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靶点确证那点事儿

最近ACS Medchem. Lett.发表一篇讨论药物化学在靶点确证(target validation)中作用的文章,引起中美两国制药界的注意。今天咱们讲讲靶点确证到底是怎么回事儿。

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靶点确证指一个靶标(通常是蛋白)被调控(通常是抑制)会有治疗用途的科学证据累积过程。这里包含几个方面含义。靶点确证可以是化学或基因确证。前者指治疗效果可以通过化学物质调控目标蛋白达到,后者指用基因技术如动物基因剔除或人体基因变异可以产生治疗效果。


靶点确证也分临床和临床前。如果调控一个靶点的化合物在临床实验中显示疗效你再开始项目那就是常说的me-too研发,现在商业上已无意义。而象PCSK9那样基因活化、失活变异人群都存在,表征相反(一个高血脂一个低血脂,心血管风险相反),而且无其它异常的靶标凤毛麟角。所以现在的靶点确证主要是临床前确证,即动物实验验证。一个靶点几乎不可能100%确证,比如现在他汀的机理还有争议。


这篇文章的大部分观点是正确的,但有几个值得商榷。文章前两段核心是说很多团队盲目相信靶点和生物标记的可靠性,这是误解。现在临床前项目成功率<1%,任何没喝多的人都应该知道靶点可靠的几率非常低。但确实挑战靶点可靠性的人并不多。


除了作为自由主义的第三种表现外,多数人虽然知道项目存在很多问题,但也明白在早期未知太多。要停止一个项目易如反掌,但新药发现如西天取经,如果每遇到一个妖怪就要回高老庄那师徒四人只能看电子版真经了。但如果项目积累了很多数据还优柔寡断或者年复一年用不同方式犯错误那是另一回事了。


文章提到现在化学确证太晚,应该尽早用不是十分理想的化合物考察靶点可靠性,因为如果团队已经投入很多会有太多阻力停止一个项目。这一点我绝对反对。在项目早期不光化合物质量不行,生物实验也是漏洞百出。化学家总是说如果生物测试可靠的化我们会很快找到优质化合物,生物学家则说给我一个高活性、高选择性化合物我给你搞定生物效应。


这种说法一是没什么意义,二是两人都在吹牛。在一个全新靶点的早期,有好化合物也不一定能准确定义其生物功能,有可靠测试也不一定能很快找到好化合物。化学和生物在这个阶段要相互搀扶,共同长大。用活性、选择性不够的化合物去确证靶点,无异于盲人骑瞎马。即使动物模型可靠,其它辅助信息如生物标记也未必可靠。无论正负结果都无法令人信服。


作者强调on-target活性,并提出用阴性对照或两个不同系列化合物交叉验证。其实阴性对照用得很普遍,无论动物实验还是细胞实验。至于两个系列化合物那真是有点不现实了。现在为了大撒网以避免漏掉好项目,每个项目都是捉襟见肘,能找到一个优质化合物已是幸运。


这个on-target活性(即细胞或动物活性来自目标蛋白的调控)很重要。因为新药研发每个测试的可靠性都非常有限,整个项目的成功依赖几个、十几个测试(包括基因实验和变异人群数据)的交叉验证。如果只依赖一个所谓关键性实验,那以后出现问题可能性很大。而新药研发的错误空间有限,10%的成功率会让你成为制药巨头,5%的成功率你已经开始滑向破产。


有些对新药研发不是很了解的人可能认为靶点确证有很好的办法,只是现在制药工业的愚蠢运行模式耽误了靶点的确证。再拿西游记做个比方。实际靶点确证好比唐僧估计找到悟空如果竭尽全力基本可以战胜一路上的妖怪,但有些人可能认为唐僧实际能买到一张去印度的机票,这完全不现实。


最后讲几个靶点确证的实例让大家体会一下这个过程的艰辛。他汀是理性药物设计的经典,其设计理念是通过抑制HMGCoA还原酶抑制胆固醇合成。但抑制这个酶会诱导其表达,所以在大鼠并无降脂作用。后来发现他汀在其它物种能诱导LDL受体的表达,所以增加LDL的肝吸收。


他汀虽然降脂却没有减少胆固醇在动脉血管的蓄积,现在认为预防心血管事件机理可能是能降低这些蓄积物的崩解风险和抗炎。中间还发生美伐他汀犬毒性事件,Vagelos投入大量资源才搞清这个副作用的本质。


美伐他汀是个优质化合物但并未确证这个后来证明是史上最成功的靶点。同样,Prozac在当时的动物模型并无效果,甚至第一个二期临床都是阴性。这样的项目如何fail cheap, fail fast?靶点无论证实、证伪都非常困难,正因为这样能准确判断什么时候要再坚持,什么时候需要撤出的人才被叫做drug hunters。


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