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新药研发线彩虹初现
http://www.100md.com 2007年9月19日 《医药经济报》 2007.09.19
     目前全球有7种顶尖的疗法和技术正在竞赛,有些新的研究能令你眼界大开,这些新药的研究者都想把自己的成果培育成下一个10年里的重磅炸弹药物。到底谁能笑到最后?

    你可能也曾经听过这样的说法:所有的药物都已经被开发过了。那么,忘记这番话吧!也许那些靠近地面的果实已经成为过去,但是在过去的几年里,科学家们发现了上千个新靶标,研究者们正在创造性地借助这些靶标以前所未闻的方法来治疗疾病。

    这些能抓住我们眼球的最热门的治疗方法和最厉害的技术,包括了从核糖核酸干扰(RNAi)到基因编辑阻止疾病的发生等,如果这些技术加在一起,将能代表下一代的药物。科学家预言,在接下来的10年内,也许会有一些技术能实现产业化,面向医疗保健市场。

    重现生命的活动

    新技术颠覆了过往的科学,抑制骨形成蛋白和分化因子,找到了一种能让疾病逆转的途径
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    “强调积极影响”这句古老的歌词已经成为过去,可谁也没想到“消除负面影响”这句话将成为两种可相互替代的促进骨和组织生长技术的描绘。

    在胚胎发育和生长调节的过程中,有两种关键的蛋白质族参加了人体结构的创造。这两种关键的蛋白质族分别是分化因子(GDF)和成骨蛋白(BMP)。到目前为止,科学家至少发现了15种GDF和BMP,每一种蛋白质都能通过特殊的途径,在特别的时候激发细胞的生长能力。

    这些活力无穷的蛋白质能控制细胞的生长和死亡。就以人体骨骼来说吧,有时BMP发送信号给能让骨头生长的造骨细胞(osteoblast cells)。但有些时候BMP却发送信号给能破坏骨头的破骨细胞(osteoclasts)。

    许多公司已经尝试借助于GDF和 BMP重建技术,进入有利可图的骨质疏松和癌症导致的骨质破坏市场。目前对上述两种疾病的大部分治疗方法是延缓骨骼被破坏,而不是骨骼重建。例如,Medtronic拥有一种借助于基因工程生产的BMP,被称之为Infuse,该药物通过局部给药能让造骨细胞工作。该药物对那些诸如正在进行脊柱融合术的狭窄切片的病人效果比较好。
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    但是,接下来的将该药物用于治疗骨质疏松和肿瘤导致的骨质丢失却遭遇失败,因为公司无法开发出一种能系统给药的治疗方法。最近,Ortho Biotech终止了由Curis授权给Ortho Biotech公司用于组织修复和治疗肾脏疾病的BMP-7项目。

    Acceleron Pharma商务部门副主席Steven Ertel对此解释说,“在治疗骨质疏松和肿瘤导致的骨质丢失时,并不需要刺激造骨细胞,生物领域很少研究人员能认识到体内有一些分子在接受治疗时发送“停止,你建造的骨骼已经足够了”这样的信号给造骨细胞。”

    Acceleron公司领先的化合物ACE-011目前正处于绝经后骨质疏松的Ⅰ期临床。到目前为止,结果良好。“早期的ACE-011在老鼠模型中的数据相当吸引人。” 多发性骨髓瘤研究中心研究负责人Louise Perkins说,“试验数据显示ACE-011造成骨大量生长,如果在人体内发挥作用,将会给多发性骨髓瘤病人的生活质量带来很大的改变。”
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    Acceleron还在利用这种技术开发若干种其他疗法,其中包括通过关闭GDF-8促进肌肉的生长的ACE-031。ACE-031还有望用于治疗肌萎缩侧索硬化(ALS)和肌营养不良症(muscular dystrophy),但是在肌营养不良症领域将会面临惠氏和安进公司的激烈竞争。

    单克隆新竞赛

    生物药市场增长最快的是靶向的蛋白质疗法。当前,许多研究者正在探寻蛋白质支架技术,这种技术有望成为生产高技术药物的下一代平台

    诸如阿瓦斯丁(Avastin)和赫赛汀(Herceptin)之类的单克隆抗体药物已经完全改变了疾病的治疗范围。生物药市场增长最快的是靶向的蛋白质疗法,其2006年的销售额达到了170亿美元。但惠氏公司生物治疗部门资深负责人Davinder Gill却提出了这样的疑问:虽然越来越多的单克隆抗体药物上市,但是还有许多问题还没法解决。“单克隆抗体药物能不能效果更好一点,价格便宜一点,制造容易一点?单克隆抗体药物能否做到最好?”
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    现在,许多和Gill一样的研究者们正在探寻蛋白质支架技术,这种技术将作为生产高技术药物的下一代平台。Gill给出了一个生动的比喻,他说:“这就像折纸一样,我们拥有一堆纸,能折成多种角度的东西。不同的角度代表了不同的功能,但是每一张纸就像一个模型,我们可以重复利用每一种支架技术来开发针对多重靶标的药物。”

    在目前研究的支架技术中,最有希望的是Adnectins。Adnectins由连接不同类型分子的纤维结合蛋白组成,形状类似于抗体与靶部位结合的那部分。Adnexus Therapeutics——这家拥有40名职员的私人公司已经借助于此项技术建立起了自己的研发线,目前正在针对特殊的疾病进行氨基酸序列的设计。

    Adnexus Therapeutics公司最近和百时美施贵宝公司签署了共同开发其领先的抗肿瘤化合物Angiocept(CT-322)的协议,Angiocept将在2007年年末进入Ⅱ期临床试验。Angiocept的作用机制类似于阿瓦斯丁,都是阻断给肿瘤生长提供营养物质的新生血管的生成。但是阿瓦斯丁仅作用于血管内皮生长因子-A(VEGF-A),而Angiocept却能作用于VEGF-A、VEGF-C和VEGF-D,因此,相比而言,Angiocept能更彻底地治愈病人。
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    事实上,和多重靶标结合的能力意味着Adnectins为更复杂的疾病提供了希望。“20年来,我们一直在尝试如何让一个抗体与多重靶标相结合,” Adnexus公司的CEO John Mendlein说:“但是由于违反了自然最本质的设计,只有很少的研究能获得成功。这就使一种抗体只能与一种靶标相结合。”

    但是这种支架技术最大的好处是在商业上的,而不在于临床。由于Adnectins比抗体小,与大分子中的巡洋舰相比,Adnectins更像是小分子化合物中的快艇,更容易掌控。例如,Adnexus准备在大肠细菌(E. coli)中生产这种蛋白,这就比在中国仓鼠卵巢细胞中制造Avastin便宜得多。

    Adnexus公司还拥有了对Adnectin候选化合物快速筛选的潜力。借助一种专利技术,Adnexus能从一个样品中获得1兆的生物图像。Mendlein比喻说,以靶标作诱饵可以获得想要的东西,就像通过Google搜索引擎搜索出现一种药物那样简单。我们能获得Adnectin所有不同的变化,然后研究它们的亲和力、选择性、免疫原性和生产特性。
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    其他的蛋白质支架技术还在研发中,如单区抗体、四连接素、免疫制剂的小模块、A区域蛋白质、锚蛋白重复序列蛋白质和lipocalins。

    健康的心脏

    一家心血管药物研发企业将强壮的心脏和新生血管联系起来

    当德国Fulda的医生Thomas Stegmann在为一位病情严重的冠心病患者完成三联分流手术后,在医院的走廊里他有了上述的想法。虽然,此前他已经完成了数不清的手术,但是此次,他受到了哈佛大学Judah Folkman借助于血管生成抑制肿瘤生长论文的启发。

    他喜欢将血管生成抑制用于治疗肿瘤。但是他是一位心脏病专家,他认为,论文中的方法对心脏疾病一样有效。“肿瘤研究者们不需要新的血管细胞生成的想法是那些正在遭受血管狭窄、钙化和堵塞的患者所需要的。”他认为这是一个“a-ha” 的时刻。
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    “Stegmann利用自己的积蓄对这种治疗方法进行研究,证实新血管的生成,后来他成功了。”CardioVascular生物治疗公司CEO Dan Montano说,该公司目前正在对他的发现继续进行研究。

    这种治疗方法是运用纤维母细胞增殖因子1(FGFR1),这种蛋白质由人体自己产生。CardioVascular BioTherapeutics将这种蛋白质浓缩,然后将其直接注入心脏,使其爆发出血管生长的作用。

    Ⅰ期临床试验中,研究者仅在患者胸腔开了一个小小的切口,然后通过导管在每一个病变的部位给药,就像血管成形术一样。举例说,如果一个病人有四处血管堵塞,就需要4个地方都给药。由于只是利用了导管,一天之内病人就能在医院外接受此项治疗,给药后血管生成的作用能维持12周。

    “大部分病人以不可思议的速度恢复,”Bruckner Group公司的Dave Balekdjian说,“目前的治疗方法只是让病人获得治疗,延长生存时间,但是这种治疗方法能让病人的生活质量和发病前一样好。”
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    迄今为止,这项手术还没有出现副作用和安全性问题,可能是由于蛋白质注入的量少,并且直接注入到阻塞部位。研究结果显示, 6小时内蛋白质被清除。

    Balekdjian说:“正常情况下,人们不会为刚进入Ⅱ期临床试验的药物感到激动,但是不同的是,已经有超过70位病人使用此药物,长期的试验结果即将出来。”用药后,能观察到新生血管的生成,通过前后的照片对比可以发现新生血管的物理迹象。

    CardioVascular BioTherapeutics成为将这种治疗方法推向市场的第一人,但并不是唯一的。据《商业周刊》报道,有将近700种血管生成药物正在研发中。其中多数用于心脏病护理,其他的用于创伤愈合、外周动脉疾病、长期性背痛和中风。Stegmann还希望FGFR1将成为治疗肌萎缩侧索硬化、多发性硬化、帕金森氏病和脊髓损伤中的领先者。

    糖的冲击
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    一种新的技术将对非专利药和生物相似药品市场带来变革

    我们正生活在“蛋白质的10年”。制药企业最近几年的重大发现全部集中于蛋白质序列,这使他们几乎已经忘记了蛋白质并不是全部。

    我们知道,人类的所有细胞都被复杂的糖覆盖,糖在控制生物学进程中起着主要作用。即使蛋白质药物已经改变了全球大多数制药企业的命运,但是从严格的意义上来说,这种蛋白质药物应该是蛋白质和糖结合而成的糖蛋白。和DNA、蛋白质对健康很重要一样,糖在引起和治疗肿瘤、感染性疾病、心血管疾病、炎性疾病和阿尔茨海默病中也发挥着主要作用。

    但是,这些东西研究起来不容易。DNA有4种标准结构,20种蛋白,48种复杂的糖。因此,一个单独的5单元蛋白质链(每个蛋白的表面有150种不同的构造)有超过250百万个不同的结合点。糖是一种复杂的混合物,不像上面所提到的DNA一样,不能被放大,扩大到样品的尺寸,从而能以更简单的方法获得糖。
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    但是在1999年,由马萨诸塞州技术学院的生物学家、化学家和计算机科学家组成的课题组挑战传统,紧密合作,利用不同的工具,取得了创新性的突破。这就是三步无穷尽消除法。第一步借助于酶技术和其他化学的方法将数不尽的分支和糖链变成容易控制的单元。第二步借助于质谱、核磁共振等硬件来获得这些单元的结构数据,对这些数据进行采集、核对、改进。第三步借助于生物信息学、数学模型和其他软件,通过系统或分布的办法获得糖的与众不同的构造和排序的相关的信息。

    现在马萨诸塞州技术学院的小组已经获得突破性进展,他们利用这些进展获得了什么呢?2002年成立的Momenta制药公司就是答案。“我们的公司是一个‘倒转’的生物技术企业,”该公司CEO兼主席Craig Wheeler说:“我们拥有一系列工具,我们在生物学领域拥有了一个更好地了解这些复杂混合物的透镜。”

    该公司利用此项技术第一个获得复杂药物的仿制产品。该公司的第一步是仿制赛诺菲-安万特公司的依诺肝素(enoxaparin、Lovenox),依诺肝素是目前销售量最大的防止凝血药,仿制药将于今年晚些时候或明年年初上市。下一步是对仿制药进行改进,一种新的、设计合理的肝素正在开发中。最后一步就是获得创新性的药物。Momenta正在开发的糖靶向药物已经显示出减缓肿瘤生长和加快肿瘤细胞死亡的效果。

    Momenta也参与了关于呼吁FDA为生物仿制药立法的行动,Wheeler已经向FDA官员公开了该公司的创新技术,他认为,Momenta所拥有的独特技术,能保证公司生产的药品符合原研药的生物等效及其他标准。如果一切按计划进行,Momenta能对结束目前关于生物仿制药验证、有效性和安全性的争论起到关键作用。Wheeler打算通过简单、快捷的方法,而不是通过昂贵、漫长的临床试验来对其产品进行验证。如果他能成功,Momenta将会摘取到高贵的生物仿制药果实。

    (未完待续), 百拇医药(邵建国)