Miransertib

蛋白质是生命的“分子机器”，其三维结构直接决定功能。结构出问题，疾病就可能找上门。因此，精准预测蛋白质结构，一直是生物学和药物研发的“圣杯”。以AlphaFold2为代表的AI工具横空出世，以前所未有的准确度预测蛋白质结构。但它们真的能“一键解决”药物发现的所有问题吗？一篇来自《Journal of Medicinal Chemistry》的观点文章，深刻剖析了这些AI工具在药物发现中的真正价值与亟待突破的挑战。 01 为什么药物发现离不开蛋白质结构？ 绝大多数药物（尤其是小分子药物）通过与特定蛋白质结合来调控功能。要设计能精准锁定靶点的分子，首先得知道这把“锁”长什么样。 传统实验方法（X射线、冷冻电镜、NMR）耗时费力。目前PDB数据库虽已收录超过17.5万个结构，但对于大量与药物相关的蛋白质，其三维结构仍未解析。 02 AlphaFold2：一个“量子跃迁”式的突破 在2020年CASP14挑战中，AlphaFold2（AF2）技惊四座。对多数靶点，其GDT_TS分数超过90%，接近实验精度，远超其他参赛者。 AF2的核心创新端到端预测：直接输出所有重原子的3D坐标。注意力机制与不变点注意力：更好捕捉长程相互作用。置信度评估：输出预测lDDT分数（plDDT），告诉你每个区域的可靠程度（>70即为高置信度）。自蒸馏与循环：利用自身高置信度预测扩充训练数据，多次迭代加深网络。 具体案例：ERBB2（HER2） 图1A以HER2（乳腺癌靶点）为例，蓝色代表高置信度。AF2对多个结构域（RL1、FLCR、RL2、GFR4）预测极准，这些域在晶体结构中确已解析。图1B是预测的残基间对齐误差。同一晶体结构内的域之间误差小（深绿），而与激酶结构域（单独解析）的相对方位误差大。这说明：域间相对取向仍是难点。 03 现在能帮上什么忙？为“无结构”靶点提供起点：对从未解析的蛋白，AF2提供首个高置信度3D模型，可进行口袋检测、分子对接、虚拟筛选。辅助实验结构解析：已有案例显示，AF2预测作为模板，帮助解析了困扰多年的晶体和冷冻电镜结构。 可以说，AF2极大扩充了结构生物学家的“弹药库”，尤其是人类特有的、缺乏同源模板的蛋白。 04 光环之下：AI还搞不定的五大挑战 作者尖锐指出：预测一个静态结构，远不等于解决药物发现中的真实问题。蛋白质在体内是动态、可被修饰、会与其它分子相互作用的。 挑战一：只给一张“照片”，忽略了多种构象 蛋白质存在多个功能构象（如开/关），药物可能只结合其中一种。 图2A hERG钾通道：AF2仅预测出冷冻电镜中的一种构象，无法给出关闭/失活状态。图2B ABL1激酶：抗癌药伊马替尼只结合“关闭”构象。但AF2所有模型都只预测“开放”状态。 原因：AF2倾向于学习PDB中出现频率最高的状态，无法区分功能状态。 挑战二：无视“化学修饰”这把钥匙 磷酸化、乙酰化等翻译后修饰（PTM）能剧烈改变蛋白结构和功能。案例：MAPK1激酶需要被磷酸化才能激活。AF2学习了所有（磷酸化和非磷酸化）结构后，给出了一个“中间状态”的预测，与真实的功能状态都不符。目前的AI模型无法将PTM作为输入信息，因此无法预测修饰诱导的结构变化。 挑战三：搞不定“多区域协同”和“多体复合物” 大多数人体蛋白由多个结构域（Domain）组成，功能也依赖于与其它蛋白、DNA或RNA形成复合物。案例1：抗癌药Miransertib结合在AKT1蛋白的“PH结构域”和“激酶结构域”之间的口袋里。但AF2预测的这两个结构域的相对方位是错误的。案例2：药物Tafamadis稳定的是四个相同蛋白组成的“四聚体”转甲状腺素蛋白。而AF2只预测单个蛋白，完全看不到药物结合所需的、由四聚化形成的口袋。 挑战四：预测蛋白-配体复合物？路还很长 药物结合时，蛋白质口袋常会发生“诱导契合”般的形变。案例：AMP受体蛋白在结合配体后，一个关键残基的侧链翻转了5埃。AF2给出的预测结构是“结合”和“未结合”两种状态的“平均状态”，不适用于精确的药物设计。此外，AI还无法准确预测所有侧链的方位、水分子的关键作用以及结合强度（亲和力）。 挑战五：误读“致病突变”的影响 一个氨基酸的突变可能导致蛋白失稳、错误折叠，从而致病（如p53肿瘤抑制蛋白）。但所有AI模型都倾向于预测“折叠好的”结构，无法有效预测突变导致的“去折叠”或不稳定。 05 结论：超级助手，而非万能之神 观点鲜明：我们正处于一个激动人心的起点，但远未“解决”蛋白质结构预测问题。 AI结构预测，目前最适合做“加速器”：为没有实验结构的靶点提供高质量起点。辅助实验结构解析。为计算筛选提供候选口袋模型。 但绝不能盲目信任：绝不能仅凭一个AI预测的模型，就启动耗时耗资的药物发现项目，尤其是当项目依赖于构象变化、PTM、多结构域取向、蛋白-蛋白界面或精确的侧链/水分子时。 未来的改进方向是明确的：需要能预测多种构象的集合、能整合PTM信息、能高精度预测多聚体复合物，并能评估动态和稳定性的下一代AI工具。 一句话总结：AlphaFold2等AI工具是药物发现工具箱中一把惊艳的新锤子，但它不能替代所有工具。聪明的工匠知道何时用它，何时换用螺丝刀。 参考原文：Michael Schauperl, Rajiah Aldrin Denny. AI-Based Protein Structure Prediction in Drug Discovery: Impacts and Challenges. Journal of Medicinal Chemistry, 2022.

文章来源:《介入放射学杂志》,2026,35:463-468 作者：沈禹辰，范新东 乙醇（C2H5OH）是一种透明清澈的无色液体，具有特殊的芳香气味，能够与水以任意比例互溶。1894年，乙醇应用于失眠、发热及霍乱的治疗［1］。在现代医学中，利用其对蛋白质的变性作用，75%乙醇广泛应用于消毒领域；高浓度乙醇（浓度>80%）用于神经阻滞（如顽固性三叉神经痛）［2］，脉管畸形的介入栓塞/硬化治疗［3-5］，恶性肿瘤的介入治疗（如晚期不可切除的肝细胞癌）［6］以及房颤的Marshall静脉消融术［7］。此外，乙醇还可应用于解毒治疗（如甲醇或乙二醇中毒）［1］。乙醇栓塞/硬化剂在介入治疗中应用广泛，但其仍然存在较大的发展空间。在未来，无水乙醇的转化医学研究应着重于以下4个方面。 其一，全球范围内，美国食品药品监督管理局最早批准无水乙醇临床治疗肥厚型梗阻性心肌病。日本与英国分别于21世纪初将无水乙醇用于肝癌的栓塞治疗与神经阻滞和甲醇中毒的治疗。欧盟在2012年以三类器械批准了无水乙醇治疗血管畸形。2022年，无水乙醇国内获批用于肾囊肿的硬化治疗（图1）。目前，无水乙醇的临床适应证较窄，一定程度上限制了其临床应用和普及。因此，积极扩大无水乙醇的适应证将势必推动无水乙醇栓塞剂的发展。 其二，由于乙醇的X线透射性，术者无法在血管造影和栓塞过程中肉眼可视，只能凭借经验注射，极大增加了乙醇介入治疗的风险。因此，如何能够在保留乙醇的栓塞/硬化效能前提下，使乙醇获得X线阻射性，进而帮助术者在血管造影下实时监测乙醇的流向将为乙醇的临床应用带来突破。 其三，目前认为脉管畸形的病因多为先天性基因突变（创伤性动静脉瘘除外）。曾经用于肿瘤治疗的靶向药物，如：西罗莫司（雷帕霉素）、曲美替尼等，也逐渐应用于复杂脉管畸形。而乙醇作为一种化学溶剂，将靶向药物溶解于其中制备成载药乙醇注射液，能够在乙醇破坏畸形血管团的同时，将靶向药物直接作用于病变血管内，实现“双管齐下”的效果。 其四，对于高流速的脉管畸形来说，由于“盗血”现象，造成组织缺血、缺氧，继而发生经久不愈的溃疡与坏死。近年来，随着纳米二氧化锰（MnO2)具有过氧化氢酶活性，可以与过氧化氢（H2O2）发生化学反应，生成氧气，缓解微环境的缺氧状态［8］。通过二氧化锰与乙醇结合制备成“富氧乙醇注射液”，将有效改善高流速脉管畸形的治疗效果。 1可视化乙醇注射液（radiopaque ethanol injection，REI）1.1研发的必要性与科学性 由于乙醇X线透射的性质，在介入治疗过程中难以对其进行监控和追踪［9］。对于初学者来说，无水乙醇介入治疗技术不易掌握且学习曲线较长；而术中一旦出现乙醇动脉反流致组织坏死等并发症会给患者带来不可挽救的伤害（图2）。因此亟需研发具有显影效果的乙醇注射液，以便于临床医生实时监控乙醇的注射过程。其理想的产品应同时满足如下4个需求：①在数字减影血管造影技术（DSA）下肉眼可视；②尽量减少患者的碘摄入量；③将乙醇的有效体积分数最大化；④具有优异的稳定性［10］。REI的研发工作不但能显著提升乙醇的应用范围，便于临床医生的操作，更能缩短初学者的学习曲线，最终造福广大患者。 1.2研发思路 对比剂（contrast media）因具有X线阻射的性质而能够良好地反映血管的形态和结构，是介入治疗中最常用的药物之一。对比剂根据其化学性质可分为离子型对比剂和非离子型对比剂，不同的对比剂理化性质不同。Wysoki等［11］发现威视派克（碘克沙醇注射液）在静脉畸形硬化治疗前与无水乙醇混合后会立即发生结晶。他们进一步测试了其他几种对比剂，比如：泛影葡胺、钆双胺、碘海醇和碘肽葡胺，只有泛影葡胺和碘克沙醇与乙醇混合后会出现沉淀。本文选取了4种临床上常用的非离子型对比剂：碘普罗胺、碘美普尔、碘佛醇、碘克沙醇，将4种对比剂的原料粉剂在常温下分别加入到乙醇溶液中，直至饱和。常温下，碘美普尔，碘佛醇，碘克沙醇与乙醇混合后均立即发生结晶，而碘普罗胺与乙醇相容性较好。最终研制的REI，其乙醇体积分数为81.4%，碘浓度为111.3 mg/mL，兼具长期稳定性与体内、外显影能力。 随后，通过实验兔进行了耳静脉硬化实验、耳动脉栓塞实验、兔肾脏栓塞实验、药物代谢动力学实验以及生物安全性评价实验。发现REI能够发挥接近于无水乙醇的栓塞/硬化效能，不会对生物体内代谢造成负担，同时兼具安全性（图3）。在随后进行的一项前瞻性临床预实验中，REI成功地在体内显影，并有效治疗了外周静脉畸形［12］（图4）。 1.3展望 首先，脉管畸形的病因复杂，目前主流认为其病因大多来自于先天性基因突变，而本研究仅在正常血管中进行了临床前实验。如果可以基因条件性敲除为基础，构建脉管畸形的动物模型，并在该模型上进行研究将会使研究更具临床意义。与此同时，构建大型动物的基因突变体更是脉管畸形研究中的关键与难点，相关突破将势必为脉管畸形介入治疗的转化医学提供更广阔的研究前景。 其次，目前制备REI的碘普罗胺原料药晶体较大，在今后的进一步研究中，有望通过制备纳米级别的碘普罗胺，使REI的稳定性更高，同时为乙醇体积分数和碘浓度两个指标提供更宽泛的调整空间。 最后，本研究中REI的适应证为静脉畸形，但也考察了REI在动脉中的栓塞效能。因此，在今后的工作中，有望将REI的适应证扩大至动静脉畸形等高流速脉管畸形。 2载药乙醇注射液（drug-loaded ethanol injection，DLEI）2.1脉管畸形分子机制与靶向治疗 脉管畸形的治疗通常需要采取多模式方法，包括介入栓塞/硬化治疗、手术切除。但是，对于一些范围广泛且合并综合征的脉管畸形，单一的传统治疗方式效果欠佳。近年来，基因测序在诊断和治疗方面的重要性日益凸显，脉管畸形主要涉及PI3K/AKT/mTOR和RAS/RAF/MEK/ERK信号通路等关键基因的突变［13］。针对这些关键基因的突变，可以应用靶向药物来进行治疗，以弥补传统治疗方式存在的不足［14］（图5）。 2.2mTOR抑制剂在低流速脉管畸形中的应用 雷帕霉素（Rapamycin）也叫西罗莫司（Sirolimus），主要通过抑制哺乳动物雷帕霉素靶蛋白复合物-1（mammalian target of rapamycin complex 1，mTORC1）来发挥作用。雷帕霉素作为免疫抑制剂、抗血管生成剂和细胞抑制剂被广泛应用于癌症治疗，器官移植当中［15］。 雷帕霉素目前在静脉畸形中的疗效已有较多报道。作为另一种低流速脉管畸形，雷帕霉素在淋巴管畸形治疗中同样具有较好的前景［16］。 2.3PIK3CA抑制剂在低流速脉管畸形中的应用 在一些低流速脉管畸形患者中，可以检测到PIK3CA基因的突变［17］。来自法国的Guillaume Canaud团队通过构建Pik3ca突变的低流速脉管畸形转基因小鼠模型［18-19］。应用阿培利司（Alpelisib）改善了小鼠器官功能并诱导血管正常化。相比于雷帕霉素，阿培利司治疗后病变范围出现更显著的缩小［20］。在后期的前瞻性临床研究中，所纳入的患者，特别是一些对雷帕霉素治疗抵抗者，其临床症状及病灶范围均得到显著改善［17］。 2.4AKT抑制剂在低流速脉管畸形中的应用 Miransertib（ARQ 092）是一种具有口服生物活性的、高选择性的AKT抑制剂。从6例Miransertib治疗的PIK3CA相关过度生长综合征群患者中获得的原代成纤维细胞显示，Miransertib具有比mTOR抑制剂-雷帕霉素更强的抗细胞增殖活性。有临床研究证明Miransertib可以暂时性改善CLOVES患者和面部浸润性脂肪瘤病患者的临床症状［21］。 2.5KRAS抑制剂在高流速脉管畸形中的应用 KRAS功能获得性基因突变常见于散发性动静脉畸形。法国的Guillaume Canaud团队发现特异性KRAS G12C抑制剂索托拉西布（Sotorasib）在Kras G12C突变的两种小鼠模型中有效减少动静脉畸形体积并提高了生存率。两名患有严重的KRAS G12C突变相关动静脉畸形的成年患者在应用索托拉西布后，症状和病灶体积均显著改善［22］。 2.6MEK抑制剂在高流速脉管畸形中的应用 曲美替尼是美国食品药品监督管理局首个批准用于治疗BRAF突变黑色素瘤的MEK抑制剂。在KrasG12D相关血管畸形的小鼠模型中表明，曲美替尼改善了存活率和血管结构。有些病例报告支持在动静脉畸形中使用MEK抑制剂。伴有MAP2K1突变，且对西罗莫司治疗抵抗的难治性外周动静脉畸形的儿童患者中，曲美替尼有效减少了病变体积。成年患者服用曲美替尼6个月后，伴有KRAS突变的外周动静脉畸形的血流速度和病灶体积明显改善［21］。 2.7预防乙醇诱发的急性肺动脉高压与继发肺动脉重构在应用乙醇进行脉管畸形的介入治疗时，患者术中常出现急性肺动脉高压［23］。以动静脉畸形为例，无水乙醇的单次注射剂量建议不超过0.14 mL/kg，总剂量不超过1 mL/kg。当单次剂量超过0.14 mL/kg或总剂量超过0.5 mL/kg时，肺动脉高压的发生概率大幅增加［24］。 研究表明，在实验动物体内模拟乙醇多次血管内注射，不但会出现急性肺动脉高压，还会发生继发性的肺动脉重构，而预防性给予氯沙坦后，急性肺动脉高压被抑制，同时肺动脉重构病理表型也得到了改善［25］。因此，乙醇诱发的肺动脉高压预防大于干预。 2.8展望 全身性应用靶向药物面临诸多局限，包括生物利用度低、半衰期短、靶点部位药物积累不足、以及对正常组织的毒性。因此，改变给药方式和途径有望改善上述困境：乙醇作为一种天然的溶剂，能够将靶向药物溶解其中，制备成载药乙醇注射液。通过介入的方式，直达病灶，发挥本身栓塞/硬化的效能的同时，将靶向药物直接作用于畸形的血管病灶。一方面能够增加局部的有效剂量，同时减少全身的用药，降低不良反应。此外，着手解决乙醇血管内注射时诱发的急性肺动脉高压，将相关药物与乙醇结合，获得的载药乙醇注射液将为提高乙醇介入栓塞/硬化治疗关键技术的安全性提供新思路。 3富氧乙醇注射液（oxygenated ethanol injection，OEI）缺氧作为实体肿瘤的一个特征，是导致肿瘤快速进展的重要因素。缺氧与多种肿瘤的增殖、血管生成、转移密切相关，促进局部侵袭，产生耐药性，这表明肿瘤的治疗过程需要氧分子改善缺氧状态的肿瘤微环境［26］。 高流速脉管畸形（动静脉畸形，动静脉瘘）由于“瘘”的存在，缺乏毛细血管缓冲，动脉血直接进入静脉系统，导致病灶远端的正常组织缺血，即发生“盗血现象”。由于无法获得动脉血的滋养，病灶远端的组织内形成了一种缺氧的环境。研究表明，这种缺氧的状态会促进局部血管新生，进而促进动静脉畸形病情的进展［27］。 经过设计和合成的智能纳米复合材料在肿瘤的诊疗中已获得可观的效果。各种纳米材料可用作生物医学载体，其中金属氧化物，尤其是二氧化锰（MnO2），引起了广泛关注。因为锰元素是人体必需的微量元素之一，其代谢可由人体有效控制，目前已初步证明二氧化锰在生物医学领域具有良好生物相容性。此外，二氧化锰具有多种结构，如纳米点、纳米棒和纳米片，扩大了其应用范围。利用二氧化锰（MnO2）与过氧化氢（H2O2）的反应性，可以持续生成氧气，有效缓解病灶内的缺氧环境［28］。其化学机制如下： 利用二氧化锰纳米颗粒改善氧供或原位生成氧气，与乙醇结合制备“富养乙醇注射液”，有望在栓塞高流速脉管畸形病灶的同时，解决组织缺氧的问题，进一步提高和巩固介入治疗效果。 4总结 乙醇在现代医学中应用广泛，特别是在介入医学的蓬勃发展下，无水乙醇已逐渐成为一种重要的栓塞剂。作为一种天然的溶剂，乙醇与对比剂，靶向药物，纳米二氧化锰等药物的组合将为其在介入医学中的应用提供更多的可能性，扩大无水乙醇的适应证也势必会为新药研发和转化医学研究构建更广阔的平台。 ［参考文献］（略） （收稿日期：2025-11-27） （本文编辑：新宇）