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Nature:你能识别老药新装把戏吗?

摘要 : 当一位年轻医生选择在Grant Churchill的药理实验室进行短期培训时,他希望能快速学到治疗工具方面的知识。“我想‘我有个好项目适合你’。”Churchill说。

 

当一位年轻医生选择在Grant Churchill的药理实验室进行短期培训时,他希望能快速学到治疗工具方面的知识。“我想‘我有个好项目适合你’。”Churchill说。

2010年,英国牛津大学Churchill研究小组正在寻找不使用锂治疗躁郁症的方法。常规药物虽然疗效显著但副作用也很明显。Churchill让医生Justyn Thomas帮忙筛选了美国国立卫生研究院(NIH)临床收集中心的450个化合物。该机构是一个药物图书馆,收藏了已经通过人体安全试验但出于种种原因没有进入市场的药物。“材料是现成的,不会费多少工夫。”Churchill说,“所以你认为只要去试就可以了。”

Thomas用吸管吸取每种药物,然后分别滴入装满经过基因改造的细菌的培养皿里。结果发现一种为中风患者设计的化合物,也能破坏被锂抑制的那种酶,这表明该药物也有类似锂的效果。

之后的小鼠实验证明这种药物依布硒啉将能冲破保护大脑的化学物屏障,Churchill等人进行了一个小规模实验,并发现它能安全用于健康的志愿者。

目前,该研究组正与制药公司合作,进行使用依布硒啉治疗躁郁症的临床试验。由于该药物已经通过I期安全试验,因此他们直接进入II期阶段:测试该药物对躁郁症的有效性。也许试验会失败,但Churchill对他们取得的成果十分骄傲。“作为一个没什么钱的学术研究团队,我们能在十分有限的经费条件下完成从分子鉴定到人类实验的过程。”

这样的故事越来越普遍:无论工业界还是学术界都更加重视用已知药物定位新的靶点,并且不乏成功案例。例如,原本用于心绞痛的西地那非后来成为著名药物伟哥,作为化疗药物的齐多夫定作为抗艾滋病病毒(HIV)药物使用。

重新定位

“药物重定位”模式也逐渐成为很多科研机构、医药企业看重的策略之一。在一定程度上,这是技术进步的结果,主要得益于大数据分析(揭示不同疾病间类似的分子机理)、计算机模型(针对类似的致病机理预测可能的药物)、大规模筛选系统(在不同细胞系中快速测试化合物功能)的出现和发展。

但对于制药厂而言,再定位药物研发兴起的真正动力是资金。一个新药推向市场一般需要13~15年,平均研发资金需要20亿~30亿美元。而且,新药研发的投入产出比越来越高。在这种大环境下,近几十年来投入市场的3000多个药物成为再定位药物待开发的处女地。这些药物或者活性化合物大部分都可以直接跳过临床I期,从而大大降低研发成本,并且后期副作用风险性也较低。据估计,这种再定位药物平均研发成本只有约3亿美元,而研发周期甚至可缩减至一半(6.5年)。

“我认为理论上能重新定位的上市药物约占75%。”美国药物研发利益团体FasterCures 高级研究员、NIH国家转化科学促进中心(NCATS)咨询委员会成员Bernard Munos说。但由于临床II期和III期一般要淘汰40%~68%的药物,加上专利等产生的经济壁垒也会让制药公司止步,所以实际操作上这个数字要少得多。而辉瑞公司研发部前负责人John LaMattina更是认为可行性没问题并不等于可以为公司赚钱。

尽管如此,今年平均每月有30篇关于药物再定位的论文发表——这一数字是2011年的6倍。去年,该领域还专门推出了《药物再利用、救援和重新定位》期刊。每年会有3~4家专注于药物重定位的初创公司成立。有评估机构透露,进入审批的重定位药物数量正在逐年上升,约占每年审批药物的30%。

“我们已经结束了向所有人解释自己在做什么的阶段。”美国Biovista公司执行总裁Andreas Persidis说。

诸多候选者

非专利药物是最早用于再定位药物研发的对象。美国食品药品监督管理局(FDA)允许这类再定位药物申请新专利或者3年的独家上市许可。

例如,Biovista公司创立之初一直致力于筛查所有已获批化合物的公开信息,包括论文、专利、FDA数据等。随后,它创建了一个“社交网络”,能够映射化合物、信号通路、基因之间的联系。他们认为,药物与疾病之间的联系越多,成为重定位候选药物的概率就越大。

于是,该公司找到了吡吲哚,一种已在俄罗斯上市的常用抗抑郁药。研究人员推测,吡吲哚有望用于治疗多发性硬化症。在小鼠研究中,该药物能明显减缓相应症状。目前,Biovista已经获得了关于它的新专利。

另一个再定位药物的发现方法是基于临床医生的观察实践。以色列阿里埃勒大学教授Moshe Rogosnitzky认为,“每个已知的上市药物大概有20个新用途,其中2/3是被药剂师发现并应用的,但这些应用并不广泛为人所知,因为临床医生发表这些结果非常困难。”

所以他带领团队与包括以色列在内的12个国家的医生合作,试图建立一个数据库,帮助医生获得专利保护和研究经费。明年7月,Rogosnitzky团队将针对治疗心绞痛药物——潘生丁开展用于治疗干眼病的Ⅱ临床试验。

药物重定位的另一个热门目标是因多种原因夭折的药物。大多数药物能通过临床Ⅰ期,但是Ⅱ期的结果却不理想,因为动物模型和患者存在差别。“没有多少具有生物活性和对人体安全的化合物,让我们试着对它们做点其他的事。”美国康奈尔医学院神经系统学家Gregory Petsko说。

生物化学家Hermann Mucke表示,“有时候公司会对外宣告它们放弃了某一化合物,但是大多数时候公司不会这么高调。”Mucke于2000年创立了HM制药咨询公司,专注于搜索这些未曾上市的药物。所以,他成立公司收集相关药物信息,包括那些被临床试验、审批机制宣判失败的化合物。当觉得某一药物有重新定位的潜力时,他们会尝试与药物开发商联系并达成授权继续研究的协议。

整合资源

同时,Mucke表示,他们还构建了一个药品数据库,专门录入已经获批却未生产上市或者在开发过程中被放弃的药物信息,一旦找到投资者,它将成为一个公共资源。

正是考虑到这类公共资源的缺乏,英国医药研究理事会(MRC)和NCATS已经和大型制药公司达成协议,说服它们向学术机构公开一些已经放弃的产品,以便确定该药物是否具有重定位的价值。

“原本可以进行很多研究,但没进行,原因仅仅是学术机构的人不知道制药公司在做什么。”NCATS药物重定位项目主管Christine Colvis说。

Munos表示,从长远是来看,药物重定位可能会扰乱大型制药公司的商业模式。这类似于上世纪90年代数字音乐颠覆唱片公司。“这将增加初创公司与传统医药企业之间的竞争力。小公司用几百万美元就能研发药物。”

但并非所有人都这么乐观。“因为不是所有的重定位项目都能投入实施并取得预期结果。”新墨西哥大学生物信息学家Tudor Oprea说。对治疗致命性疾病的药物而言,副作用可以被接受,但慢性治疗药物的副作用就不能被人们容忍。Oprea表示,药物重定位节约成本和时间的前提建立在它能够以相同的剂量和用药方式治疗其他疾病,所以一旦需要增加剂量才能发挥第二用途,它依旧需要先通过Ⅰ期临床试验,那么该药物重定位耗费的时间和金钱将等同于开发新药物。

不过,Persidis指出,现在,很多医药企业过于细化以至于不能完全发挥药物的价值。它们可能在神经学领域广泛布局,但却不涉及肿瘤市场。“这也是企业间开展合作的原因之一。”

最后,加州大学旧金山分校的生物信息学家Atul Butte强调,“药物重定位”是一种补充而不是替代。“现代医药学让人们意识到同一疾病可能有许多亚型,大部分制药公司并没有那么多精力去对付它们。”

原文链接:

Can you teach old drugs new tricks?

原文摘要:

When a young physician opted to do a short stint in Grant Churchill's pharmacology lab as part of his medical training, he asked for a task that would quickly teach him the tools of the trade. “So I thought, 'I have a good project for you',” says Churchill.

来源: Nature 浏览次数:1

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