Cyclic peptide macrocycles
巨環肽、環肽、構形受限肽、肽巨環、「超越五規則」肽
1這是什麼
本頁概述的是一種化學策略，而非一種化合物。這項策略說來簡單：取一段肽，將其閉合成環。
肽是極佳的結合分子。它們的體積夠大，足以覆蓋蛋白質彼此交互作用的寬廣淺平表面——這類交互作用通常是小分子無法阻斷的。但線性肽也是很糟糕的藥物。腸道與血液中的蛋白酶會在數分鐘內將其切斷。它極性太高，無法穿過細胞膜。它在多種構形之間擺盪，因此大部分結合能量都耗費在固定成形上，而非抓住標靶。正因如此，在製藥史的大部分時間裡，肽類藥物若非注射用激素，便一無所有。
環化可同時解決這三個問題。將鏈閉合成巨環，可去除外肽酶攻擊的游離末端，並約束主鏈，使內肽酶無法將其嵌入活性部位。它將分子鎖定於一種或少數幾種構形，因此結合時付出的熵代價小得多——從而提高親和力與選擇性。此外，受限的環可將極性醯胺基團向內摺疊，與自身形成氫鍵，對外呈現極性較低的一面，這正是部分巨環得以穿過細胞膜的原因。
大自然遠比藥物化學家更早發現這一點。Cyclosporine、daptomycin、vancomycin、echinocandins、polymyxins 與 bacitracin 皆為天然環肽或脂環肽，其中數種能經口吸收，而同等大小的線性肽皆無法做到。現代這個領域是其刻意設計的版本：針對選定標靶篩選龐大的合成巨環化合物庫，再優化其環結構。
2推測的作用機制
此類別的優勢，精確陳述如下：
3研究顯示了什麼
天然產物環肽
經設計與半合成的環肽藥物
口服巨環肽
雙環肽與釘合肽
肽展示技術
4已報告的副作用與交互作用
文獻報告
此類別並無全類別通用的安全性概況，聲稱有此概況是錯誤的。各成員的不良反應取決於其標靶，而非其化學結構：cyclosporine 因抑制鈣調磷酸酶而導致腎毒性與免疫抑制；daptomycin 會導致肌肉病變並使肌酸激酶升高；pegcetacoplan 與 zilucoplan 等補體抑制劑帶有腦膜炎雙球菌感染風險，且需接種疫苗；eptifibatide 會導致出血與血小板減少症。請閱讀個別肽檔案。社群報告
在類別層級沒有有意義的內容。確實存在的類別層級模式（審慎陳述）.
交互作用。 依成員而異。唯一值得提出的一般性陳述是：大型、親脂性的天然環肽，其交互作用紀錄比小型設計環肽更差。
研究者常監測的指標
不存在全類別通用的監測指標組合，自行編造一套會造成誤導——監測依標靶而定，而非依環結構而定。在類別層級值得說明的是：
| 指標 | 為何受到關注 |
|---|---|
| 監測指標依作用機制而定。補體抑制劑需要溶血指標（LDH、血紅素、網狀紅血球）及腦膜炎雙球菌疫苗接種紀錄；鈣調磷酸酶抑制劑需要肌酸酐、eGFR 及藥物谷濃度；該抗生素需要肌酸激酶；該 PCSK9 抑制劑需要血脂檢查。各肽檔案會列出其各自的指標 | |
| 治療藥物監測對天然產物巨環而言格外相關。Cyclosporine 谷濃度監測是標準做法，因為其吸收變異大且治療窗狹窄。吸收不穩定是經口吸收巨環反覆出現的特性，因此這個問題也會在新型口服藥物上再次出現 | |
| 抗藥物抗體 | 非例行檢查，但對於任何出現不明原因療效喪失的肽類藥物，是值得考慮的檢測項目。 |
| 腎功能與肝功能 | 與此類別大多數成員相關，因為清除途徑決定暴露量，且數個成員本身具腎毒性或經肝臟代謝。 |
| 口服巨環的胃腸道耐受性 | 這屬於劑型問題而非實驗室檢測項目，但卻是最新成員在實務上的限制因素。 |
對所有人免費。安全資訊絕不設付費牆。
5劑型與操作處理
類別層級的任何內容皆無法套用於特定產品。環肽在溶液中及室溫下通常比大小相當的線性肽更穩定，這也是其吸引人的原因之一，但每一種已核准產品都有其仿單所規定的儲存與調製要求——從預充式皮下注射針筒、由醫院調製的靜脈輸注，到含吸收促進劑的口服錠劑。此類別中任何已核准成員皆不存在自行調製的情境，此處也無法負責任地提供任何一般性指引。各產品的實際處理方式請參閱個別肽檔案。
6常與之一同研究的化合物
本資料庫中具專屬肽檔案的已核准及後期開發成員： - Pegcetacoplan——聚乙二醇化環肽，補體 C3 抑制劑。 - Zilucoplan——巨環肽，補體 C5 抑制劑。 - Motixafortide——環肽 CXCR4 拮抗劑。 - Eptifibatide——環狀七肽血小板 GPIIb/IIIa 抑制劑。 - Cyclosporine——天然環狀十一肽鈣調磷酸酶抑制劑。 - Daptomycin——天然環狀脂肽抗生素。 - Enlicitide（#247）——口服巨環肽 PCSK9 抑制劑，後期開發階段。本資料庫其他部分涵蓋的相關策略：用於延長半衰期的脂質化與白蛋白結合（見 semaglutide（#3）、insulin icodec（#241））、Fc 融合（insulin efsitora alfa（#242）），以及用於標靶遞送的肽-藥物複合物（melflufen（#248）、ANG1005（#249））。
僅為資訊性交叉連結，並非組合搭配建議。
7各地區法規狀態
| 地區 | 狀態（查核於 —） |
|---|---|
| 美國 | 多個已核准成員（cyclosporine、daptomycin、eptifibatide、pegcetacoplan、zilucoplan、motixafortide 等）。數個仍在研究中，包括處於第 3 期的口服巨環肽 |
| 歐盟 | 相同的已核准成員已獲授權；研究中產品線與美國平行 |
| 英國 | 相同的已核准成員已獲許可 |
| 澳洲 | 相同的已核准成員已在 TGA 註冊 † |
| 南非 | 數個已核准成員已在 SAHPRA 註冊；涵蓋範圍較美國／歐盟為窄 † |
| 運動 | 依成員而異。無論是否為環狀，肽類激素與生長因子皆屬 WADA S2 禁用類別；此處多數環肽藥物與運動表現無關，未被列入。任何未經核准的物質皆屬 S0。請查閱最新清單以確認特定化合物 |
8尚未解答的問題
- 口服巨環肽能否帶來臨床結果上的益處，而不僅是替代指標的變化——enlicitide 心血管結果試驗是第一次真正的檢驗。
- 口服生體可用率問題能否普遍解決，抑或每一個成功的口服巨環都仍將是個別量身打造的成果。
- 能否使巨環可靠地觸及細胞內標靶，這將開啟目前被視為無法成藥的大量蛋白質-蛋白質交互作用。
- 此類別能否在不依賴獨立穿梭平台的情況下解決中樞神經系統遞送問題。
- 當口服巨環進入人群規模的適應症後，其製造成本與規模和小分子及抗體相比如何。
- 產生這些化合物庫的展示技術，能否找到小分子與抗體都無法處理的標靶，這是此類別潛力最有力的版本。
9參考文獻
- 1Vinogradov AA, Yin Y, Suga H (2019). Macrocyclic peptides as drug candidates: recent progress and remaining challenges. J Am Chem Soc. PubMed · DOI
- 2Zorzi A, Deyle K, Heinis C (2017). Cyclic peptide therapeutics: past, present and future. Curr Opin Chem Biol. PubMed · DOI
- 3Driggers EM, Hale SP, Lee J, Terrett NK (2008). The exploration of macrocycles for drug discovery — an underexploited structural class. Nat Rev Drug Discov. PubMed · DOI
- 4Muttenthaler M, King GF, Adams DJ, Alewood PF (2021). Trends in peptide drug discovery. Nat Rev Drug Discov. PubMed · DOI
- 5Over B et al. (2016). Structural and conformational determinants of macrocycle cell permeability. Nat Chem Biol. PubMed · DOI
- 6Johns DG et al. (2023). Orally bioavailable macrocyclic peptide that inhibits binding of PCSK9 to the low-density lipoprotein receptor. Circulation. PubMed · DOI
- 7Huang Y, Wiedmann MM, Suga H (2019). RNA display methods for the discovery of bioactive macrocycles. Chem Rev. PubMed · DOI
- 8Walensky LD, Bird GH (2014). Hydrocarbon-stapled peptides: principles, practice, and progress. J Med Chem. PubMed · DOI
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