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为解决纤维化、炎症、癌症及衰老等疾病难题，研究人员开展 PAI-1 抑制剂研发。从虚拟筛选到临床候选药 TM5614，其在 CML 等多种疾病中显效，有望突破治疗瓶颈，为多领域疾病治疗提供新方向。
在生命科学与医学领域，人类对疾病机制的探索从未停歇。纤维蛋白溶解系统中纤溶酶原激活物抑制剂 - 1（PAI-1）如同一位 “神秘的破坏者”，不仅参与血栓形成，还与纤维化、炎症、肿瘤微环境调控及衰老进程紧密相关。以慢性髓性白血病（CML）为例，尽管酪氨酸激酶抑制剂（TKI）显著改善了患者生存，但白血病干细胞（CML 干细胞）躲在骨髓微环境中 “休眠”，导致停药后复发，患者需终身服药，伴随药物副作用与经济负担。实体瘤治疗同样面临挑战，免疫检查点抑制剂（如抗 PD-1 抗体）虽开创癌症治疗新篇，但响应率有限、副作用显著，且肿瘤细胞易产生耐药。衰老相关疾病更是随着人口老龄化成为社会重担，细胞衰老背后似乎也有 PAI-1 的 “推波助澜”。
为突破这些困境，来自多机构的研究人员围绕 PAI-1 展开了长达数十年的攻关。研究团队基于人 PAI-1 的 X 射线晶体结构，结合计算机虚拟筛选技术（in silico approach），从约 200 万种虚拟化合物中筛选出 96 个 PAI-1 抑制候选化合物，经活性与安全性评估，确定口服安全的 TM5275 为先导化合物。随后十年间，通过结构优化合成超 1400 种衍生物，最终筛选出临床候选药物 TM5614，并完成非临床安全性研究。相关研究成果发表在《Biomedical Journal》。
研究中主要采用的关键技术方法包括：基于结构的药物设计（利用 PAI-1 晶体结构信息）、虚拟药物筛选（in silico 筛选虚拟化学库）、体外（in vitro）与体内（in vivo）生物学筛选（评估抑制剂活性）、药物合成与制剂（GMP 标准制备试验药物）、非临床安全性评价（GLP 标准毒理学试验）以及多阶段临床试验（Phase I-III）。此外，研究涉及多种疾病模型，如 CML 小鼠模型、恶性黑色素瘤小鼠模型等，并结合临床样本分析（如血液样本分子检测）验证机制与疗效。
1. PAI-1 抑制剂临床候选药物（TM5614）的开发
通过 X 射线晶体结构分析发现，研发的 PAI-1 抑制剂可插入 PAI-1 分子中的玻连蛋白（vitronectin）结合位点，抑制 PAI-1 与玻连蛋白结合，促进 PAI-1 分子降解。从苗头化合物筛选到结构优化，历经超 20 年研发，TM5614 通过多阶段验证，展现出高效低毒特性，为后续临床研究奠定基础。
2. PAI-1 抑制剂与癌症干细胞：慢性髓性白血病
研究发现 PAI-1 在骨髓微环境的造血干细胞中高表达，通过抑制细胞内丝氨酸蛋白酶弗林蛋白酶（furin），阻碍造血干细胞释放与分化。PAI-1 抑制剂可激活 furin，进而激活膜型基质金属蛋白酶，促使造血干细胞从骨髓微环境释放并分化。基于此，提出 “CML 干细胞驱逐疗法”—— 联合 PAI-1 抑制剂与 TKI，使 CML 干细胞脱离休眠状态，增强对 TKI 敏感性。在 CML 模型小鼠中，联合用药显著减少骨髓中 CML 干细胞数量，提高生存率。临床 II 期试验显示，TM5614 与 TKI 联合治疗的深度分子缓解（DMR）率达 33%，显著高于 TKI 单药的 8-12%，且安全性良好，目前 III 期试验正在进行中。
3. PAI-1 抑制剂与癌症：恶性黑色素瘤、肺癌等
PAI-1 高表达与多种癌症预后不良相关，其可增强肿瘤细胞中免疫检查点分子（如 PD-L1）表达。TM5614 可显著降低肿瘤细胞 IC 表达，抑制肿瘤相关巨噬细胞（TAM）和癌症相关成纤维细胞（CAF），激活细胞毒性 T 细胞。在恶性黑色素瘤小鼠模型中，TM5614 与抗 PD-1 抗体 nivolumab 联合治疗，对 nivolumab 耐药患者的响应率达 24.1%，疾病控制率 62.0%，且副作用低于 nivolumab 与 ipilimumab 联合方案。基于此，TM5614 被日本厚生劳动省指定为孤儿药，针对黑色素瘤的 III 期试验已启动。此外，在非小细胞肺癌、胰腺癌等模型中，PAI-1 抑制剂可改善靶向药物与 IC 抑制剂耐药，相关 II 期试验正在开展或筹备中。
4. PAI-1 抑制剂与癌症相关血栓（CAT）
CAT 是癌症治疗常见并发症，现有抗血栓药物存在复发率高、出血风险等问题。PAI-1 作为 CAT 的潜在致病因子，其抑制剂通过激活纤溶系统发挥抗血栓作用，不影响血小板与凝血因子，出血风险低。在动物模型中，TM5614 展现出与抗血小板药物相当的抗血栓效果，且不延长出血时间。目前正计划开展针对静脉血栓栓塞（VTE）的 II 期临床试验。
5. PAI-1 抑制剂与肺部疾病：COVID-19 肺损伤、系统性硬化
COVID-19 重症患者常出现肺纤维化、血管内皮功能障碍与高凝状态，PAI-1 抑制剂的抗血栓、纤溶、抗纤维化与抗炎特性有望改善病情。II 期临床试验显示，TM5614 治疗 COVID-19 肺炎患者安全性良好，虽主要疗效终点无统计学差异，但在中度症状患者中显示抑制病情恶化趋势，且早期治疗可降低氧疗需求。基于此，针对系统性硬化相关间质性肺病（ILD）的 II 期试验正在进行，初步动物实验显示 TM5614 在肺纤维化模型中疗效优于 nintedanib。
6. PAI-1 抑制剂与衰老相关疾病（长寿）
衰老细胞中 PAI-1 高表达，PAI-1 抑制剂可抑制细胞衰老。在 klotho 衰老小鼠模型中，抑制 PAI-1 基因或蛋白可改善衰老症状。流行病学调查显示，PAI-1 基因缺陷人群（如美国阿米什人）寿命更长，相关基因编辑小鼠寿命显著延长。PAI-1 抑制剂在心血管、代谢、肾脏等衰老相关疾病动物模型中均展现病理改善作用，其抗 IC 特性可能与抗衰老免疫机制相关。
研究结论与讨论
PAI-1 抑制剂通过多靶点机制，在肿瘤、血栓、纤维化、炎症及衰老等多个疾病领域展现出广泛治疗潜力。从基础机制研究到多阶段临床试验，TM5614 等化合物的开发历程彰显了基于结构的药物设计与转化医学的成功范式。其口服便利性、相对较低的副作用 profile 及与现有疗法的协同效应，为解决临床未满足需求提供了新选择。尽管部分临床试验结果尚未完全揭晓，PAI-1 抑制剂已展现出成为 “多面手” 疗法的潜力，有望开启疾病治疗的新篇章，为人类健康带来深远影响。
