楊中興，賀巖，楊龍，陳建超*，孫鐵民*（.沈陽藥科大學基于靶點的藥物設(shè)計與研究教育部重點實驗室制藥工程學院，沈陽 006；.北部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院藥劑科，沈陽 0840）

糖尿病是一種慢性代謝性疾病，特征為患者的血糖長期高于標準值。當胰腺產(chǎn)生不了足夠的胰島素或者人體無法有效地利用所產(chǎn)生的胰島素時，就會出現(xiàn)糖尿病。糖尿病主要分為1 型糖尿?。╰ype 1 diabetes mellitus，T1DM）和2 型糖尿?。╰ype 2 diabetes mellitus，T2DM），T1DM 好發(fā)于青少年，主要是因為胰島β細胞產(chǎn)生胰島素不足導致的，有明顯的臨床癥狀，例如多飲、多尿、多食等[1]。T2DM 主要發(fā)生在中老年人中，比T1DM 更加常見，約占糖尿病的90%～95%，主要是由于胰島素抵抗（胰島素調(diào)控葡萄糖代謝能力）或胰島素分泌不足導致，一般無明顯的臨床癥狀[2]。隨著時間的延長，糖尿病會嚴重損害人體的心臟、血管、神經(jīng)等健康系統(tǒng)。根據(jù)國際糖尿病協(xié)會預(yù)測，至2030年全球成人糖尿病數(shù)量將增加至5.52 億，每年花費將近8250 億美元，已成為全球威脅人類健康的三大慢性非傳染性疾病之一[3-5]。

目前，已有眾多藥物可以用于糖尿病治療，如胰島素類似物、雙胍類、磺酰脲類、格列奈類[6]。然而，傳統(tǒng)降糖藥物存在一些不良反應(yīng)，如胰島素類、磺酰脲類、格列奈類藥物使用不當會引起低血壓，雙胍類藥物易引起乳酸性酸中毒等[7]。這些不良反應(yīng)均會影響糖尿病的治療，因此迫切需要開發(fā)新型降糖藥物來滿足患者的需要。

鈉-葡萄糖協(xié)同轉(zhuǎn)運蛋白（sodium-glucose cotransporters，SGLTs）是一類在小腸和腎臟中表達的葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白，其主要功能是介導葡萄糖的跨膜運輸，已被美國食品和藥品監(jiān)督管理局批準為一類新型降糖藥物，受到了各界廣泛關(guān)注[8]。目前，人體已發(fā)現(xiàn)6 種SGLT 亞型，分別為SGLT1、SGLT2、SGLT3、SGLT4、SGLT5、SGLT6[9]。其中，對SGLT1 與SGLT2 兩種亞型研究較深（見圖1）。SGLT1 主要表達于小腸刷狀緣和腎近曲小管的S2、S3 節(jié)段中，負責在腸腔中轉(zhuǎn)運葡萄糖，重吸收腎近曲小管未被SGLT2 重吸收的10%葡萄糖[10]。SGLT2 主要分布在腎近曲小管S1 部位，完成約90%葡萄糖的重吸收[11]。SGLT1 和SGLT2的共同作用使尿液中的葡萄糖含量較少，若抑制SGLT1 和SGLT2 靶點，則可以減少小腸、腎臟對葡萄糖的重吸收，使過量的葡萄糖可以通過尿液排出體外，從而達到降低葡萄糖閾值效果。

圖1 SGLT1 和SGLT2 在腎單位中的位置和分布及其重吸收能力Fig 1 Location and distribution of SGLT1 and SGLT2 in the nephron and its reabsorption capacity

SGLTs 的研究發(fā)現(xiàn)，通過抑制腸道和/或腎臟葡萄糖重吸收來降低高血糖是一種有吸引力的治療策略。若對SGLT1/2 多靶點進行雙重抑制，既能夠抑制SGLT1 而延緩腸道葡萄糖吸收，又可以抑制SGLT2 而增加葡萄糖的排出，從而有效地降低血糖水平。本文擬對該類新型抗糖尿病藥物的研究進展進行綜述。

1 SGLT1 與SGLT2 轉(zhuǎn)運機制

葡萄糖在人體腎臟中的吸收和重吸收轉(zhuǎn)運體主要分為兩類，即葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白（glucose transporters，GLUTs）和SGLTs。GLUTs 以易化擴散的方式轉(zhuǎn)運葡萄糖，SGLTs 則以主動運輸?shù)姆绞睫D(zhuǎn)運葡萄糖[12]。

1.1 SGLT1 在腸道介導的葡萄糖吸收

SGLT1 在小腸刷狀緣的上皮細胞膜中表達，主要功能為將腸道中的葡萄糖與半乳糖從內(nèi)腔向上皮細胞轉(zhuǎn)運，之后由GLUT2 介導的葡萄糖經(jīng)基底外側(cè)膜轉(zhuǎn)運進入血液，從而進入體循環(huán)[13]。對SGLT1基因敲除小鼠的臨床研究發(fā)現(xiàn)，餐后胃腸道會釋放胰高血糖素樣肽（GLP-1）和抑胃肽（GIP），刺激胰島β細胞增加胰島素的釋放，進一步促進降糖作用[14]。SGLT1 抑制劑可以通過抑制腸道中的SGLT1 減少腸道中葡萄糖的重吸收，以及誘導胰島素分泌刺激因子的釋放，促進葡萄糖向遠端位置的輸送，從而維持葡萄糖的穩(wěn)態(tài)。

1.2 SGLT1 與SGLT2 在腎臟介導的葡萄糖吸收

在腎臟中，葡萄糖則是由SGLT1 與SGLT2共同作用，其主要區(qū)別為SGLT2 為低親和力、高轉(zhuǎn)運的轉(zhuǎn)運蛋白，在腎近曲小管的近端（S1、S2片段）中表達，可以對約90%的葡萄糖進行重吸收[15-16]。而SGLT1 則是高親和力、低轉(zhuǎn)運的轉(zhuǎn)運蛋白，也可以在腎近曲小管的遠端（S2、S3片段）中表達，吸收剩余10%的葡萄糖[17]。其機制主要為細胞外高濃度的Na＋與SGLT1 負電荷位點結(jié)合，再與葡萄糖結(jié)合，形成Na＋-載體-葡萄糖復合物，順Na＋的濃度梯度進入細胞后，在細胞內(nèi)，SGLT1 與葡萄糖和Na＋分離，使SGLT1 還原到原始構(gòu)象狀態(tài)，重新暴露其表面結(jié)合位點，以便再次與葡萄糖結(jié)合。Na＋不斷被細胞側(cè)基底膜的Na＋/K＋-ATP 泵泵出，維持細胞內(nèi)Na＋濃度與胞外濃度差值，這種電位差產(chǎn)生的能量使葡萄糖逆濃度被轉(zhuǎn)運到細胞內(nèi)。細胞內(nèi)的葡萄糖則由位于側(cè)基底膜的載體GLUT2，經(jīng)易化擴散轉(zhuǎn)運進入到組織間隙液。SGLT2 則是結(jié)合一分子的葡萄糖，一分子的Na＋，形成Na＋-載體-葡萄糖復合物，進入到細胞中（見圖2）。

圖2 SGLT1 和SGLT2 轉(zhuǎn)運葡萄糖機制Fig 2 SGLT1 and SGLT2 transport glucose mechanism

1.3 SGLT 抑制劑的開發(fā)

近年來已開發(fā)了多種SGLT 選擇性抑制劑，從第一個SGLT2 選擇性抑制劑——達格列凈上市以來，隨后多個SGLT2 選擇性抑制劑相繼上市（見表1）[18]。它們對SGLT2 選擇性較高，對SGLT1 選擇性較差。關(guān)于選擇性抑制劑SGLT1，Mizagliflozin 是目前最具選擇性的一種，對SGLT1的選擇性是SGLT2 的300 倍[19]。并且Mizagliflozin被認為是不可吸收的腸道SGLT1 特異性抑制劑，顯示出極低的生物利用度（F＝0.02%），而在組織中沒有任何明顯的積累。由于Mizagliflozin 能增加腔內(nèi)葡萄糖和水含量的能力，目前的臨床試驗正在研究使用其作為改善功能性便秘的候選藥物。此外，新開發(fā)的化合物TP043883625，也是不可吸收的SGLT1 抑制劑，在嚙齒動物的口服葡萄糖耐量試驗中，顯著降低了血糖波動[20]。

表1 SGLT2 上市藥物及其SGLT1 抑制劑的研發(fā)Tab 1 SGLT2 listed drugs and development of SGLT1 inhibitors

SGLT1 選擇性抑制劑通過對SGLT1 的抑制有助于降低心力衰竭的發(fā)生，對左心室肥厚和纖維化也起著重要作用[21]。但因具有過強的降血糖作用，不僅對腎臟遠端、腎近端小管有抑制作用，也抑制了腸中葡萄糖的吸收和促進了尿葡萄糖的排泄，從而引起低血糖癥等一些不良反應(yīng)。

SGLT2 抑制劑可增強尿糖排泄來控制患者血糖水平，改善心力衰竭或慢性腎病的效果[22-23]。還有降低血壓、調(diào)血脂、減重等療效，并且不會發(fā)生低血糖的風險，但是SGLT2 抑制劑卻有一些常見的不良反應(yīng)，如泌尿生殖道感染、酮癥酸中毒等[24-26]。因此研究人員正在探索減少SGLTs 抑制劑不良反應(yīng)的新方法。

從代謝角度來看，在正常情況下，單獨抑制SGLT1 的尿糖排泄效果較低。然而，當葡萄糖含量增加，或者腎小管前端SGLT2 被抑制，大量的葡萄糖則會向遠端運輸，SGLT1 對葡糖糖的重吸收比例則會增加到40%～50%，起到補償作用的效果[27-28]。而對SGLT1/2 雙靶點進行抑制，則可將更多的葡萄糖通過尿液排出體外，從而達到更好的降糖效果。故此，對SGLT1/2 雙靶點抑制劑的研究開發(fā)具有較好的應(yīng)用前景。

2 SGLT1/2 雙重抑制劑研究進展

2.1 O-葡萄糖苷類

根皮苷（phlorizin，結(jié)構(gòu)式見圖3）是從蘋果樹的根皮中分離出來的第一個SGLTs 抑制劑，隨后發(fā)現(xiàn)其是SGLT1 和SGLT2 的非選擇性抑制劑[29]。研究表明服用1.0 g 以上的根皮苷會導致尿葡萄糖排泄（urinary glucose excretion，UGE），使空腹和進食的血漿葡萄糖水平趨于正常[30]。但因為根皮苷在腸道吸收差、生物利用度低以及被體內(nèi)的β-葡萄糖苷酶降解為根皮素（phloretin，結(jié)構(gòu)式見圖3），阻礙了藥物吸收到各組織中，故尚未進一步發(fā)展為抗糖尿病治療藥物。需要尋找發(fā)現(xiàn)更多的根皮苷衍生物，改善生物利用度差、容易被降解代謝失活等缺點。

圖3 根皮苷、根皮素和三葉苷的化學結(jié)構(gòu)Fig 3 Structure of phlorizin，phloretin and trilobatin

Wang 等[31]發(fā)現(xiàn)了根皮苷的異構(gòu)體三葉苷（Trilobatin）也是一種O-葡萄糖苷類SGLT1/2 雙靶點抑制劑，可明顯地減少體內(nèi)葡萄糖的吸收（結(jié)構(gòu)式見圖3）。為了研究三葉苷對SGLT1/2 的選擇性，課題組將三葉苷以相同的方式與SGLT1 和SGLT2進行了分子對接（見圖4）。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，三葉苷與SGLT1 的相互作用和與SGLT2 的相互作用相似，結(jié)合位點處有許多相似的氨基酸殘基，表明三葉苷對SGLT1 和SGLT2 沒有選擇性。此外國內(nèi)外的一些研究表明，SGLTs 抑制劑可減少腫瘤細胞中葡萄糖的攝取，從而發(fā)揮抗腫瘤細胞增殖活性，根皮苷也顯示出對大鼠腫瘤細胞顯著的抗增殖特性[32-33]。根據(jù)根皮苷抗增殖特性，課題組對三葉苷的抗腫瘤作用進行了研究。實驗觀察到使用高濃度（超過50 μmol·L－1）的三葉苷促進了人肝母細胞瘤細胞（HepG2）的增殖，細胞的數(shù)量增加了35%，選擇性地誘導了人肝母細胞瘤細胞的增殖，表明了三葉苷對HepG2 并沒有抗增殖的特性。提示并非所有的SGLTs 抑制劑都能抑制腫瘤細胞的增殖，需要進一步研究，評估新型降糖藥物的抗腫瘤潛力。

圖4 三葉苷和根皮苷與SGLT1 和SGLT2 的相互作用Fig 4 Interaction of trilobatin and phlorizin with SGLT1 and SGLT2

Tsujihara 等[34]以根皮苷為先導化合物，進行結(jié)構(gòu)改造，六元糖環(huán)和兩個苯環(huán)之間的連接基團是必須的，把A 環(huán)酚羥基甲基化得到化合物4（見圖5），對SGLTs 仍有一定活性。之后用苯并呋喃環(huán)代替了A 環(huán)，B 環(huán)引入甲基發(fā)現(xiàn)活性較好。為了克服消化道中β-葡萄糖苷酶對化合物的水解，將六元糖環(huán)上的羥甲基酯化，進一步改善藥物在體內(nèi)的活性并且增加對β-葡萄糖苷酶的穩(wěn)定性，基于此設(shè)計想法，得到了SGLT1/2 雙靶點抑制的前藥衍生物（T-1095），其在體內(nèi)可代謝為T-1095A[35]（見圖5）。

Holbrook，1982年，主張把消費體驗分為功能型體驗和享樂型體驗(主要是研究對象不同)，并在此基礎(chǔ)上，主要以享樂型體驗為藍本，創(chuàng)造出重要的4Es理論。

圖5 以根皮苷為先導化合物的結(jié)構(gòu)改造Fig 5 Structural modification with phlorizin as the leading compound

Oku 等[36]對T-1095 進行了代謝方面的研究，T-1095 通過口服吸收進入循環(huán)系統(tǒng)，被代謝為活性形式T-1095A，抑制腎臟中SGLTs 的活性，增加糖尿病動物的尿葡萄糖排泄，從而降低血糖水平。研究發(fā)現(xiàn)T-1095A 的抑制活性（SGLT1：IC50＝0.20 μmol·L－1，SGLT2：IC50＝0.05μmol·L－1）與根皮苷的抑制活性（SGLT1：IC50＝0.16 μmol·L－1，SGLT2：IC50＝0.16μmol·L－1）相當，但T-1095A 的活性卻是T-1095（SGLT1：IC50＝22.8 μmol·L－1，SGLT2：IC50＝2.3 μmol·L－1）的6～120 倍。盡管化合物T-1095A 活性較好，但是仍然沒有克服O-葡萄糖苷類似物藥代動力學不穩(wěn)定的缺陷，無法成藥。

Frick 等[37-38]在專利中報道了一類新的雜環(huán)氟糖苷衍生物SGLT1/2 抑制劑（7）（結(jié)構(gòu)式見圖6），并對此結(jié)構(gòu)進行了改造。在研究中發(fā)現(xiàn)，在六元糖環(huán)的C5 位有氟原子的取代效果較優(yōu)，并對中心的雜環(huán)選取了噻吩、呋喃、吡咯、吡唑等進行了研究，發(fā)現(xiàn)吡唑環(huán)對其活性較好。之后對取代基R1和R2改造，R1選取了羥基、三氟甲基、甲基、氫原子等，R2選取了甲氧基、鹵素、乙基、甲基等，發(fā)現(xiàn)當R1為三氟甲基，R2為甲氧基時活性較好，最終合成了化合物SAR-7226，對人的SGLT1/2 的IC50分別為0.029、0.088 μmol·L－1[39]。

圖6 雜環(huán)氟糖苷衍生物的結(jié)構(gòu)改造Fig 6 Structural modification of heterocyclic fluoroglycoside derivatives

2.2 C-葡萄糖苷類

除了常見的氧-糖苷，碳-糖苷結(jié)構(gòu)在生物活性方面也具有較多的優(yōu)點，如比氧-糖苷具有更高的穩(wěn)定性，在體內(nèi)不易被水解酶降解等，因此碳-糖苷成為結(jié)構(gòu)優(yōu)化的有效策略。

Lexicon 制藥公司以碳-糖苷為結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，研發(fā)出了化合物LP-925219（結(jié)構(gòu)式見圖7），此化合物是小鼠SGLT1/2 的有效抑制劑，其IC50值分別為22.6、0.5 nmol·L－1[40]。通過分別給野生型（WT）小鼠，SGLT1基因敲除、SGLT2基因敲除和SGLT1/2基因雙敲除的小鼠飼喂LP-925219（10 mg·kg－1），并檢測其24 h 的尿糖排泄。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，SGLT1/2基因雙敲除的小鼠UGE 是最大的，SGLT2基因敲除、SGLT1基因敲除和WT 小鼠分別是SGLT1/2基因雙敲除小鼠UGE 的30%、2%和0.2%。每日兩次以60 mg·kg－1劑量給藥可以使SGLT1基因敲除、SGLT2基因敲除和WT 小鼠的UGE 升高至SGLT1/2基因雙敲除小鼠的UGE水平。結(jié)果表明，口服LP-925219 抑制劑可以使哺乳動物的UGE 在24 h 內(nèi)達到最大，與選擇性SGLT2 抑制劑相比，化合物LP-925219 能更好地控制糖尿病患者的血糖。

Lexicon 制藥公司隨后以LP-925219 為基礎(chǔ)，用乙氧基代替甲氧基，得到了活性較好的索格列凈（sotagliflozin，見圖7），對SGLT1 和SGLT2的IC50值分別為0.0018、0.036 μmol·L－1，于2019年4月26日獲歐洲藥物管理局（European Medicines Agency，EMA）批準上市，且為唯一上市的SGLT1/2 雙靶點抑制劑的藥物，在中國處于Ⅰ期臨床試驗狀態(tài)[41]。

圖7 LP-925219、sotagliflozin 的化學結(jié)構(gòu)Fig 7 Structure of LP-925219 and sotagliflozin

Sands 等[42]評估了索格列凈與胰島素聯(lián)合使用治療T1DM 的有效性。選取33 例患者，其中17 名患者使用索格列凈聯(lián)合胰島素治療，16 名患者使用安慰劑聯(lián)合胰島素進行治療。在索格列凈治療組中，注射胰島素的劑量，與安慰劑組治療相比劑量降低32.1%（P＝0.007），同時測得平均每日血糖較低，為148.8 mg·dL－1，糖化血紅蛋白（HbA1c）水平降低0.55%。而安慰劑組胰島素的使用劑量比基線減少了6.4%，平均每日葡萄糖為170.3 mg·dL－1，HbA1c 水平下降0.06%。作為胰島素的輔助藥物，索格列凈可改善血糖控制，減少胰島素劑量，并且不會增加T1DM 患者血糖。

在腎功能不全的患者中，SGLT2 選擇性抑制劑療效不佳，故此Goodwin 等[44]以索格列凈為先導化合物進行了結(jié)構(gòu)改造，設(shè)計出了一種由于口服生物利用度差而停留在胃腸道內(nèi)的SGLT1/2 抑制劑化合物LX2761，在胃腸道內(nèi)局部抑制SGLT1而不影響腎臟中SGLT1/2（結(jié)構(gòu)式見圖8）。保持木糖結(jié)構(gòu)，對雙芳基苷元部分進行改造：① 在近端芳環(huán)上取代鹵素原子X；② 改變遠端芳環(huán)的連接原子Y 和鏈長度n；③ 改變鏈末端的基團Z。發(fā)現(xiàn)用甲基取代鹵素X 基團，對SGLT1 活性更好。連接原子Y 用亞甲基取代氧原子，對SGLT1或SGLT2 抑制活性相似。鏈末端的基團Z 的改變對活性影響較大，官能團不同其口服吸收也不同。當以堿性胺為取代基團時，口服吸收減少，由此設(shè)計了一系列具有酰胺和胺類化合物，其中化合物LX2761 對SGLT1 和SGLT2 均有較好的活性，抑制活性IC50分別為2.2、2.7 nmol·L－1，并在胃腸道表現(xiàn)出特定的SGLT1 抑制作用。

圖8 LX2761 的設(shè)計策略Fig 8 Design strategy of LX2761

Kakinuma 等[45]合成了化合物13，并對其進行了改造（結(jié)構(gòu)式見圖9）。當A 環(huán)上取代基R1被2-OH，R2被4-CH3取代時，其效能得到了增強。在B 環(huán)上討論了不同的芳基取代基的影響，當B環(huán)為苯并環(huán)丁烷，A 環(huán)為2-羥基-4-甲基苯基時，得到了化合物14，顯示出非常高的抑制活性，對SGLT1 和SGLT2 的IC50值分別為4 nmol·L－1與1 nmol·L－1。盡管化合物14 在SGLT1/2 上均表現(xiàn)出優(yōu)異的體外效能，但酚類分子可能通過葡萄糖醛酸化產(chǎn)生Ⅱ期代謝問題[46]。研究發(fā)現(xiàn)當去除R1位的羥基，R2位用Cl 原子取代，得到的化合物15 也能保持較高的活性，對SGLT1 和SGLT2的抑制IC50分別為45、1 nmol·L－1[47]?；衔?5 在小鼠、大鼠、狗和猴子中表現(xiàn)出較好的口服生物利用度，分別為99%、78%、107%、88%。在SD 大鼠中，化合物15 以劑量依賴性方式顯著降低了血糖水平，在ZDF 大鼠中，化合物15 降血糖作用時長可長高達24 h。

圖9 結(jié)構(gòu)式13 的構(gòu)造優(yōu)化Fig 9 Structural optimization of structural 13

Jensen 制藥在2014年發(fā)布的專利US90124-12B2 中發(fā)現(xiàn)了一類化合物16，作為SGLT1/2 抑制劑用于糖尿病的治療，并對其進行了結(jié)構(gòu)改造[48]（見圖10）。選取R1為OH、烷氧基、芳雜環(huán)或鹵素，R2為氫原子、甲基，R3為甲基、烷氧基、鹵素進行研究，發(fā)現(xiàn)當R1為羥基，R2為氫原子，R3為甲基時，活性較優(yōu)，對SGLT1 和SGLT2的抑制IC50分別為117、16 nmol·L－1。后又對其A 環(huán)進行了優(yōu)化，選取了苯并呋喃環(huán)、苯并噻唑環(huán)、2-乙基噻吩環(huán)、2-（4-氟苯基）噻吩環(huán)進行研究，發(fā)現(xiàn)A 環(huán)為2-乙基噻吩環(huán)時活性較好，得到化合物18，對人體腎臟和腸道中的SGLT1 與SGLT2 的抑制IC50分別為97、4 nmol·L－1。

圖10 化合物18 的設(shè)計策略Fig 10 Design strategy of compound 18

針對C-葡萄糖苷類的降糖藥，諾華公司發(fā)現(xiàn)了licogliflozin（見圖11），現(xiàn)處于Ⅱ期臨床試驗階段，對SGLT1 和SGLT2 的抑制IC50值分別為20.6、0.58 nmol·L－1[49]。針對化合物licogliflozin，He等[50]研究了其對T2DM 和肥胖患者的體重、代謝參數(shù)與腸降血糖素激素的影響。共納入130名患者，隨機接受licogliflozin 或安慰劑治療。第一項肥胖患者研究共納入88 位患者，用150 mg qd 的licogliflozin 治療肥胖癥患者，12 周后，較安慰劑組體重降低了5.7%（P＜0.001），并改善了代謝參數(shù)，餐后葡萄糖的波動幅度降低了21%（P＜0.001），胰島素水平降低了80%（P＜0.001），胰高血糖素升高了59%（P＜0.001）。第二項研究納入42 位T2DM 患者，用licogliflozin 15 mg qd 治療連續(xù)14 d，與安慰劑組相比，T2DM 患者的24 h 平均血糖水平降低了26%（P＜0.001），總GLP-1 提高了54%（P＜0.001），PYY 提高了67%（P＜0.05），而GIP 水平降低了53%（P＜0.001）。licogliflozin治療可明顯減輕體重，各種代謝參數(shù)和腸降血糖激素發(fā)生了有利的變化。

Lee 等[51]報道了化合物HM41322（見圖11），并與達格列凈進行對比。HM41322 在體外對人的SGLT2（IC50＝5.6 nmol·L－1）的選擇性是SGLT1（IC50＝54.6 nmol·L－1）的10 倍，其中對SGLT2抑制作用與達格列凈（IC50＝2.9 nmol·L－1）類似，但是卻有著比達格列凈更好的SGLT1 抑制性（IC50＝920.4 nmol·L－1）。在小鼠的藥代動力學研究中發(fā)現(xiàn)，在單次口服劑量為1 或3 mg·kg－1時，HM41322 的最大血漿濃度分別為439 和1830 ng·mL－1，1 mg·kg－1劑量時作用與達格列凈（Cmax＝457 ng·mL－1）類似，并且可以在30 min內(nèi)快速吸收?；衔颒M41322 還可通過抑制腎臟中的SGLT1 和SGLT2 來達到尿糖排泄最大化，在3 mg·kg－1的劑量下，24 h 內(nèi)正常血糖小鼠的最大尿糖排泄為（19.32±1.16）mg·g－1，比達格列凈（10.70±1.16）mg·g－1更加有效。

圖11 licogliflozin、HM41322 的化學結(jié)構(gòu)Fig 11 Structure of licogliflozin and HM41322

有報道指出C-F 鍵的長度（1.39 ?）與C-O鍵的長度（1.43?）非常接近，氟可以充當羥基的等排體[40]。此外，早期的SAR 研究表明，C-芳基葡糖苷的C5 位可進行結(jié)構(gòu)修飾[52]。因此，Xu等[53]對C-葡萄糖苷改造，用氟原子取代C5-羥基，以構(gòu)建C5-氟己糖糖苷的SGLT 抑制劑，如化合物22（見圖12，其中Ar 代表通用的苷元部分）。基于此設(shè)計合成了化合物23，其對SGLT1（IC50＝43 nmol·L－1） 和SGLT2（IC50＝9 nmol·L－1）有著較好的抑制效力。在SD 大鼠的口服葡萄糖耐量試驗（oral glucose tolerance test，OGTT）中對血糖波動有著強烈的抑制作用，當以10 mg·kg－1的口服劑量在db/db 小鼠和高脂飲食喂養(yǎng)的ZDF 大鼠中表現(xiàn)出明顯的降血糖作用。

圖12 新型SGLT1/2 雙靶點抑制劑的設(shè)計Fig 12 Design of a new dual inhibitor of SGLT1/2

此課題組又基于原先的策略，對糖環(huán)以及苷元部分進一步修飾，糖環(huán)C5 位處的氫都被氟原子取代，合成了化合物25[54]?；衔?5 具有雙重抑制活性（SGLT1：IC50＝96 nmol·L－1，SGLT2：IC50＝1.3 nmol·L－1），在口服1 mg·kg－1和10 mg·kg－1的SD 大鼠的OGTT 中，對葡萄糖顯示出強烈的抑制作用，當口服劑量為10 mg·kg－1時，能較好地控制db/db 小鼠餐后的血糖。

之后此課題組對于單氟取代的C-芳基葡萄糖苷進行了改造優(yōu)化[55]（見圖13）。當固定R2為羥基，R3為H 時，R4為甲基時，對R1進行了優(yōu)化。發(fā)現(xiàn)當R1為羥甲基時，SGLT1 和SGLT2 的抑制率分別為IC50＝0.014 μmol·L－1，IC50＝0.004 μmol·L－1，效果較好。選取R1為其羥甲基，R3和R4不變，R2選取了甲基、甲氧基、鹵素等基團進行改造，發(fā)現(xiàn)并沒有羥基取代時效果好。故此，保持R2為羥基。之后用甲基取代了R3的H，其對SGLT1 和SGLT2 的抑制IC50分別為0.015、0.007 μmol·L－1，效果較優(yōu)。最后對R4進行取代，發(fā)現(xiàn)當其為甲氧基時，效果最好，得到化合物27，對SGLT1 的IC50值為0.009 μmol·L－1，對SGLT2的IC50值為0.008 μmol·L－1。

圖13 單氟取代的C-芳基葡萄糖苷的優(yōu)化Fig 13 Optimization of monofluoro substituted C-aryl glucoside

2.3 其他類

Park 等[56]發(fā)現(xiàn)了一種有效的新型合成小分子JP-2266（此結(jié)構(gòu)尚未公開），是高度選擇性的SGLT1/2 抑制劑，對SGLT1 和SGLT2 體外抑制IC50值分別為10.1 nmol·L－1和1.3 nmol·L－1，優(yōu)于索格列凈（36 nmol·L－1和1.8 nmol·L－1）。此外，給大鼠口服5 mg·kg－1的JP-2266 后，顯示出與大劑量胰島素治療組（1.8 U·kg－1）相同的AUC0～4h的降低效果。當分別以10 mg·kg－1的JP-2266 和索格列凈口服重復給藥28 d 后，血糖分別降低49.4%和39.1%。另外，JP-2266治療組的HbA1c 下降到6.4%，優(yōu)于索格列凈治療組（7.2%），表現(xiàn)出較優(yōu)的降血糖效果。

3 總結(jié)

控制血糖可以減緩糖尿病患者的病情，并降低其并發(fā)癥。SGLTs 抑制劑通過抑制葡萄糖的重吸收，從而降低血液中葡萄糖的含量。但因其SGLT 選擇性抑制劑有著不良反應(yīng)的產(chǎn)生，限制了進一步的開發(fā)。SGLT1/2 雙靶點抑制劑相比于選擇性SGLT 抑制劑來說，有著較新的抑制機制，其降糖效果較好，能更好地控制餐后血糖水平，并可以減少不良反應(yīng)的發(fā)生。

根皮苷為第一個SGLT1 和SGLT2 的非選擇性抑制劑，但其生物利用度低、穩(wěn)定性差，故此研究合成了一些根皮苷衍生物，以便改善其缺點。以根皮苷為其設(shè)計思路，合成了O-葡萄糖苷類衍生物，但仍然有藥代動力學及穩(wěn)定性差和對SGLT2 的選擇性不足等缺點，之后用C-糖苷代替了O-葡萄糖苷，研究發(fā)現(xiàn)了一系列活性，穩(wěn)定性較好的SGLT1 和SGLT2 雙靶點抑制劑。不僅可以有效控制血糖，還有其他的臨床發(fā)現(xiàn)，如減重，抗腫瘤細胞增殖等療效。因此，新型降糖藥物SGLT1/2 雙靶點抑制劑有著較好的開發(fā)前景。