硼氨酸

以三氟化硼酸鹽取代並模擬胺基酸中的羧基，不僅在相鄰氨基的作用下提高了三氟化硼結構本身的化學穩定性，而且三氟化硼有效阻斷原有天然胺基酸中羧基的體內代謝過程，進而實現一類具有全新結構的胺基酸功能性疊代分子的開發；基於硼氨酸中三氟硼酸鹽的化學結構特點，通過F-F同位素交換技術可以很容易實現對所有天然胺基酸的同位素示蹤，進而圍繞體內的胺基酸轉運蛋白，深入研究人體營養物質和神經信號通路，探索與胺基酸轉運蛋白相關的癌症、成癮與多重精神疾病的發病機制，並作為新型工具分子探索活體生物正交反應及藥物的可控釋放，實現硼氨酸類疾病診斷與治療的一類新藥研發創製。

基本介紹

• 中文名：硼氨酸
• 外文名：Boramino Acid
• 別名：胺基酸的三氟化硼化合物
• 化學式：RCH(NH3)BF3
• 套用：PET影像示蹤劑 、生物正交反應  、藥物可控釋放 、疾病診斷        、硼中子俘獲治療 等
• 解釋：將天然胺基酸的羧基用三氟化硼取代而成的一類胺基酸衍生物。
• 官能團：氨基、三氟化硼

研發進展

硼氨酸最早源自北京大學劉志博教授在美國國立衛生研究院陳小沅教授實驗室博士後研究期間的原創性研究發現，並成功套用於臨床癌症的精準診斷。劉志博教授因該工作獲得2015年美國核醫學與分子影像學會頒發的Michael J.Welch博士後獎，並於2018年獲得國際中子俘獲治療學會Fairchild Award。三氟化硼基團和羧酸根在電性上表現出高度的相似性，故而硼氨酸與其相應的天然胺基酸在生物識別、轉運上亦表現出相似性。硼氨酸分子類型包括硼甘氨酸、硼丙氨酸、硼亮氨酸、硼脯氨酸、硼谷氨酸、硼谷氨醯胺、硼甲硫氨酸、硼酪氨酸(FBY)、硼苯丙氨酸、硼化硼苯丙氨酸(BF₃-BPA)等系列天然胺基酸的三氟化硼化合物。

代表性硼氨酸與相應胺基酸的分子靜電勢預測結果

其中一類硼氨酸已於2023年8月29日獲得中國國家藥品監督管理局藥品審評中心(CDE)臨床批准(受理號:CXHL2300616)，並於同年9月28日正式獲得美國食品藥品監督管理局(FDA)的臨床批准，是全球首個獲批的硼氨酸藥物、也是全球首個獲批的含有三氟化硼功能性基團的藥物。

硼氨酸結構中特殊存在的三氟化硼基團(BF₃)為胺基酸的放射性標記帶來了極大便捷。相比於臨床廣泛套用的F-FDG、C-MET等傳統的放射性影像分子探針，硼氨酸的放射性標記無需共沸乾燥和色譜純化，一步就可獲得高產率、高純度、高比活度的F標記硼氨酸產品。研究證明硼氨酸和對應的胺基酸在化學性質以及生物性質方面極為相似，使得硼氨酸具備診斷和治療分子形式一致，診療一體可動態、定量對藥物分子在腫瘤區域的富集和體內分布進行可視化監測的功能，從而預測、引導、監控療效，實現放射性影像導航的腫瘤精準診斷和治療，更精確反映藥物分子在體內的代謝動力學分布，對後續治療靶區繪製與治療劑量選擇具有重要指導意義，硼氨酸也因此成為全球生物醫藥領域中的首個獲批臨床的具備診療一體雙重功能的藥物分子。