医学进展
2011年04月号
医学进展
医生日记
在他乡

老药新用——突破经验束缚的药物研发

    从一开始的解热镇痛及抗炎作用到后来充满艰辛的抗血栓道路,阿司匹林这个老药不断给人们带来惊喜。 最新研究表明,长期服用阿司匹林来预防心血管疾病的女性乳腺癌患者,她们因乳腺癌死亡的几率、乳腺癌扩散的几率会分别降低约一半。给我们惊喜的不只是阿司匹林,雷络昔芬(商品名钙稳锭)原适应症增加骨密度失败后,现在被用于骨质疏松症的治疗。氟西汀原本是要开发成抗高血压药物,后来发现它可以改善情绪。最有名的要数西地那非了,辉瑞研究人员及时发现了它的新用途,否则它可能会成为一个不成功的抗心绞痛药物,甚至有可能因其“副作用”被消费者发现引起滥用。受到西地那非成功的影响,一些新近开发的药物甚至在未上市之前就已经扩大了适应症。从药物发现到最终应用于市场,这段时间要10年甚至更久。老药新用则可以将这段时间压缩一半以上。

偶然发现的科学性

    老药新用在科学上有自我的地位,不仅仅表现在制药企业降低成本的需求上。一些长期广泛应用的药物历史都比较悠久,有些较新的药物由于人们认识的局限也需要系统性的研究。寻求药物的过程并不代表药物本身,但比药物更为可贵。科学上的偶然发现必然要建立在知识、试验的基础之上。虽然进入新世纪以来人们对生命知识的理解不断增强,但偶然的发现仍然在起作用。贝伐单抗即是一例,早期作为非小细胞肺癌的治疗药物,后来偶然发现可治疗老年黄斑病变。

    老药新用说明目前治疗科学和制药技术处于一个微妙的时期。首先,对于疾病认识的局限使药物效果不能完全可控,但研究方向是正确的;其次,不断加深的系统生物学“世界观”正逐步形成,但距离完全掌握还有极长的一段路程,这反映在从靶点角度对新适应症的挖掘;再次,尽管一些药物在分子和细胞(体外)层面上是有效的,但无法顺利过渡到临床。这些药物之所以能够快速开展新适应研究,首先是治疗靶点确切,更主要的是它们都符合“药物”这一基本特征,其含义为可接受的水溶、脂溶性,优秀的药代动力学特征,工业上易于放大。即,药物科学目前进行到这样的一个阶段:

    靶点结构、功能明确 靶点-药物相互作用机理明确 化学上可控、健康人体应用安全

二次开发和再创新的技术基础

    如何确定药物新用途?不在体内、不在体外,在虚拟环境下。疾病、药物、基因、蛋白等等不仅存在于患者体内,它们也存在于数据库中,人们在读文章时往往受制于人类的语言,人们使用语言交流,但忽略了语言的基本功能:记录。而且由于个人经验、偏好、理解能力的不同,交流本身的效率低下。目前的技术是将每个单词与概念相对应,在每个疾病、药物、基因、蛋白要素之间进行连接,连接的基础就是它们“共出现”的频次。

    共出现的要素及其频次形成了一幅量化的图景,这种图景是进行理论描述的基础,而联系又可以作为逻辑上的关系,例如:X形成Y、a结合(b+c),使b被催化,释放c,等等。这种联系实际上已经成为数理逻辑,而数理逻辑就是人们常说的理论。恩格斯说:一个学科能否熟练地应用数学是其能否称为科学的标准。这种定量描述对于新信息的挖掘是必须的,而且它能做的远不止如此,比如我们已知一系列药物(x∈A)和一系列蛋白(y∈B),x1与 x2具有若干类似的结构性质,这种结构性质可使这一类药物结合蛋白y1,则与x1类似的xn可结合y1。又或,x1可结合y1及y2,而x2仅结合y1,而xn仅结合y2,则x2与xn结构的差别就可能是选择性产生的基础。

二次开发的主体应该是谁?

    多数企业不愿意去开发这种无专利的药品,临床试验证明了的疗效没有丝毫的技术性壁垒,一批企业会跟风而动。有鉴于此,欧洲和美国的政府部门开始介入此项工作,最近美国国立健康研究院最大的举动就是成立一个转化医学中心,尽管社会对此不甚看好,认为NIH并不擅长开发药物,但NIH这回有了说服这些人的理由:将大企业在各个阶段失败或停滞的药物集中起来进行回收,以促进新的增长点。尽管从需求上看这样的中心有其成立的原因,但NIH并不仅仅满足于做一个“回收站”。新的转化医学中心的重点是新化学实体,NIH充满野心,并一向如此。

    企业也在想方设法绕过专利,将药物做成不同规格,如溴隐亭的开发商将新开发一种新的剂量0.8mg,用目前的2.5mg根本无法达到。如果路易•巴斯德活在今天,他可能要修改一下他的名言了:机会偏爱有准备的头脑和强大的数据库。尽管传统的高通量筛选还有其地位,但如何利用已有的知识来规划药物研究则是更加可贵的。就像CG技术在电影中的广泛应用一样,计算机技术将帮助药物开发人员找到老药的新用途。(编译:李秋实)

参考文献:《British Medical Journal》2011;342:d741

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