發現年:1993s
引進年:1999(Pfizer,輝瑞)
藥物編錄:非類固醇抗發炎用藥(Non-steroidal anti-inflammatory drug,NSAID)
主要用途:處理骨關節炎(osteoarthritis)、類風濕性關節炎(rheumatoid arthritis)與急性疼痛(例如生理痛 painful menstruation)。
大約有多少人使用過這個藥:超過兩千三百萬人(23 million)
較老的藥物:Aspirin,Ibuprofen(Advil)及 Naproxen(Aleve)
圖2. 止痛藥 celebrex 包裝
非類固醇抗發炎用藥如阿斯匹靈(aspirin)、伊普(ibuprofen)以及拿百疼(naproxen)的作用機轉都是針對花生四烯酸(arachidonic acid,簡稱 AA)轉換成前列腺素(prostaglandins,簡稱 PGs)的生合成過程進行抑制。在人體中有兩種酵素可以催化 PGs 生合成路徑的第一步,那就是環氧化酶(cyclooxygenase)-1 與 -2(簡稱 COX-1 及 COX-2)。雖然 COX-1 與 COX-2 催化著相同的生化反應,但是它們在氨基酸的序列(大約只有六成的序列是一樣的)、組織內的分佈以及生理功能上上確有著明顯的差異性。
COX-1 也被描述成「組織性的(constitutive)」酵素,因為它平均的存在於組織與器官之中,舉例來說,存在於胃裡的 COX-1 控制與調節著胃酸與胃黏液的分泌。相較之下,COX-2 的含量通常都是低的,不過它對於發炎反應的影響層面卻是高的,可以確定的是它在腫瘤細胞或是對於生長或受傷回應因子的刺激會產生回應。腎上腺皮質素類固醇(glucocorticoid steroids)以及抗發炎性細胞激素(anti-inflammatory cytokines)則會抑制(downregulate)COX-2 的表現。
COX-1 及 COX-2 兩者都是與細胞膜相關的蛋白質,他可以直接的與受質 AA 相結合然後直接傳輸。這兩種酵素擁有粗略上類似的受質結合部位(substrate binding sites),不過 COX-2 稍微大了一點,而且形狀也不太一樣。COX-2 在胃裡面並不表現。此外,使用 COX-1 抑制劑的慢性使用者有 1% 的人會出現胃潰瘍與嚴重的胃出血(gastric bleeding),因此研究人員便開始著手進行開發一種只針對 COX-2 的抑制劑。因此在 1999 年,可以選擇性的抑制 COX-2 的藥物出現了,它叫做 celecoxib(Celebrex),這個藥物很快的便成為了治療那些患有阿斯匹靈不受性(cannot tolerate aspirin)或是患有骨關節炎,但卻無法分別 COX1/2 抑制劑患者的福音。
另一個由 Merck 公司開發出來與 celecoxib 打對台的藥物是 rofecoxib(Vioxx),這兩個藥物出現的時間幾乎一樣。然而 rofecoxib 這個藥物在之後的研究中發現會導致約 1% 的患者出現心臟方面的疾病,因此 celecoxib 相較之下是比較安全的用藥之選。1
雖然 COX-1 及 COX-2 與 AA 結合時擁有相同的 3D 幾何構型,不過對於 COX-1 及 COX-2 的抑制劑來說,配位結合(ligand-binding)口袋就顯得不同了。下圖所顯示的是與 celecoxib 這個藥物長的很像的另一個藥物 SC-588 與 COX-2 酵素活性位置(active site)結合時的相對結構圖。2
之所以會有選擇性是因為那個用綠色所標示的苯基磺醯基團(phenylsulfonyl group)在酵素活性位置中會和 His-90、Arg-513 以及 Val-523 這三個氨基酸所形成的口袋相互作用,這對於 COX-1 酵素來說是沒有用的。此外以相同的位置來看,COX-1 是由體積比較龐大的 isoleucine(異白胺酸基)殘基所形成的支鏈所佔據,而不是體積較為嬌小的 isopropyl(異丙基)基團。對於rofecoxib 上面的羰基(carbonyl group)而言,它不會和 Arg-513 有交互作用,反而是和另一個不同位置的基團,也就是 Arg-120 產生作用。
最後附上一張 Celecoxib 及 Rofecoxib 的藥理比較圖:
圖片來源:http://www.medscape.com/pi/editorial/cmecircle/2002/1000/table-1.gif
參考文獻:
1. Int. J. Clin. Oract., Suppl. 2003, 135, 3-8;
2. J. Am. Pharm. Assoc. (Wash). 1996, NS36, 663-667.
3. Aspirin and Related Drugs 2004, 157-180.
4. J. Cardiovasc. Pharmacol. 2006, 47, S72-S75.
5. Drug Saf. 2006, 29, 119-132.
相關連結:
Introduction: Role and Pharmacologic Modification of Cyclooxygenase Activity