文章來(lái)源:藥明康德
編者按:根據(jù)世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計(jì),全球約有6000多種罕見(jiàn)病,患者總數(shù)超3億人,目前僅不到5%的罕見(jiàn)病有治療方法。罕見(jiàn)病藥物的研發(fā)面臨患者群體小、研發(fā)成本高、技術(shù)難度大等諸多挑戰(zhàn),需要?jiǎng)?chuàng)新生物醫(yī)藥生態(tài)圈的共同努力。作為創(chuàng)新的推動(dòng)者、客戶信賴的合作伙伴以及全球健康產(chǎn)業(yè)的貢獻(xiàn)者,藥明康德多年來(lái)通過(guò)其一體化、端到端的CRDMO新藥研發(fā)平臺(tái),通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新、高效協(xié)同和全鏈條服務(wù),為合作伙伴的罕見(jiàn)病新藥研發(fā)提供了強(qiáng)有力的支持。多年來(lái),藥明康德也持續(xù)見(jiàn)證了全球醫(yī)藥研發(fā)行業(yè)不斷為罕見(jiàn)病患者帶來(lái)創(chuàng)新治療選擇造福病患的努力和成果。值此“囊性纖維化宣傳月”(Cystic Fibrosis Awareness Month)之際,本文將梳理該病從基礎(chǔ)研究到臨床治療的突破性進(jìn)展,展現(xiàn)醫(yī)研產(chǎn)的深度協(xié)作為改善囊性纖維化患者的治療格局所做出的不懈努力。
命運(yùn)的轉(zhuǎn)變
“有段時(shí)間,我的日子糟透了?!边@是一位年僅17歲的新西蘭少年在一次訪談中表達(dá)出的感受。當(dāng)主持人問(wèn)到他的日常生活時(shí),少年先是很興奮地描述了自己在籃球隊(duì)的生活,他介紹著自己獲得了“運(yùn)動(dòng)隊(duì)長(zhǎng)”的榮譽(yù)和馳騁在球場(chǎng)上的愉悅感。但一瞬間,少年的眼神黯淡了下來(lái)。他輕聲說(shuō)道,曾有一段時(shí)間,他幾乎認(rèn)為自己再也沒(méi)有機(jī)會(huì)站在球場(chǎng)上,做那個(gè)熱愛(ài)籃球、充滿夢(mèng)想的自己了。
因?yàn)榛加心倚岳w維化這種特殊的罕見(jiàn)疾病,他的肺部、胰腺等器官的健康功能會(huì)持續(xù)遭受損傷。疾病導(dǎo)致的胰腺炎常常讓少年劇烈疼痛而直不起腰,嚴(yán)重時(shí)只能連續(xù)數(shù)天臥床休息。在很長(zhǎng)的一段時(shí)間里,他只能依賴止疼藥獲得片刻的解脫,同時(shí)通過(guò)抗生素治療控制感染,防止病情惡化。
根據(jù)醫(yī)學(xué)文獻(xiàn),這種難纏的疾病會(huì)損害肺部正常的粘液清除功能,從而促進(jìn)細(xì)菌(尤其是金黃色葡萄球菌)在肺部定植和感染。同時(shí),胰腺、肝臟、腎臟也會(huì)因積聚的粘液產(chǎn)生各類危害健康的癥狀。目前,全球約有10萬(wàn)人正遭受著囊性纖維化的困擾,他們與這位少年患者一樣不得不面對(duì)著日常生活的重重挑戰(zhàn)和身體上的長(zhǎng)期不適。
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2019年,囊性纖維化患者迎來(lái)了一款能夠改變命運(yùn)的藥物——Trikafta (elexacaftor/tezacaftor/ivacaftor)。這款藥物有望治療全球約九成的囊性纖維化患者,幫助他們降低疾病嚴(yán)重程度,減少粘液造成的各類器官損傷,并顯著改善肺部功能。故事中的少年在服用該藥后,生活也迎來(lái)了翻天覆地的變化,臥床不起的日子一去不復(fù)返,他也重新回到了熱愛(ài)的籃球場(chǎng)上。
當(dāng)下,還有許多囊性纖維化患者正通過(guò)該創(chuàng)新療法重獲新生,這是眾多基礎(chǔ)研究、醫(yī)藥研發(fā)者共同努力獲得的重要碩果,也是罕見(jiàn)病藥物研發(fā)中令人鼓舞的杰出范例。在囊性纖維化的漫長(zhǎng)探索歷史中,許多科學(xué)家為攻克這一罕見(jiàn)病帶來(lái)了不可或缺的發(fā)現(xiàn),接下來(lái)讓我們一同回顧這段充滿奇跡的旅程。
被咸吻“詛咒”的嬰兒
醫(yī)學(xué)界對(duì)囊性纖維化的探索可以追溯到18世紀(jì)。當(dāng)時(shí),德國(guó)、瑞士均有文獻(xiàn)報(bào)道了一些患有奇怪疾病的嬰兒,父母在親吻他們的額頭時(shí)可以感受到特殊的“咸味”。在一些更久遠(yuǎn)的北歐傳說(shuō)中,人們認(rèn)為這是一種致命的詛咒:當(dāng)嬰兒出生時(shí),如果輕吻它的額頭感覺(jué)很咸,他們將很快死去。但為何嬰兒額頭有咸味會(huì)讓他們?cè)缭缲舱勰??這在很長(zhǎng)一段時(shí)間中都是一個(gè)未解之謎。
直到1938年,這種神秘疾病才逐漸被揭開(kāi)了面紗。美國(guó)病理學(xué)家多蘿西·安德森(Dorothy Andersen)博士發(fā)現(xiàn)一些營(yíng)養(yǎng)不良患兒的胰管呈現(xiàn)囊狀,并伴隨廣泛的纖維化現(xiàn)象,也因此首次描述了“胰腺囊性纖維化”一詞。
十年后的盛夏,紐約市的一家急診室接收了大量因炎熱的天氣而中暑脫水的患兒。保羅·迪桑特·阿格涅斯(Paul di Sant’Agnese)醫(yī)生敏銳地注意到,與其他患兒相比,囊性纖維化患兒的汗液鹽分濃度異常的高,這表明汗液的電解質(zhì)異常很可能是診斷囊性纖維化的一種標(biāo)志。這一發(fā)現(xiàn)不僅解釋了早期文獻(xiàn)中描述的“咸吻”現(xiàn)象,也推動(dòng)了汗液檢測(cè)策略的誕生。阿格涅斯醫(yī)生開(kāi)發(fā)的策略無(wú)需獲取胰酶,能繞過(guò)胰腺來(lái)判斷哪些人患有囊性纖維化,極大減輕了患者的檢測(cè)痛苦。在接下來(lái)的時(shí)間里,汗液檢測(cè)法被不斷改進(jìn)并沿用至今,為囊性纖維化診斷做出了巨大貢獻(xiàn)。
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除了準(zhǔn)確幫患者了解自己是否患上了囊性纖維化,對(duì)眾多醫(yī)生與科學(xué)家來(lái)說(shuō),一個(gè)更大的難題是,要如何幫助到這些患者,減輕他們的疾病痛苦?
首先,科學(xué)家需要解開(kāi)囊性纖維化發(fā)生的分子和基因特征。上世紀(jì)80年代,加州大學(xué)圣地亞哥分校的保羅·昆頓(Paul Quinton)教授發(fā)現(xiàn)囊性纖維化患者汗腺上皮細(xì)胞的氯離子通道存在異常。這不僅會(huì)導(dǎo)致汗液中的鹽分無(wú)法重吸收,也會(huì)使器官細(xì)胞的鹽分與水的流入、流出平衡被破壞,造成粘液聚集。
隨后,徐立之教授和弗朗西斯·柯林斯(Francis Collins)教授合作找到了致病突變基因的源頭——異常的離子通道囊性纖維化跨膜轉(zhuǎn)導(dǎo)調(diào)節(jié)因子(CFTR)和造成囊性纖維化最常見(jiàn)的基因突變F508del。有了這些信息,一場(chǎng)靶向CFTR的藥物研發(fā)戰(zhàn)斗一觸即發(fā)。
鹽分運(yùn)輸通道的“崩塌”
在研發(fā)囊性纖維化療法的二十多年歷程中,生物學(xué)家弗雷德里克·范·古爾(Fredrick Van Goor)博士參與了數(shù)百次與患者的交談,其中有一次談話讓他至今記憶猶新,那次的談話主題是如何解決療法的普適性。一位患者對(duì)弗雷德里克博士說(shuō),自己像是身處在一艘正在沉沒(méi)的船上,而其他救生艇都已離開(kāi)。當(dāng)時(shí),針對(duì)囊性纖維化的治療往往只能減輕已發(fā)生的癥狀,例如用物理治療清除粘液或使用抗生素防止感染,不能解決根本問(wèn)題。這種仿佛身處救援孤島的畫面深深刺激到弗雷德里克博士,在后續(xù)的十多年中,他成為了為患者打造全新“救生艇”的重要力量。
弗雷德里克博士是Vertex Pharmaceuticals囊性纖維化研究項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人,也是推出Trikafta的關(guān)鍵人物。在早期階段,囊性纖維化基金會(huì)與生物技術(shù)公司Aurora Biosciences進(jìn)行了合作,尋找可能改善缺陷CFTR基因產(chǎn)生的異常蛋白質(zhì)功能的化合物。2001年,Vertex Pharmaceuticals收購(gòu)了該公司,并繼續(xù)推進(jìn)囊性纖維化的研究。弗雷德里克博士接手這一項(xiàng)目時(shí),許多人認(rèn)為這是一個(gè)充滿幻想的任務(wù),因?yàn)閼{借一種分子藥物來(lái)逆轉(zhuǎn)特定突變對(duì)蛋白質(zhì)的影響,這對(duì)于其他疾病研究來(lái)說(shuō)就是一個(gè)巨大的難題,更不用說(shuō)囊性纖維化這種罕見(jiàn)疾病了。
但弗雷德里克博士并沒(méi)有放棄,他的目標(biāo)是先對(duì)各類CFTR突變進(jìn)行全面分析和分類。作為一種關(guān)鍵的氯離子通道調(diào)節(jié)蛋白,CFTR蛋白主要作用是調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)外的氯離子轉(zhuǎn)運(yùn)。過(guò)往的研究發(fā)現(xiàn),CFTR基因的某些突變會(huì)阻止CFTR蛋白的合成,有些則會(huì)讓蛋白無(wú)法正確到達(dá)細(xì)胞膜表面,還有一些則會(huì)讓蛋白到達(dá)細(xì)胞膜表面后因停留時(shí)間過(guò)短而無(wú)法完全發(fā)揮有效作用。這些突變都會(huì)破壞氯離子轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程,造成鹽分吸收異常。
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然而,這些突變與異常特征并非一一對(duì)應(yīng)。有時(shí)候某些突變可以同時(shí)造成兩類情況同時(shí)發(fā)生,比如最常見(jiàn)的F508del突變(約90%的患者攜帶該突變),既能阻礙蛋白前往細(xì)胞膜,也可以使少量到達(dá)膜表面的蛋白失效,無(wú)法正??刂瓶缒ねǖ?。
因此,弗雷德里克博士和同事預(yù)期設(shè)計(jì)出的藥物需要進(jìn)行組合,最好能從兩個(gè)方面同時(shí)起效:一種發(fā)揮校正劑(corrector)的效果,引導(dǎo)突變蛋白前往細(xì)胞膜,另一種則需要幫助蛋白到達(dá)位置后穩(wěn)定發(fā)揮作用。
重啟運(yùn)輸通道
研究團(tuán)隊(duì)首先解決了后面這個(gè)問(wèn)題,他們研發(fā)了可以針對(duì)G551D突變位點(diǎn)的藥物ivacaftor。如果該位點(diǎn)發(fā)生突變,CFTR蛋白結(jié)構(gòu)的打開(kāi)速度就會(huì)變慢,而ivacaftor恰好可以重新恢復(fù)通道打開(kāi)過(guò)程。2012年,美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)和歐洲藥品管理局(EMA)批準(zhǔn)了ivacaftor(商品名Kalydeco),用于治療攜帶至少一個(gè)G551D突變的囊性纖維化患者?;颊咴谑褂煤罂梢詼p少呼吸道感染,并改善呼吸功能。盡管擁有G551D突變的囊性纖維化患者的占比不高,但弗雷德里克博士和他的團(tuán)隊(duì)證明了治療囊性纖維化不是幻想,而是有望將其轉(zhuǎn)變成一種不再難治的疾病。
隨后,研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)始嘗試解決另一個(gè)問(wèn)題,他們研發(fā)了一種新的藥物lumacaftor,它可以作為有效的校正劑引導(dǎo)突變蛋白前往細(xì)胞膜。因此,在搭配ivacaftor使用時(shí)既能讓CFTR蛋白前往細(xì)胞膜,也能穩(wěn)定打開(kāi)并發(fā)揮跨膜通道的功能,這就很好地解決了F508del突變患者會(huì)面臨的兩大問(wèn)題。
在后續(xù)研究中,弗雷德里克博士團(tuán)隊(duì)對(duì)校正劑進(jìn)行了改進(jìn),用tezacaftor替代了lumacaftor,并添加了第二種校正劑elexacaftor。最終,三個(gè)藥物分子組合而成的Trikafta誕生了。兩種校正劑作用于CFTR蛋白的不同部分,共同產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)。這種組合在改善F508del突變CFTR功能方面非常有效,可以惠及僅攜帶一個(gè)F508del突變的患者。
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時(shí)任Vertex公司主席、總裁兼首席執(zhí)行官的Jeffrey Leiden博士在采訪中這么描述它,這是一款具有治療90%囊性纖維化患者潛力的突破性療法。該案例的成功不僅代表著囊性纖維化治療的重大突破,也映射出全球科學(xué)家、醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)界對(duì)攻克罕見(jiàn)病的堅(jiān)定決心。
突破罕見(jiàn)病困局
過(guò)去一年對(duì)罕見(jiàn)病患者來(lái)說(shuō),是充滿希望的一年。據(jù)公開(kāi)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),2024年美國(guó)FDA批準(zhǔn)了至少33款罕見(jiàn)病新藥,在FDA批準(zhǔn)的所有療法中有超過(guò)一半用于治療罕見(jiàn)病。除此之外,罕見(jiàn)病研發(fā)項(xiàng)目也在加速推進(jìn)中,美國(guó)FDA去年授予了超過(guò)88個(gè)新藥項(xiàng)目孤兒藥資格,包括杜氏肌營(yíng)養(yǎng)不良、原發(fā)性膽汁性膽管炎、家族性地中海熱、肝豆?fàn)詈俗冃缘榷喾N罕見(jiàn)病類型。
由于各類罕見(jiàn)病的患者群體較小,藥物研發(fā)成本高、周期長(zhǎng),這對(duì)創(chuàng)新生物醫(yī)藥生態(tài)圈和新藥研發(fā)是一個(gè)難度不小的挑戰(zhàn)。作為創(chuàng)新的賦能者、客戶信賴的合作伙伴以及全球健康產(chǎn)業(yè)的貢獻(xiàn)者,藥明康德正通過(guò)其獨(dú)特的CRDMO業(yè)務(wù)模式,助力客戶開(kāi)發(fā)更多罕見(jiàn)病新藥。
面對(duì)創(chuàng)新藥研發(fā)的多種挑戰(zhàn),藥明康德的CRDMO模式可以提供端到端、一體化服務(wù),大幅縮短研發(fā)時(shí)間,降低研發(fā)成本,讓這些療法的研發(fā)更高效、更易行。根據(jù)2024年9月藥明康德在投資者開(kāi)放日上公布的信息,藥明康德旗下WuXi TIDES正在幫助合作伙伴加速20多款新分子療法開(kāi)發(fā)用以治療多種罕見(jiàn)病,其中涵蓋了多種復(fù)雜偶聯(lián)藥物,助力罕見(jiàn)病不再“罕治”!我們期待在全球各界的共同攜手努力下,罕見(jiàn)病治療領(lǐng)域可以涌現(xiàn)更多創(chuàng)新成果,為更多患者照亮未來(lái)。
[1] A Trikafta Success Story. Retrieved April 28, 2025 from https://www.cfnz.org.nz/news-and-events/latest-news/a-trikafta-success-story/
[2] Life-Changing Cystic Fibrosis Treatment Wins $3-Million Breakthrough Prize. Retrieved April 28, 2025 from https://www.scientificamerican.com/article/life-changing-cystic-fibrosis-treatment-wins-3-million-breakthrough-prize/
[3] Cystic fibrosis drugs target the malformed proteins at the root of the disease. Retrieved April 28, 2025 from https://www.nature.com/articles/d41586-020-02106-w
[4] Cystic Fibrosis: Sam’s Story. Retrieved April 28, 2025 from https://www.hopkinsmedicine.org/health/conditions-and-diseases/cystic-fibrosis/patient-story-sam
[5] Ratjen, F., Bell, S., Rowe, S. et al. Cystic fibrosis. Nat Rev Dis Primers 1, 15010 (2015). https://doi.org/10.1038/nrdp.2015.10