原標題:格列衛(wèi)傳奇:磨難,堅韌,浴火重生
To Dr. Brian J. Druker
2000年2月的一天,Lopossa從奧林匹亞一家醫(yī)院的病床上醒來。她拉開窗簾,看著窗外的風(fēng)景,“就這樣子結(jié)束吧”,她這樣想。
但仍有太多的東西讓她割舍不下,她的丈夫,她的孩子,她的孫子孫女,她的那些朋友??杉词垢钌岵幌掠帜茉鯓幽?,身體的疼痛已經(jīng)讓她無法承受。已經(jīng)到了告別的時候了。
她的面色蒼白,血液中的紅細胞已經(jīng)少得可憐,她變得虛弱無力,行走都已經(jīng)非常困難。滿是白細胞的脾臟已經(jīng)被撐得如同甜瓜般大小,她的呼吸也開始變得困難,她時常嘔吐,病魔無時無刻不在折磨著她的肉體。
她的骨頭深處傳來陣陣刺痛,她的骨髓正在瘋狂地制造著白細胞。發(fā)燒,冷顫,無法言說的寒冷。裹著醫(yī)院的毯子,她的身體仍然如同掉進了冰窖。
Lopossa患有慢性粒細胞白血病(CML),由于年齡太大,病情過于嚴重,她已經(jīng)無法進行骨髓移植。她嘗試過很多藥物,干擾素也是其中之一。但干擾素令她的惡心嘔吐更加嚴重,使她的疼痛變得更加難以忍受。
這些讓人恐懼的副作用最終使她決定放棄藥物治療。Lopossa的丈夫George把她接回家中。她的孩子們也紛紛從外地趕來,和她道別。
Lopossa連自己葬禮上的音樂都選好了,其中的一首是Because I Have Been Given Much, 她希望她的孫子孫女能在她的葬禮上演唱這首歌。
但Lopossa還有一件事情未完成。在她與家人進行道別之后不久,她勉強支撐著,抽出了幾天時間,前往俄勒岡衛(wèi)生科學(xué)大學(xué)(OHSU)赴約。
1999年12月初的一天,George開車來奧林匹亞醫(yī)院探望Lopossa。他把車停在一家超市邊上,順手買了一張報紙。而這份報紙上刊登的一條新聞卻吸引了他的注意。那是關(guān)于一款CML藥物的報道,該藥物正在OHSU進行臨床研究。
Lopossa的醫(yī)生設(shè)法讓她加入了該藥物的II期臨床試驗。雖然早已與家人進行過告別,但接下來的幾個月里,這款藥物,卻讓她重獲新生。
費城故事
David Hungerford不敢相信自己的眼睛。他湊到顯微鏡前看了又看,沒有錯,其中的一條染色體變短了。
那還是1959年,遺傳學(xué)領(lǐng)域才剛剛起步。也僅僅是在三年前,科學(xué)家才確定人細胞內(nèi)染色體的正常數(shù)目是46條。
Hungerford在費城癌癥研究中心工作,他曾夜以繼日地觀察果蠅的染色體,這使他對染色體的結(jié)構(gòu)變得格外敏感。
上世紀五十年代,遺傳學(xué)的學(xué)術(shù)圈還很小。整個費城里,對遺傳學(xué)感興趣的科學(xué)家一只手也能數(shù)得的過來。因此Hungerford與Peter Nowell的合作也算是水到渠成。
1956年Nowell從海軍退役,回到了他的故鄉(xiāng)費城,在賓夕法尼亞大學(xué)從事癌癥研究。Nowell一直在使用一種很有意思的方式來觀察染色體。與以往操作不同,他將細胞用水漲開,然后再用染料對細胞進行染色。
而正是這種操作幫助了Hungerford更好地看清細胞內(nèi)的染色體。1959年,也就是在他們相遇的兩三年之后,他們發(fā)現(xiàn)CML患者癌細胞內(nèi)的一條染色體存在異常。
Hungerford覺得很詫異,他按下相機的快門,拍下了一張足以改寫腫瘤領(lǐng)域,甚至整個醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的一張照片。
Nowell 以及 Hungerford將這項研究于1960年在Science上發(fā)表。當時的人們并不會意識到,這短短的三百字,將預(yù)示著腫瘤治療新時代的開啟。
在Nowell 和Hungerford發(fā)表第三篇論文,報道他們在更多的CML病人癌細胞內(nèi)發(fā)現(xiàn)這種異常的染色體時,這條染色體被正式命名為費城染色體,以紀念它被發(fā)現(xiàn)的城市。
芝加哥往事
盡管費城染色體與CML之間存在著某種關(guān)聯(lián),當時也很少有人去懷疑染色體異常與癌癥的形成是否存在因果關(guān)系。
究竟是白血病導(dǎo)致染色體縮短,還是染色體異常導(dǎo)致白血病的形成?
盡管后來人們發(fā)現(xiàn)費城染色體是在22號染色體的兩條拷貝中的一條出現(xiàn)了異常,但是由于當時技術(shù)的限制,沒有人能夠進行進一步研究,也沒有人能夠給出答案。
而費城染色體在十年的沉寂之后,終于迎來了爆發(fā)。
而這次爆發(fā)背后的驅(qū)動因素,正是技術(shù)的進步。直到1969年,Giemsa染液染色仍然是觀察染色體的最好方式。但Giemsa染液只能夠?qū)⑷旧w染成統(tǒng)一的顏色,這也極大限制了Nowell和Hungerford當時的研究。
但在1970年,Janet Rowley聽說當時已經(jīng)有人能夠以一種全新的方式來觀察染色體。
Rowley是芝加哥大學(xué)的遺傳學(xué)家,她對染色體領(lǐng)域的研究歷史有著很深入的了解,而且也非常想進行基因與癌癥關(guān)聯(lián)的研究。她當時了解到,英國已經(jīng)有人能夠使用這種新型的染色方法來觀察染色體。
1971年,恰逢Rowley的學(xué)術(shù)休假(sabbatical),她決定與丈夫前往牛津大學(xué)學(xué)習(xí)這項技術(shù)。雖然這項技術(shù)的操作相對復(fù)雜,但確實會取得意想不到的效果:在Giemsa 染料染色之前,需要使用一種強大的熒光染料quinacrine mustard對細胞進行預(yù)處理。之后在熒光顯微鏡下,染色體就不會是單色的了,而是呈現(xiàn)出黃綠相間的條紋。
在回到芝加哥之前,Rowley已經(jīng)熟練地掌握了這項技術(shù)。所以當她回到了芝加哥,她就開始嘗試使用這項技術(shù)來觀察CML病人的費城染色體。
他觀察到,在所有的樣本中其中一條22號染色體都會存在異常。但是在1972年的時候,她察覺到了另一項怪事。她發(fā)現(xiàn)樣本中的9號染色體也存在異常。樣本中9號染色體比正常細胞的9號染色體要長。
這種差別并不是很大,如果沒有這項新技術(shù),她大概永遠也不會觀察到這一現(xiàn)象。
她同時也發(fā)現(xiàn),22號費城染色體的缺失,與9號染色體的異常永遠是同時存在的。而且似乎22號染色體缺失的部分正是9號染色體增加的部分。她當時并不確定,但她知道這兩條染色體之間一定存在某種關(guān)聯(lián)。
到底22號染色體與9號染色體存在什么關(guān)聯(lián),這與CML的形成又有什么關(guān)系?
基因融合
長久以來,兩位荷蘭的遺傳學(xué)家Nora Heisterkamp 以及 John Groffen都想克隆染色體。但一開始他們并沒有想去專門研究CML。
1978年,Heisterkamp 和 Groffen前往美國國家癌癥研究所的Baltimore實驗室進行技術(shù)學(xué)習(xí)。Groffen之前就讀過Baltimore實驗室的Abl的相關(guān)文章,Groffen對Abl很感興趣,希望能夠找到Abl基因所在的染色體位置。
為此Groffen設(shè)計了一種Abl探針,以此來尋找Abl的位置。1982年,他找到了答案,人abl基因存在于9號染色體上。
一天傍晚,Heisterkamp 和Groffen倆人湊到一起喝酒,期間他們討論起了Abl。Abl存在于9號染色體上,是不是與CML會有某些關(guān)聯(lián)?
很湊巧,Heisterkamp有一個表兄弟也是遺傳學(xué)家,而他最近在克隆費城染色體的斷裂位點。這真是絕妙的機會。
在這之后,Heisterkamp以及Groffen將他們的abl探針寄給了這位在荷蘭的遺傳學(xué)家Gerard Grosveld,讓他使用這個探針來尋找與之匹配的費城染色體位點。
很快他便找到了探針配對的基因位點。但是令他詫異的是,匹配位點并不完全存在于兩條9號染色體。他發(fā)現(xiàn)其中一條9號染色體存在abl,而另一條9號染色體中,abl卻存在異常,該基因的一大部分缺失,而缺失的部分,卻存在于22號染色體上。
我想大家很容易就能夠體會到這項發(fā)現(xiàn)的重要性。這一發(fā)現(xiàn)證明了Groffen以及Heisterkamp之前的推測是正確的。
那么接下來的問題是,abl轉(zhuǎn)移之后到底與什么基因相連呢?
Heisterkamp 以及Groffen發(fā)現(xiàn),9號染色體轉(zhuǎn)移的片段轉(zhuǎn)移到22號染色體上之后,與bcr基因相連。
在含有費城染色體的CML細胞中,abl與bcr產(chǎn)生了融合。這兩段之前并無相關(guān)性的基因序列現(xiàn)在融合在了一起,成為了bcr/abl。
而接下來,最重要的問題是,bcr/abl是如何導(dǎo)致癌癥的形成的呢?
部分證據(jù)來源于K562細胞,K562細胞來源于CML病人。1984年,Witte發(fā)現(xiàn)這些細胞內(nèi)的激酶活性能夠持續(xù)性的處于活化狀態(tài)。兩年之后,Baltimore實驗室發(fā)現(xiàn)bcr/abl與這種激酶的持續(xù)活化狀態(tài)相關(guān)。
雖然沒有更為直接的證據(jù),但是此時,已經(jīng)有很多人無比確信bcr/abl能夠?qū)е翪ML。
而這其中的一位,正是Brian Druker。
靶向治療的誕生
上世紀八十年代末,Druker陸續(xù)的聽到有人談?wù)撏ㄟ^設(shè)計小分子藥物,來抑制酪氨酸激酶的活性,從而治療癌癥。
如果說某些癌癥是由酪氨酸激酶活性異常導(dǎo)致的話,那么抑制激酶活性應(yīng)該能夠達到治療癌癥的目的。
但在那時,Druker才剛開始學(xué)習(xí)基本的實驗室技能。而對于當時的Nick Lydon來說,他卻已經(jīng)對激酶有了非常深入的了解,而且他也已經(jīng)準備好進行激酶抑制劑的研究。除了Lydon,他的老板Alex Matter也對激酶抑制劑滿懷信心。
上世紀八十年代早期,Matter從Schering離職,前往瑞士的一家公司Ciba-Geigy。盡管前一份工作并不順心,但他之前在Schering的時候就已經(jīng)對癌癥研究有著非常濃厚的興趣,
當Matter還在Schering的時候,他就經(jīng)常與Lydon討論激酶。在Matter來到Ciba-Geigy之后,激酶與原癌基因的關(guān)聯(lián)研究也已經(jīng)越來越多。
Matter和Lydon當時自然也了解到了Bcr/Abl酪氨酸激酶與費城染色體的關(guān)聯(lián),幾乎所有的CML病人都存在這種突變。
雖然當時依然沒有十足的證據(jù),但在眾多關(guān)于激酶與癌癥關(guān)聯(lián)的研究中,Bcr/Abl是研究最清楚的一個。
來到Ciba-Geigy之后, Matter希望開始進行激酶抑制劑的研究,Matter以及Lydon都認為激酶會是非常好的治療癌癥的靶點。
Lydon之前已經(jīng)有了數(shù)年的激酶研究經(jīng)驗。1984年夏天,Lydon接到了Matter打來的電話,邀請他來Ciba-Geigy,加入激酶抑制劑的項目。
公司當時同意資助這個項目,但由于之前在腫瘤領(lǐng)域受挫,公司并不愿意在這種看似風(fēng)險極大的項目上投入過多的資金和精力。
但Matter的老板,同時也是他的好友,告訴Matter他能夠進行腫瘤藥物的研發(fā)項目。但是他同時也被告知老板不能保證公司在這個項目上有很大的投入。因此除了激酶抑制劑,Matter同時也在做其他藥物研發(fā)項目。而激酶抑制劑只能在悄無聲息的情況下進行,當時也并沒有引起多少人的注意。
激酶抑制劑的藥物研發(fā)與傳統(tǒng)腫瘤藥的研發(fā)存在著很大的區(qū)別,Ciba-Geigy進行的激酶抑制劑研發(fā)應(yīng)該是藥物研發(fā)史上最早期的激酶抑制劑研發(fā)項目之一。
通過設(shè)計靶向單一(或幾個)靶標的藥物來治療癌癥,這種策略叫做理性藥物設(shè)計。在CML的例子中,由于bcr/abl很可能是導(dǎo)致CML的根源,因此通過設(shè)計藥物來阻斷相關(guān)激酶的活性,理論上來講能夠達到很好的治療癌癥的目的。
雖然理性藥物設(shè)計的原理很簡單,但實現(xiàn)起來確實極其困難。當時設(shè)計激酶抑制劑的目的是通過小分子抑制劑與激酶結(jié)合,阻斷ATP與激酶的結(jié)合過程。
雖然不同激酶的ATP結(jié)合腔存在些許差異,但這種差異并不大。如果藥物同時抑制過多種類的激酶,將有可能產(chǎn)生嚴重毒性,導(dǎo)致病人死亡。而克服這種選擇性問題,也是激酶抑制劑藥物研究的關(guān)鍵所在。
在Lydon和Matter進行激酶抑制劑研究的八十年代中期,已經(jīng)有很多實驗室報道了多種化合物能夠產(chǎn)生激酶抑制作用,但無一例外,這些化合物的選擇性都非常差。
除此之外,化合物的活性篩選過程也是問題重重,如果沒有一個良好的藥物活性評價體系,設(shè)計和合成再多的化合物又有什么用呢?
然而,Lydon和Matter最大的困境并不是來源于科學(xué)研究,而是當時公司對于該研究項目的態(tài)度。
盡管當時還沒有找到bcr/abl能夠CML導(dǎo)致的確鑿證據(jù),但他們始終相信bcr/abl激酶抑制劑的價值。
但即使bcr/ab與CML存在非常強的相關(guān)性,CML的研究對于制藥公司來說也很難產(chǎn)生足夠的吸引力。問題在于CML的發(fā)病率并不高,美國每年的新發(fā)病人數(shù)量只有5000人,全球總體的發(fā)病率只有大約十萬分之一。
在當時來說,這樣的病人群體很難對制藥公司產(chǎn)生吸引力,治療更常見的癌種的藥物會帶來更大的利潤。
而這也是為何當時PKC, PDGFR以及EGFR相比Abl能夠吸引更多關(guān)注的原因,因為這些激酶能夠在多種類型的常見腫瘤中顯現(xiàn)相關(guān)性。
但Lydon和Matter依然堅持,因為他們認為CML與Abl的相關(guān)性是當時發(fā)現(xiàn)的與癌癥相關(guān)性研究中關(guān)聯(lián)最強的一種激酶。
上世紀八十年代末,Druker 與Lydon 的聯(lián)系也變得越來越頻繁。他們都相信Bcr/Abl酪氨酸激酶能夠?qū)е翪ML,盡管確鑿的證據(jù)在1990年才出現(xiàn)。
在科學(xué)探索方面,盡管對于疾病機制有著十足的信心,Lydon和Matter團隊篩選了一個又一個的化合物,但這些化合物的實驗都失敗了,至少沒有一個化合物能滿足激酶抑制的特異性的要求。
但最終,他們經(jīng)過一系列的結(jié)構(gòu)設(shè)計與修飾,找到了一個選擇性高,活性好的化合物。而這個化合物也正是伊馬替尼。
時間到了1993年。當時Ciba-Geigy處于領(lǐng)先地位的激酶抑制劑項目并不是Abl激酶抑制劑,而是另一款藥物,一款靶向PDGFR激酶的抑制劑。
盡管Lydon始終相信Abl激酶抑制劑治療CML的潛力,但CML的低發(fā)病率,有限的市場空間仍然不會讓公司的管理層產(chǎn)生什么興趣。
Lydon一直要求對伊馬替尼進行進一步的研究,他相信這款藥物的潛力,他知道病人在等待著新藥物的上市,他相信這是一款能夠拯救CML患者生命的藥物。
同樣焦急等待著的,還有Druker。何時進行毒理學(xué)評價?何時提交IND?何時藥物才能夠進入臨床研究?
焦急等待中的Druker決定進行另一種策略,以證明伊馬替尼治療CML的潛力:將伊馬替尼與患者的骨髓細胞混合,并檢測伊馬替尼是否能夠抑制CML細胞。這項研究的成功至少證明了伊馬替尼能夠有效地殺死人的CML細胞,而對正常人體細胞沒有很大影響。
有了這項研究,Lydon以及Matter就有了更加有力的證據(jù)說服管理層推進伊馬替尼的臨床前研究。
最終在1995年,公司同意進行伊馬替尼的臨床前的研究。而在接下來的毒理學(xué)研究中,需要證明伊馬替尼的在動物模型中的安全性。而正是這些研究,幾乎將伊馬替尼的前途斷送。
禍不單行
Ciba-Geigy決定將伊馬替尼做成注射劑之后進行毒理學(xué)研究。1996年的7月,他們終于拿到了第一批毒理學(xué)實驗的結(jié)果。結(jié)果發(fā)現(xiàn),以靜脈形式接受給藥的狗會在導(dǎo)管末端出現(xiàn)血凝塊。
該研究的失敗讓公司內(nèi)部對于伊馬替尼的信心大減。但Matter認為,如果靜脈注射不成功,那么口服制劑是否能夠避免毒性的產(chǎn)生呢?Matter告訴Druker公司之所以決定做注射劑,是因為他們錯誤的預(yù)計伊馬替尼做成口服制劑無法有效吸收。
然而如果做成口服制劑,毒理學(xué)評價又得從頭開始。也就是說,伊馬替尼能進入臨床研究的最早時間也只能是在1997年的三月。
除了注射劑毒性風(fēng)波的影響,接下來發(fā)生的事情,也讓伊馬替尼的研究項目遭受了極大的威脅。
就在伊馬替尼注射劑進行毒理學(xué)評價的時候,Ciba-Geigy與Sandoz合并了。而這個合并之后的公司,正是諾華。
當諾華成立的時候,之前的很多研究項目都面臨著被中止的困境。當時的諾華是不會有興趣去開發(fā)一種市場空間不大,而且存在毒性問題的藥物,試圖去將其推向臨床研究。
Lydon屢次受挫,在諾華成立之后他便辭職了。
但毒理學(xué)研究仍在持續(xù),很長一段時間內(nèi),Druker都沒有從諾華那邊得到什么消息。最終,消息從諾華傳來,仍然是壞消息。
600mg劑量的伊馬替尼能夠引起狗的肝衰竭。在大鼠的研究中,更低劑量的藥物也同樣能夠引起肝損傷。
這一次出現(xiàn)的毒性問題同樣引起了不小的震動。但Druker相信,是給藥方式存在問題,而且應(yīng)用的劑量比臨床中應(yīng)該使用的劑量要高得多。如果在高劑量給藥時出現(xiàn)轉(zhuǎn)氨酶異常之后及時停止用藥,就不會出現(xiàn)什么大的問題。
但諾華卻不這么認為。就在此時,第七項毒理學(xué)實驗開始了,在猴子的實驗中,他們并沒有發(fā)現(xiàn)毒性問題。
與此同時,Druker直接與FDA取得了聯(lián)系,告訴他們諾華已經(jīng)有了足夠的安全性數(shù)據(jù)提供給FDA進行審查。而FDA也認為他們已經(jīng)有了足夠的安全性數(shù)據(jù)。
但當Druker把消息告訴諾華的高管之后,他們?nèi)匀徊粸樗鶆印?br/>
如果他們連FDA的建議都不采納,還能有什么辦法說服他們進行臨床實驗?zāi)兀?br/>
Lydon當時給Druker提供了一個建議。跟諾華的高管協(xié)商,如果不愿意進行臨床試驗的話,可以將該項目出售。由于已經(jīng)有了非常充足的前期數(shù)據(jù),這個項目對于很多制藥公司來說是非常有吸引了的。Lydon也對Druker說,他自己成立的公司很愿意收購這個項目。賣掉也總比將伊馬替尼束之高閣來的好。
最終,諾華還是同意了嘗試進行臨床試驗。
從激酶抑制劑項目啟動的1984年,到1990年先導(dǎo)化合物篩選,到1998年的一期臨床實驗,伊馬替尼經(jīng)歷了無數(shù)的波折才開始綻放它的光芒。
浴火重生
一條陡峭蜿蜒栽滿行道樹的道路通往OHSU的主校區(qū),這里位于馬奎阿姆山的峰頂附近。一到霧天,整個校園就像是童話里的仙境一般。
通過空中纜車也可以去往OHSU校園,敞車沿著五號州際公路上空的鋼索呼嘯而過,在威拉米特河和一家醫(yī)院的站臺之間來來回回地運送著游客。
2000年2月,Lopossa前往OHSU赴約。Lopossa參加了伊馬替尼的II期臨床試驗,當時全世界范圍內(nèi)十二家醫(yī)療中心的約五百名病人參與了這項試驗。
她當時被George攙扶著挪進了診所。真的像是無藥可救了吧。她的白血球計數(shù)已經(jīng)超過了20萬,比正常值高出二十多倍。早已經(jīng)沒有別的治療選擇了。
Druker團隊給Lopossa做了檢查,并給她服用了一粒伊馬替尼,但她卻沒法咽下去。
第二天早晨,George和Lopossa在她妹妹的公寓中醒了過來,George給她做了一份奶昔。終于,那粒伊馬替尼被咽了下去。第二天照舊,就這樣一直堅持了下去。
三周之后,她的脾臟恢復(fù)到了正常狀態(tài),Druker說,她自我感覺很好。白血球計數(shù)也降了下來。在瀕臨死亡之后絕地重生,這真的是一個奇跡。
2000年五月份,Lopossa去她母親的墓地掃墓,旁邊是她之前為自己準備的墓地。“我本該已經(jīng)長眠于此,”她對丈夫說。
“你現(xiàn)在不是還活蹦亂跳的嗎,干嘛不拍張照片?”
2001年5月,伊馬替尼 (格列衛(wèi)) 獲得FDA批準上市。
來源:醫(yī)藥魔方Plus
作者:Jerry Pharmcube
編輯:IPRdaily趙珍 校對:IPRdaily縱橫君
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