面對機遇與挑戰，全球藥企爭先布局。吉利德的ProTide平臺持續迭代，從索磷布韋拓展至乙肝、HIV 領域，2024年推出重磅前藥來那帕韋（Lenacapavir），在用于預防女性感染HIV的關鍵III期臨床中顯示出100%的有效性，驚艷全球。

國內企業也朝著差異化方向奮起直追。長乘醫藥依托GIBP平臺，推出的廣譜抗腫瘤前藥POC101獲批中美IND；柯君醫藥的A-ProX™ AI前藥平臺，整合代謝數據與空間化學模型，研發的抗血小板前藥CG-0255已進入中美同步III期臨床；奧賽康的細胞因子前藥技術平臺SmartKine ®，通過工程改造解決細胞因子類藥物成藥性問題，已有2款創新分子進入臨床。

此外，恒瑞醫藥、信達生物、和黃醫藥等藥企也在前藥領域頻頻布局，在腫瘤、心腦血管等領域取得突破性進展。

前藥技術的終極使命，是讓每一顆藥物分子穿越生物屏障的迷霧，準確到達需要它的地方。這場“潛伏藝術”的未來，屬于能駕馭AI預測、解析個體差異、協同監管創新的探索者，“創新者們”已寫下了屬于自己的序章。

編者按：本文轉載自微信公眾號：醫曜，作者：青櫟