引言
氯吡格雷是由赛诺菲与百时美施贵宝联合开发的新一代血小板聚集抑制剂，用于治疗动脉粥状硬化性疾病、急性冠状动脉综合征和血栓性并发症等。选择性地抑制ADP与血小板受体的结合及抑制ADP介导的糖蛋白GPⅡb/Ⅲa复合物的活化，而抑制血小板聚集，主要用于治疗动脉粥状硬化性疾病、急性冠状动脉综合征和血栓性并发症等。年在美国率先上市，凭借疗效好、不良反应小等优点，上市第四年销售额就已接近20亿美元，年全球销售总额达更是达到了99.3亿美元的峰值。给赛诺菲带来了巨大的财富,同时也对赛诺菲的进一步发展起到了积极的促进作用。
“噻吩并吡啶”类化合物的意外之喜
70年代初期，人类经历了历史上的第一次石油危机，很多化工巨头为了缓解生存危机，纷纷加入了多元化的潮流。40年前的埃尔夫·阿奎坦（ElfAquitaine）是一家法国国立的石油巨头，在多元化的潮流之中，他收购了Labaz,Castaigne和Robilliart等制药企业和一些化妆品制造公司，并以此为基础组建了一个名为“Sanofi”（赛诺菲）的子公司。
当时，赛诺菲刚成立不久，主要靠做仿制药存活，公司指派FernandEloy负责制备抗炎药替诺立定（Tinoridine）的类似物的开发。替诺立定属于一类被称为“噻吩并吡啶（Thienopyridine）”的化合物，稳定性不好，但当时该项目组认为它有改进空间。于是，FernandEloy博士以非甾体抗炎药替诺立定的结构为基础，对新一代的非甾体抗炎药进行了开发，合成了一系列的类似物。但通过大量的动物实验进行筛选之后发现这些类似物竟然都没有抗炎或者镇痛的作用！比较幸运的是，在一次偶然的试验中，科学家们发现一些类似物具有抗血小板聚集的功效。但是当时的主流医学认为血小板聚集与血栓形成和心血管疾病没有关系，血管痉挛才是动脉粥样硬化临床并发症的主要原因。抗血小板药物在当时还是有一定开发价值的，所以项目挑选了其中最有活性的化合物进行开发。经过5年坚持不懈的努力，噻氯吡啶（ticlopidine，商品名：Ticlid）于年在法国上市，Ticlid也因此成为赛诺菲历史上的第一个创新药。随后，该产品在全球范围内使用，并于年进入美国市场。
氯吡格雷的问世
但是随着噻氯吡啶上市后的广泛使用，出现了血栓性血小板减少性紫癜和白细胞极度减少等一系列不良反应,致死率高达五分之一，结合噻氯吡啶的用量，让FDA意识到使用噻氯吡啶的风险很大，虽然当时的噻氯吡啶没有被立即撤市，但是FDA为该产品加上了黑框警告，这样一来，人们当然会主动规避使用Ticlid，故噻吩并吡啶类后续药物的开发迫在眉睫。与此同时,FernandEloy负责的项目组在完成噻氯匹定的研发之后，也还在继续改造该产品以期获得更好的效果。该项目组共合成了一千多个噻氯匹定的类似物，通过动物模型筛选，只有8个化合物进入了I期临床，而临床数据显示只有一个代号为PCR的候选药物显示出了比噻氯匹定更强的药效和更好的耐受性。进一步的II期临床研究证实了其强大的抗血小板凝聚作用。而此时的PCR仍是一对光学异构体,后来在该项目组的无数次尝试下，利用结晶法，终于从PCR中将其R构型和S构型分离了出来。并通过测试发现,其R构型在动物试验中的耐受性较差，S构型具有抗血小板和抗血栓形成作用。可喜可贺的是当时血小板凝聚在动脉血栓形成中的作用也已被业界广泛接受，为许多抑制血小板功能的药物提供了理论基础。在各种动脉血栓形成模型中，PCR表现出了与服用剂量相关的抗血栓活性，比噻氯匹定更有效，是阿司匹林活性的倍左右。时任赛诺菲研发总监的皮埃尔·西蒙内（PierreSimon）果断决定终止PCR的研发，转向其S构型的研制。该公司从年开始进行右旋对映体的开发，年，赛诺菲和百时美施贵宝合作在美国启动氯吡格雷的市场战略，临床试验的喜报一波又一波，所有数据显示氯吡格雷效果出色、安全性良好。于是该公司在年春向FDA提出新药上市申请，基于数据的完美，本品通过优先审评，7个月后被批准上市，经过10年的临床研究之后，这个右旋体被命名为波立维（Plavix，亦称氯吡格雷，Clopidogrel），被视为传奇药。年氯吡格雷在全球上市，用于缺血性心血管事件的二级预防。氯吡格雷（clopidogrel），化学名为(S)-α-(2-氯苯基)-6，7-二氢噻吩并[3，2-C]吡啶-5（4H）乙酸甲酯，临床用其硫酸盐。值得一提的是，氯吡格雷是一种前药，其在上市之初仍没有对其活性代谢产物有着详细的认知，而在上市后的几年内，通过进一步的研究终对其体内代谢过程有了更为清晰的了解。
图1氯吡格雷的结构图（图片来源：维基百科）
图2从替诺立定到噻氯匹定到氯吡格雷
图3硫酸氢氯吡格雷结构图
氯吡格雷的合成之路
目前，报道氯毗格雷合成路线的文献非常多,在众多的文献报道中，主要的合成路线有三条，下图是整体上归纳总结的氯毗格雷的合成路线关系图：
图4氯毗格雷合成路线图解
真正认识“氯吡格雷”
随着后续的研究发现，氯吡格雷其实是一种前药，前药是无药理活性的，它需要经肝代谢成另一种化合物后才能发挥药效。氯吡格雷口服后，经十二指肠部位吸收，多重耐药基因MDR1（mutidurgre-sistance）或三磷酸腺苷结合盒蛋白B家族成员1（ATP-bingdingcassettesub-familyBmember1，ABCB1）编码的P-糖蛋白（P-gp）是氯吡格雷吸收过程中的主要屏障。它的活性代谢物不稳定，能不可逆地抑制血小板，从而影响血小板的寿命。但是当时并不清楚其活性代谢物的化学结构、受活性代谢物影响的血小板受体以及参与这一过程的酶（CYPs）的活性代谢物。直到年才分离并表征了活性代谢物，其血小板靶点也在年被鉴定为ADP的P2Y12受体。
图5氯吡格雷的前世今生
氯吡格雷吸收进入体循环后在肝脏内迅速代谢，约85%通过酯酶水解为无活性羧酸衍生物，余下的大约15%在细胞色素P（CYPs）的催化作用下被代谢。其他几种代谢产物被分离出来，但只有一种被鉴定为氯吡格雷的活性代谢产物，命名为H4。有研究发现，在肝脏合成的一种酯酶，与血液中的高密度脂蛋白有关，是硫内酯形成H4的速率决定酶。H4的代谢级联始于噻吩环的CYP酶介导的氧化，所产生的不稳定的S-氧化物重新排列成一个硫内酯（SR）的开环，以提供不稳定的硫醇H4。
图6氯吡格雷的代谢流程图
在体外，CYP介导的硫内酯环的开环会产生四种硫醇异构体，即具有外环双键的Z构型的两个顺式非对映异构体H3和H4以及具有双键的E构型的两个反式非对映异构体H1和H2。由于氯吡格雷治疗的患者血浆中的H1和H2不能被检测到，并且H3代谢产物不活跃，因此推断出H4异构体是与临床相关的氯吡格雷活性代谢物。
氯吡格雷主要通过两步反应转变成有活性的代谢产物。第一步，通过CYP1A2、CYP2B6以及CYP2C19的催化作用，氯吡格雷前体药物被氧化为硫内酯衍生物（2-氧-氯吡格雷），上述三种酶所发挥的作用大小比例分别是35.8%、19.4%和44.9%。第二步，2-氧-氯吡格雷在CYP2B6、CYP2C9、CYP2C19以及CYP3A4的作用下γ-硫代丁内酯环被水解，转化为有活性的硫醇衍生物H4，此反应中四种酶的作用大小比例分别是32.9%、6.8%、20.6%以及39.8%。临床研究表明，CYP3A4/5和CYP2C19的作用最大，是氯吡格雷氧化为活性代谢物的重要原因。CYP2C19可能是氯吡格雷转化为中间硫内酯的最重要的CYP，而CYP3A4可能是该硫内酯转化为中间硫内酯的最重要CYP，从而产生活性代谢物H4。其中CYP2C19在两步代谢过程中分别起到44.9%和20.6%的作用，它对氯吡格雷起效发挥了关键作用。而CYP2C19存在基因多态性，会导致该酶功能的减低或缺失，因此会影响氯吡格雷的疗效，直接影响心血管事件的发生，也是引起某些患者反复发生支架内血栓的原因。
图7氯吡格雷的代谢流程图
图8氯吡格雷的代谢流程图
临床应用
血栓性疾病(thromboticdisease)是一种常见的心脑血管疾病，包括血栓形成和血栓栓塞两种病理过程，是由指循环血液中的有形成分在心脏或血管内形成异常血凝块的过程。生成的血凝块称为血栓，血栓从局部脱落随血流至前方血管内堵塞部分或全部血管腔，导致血栓栓塞，血栓性疾病可由先天性及获得性原因所致，其发病率及病死率远高于出血性疾病。具有发病率高、发病年轻化、症状重、易复发及家族遗传性等特点。
目前，我国因血栓性疾病导致的死亡已占全球总死亡人数的51%，远超过肿瘤、传染性疾病、呼吸系统疾病等造成的死亡，血栓难以检查，隐蔽性高，一旦发病重则猝死，轻则导致终身瘫痪！因此被称为无形的杀手。
有研究表明，血小板过度活化和凝血系统激活是血栓形成和血栓栓塞过程中起决定作用的两个重要环节，在血栓形成及血栓性疾病的发生、发展中起到重要作用，两者在体内密切联系，凝血系统激活后产生的凝血酶是强有力的血小板活化因子，血小板活化后又促进凝血过程。
而抗血小板药是具有治疗和预防功能的抗血栓药物，在抗血栓领域具有非常重要的地位。长期应用此类药物可显著降低心脑血管事件的发生率和病死率。目前抗血小板药中，阿司匹林和氯吡格雷的应用最广。阿司匹林的价格便宜，起效慢，对胃肠刺激大，氯吡格雷起效快，对胃肠刺激小，但价格略高。
氯吡格雷是目前临床上最广泛使用的抗血小板药物之一，主药用于治疗动脉粥样硬化疾病、急性冠状动脉综合征和血小板并发症等。用于预防和治疗因血小板高聚集引起的心、脑及其他动脉循环障碍疾病，如近期发作的脑卒中、心肌梗死和确诊的外周动脉疾病。事实证明，这可以降低这些患者新缺血性卒中（致命与否）、新心肌梗死（致命与否）和其他血管性死亡的联合终点发生率。它还与阿司匹林联合用于治疗新的/恶化的胸部。疼痛（新发心脏病，不稳定心绞痛），并在某些手术（如心脏支架、冠状动脉旁路移植术、球囊血管成形术）后保持血管开放，防止血栓形成。它的耐受性明显好于它的前身噻氯匹定。
阿司匹林氯吡格雷联合疗法
阿司匹林联合氯吡格雷是目前临床上治疗心脑血管疾病中抗血小板治疗的标准组合。目前临床应用的新型抗血小板药物是新型P2Y12受体拮抗剂，包括口服的替格瑞洛、普拉格雷和静脉应用的坎格雷洛。需要注意的是，尽管在欧美冠心病(特别是急性冠状动脉综合征)治疗指南中优先推荐替格瑞洛和普拉格雷，但这些较新型的P2Y12受体拮抗剂目前均不推荐与口服抗凝血药(包括华法林)合用。因此，当需要联合应用华法林及单联或双联抗血小板药物时，应使用阿司匹林和(或)氯吡格雷。使用阿司匹林和氯吡格雷双重抗血小板治疗已经成为急性冠状动脉综合征或接受PCI手术患者动脉粥样硬化血栓形成疾病主要的二级预防措施。然而，尽管这种组合有效，但动脉粥样硬化血栓形成疾病事件仍然发生，这就促进了新型抗血小板药物的研发。随着对血小板生物学功能及血小板黏附、激活和聚集有关的因素和途径的逐步深入了解，相信未来更安全、有效的新型抗血小板药物能够为临床提供更多、更有力的帮助。不断累积的有关抗血小板药物优势及限制的临床证据，以及新型药物和治疗技术的不断出现，会改善这类患者抗血栓的治疗方案。
专利期满，问题仍在
氯吡格雷于年在美国率先上市，凭借疗效好、不良反应小等优点，上市第4年销售额就已接近20亿美元，年全球销售额接近亿美元。但是自年5月17日美国核心化合物专利到期后，其销售额断崖式下滑。
所谓树大招风,波立维如此优异的市场表现必然令人眼红。FDA于年5月17日批准了血小板聚集抑制剂波立维仿制药的生产。Reddy博士实验室，Gate，Mylan和Teva已获得FDA批准的mg氯吡格雷的生产。Apotex公司，Aurobindo制药公司，Mylan，Roxane实验室，Sun制药公司，Teva以及Torrent已获得75mg氯吡格雷生产的批准。
其实，早在年该药物首个申请者ApetoxApotex公司就认为氯吡格雷基本化合物专利US无效，并向FDA递交仿制药申请，希望获批生产和销售氯吡格雷仿制药。年FDA宣布批准Apotex公司获得FDA的批准，但是仅仅在3周内向市场供应了大约6个月用量的氯吡格雷。虽然联邦法庭下令停止Apotex公司铺货，但分销渠道中的药品没有被召回。这就造成了年赛诺菲的波立维销售额的下滑，由此产生了其与赛诺菲-安万特、百时美施贵宝两家公司之间的专利侵权与维权的轰轰烈烈的争斗。本案虽已尘埃落定,但这起医药界常见的挑战专利和维权案例令人深思。Apetox公司的氯吡格雷仿制药产品在美国尽管仅生存了短短3周时间,但却占领了全国3/4的市场。我们简单地回顾一下赛诺菲/BMS与APOTEX的血泪交锋史。这场对决的结果，不仅让赛诺菲损失上亿美金，更直接导致百时美CEO的下台。
硫酸氢氯吡格雷的原研公司法国Sanofi-Aventis公司针对硫酸氢氯吡格雷在世界范围内共申请了28项（族）专利。其中，包含硫酸氢氯吡格雷的基本化合物专利——US，保护了氯吡格雷的右旋异构体、及其盐和组合物，该专利已于年5月17日过期。在美国FDA的桔皮书中相关专利中还有2项是有效的，如下表所示：
目前无法通过体外高通量筛选噻氯匹定和氯吡格雷，因为它们必须转化为一种活性代谢物，这种代谢物非常不稳定并且不易储存。而且，其结构不能通过合理的药物设计从头开始预测，只有体内筛选才能检测到这些药物。一些研发团队非常不愿意开发这种具有结合蛋白质的活性代谢物的高代谢候选药，他们担心活性代谢物的形成依赖于酶，而酶可以被一些联合用药诱导或抑制，从而导致潜在的有害药物。
同时研究发现用药后，反复洗涤后的血小板仍表现出抑制作用，故早期认为噻氯匹啶和氯吡格雷的活性代谢物对其作用靶点有不可逆性的影响。在停止口服这些药物几天后血小板抑制仍然可以被检测到。很快研究发现这些药物对血小板的抑制作用是永久性的，即血小板在其剩余的寿命时间内受到影响。有人怀疑，这种不可逆的作用是由于活性代谢物与受体之间形成了共价键。多年后，当人们发现活性代谢物含有一个自由硫醇基团，通过与细胞外半胱氨酸残基形成二硫键使P2Y12ADP受体失活，最可能是在受体的第一个细胞外环内。因此，拮抗剂作用的持续时间由受体转换率决定，而不是由游离药物或活性代谢物的清除决定。虽然共价键药物有很多的优点，但目前共价键药物很少设计用于治疗除了癌症外的其它疾病。传统理念认为，除了生死攸关的疾病外，共价键药物对蛋白质不可逆转的结合造成的未知影响风险较大。
小结
百亿美元的销售，传奇药是许多人对氯吡格雷的第一印象；更优的疗效、更少的不良反应是氯吡格雷的绝对优势；整体上来说，氯吡格雷绝对是一个“好药”，且从发现至今，后续药物尚无法对其超越，更可以看出这一小分子的发现，对人类健康的影响。即使今天，又上市了许多P2Y12受体拮抗剂，但氯吡格雷的地位还是坚不可摧；而产品的进一步优化是下一阶段的目标。目前多家公司的研究使共价键药物的优点逐渐凸显出来，为其作用机制带来了更深入的理解，相信这些对于提高共价键药物的选择性、减少或消除脱靶效应大有帮助。希望不久的将来，共价键药物将以其特殊的优势大放光彩，为人类与疾病的战争增添强有力的武器。
参考资料
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