本文翻譯自拜耳醫(yī)藥全球藥物研發(fā)靶點(diǎn)研發(fā)的What makes a good drug target，文章不長(zhǎng)，提供了藥企視角下的藥物靶點(diǎn)。
醫(yī)療缺口很大的領(lǐng)域需要?jiǎng)?chuàng)新的治療方法，而這基本依賴于新的藥物靶點(diǎn)的發(fā)現(xiàn)。盡管生物藥大大拓展了可以成藥的分子范圍，合適的藥物靶點(diǎn)依然缺乏。發(fā)現(xiàn)并評(píng)估藥物靶點(diǎn)的醫(yī)用價(jià)值，不僅需要大量的實(shí)驗(yàn)性、機(jī)制和藥理學(xué)研究，還需要理論分子成藥性分析、可能副作用的早期分析、市場(chǎng)需求分析等等。本文旨在定義一個(gè)醫(yī)藥公司視角下的好的藥物靶點(diǎn)的性質(zhì)。
前言
近來(lái)對(duì)中止研發(fā)的藥物產(chǎn)品和臨床失敗案例的分析發(fā)現(xiàn)，越來(lái)越多的化合物因無(wú)法通過(guò)藥效終點(diǎn)而夭折。新項(xiàng)目通過(guò)二期臨床的成功率從2006-2007年的28%下降到了2008-2009年的18%。湯森路透生命科學(xué)咨詢公司分析了2008年至2010年108例有報(bào)道的臨床二期失敗案例，包括新藥以及已經(jīng)上市藥物的新適應(yīng)癥，發(fā)現(xiàn)有51%藥物失敗的原因是藥效不足。而且，對(duì)2007年至2010年間III期臨床以及申報(bào)失敗的分析也發(fā)現(xiàn)醫(yī)療領(lǐng)域中三分之二的失敗原因?yàn)樗幮Р蛔?。因此，?jīng)體內(nèi)、體外模型預(yù)測(cè)，新的、有前景的、具備臨床藥效可能性的藥物靶點(diǎn)是藥物發(fā)現(xiàn)成功的關(guān)鍵。
2009年，拜耳醫(yī)藥提出了“Grant4Targets”倡議。其基本觀點(diǎn)是為學(xué)界提供橋梁和藥物發(fā)現(xiàn)技術(shù)來(lái)支持新的藥物靶點(diǎn)的評(píng)估和驗(yàn)證。盡管我們收到了很多高質(zhì)量的、有價(jià)值新藥靶點(diǎn)的提議，卻也越來(lái)越明白對(duì)于“什么是一個(gè)好的新藥靶點(diǎn)的關(guān)鍵性質(zhì)”我們還沒(méi)有討論清楚、沒(méi)有清晰定義。
所以，本文旨在從醫(yī)藥公司的視角定義創(chuàng)新的、有前景的藥物靶點(diǎn)所需的基本條件。我們將重點(diǎn)講述藥物靶點(diǎn)的確立、挑選、評(píng)價(jià)、驗(yàn)證過(guò)程中的重要方面。另外，我們還特別強(qiáng)調(diào)在該過(guò)程的早期就要重點(diǎn)考慮成藥性和可驗(yàn)證性。此外，我們還對(duì)未來(lái)可能出現(xiàn)的提升藥物成藥性空間的技術(shù)做了展望。最后，我們希望新藥物靶點(diǎn)的定義能夠很大程度上依賴于有著豐富醫(yī)療需求和不同藥物安全性要求的醫(yī)療領(lǐng)域和特定適應(yīng)癥。
理想藥物靶點(diǎn)的性質(zhì):
具備疾病修飾和/或有證明有效的病理學(xué)證據(jù)靶點(diǎn)的修飾對(duì)正常生理或其他病癥下的生理環(huán)境影響不大如果成藥性不明確(如激酶靶點(diǎn)的藥物)，要能夠獲得靶蛋白的3D結(jié)構(gòu)或者類似結(jié)構(gòu)進(jìn)行成藥性分析具有好的可驗(yàn)證性，能夠做高通量篩選在人體不同組織內(nèi)呈現(xiàn)差異化表達(dá)存在可以用來(lái)檢測(cè)藥效的靶點(diǎn)/疾病特異性的biomarker通過(guò)表型數(shù)據(jù)(如基因敲除小鼠或基因突變數(shù)據(jù)庫(kù))較容易推測(cè)潛在的副作用靶點(diǎn)具備較好的IP狀況(沒(méi)有競(jìng)爭(zhēng)性靶點(diǎn)，沒(méi)有限制)
靶點(diǎn)定義和分類
盡管跨越多條通路的關(guān)鍵分子在靶點(diǎn)發(fā)現(xiàn)中很重要，也取得了很大的成功，但是，對(duì)多個(gè)通路分子靶點(diǎn)都有效的化合物(hit)往往也有嚴(yán)重的副作用。所以，對(duì)靶點(diǎn)的高度特異性識(shí)別左右著藥物研發(fā)的進(jìn)程。
一個(gè)藥物靶點(diǎn)通常是蛋白、多肽或者核酸，該靶點(diǎn)的活性可以被藥物--小分子SMOL，或抗體/重組蛋白等大分子BIOL--修飾而發(fā)生改變。2006年針對(duì)所有申報(bào)成功的醫(yī)療藥物，科學(xué)家對(duì)324個(gè)藥物靶點(diǎn)的總數(shù)達(dá)成共識(shí)。采用生物信息學(xué)的手段，Bakheet和Doig從3573個(gè)非靶點(diǎn)分子中篩選出了668個(gè)具備靶點(diǎn)性質(zhì)、可能成為新靶點(diǎn)的蛋白。雖然目前絕大多數(shù)的藥物發(fā)現(xiàn)中的靶點(diǎn)都是蛋白，核酸靶點(diǎn)將會(huì)越來(lái)越重要。
藥物靶點(diǎn)
小分子藥物靶點(diǎn)
SMOL藥物靶點(diǎn)主要為蛋白類:酶、胞外/核受體、離子通道、轉(zhuǎn)運(yùn)體等。目前已經(jīng)應(yīng)用DrugBank數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)藥物靶點(diǎn)家族的增長(zhǎng)進(jìn)行了分析。該數(shù)據(jù)庫(kù)被認(rèn)為是藥物和藥物靶點(diǎn)信息最重要的來(lái)源之一。Rask Andersen等人分析了2242組藥物-靶點(diǎn)相互作用，發(fā)現(xiàn)了人基因組中有435個(gè)效應(yīng)介導(dǎo)的藥物靶點(diǎn)，可以被989個(gè)不同的藥物所修飾。所有藥物靶點(diǎn)中，193個(gè)為受體蛋白，占比44%。其中GPCR是降壓藥物和抗過(guò)敏藥物常用靶點(diǎn)，占所有藥物靶點(diǎn)的比例為36%。
除去已經(jīng)建立的藥物靶點(diǎn)類型，新的技術(shù)手段也應(yīng)用到原本無(wú)法成藥的靶點(diǎn)上，如蛋白-蛋白相互作用。Moellering等人研究表明直接與SAHM1的結(jié)合可以阻止活化的NOTCH-癌蛋白復(fù)合物的形成。近來(lái)有報(bào)道成功地使用競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑的方法，抑制了組蛋白和BRD蛋白的相互作用，把BRD4融合的癌蛋白從染色質(zhì)上解離下來(lái)，進(jìn)而達(dá)到控制腫瘤生長(zhǎng)或調(diào)解炎癥進(jìn)程的目的。也有前沿化學(xué)技術(shù)開發(fā)出小分子化合物活化酶活性的新機(jī)制。未來(lái)，新技術(shù)手段還會(huì)不斷拓展成藥性的空間，新的小分子藥物靶點(diǎn)還會(huì)發(fā)展出來(lái)。
生物藥靶點(diǎn)
由于抗體或重組蛋白類藥物無(wú)法進(jìn)入細(xì)胞，胞外蛋白和細(xì)胞表面受體是大分子藥物的合適靶點(diǎn)。大多數(shù)開發(fā)的抗體藥物都是針對(duì)癌癥和炎癥類疾病的。ADCs屬于新生物藥發(fā)展的互補(bǔ)策略。如基因泰克的曲妥珠單抗-美坦辛(T-DM1)，就結(jié)合了單抗藥物和微管抑制劑的優(yōu)勢(shì)，目前已經(jīng)進(jìn)入多臨床實(shí)驗(yàn)。ADC策略中，靶點(diǎn)不需要具備修飾影響細(xì)胞的功能，因?yàn)榧?xì)胞毒試劑會(huì)殺傷細(xì)胞，而抗體把細(xì)胞毒試劑定位到表達(dá)抗原的病理組織。
靶點(diǎn)評(píng)估
下圖詳細(xì)描述了拜爾醫(yī)療的靶點(diǎn)評(píng)估過(guò)程。新藥物靶點(diǎn)成功確立之后，需要進(jìn)行詳細(xì)的分子靶點(diǎn)評(píng)估:根據(jù)疾病假設(shè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)研究藥代動(dòng)力學(xué)性質(zhì)、分子成藥性的理論分析以及潛在靶點(diǎn)相關(guān)biomarkers的預(yù)判。
靶點(diǎn)評(píng)估流程
靶點(diǎn)確立
靶點(diǎn)評(píng)估的第一步。新靶點(diǎn)的最大來(lái)源是相關(guān)文獻(xiàn)，因?yàn)槿澜鐭o(wú)數(shù)的科學(xué)家都在尋找新的分子通路以及基因和蛋白的新功能。文獻(xiàn)之外，最有價(jià)值的參考是分析目標(biāo)組織或者比較正常組織與疾病組織中RNA和/或蛋白的表達(dá)。當(dāng)綜合各信號(hào)通路分析、強(qiáng)大的整合數(shù)據(jù)，這些表達(dá)數(shù)據(jù)能夠提供比RNA或蛋白正常調(diào)控水平下更多的潛在靶點(diǎn)的信息。就蛋白質(zhì)組學(xué)而言，基于活性的蛋白圖譜(ABPP)可以比較出疾病和正常組織中酶活力水平的不同，從而確立靶點(diǎn)，進(jìn)而大大拓寬了靶點(diǎn)確立范圍。還有一種新藥物靶點(diǎn)信息的來(lái)源基于敲除小鼠基因改變和表型變化、體細(xì)胞突變、基因融合以及拷貝數(shù)變化等等，這些信息來(lái)源更適用于癌癥靶點(diǎn)。
靶點(diǎn)確立策略
如果針對(duì)靶點(diǎn)的藥物是抑制劑或激活劑，功能基因組學(xué)結(jié)合表型篩選更有優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樵诩?xì)胞模型體系中建立靶點(diǎn)，再進(jìn)行挑選/改造表現(xiàn)出疾病模型的過(guò)程更便捷。細(xì)胞模型中，干擾基因表達(dá)(如siRNA或shRNA，過(guò)表達(dá)cDNA，或者使用小分子抑制基因功能)和合適的表型讀取系統(tǒng)聯(lián)合使用非常強(qiáng)大。眾多例子中，高通量RNA干擾篩選技術(shù)已經(jīng)成功地應(yīng)用于靶點(diǎn)確認(rèn)。化合物基因組學(xué)方法通常不夠直接，因?yàn)楸硇秃Y選之后還需要靶點(diǎn)解碼。參考文獻(xiàn)[21,22,24,-28]對(duì)支持藥物靶點(diǎn)確認(rèn)的復(fù)雜的數(shù)據(jù)庫(kù)有更為詳細(xì)的描述。在拜耳醫(yī)療，我們把公開的以及Phylosopher數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)于靶點(diǎn)的全部信息整合在一起，所有拜耳的科學(xué)家可以共享。靶點(diǎn)確認(rèn)時(shí)，與整合后數(shù)據(jù)互補(bǔ)的信息被優(yōu)先參考。不過(guò)，當(dāng)采用公開數(shù)據(jù)時(shí)，關(guān)鍵結(jié)果會(huì)在內(nèi)部被重復(fù)，因?yàn)槲覀儼l(fā)現(xiàn)僅有30%報(bào)道的體內(nèi)和體外實(shí)驗(yàn)結(jié)果可被重復(fù)。
下圖列出了成功確立靶點(diǎn)的三個(gè)關(guān)鍵要素:對(duì)疾病的深入理解、關(guān)于分子機(jī)制的知識(shí)以及預(yù)測(cè)模型和技術(shù)上的支持。對(duì)疾病了解得越多，預(yù)測(cè)模型的支持性越好。我們認(rèn)為，深入理解病理學(xué)和引發(fā)疾病的分子機(jī)制，應(yīng)用相關(guān)靶點(diǎn)確立和驗(yàn)證技術(shù)是有前景藥物靶點(diǎn)的確立的基礎(chǔ)。
靶點(diǎn)確立三要素
靶點(diǎn)驗(yàn)證
藥物靶點(diǎn)必須按照既定的作用方式通過(guò)實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證。這里的數(shù)據(jù)與臨床起效的可能性直接相關(guān)(如重要人源細(xì)胞和組織實(shí)驗(yàn))。這類功能性實(shí)驗(yàn)包括基因下調(diào)、基因敲除，如果有SMOL化合物庫(kù)或者工具抗體的話，還可以使用這些特定的工具。體外細(xì)胞機(jī)制研究可被用來(lái)揭示靶點(diǎn)的調(diào)控性質(zhì)以及其所在的信號(hào)通路。最后，依據(jù)疾病種類的不同，還可以使用合適的動(dòng)物模型來(lái)評(píng)估靶點(diǎn)和疾病的相關(guān)性。如果小鼠具有與人類同源的功能基因，而合適的疾病模型也存在的話，也可以使用基因敲除小鼠或者轉(zhuǎn)基因小鼠進(jìn)行靶點(diǎn)驗(yàn)證。然而，總的來(lái)說(shuō)，經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的靶點(diǎn)在進(jìn)行人體驗(yàn)證時(shí)也不是沒(méi)有風(fēng)險(xiǎn)的。因?yàn)橐恍┠Ｐ蛯?duì)于人體內(nèi)情況有高度預(yù)測(cè)性，而另外一些則有很大的偏差。而且，有些疾病是高級(jí)靈長(zhǎng)類動(dòng)物固有的，而絕大多數(shù)的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)都使用老鼠做實(shí)驗(yàn)。因此，不是所有風(fēng)險(xiǎn)在早期藥物發(fā)現(xiàn)過(guò)程中都能夠被預(yù)測(cè)。
把上述考慮應(yīng)用到真正的藥物發(fā)現(xiàn)實(shí)際中來(lái)，IL-2誘導(dǎo)的酪氨酸激酶(Itk)可以說(shuō)是炎癥性皮膚病治療領(lǐng)域的新靶點(diǎn)。Itk在病癥組織中特異性表達(dá)，主要存在于T細(xì)胞，且在皮炎病人受損皮膚中表達(dá)升高。采用RNA沉默策略可進(jìn)行靶點(diǎn)驗(yàn)證，體內(nèi)實(shí)驗(yàn)(Itk敲除小鼠模型)同樣可行。另一方面，證實(shí)該激酶在疾病模型中作用的SMOL抑制劑也已經(jīng)得到確認(rèn)。
成藥性評(píng)估
目前蛋白靶點(diǎn)的成藥性評(píng)估方法一般依據(jù)蛋白序列相關(guān)性質(zhì)和蛋白的3D結(jié)構(gòu)，文獻(xiàn)[24][33]中有描述。已知3D結(jié)構(gòu)的藥物靶點(diǎn)可以在潛在藥物靶點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)中找到，目前該數(shù)據(jù)庫(kù)涵蓋了1207條目、841中已知/潛在藥物靶點(diǎn)，結(jié)構(gòu)信息來(lái)自PDB(Protein Data Bank)。對(duì)于藥物靶點(diǎn)評(píng)估來(lái)說(shuō)，知道3D結(jié)構(gòu)具有巨大優(yōu)勢(shì)，因?yàn)榭梢允褂媒Y(jié)構(gòu)成藥性搜索引擎(EMBL-EBI)來(lái)預(yù)測(cè)是否具有SMOLs結(jié)合位點(diǎn)。
對(duì)SMOL結(jié)合靶點(diǎn)來(lái)說(shuō)，除了成藥性預(yù)測(cè)之外，還要分析靶點(diǎn)的催化和/或功能因素，還要分析靶點(diǎn)的組織選擇性以及具有類似結(jié)合位點(diǎn)的其他蛋白?？紤]到蛋白的3D結(jié)構(gòu)，各種算法被開發(fā)出來(lái)用來(lái)評(píng)估配體設(shè)計(jì)所需的蛋白結(jié)合位點(diǎn)(參考文獻(xiàn)[35])。
可驗(yàn)證性評(píng)估
為后續(xù)篩選先導(dǎo)化合物需要，建立能夠確認(rèn)靶點(diǎn)結(jié)合能力和功能的生化和/或細(xì)胞學(xué)實(shí)驗(yàn)十分必要，該過(guò)程我們稱之為藥物靶點(diǎn)的“assayablility”。是否能建立起有意義的方法，取決于靶點(diǎn)類型和關(guān)于靶點(diǎn)的信息。因?yàn)楹芏郍PCRs的活性可以通過(guò)檢測(cè)第二信使水平的方式來(lái)監(jiān)測(cè)，所以一個(gè)能夠檢測(cè)下游產(chǎn)物的GPCR的可驗(yàn)證預(yù)期也不錯(cuò)，而無(wú)法檢測(cè)下游產(chǎn)物的GPCR，盡管成藥性毋庸置疑，但是可驗(yàn)證性就比較低了。在這種情況下，就需要提供合乎藥理學(xué)相關(guān)實(shí)驗(yàn)規(guī)范的功能性研究方案了。
適應(yīng)癥評(píng)估
考察藥物靶點(diǎn)還有一個(gè)重要的方面就是起適用的臨床癥狀。拜耳有一個(gè)抗腫瘤藥物--激酶抑制劑sorafenib索拉菲尼(Nexavar/多吉美)，其成功至少部分得益于它可以抑制多個(gè)激酶活性(包括絲氨酸/蘇氨酸激酶Raf和ERK通路)的性質(zhì)。雖然已有文獻(xiàn)數(shù)據(jù)證實(shí)Raf/MEK/ERK1/2活性與心肌肥大的相關(guān)性，而心肌肥大是心律失常、心臟病和猝死等病癥的危險(xiǎn)信號(hào)。不過(guò)，心肌肥大是心臟病(心肌梗死或持續(xù)的血壓升高)發(fā)展過(guò)程中早期的適應(yīng)不良癥狀。使用激酶抑制劑預(yù)防心肌肥大需要在治療早期即開始，并很有可能持續(xù)一生以防止疾病進(jìn)展。
很顯然，從安全性和順應(yīng)性角度考慮，用激酶抑制劑預(yù)防疾病所面臨的挑戰(zhàn)遠(yuǎn)比用來(lái)治療威脅生命的癌癥要大得多。出于同樣的考慮，PubMed使用關(guān)鍵字“激酶&抑制劑&心血管&毒性”進(jìn)行文章搜索，找到了200篇文獻(xiàn)(截止2011年6月)提及激酶抑制劑作為抗癌藥物在臨床上最大的副作用即心臟毒性。因此，有7個(gè)FDA批準(zhǔn)的激酶抑制劑收到了FDA考慮可能的心臟毒性的警告。信號(hào)通路中多個(gè)激酶活性可能會(huì)導(dǎo)致心肌肥大，但它們也是維持正常細(xì)胞功能的重要組分，而另一方面抗癌的小分子激酶抑制劑的靶點(diǎn)特異性不強(qiáng)，這兩點(diǎn)或許可以解釋該類型藥物的副作用。因?yàn)榧っ钢械腁TP結(jié)合位點(diǎn)非常保守，即使使用復(fù)雜的結(jié)構(gòu)生物學(xué)工具也很難開發(fā)出高特異性的激酶抑制劑。如激酶抑制劑表現(xiàn)出來(lái)的SMOL藥物的靶點(diǎn)特異性不高的問(wèn)題，提示我們，BIOL藥物--無(wú)論是單抗、重組蛋白或者反義核酸和RNA干擾都有更好的特異性--會(huì)是更有吸引力的選擇。不過(guò)，BIOL藥物都有無(wú)法口服的缺點(diǎn)，在某些適應(yīng)癥中會(huì)是大問(wèn)題。最后，BIOL藥物的成本比SMOL高很多，在需要長(zhǎng)時(shí)間治療才能獲得臨床受益的情況下，成本也會(huì)是一個(gè)難以逾越的障礙。
綜上，更多的醫(yī)療情況需要特異性的治療方案，而且，基于目前對(duì)疾病的理解，是采用多靶點(diǎn)策略還是選擇一個(gè)藥物一個(gè)靶點(diǎn)的方案，還需要仔細(xì)評(píng)估。
臨床和商業(yè)需求
臨床的高度需求(無(wú)藥可用或者現(xiàn)有治療手段在療效和/或安全性上極大受限)和可預(yù)期的市場(chǎng)是還需要考慮的重要因素。
一個(gè)藥物靶點(diǎn)的醫(yī)療潛力在它被發(fā)現(xiàn)的初期通常并不顯現(xiàn)。一個(gè)有名的例子是膽固醇合成通路的限速酶，HMG-CoA還原酶，該靶點(diǎn)在醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的銷售額是目前已知靶點(diǎn)銷售額之冠，但在研發(fā)初期，該靶點(diǎn)的第一個(gè)抑制劑“compactin”卻沒(méi)有起到降低大鼠膽固醇的作用，因?yàn)樗l(fā)了大鼠肝臟大量代償性生成HMG-CoA還原酶，很多研究者因此誤入歧途。從抑制HMG-CoA還原酶降低膽固醇的概念提出，到最終為臨床所證實(shí)，研究者花費(fèi)了20年的時(shí)間。有時(shí)候，靶點(diǎn)修飾過(guò)程中“失敗越早花錢越少”，在靶點(diǎn)確認(rèn)早期階段，最好就通過(guò)表型學(xué)體外實(shí)驗(yàn)或最晚在體內(nèi)實(shí)驗(yàn)時(shí)就看到藥物的療效。
即使一個(gè)靶點(diǎn)已經(jīng)確認(rèn)了適應(yīng)癥，研究其在其他適應(yīng)癥領(lǐng)域中的作用并擴(kuò)大其醫(yī)療應(yīng)用還是很有必要的，也是第一張圖中common mechanism potential所指的內(nèi)容。如果藥物在開發(fā)晚期遇到巨大困難，還可以選擇其他的適應(yīng)癥進(jìn)行研發(fā)。
知識(shí)產(chǎn)權(quán)
如文獻(xiàn)[43/44]所述，藥企對(duì)價(jià)值鏈的貢獻(xiàn)在于最終成藥的小分子化合物(或BIOL)的專利而非靶點(diǎn)本身。理想但通常做不到的是兩者都保護(hù)起來(lái):專利保護(hù)的化合物(BIOL或SMOL)和專利保護(hù)的對(duì)治療特定疾病的靶點(diǎn)修飾物的使用。
早期的FTO分析保證了特定的研究，如靶點(diǎn)修飾物的研發(fā)確認(rèn)等，在不侵犯他人知識(shí)產(chǎn)品的情況下得以進(jìn)行。
新的靶點(diǎn)提供了這樣的機(jī)會(huì)--如果化學(xué)空間允許--為可以和靶點(diǎn)結(jié)合的SMOL化合物申請(qǐng)專利，從而獲得知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)。而只有當(dāng)公司獲得靶點(diǎn)修飾物的特許經(jīng)營(yíng)權(quán)，并收取到他們?yōu)槭惺鬯幬锔冻雠Φ膶＠褂觅M(fèi)，投資才算獲得完全的回報(bào)。對(duì)于化合物和/或抗體藥物都是類似的情況:如果我們沒(méi)有專利保護(hù)的SMOL或BIOL，我們就沒(méi)有辦法應(yīng)對(duì)競(jìng)爭(zhēng)者，保護(hù)自身的利益。
一般來(lái)說(shuō)，因?yàn)楹芏喟悬c(diǎn)最初都是研究文獻(xiàn)報(bào)道出來(lái)的，對(duì)一個(gè)給定的靶點(diǎn)來(lái)說(shuō)，它的確認(rèn)程度和競(jìng)爭(zhēng)度是直接相關(guān)的。一些公司不喜歡在選擇靶點(diǎn)時(shí)冒險(xiǎn)而更樂(lè)于接受較大的競(jìng)爭(zhēng)，其他一些公司卻愿意冒險(xiǎn)選擇那些稍有競(jìng)爭(zhēng)的靶點(diǎn)，以期研發(fā)出一類藥。
潛在副作用的早期評(píng)估
由于靶點(diǎn)的多效性，同一靶點(diǎn)在不同組織中功能可能不同，或在不同的生長(zhǎng)發(fā)育階段表現(xiàn)出不同的功能。所以，檢測(cè)靶點(diǎn)在人體組織中的表達(dá)水平會(huì)很有幫助。盡管有例外，一般認(rèn)為靶點(diǎn)表達(dá)范圍越廣，針對(duì)該靶點(diǎn)的藥物的副作用就越大，因?yàn)樗幬锸亲饔糜谡麄€(gè)人體系統(tǒng)的。評(píng)估潛在靶點(diǎn)相關(guān)副作用的另外一個(gè)參考信息是，靶點(diǎn)在疾病組織和正常組織之間的表達(dá)差異。舉例來(lái)說(shuō)，用于治療胃返流疾病的質(zhì)子泵抑制劑就有很高的劑量接受度，因?yàn)槠浞肿影袠?biāo)胃H+/K+ ATP酶幾乎只存在于胃粘膜組織。這些描述表癥的重要性因個(gè)體指癥不同而不同。很顯然，威脅生命的癌癥疾病對(duì)靶點(diǎn)相關(guān)副作用的忍受度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于不那么危險(xiǎn)的疾病。
靶點(diǎn)敲除小鼠和人體靶點(diǎn)基因缺陷可以為靶點(diǎn)相關(guān)副作用提供更多提示。例如，用來(lái)治療類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的線粒體酶二氫乳清酸脫氫酶(DHODH)在小鼠實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了致畸性。應(yīng)用新的外顯子測(cè)序技術(shù)發(fā)現(xiàn)，該基因突變是米勒綜合征--一種經(jīng)典遺傳病，表現(xiàn)為面不和肢體畸形--的罪魁禍?zhǔn)??？梢?，?duì)人基因疾病相關(guān)數(shù)據(jù)的分析有助于靶點(diǎn)相關(guān)副作用的早期發(fā)現(xiàn)。
在Jackson實(shí)驗(yàn)室的數(shù)據(jù)庫(kù)中可以容易地找到已知的表型。為避免純合敲除小鼠的胚胎致死性，也可以考慮限制性的和/或誘導(dǎo)型敲除小鼠。為評(píng)價(jià)突變型小鼠的表型，German Mouse Clinic(GMC)已經(jīng)建立起Helmholtz Zentrum München表型平臺(tái)，對(duì)科研團(tuán)體開發(fā)權(quán)限。對(duì)于那些作用很強(qiáng)或者不可逆抑制的藥物，敲除小鼠的表型學(xué)研究對(duì)于評(píng)估靶點(diǎn)相關(guān)的副作用很有幫助。
當(dāng)已知靶點(diǎn)考慮其他適應(yīng)癥時(shí)，已有臨床數(shù)據(jù)的詳細(xì)研究會(huì)很有幫助。醫(yī)療靶點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)(TTD)已經(jīng)被開發(fā)出來(lái)提供了很多醫(yī)療靶點(diǎn)和相應(yīng)藥物的信息。
從實(shí)驗(yàn)室到臨床以及其他
靶點(diǎn)驗(yàn)證的主要不足在于針對(duì)特定疾病的靶點(diǎn)的有效性只能通過(guò)臨床試驗(yàn)來(lái)判斷。如上所述，2008至2010，僅有18%的新藥或藥物新適應(yīng)癥的II期臨床實(shí)驗(yàn)取得成功，而失敗案例中超過(guò)50%都是因?yàn)樗幮Р蛔?。從這一角度來(lái)看，早期需要考慮驗(yàn)證作用模式的mechanistic biomarkers作為靶點(diǎn)驗(yàn)證的重要關(guān)切:
如果mechanistic biomarker顯示藥物不足以抑制靶點(diǎn)，最好還是尋找更為合適的先導(dǎo)結(jié)構(gòu)。不過(guò)，如果mechanistic biomarker證實(shí)藥物對(duì)靶點(diǎn)/通路有很明顯的調(diào)節(jié)作用，但是臨床受益卻不顯著，就要考察該靶點(diǎn)/通路是否有效了。一個(gè)典型的案例是Mechanistic biomarker應(yīng)用于判斷血管緊張素II受體拮抗劑用于高血壓治療的開發(fā):I期臨床實(shí)驗(yàn)中，在健康受試者身上沒(méi)有發(fā)現(xiàn)血壓降低效應(yīng)，但是卻檢測(cè)到了血漿腎素的代償性增加，這說(shuō)明該通路在人體內(nèi)仍然是有效應(yīng)的。那么，II期臨床發(fā)現(xiàn)該化合物因?yàn)榘悬c(diǎn)在人體內(nèi)無(wú)效而導(dǎo)致達(dá)不到預(yù)期臨床目標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)就大大降低了。所以，我們建議盡早使用mechanistic biomarker驗(yàn)證靶點(diǎn)，最好在臨床前動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中就使用。更多biomarker信息見文獻(xiàn)[50]。
所有體內(nèi)靶點(diǎn)驗(yàn)證的方法，只要可能，都要涵蓋已有的工具化合物或者已經(jīng)建立的藥物處方。例如，一個(gè)抗腫瘤的新藥靶點(diǎn)，不僅需要驗(yàn)證其對(duì)轉(zhuǎn)基因/敲除小鼠腫瘤重量的效應(yīng)，還要評(píng)估不進(jìn)行藥物處理時(shí)該效應(yīng)是否還在。這是臨床上靶點(diǎn)調(diào)節(jié)劑面臨的一個(gè)情況。
總結(jié)
本文從拜耳醫(yī)療從業(yè)科學(xué)家的角度講述了靶點(diǎn)選擇標(biāo)準(zhǔn)、靶點(diǎn)驗(yàn)證方法的關(guān)鍵點(diǎn)。不過(guò)，就不同的小型、中型和大型公司而言，驗(yàn)證、臨床、未被滿足的需求、競(jìng)爭(zhēng)和知識(shí)產(chǎn)權(quán)等方面在靶點(diǎn)選擇的占比會(huì)差異很大。
我們相信一個(gè)全面的靶點(diǎn)驗(yàn)證會(huì)大大降低藥物研發(fā)后期的失敗率。從這個(gè)角度來(lái)看，如果最初的疾病前體無(wú)效，針對(duì)該靶點(diǎn)的SMOL或BIOL再好也是沒(méi)有意義的。
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