抗体、RNA和基因疗法不一定与小分子药物竞争——它们也都依赖于化学

几十年来,药物研究都是关于小分子的。合成有机化学几乎完美地重叠——这就是你需要知道的,以制造或优化一种新的候选药物。少数例外是像胰岛素这样的蛋白质,这是一种天然存在的激素,可以分离和纯化,给那些自身缺乏胰岛素的患者。

胰岛素激素分子图

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胰岛素是生物药物发展的一个很好的例子——从自然分离到在细菌中表达,然后使用分子生物学工具进行严重的结构修饰

分子生物学——控制基因和蛋白质的能力——改变了这一现状。它开始缓慢——1982年,第一种基因工程形式的胰岛素被批准,但这仍然是在人体内发现的同一种物质。然而,到了20世纪90年代中期,胰岛素蛋白的类似物开始上市,其实际的氨基酸序列被改变以改变其性质。在同一时代,第一批抗体被批准用于人类治疗。从理论上讲,这些蛋白质药物可以针对各种生物靶标进行“培养”,阻断已被证明难以或不可能用小分子影响的蛋白质的功能。

抗体现在在广泛使用的药物清单上占据着显著位置,而且它们的增长速度丝毫没有放缓。最近的抗体失效(如礼来公司的solanezumab(针对阿尔茨海默病)更多的是对未知领域的过度探索。

像抗体一样,RNA可以直接针对小分子药物很难触及的疾病靶点。

在第一个rna干扰疗法的背景下,它们的崛起值得思考奥尼兰姆的patisiran——它似乎已经成功地通过了试验,足以让监管机构做出最终决定。从寡核苷酸中制取药物比从蛋白质中制取药物要困难得多——寡核苷酸在血液中的稳定性要差得多,通常必须穿过细胞才能有效,而不是击中抗体擅长的循环蛋白质和细胞表面靶标。反义DNA在20世纪90年代初出现了繁荣,但从未达到当时的承诺。这意味着当RNA作为一种治疗选择出现时,人们持谨慎的怀疑态度。但是,尽管这需要一段时间,而且目前的候选药物仍然局限于体内最简单的药理学位置,但这项技术确实有效,应该继续改进。像抗体一样,RNA可以直接针对小分子药物很难触及的疾病靶点。

直接基因治疗的进展也是如此。美国食品和药物管理局(fda)似乎即将批准火花疗法Luxturna (voretigene neparvovec)是一种病毒传递的基因替代品,用于治疗一种罕见的失明。就像第一次反义和RNA尝试一样,它利用了眼睛的“特权室”:一个孤立的、比血液环境友好得多的环境。大量的工作也在试图改变Crispr基因编辑技术(或其某些变体)转化为人类疗法。首先要做的肯定是分离组织(如血液干细胞),对其进行修饰,然后将其送回患者体内,但没有人希望它止步于此。

这些疗法正在扩大医学的范围,但不以牺牲药物化学为代价

药物化学家对这些发展分为几个学派。有些人对生物制品的兴起没有足够的考虑,而另一些人可能考虑得太多了,他们认为这对他们的生存——或者至少对他们的就业构成了威胁!但在很大程度上,这些疗法击中了小分子无法达到的目标——它们扩大了医学的范围,但不以牺牲药物化学为代价。也许真正的打击是心理上的。化学家们不得不接受这样一个事实:化学不再是唯一的方法。它是一种工具,一种达到目的的手段,而且一直有更多的工具出现。那么,我们要做的就是避免最后变成这样诺玛·德斯蒙德在日落大道,自言自语地说,我们仍然很大,是这个行业变小了。因为它没有——它比以往任何时候都大,但直系化学不可能保持它的绝对主导地位。

不过,还是要振作起来。这些蛋白质是有机化合物,它们最先进的修饰来自有机合成。同样地,使寡核苷酸足够稳定,可以使用的修饰确实需要非常困难的化学反应,随着Crispr的发展,可以肯定的是,同样的情况也会发生在Crispr上。如今,即使是小分子也不总是那么小了,因此它们正在向以前从未接触过的目标移动。不要在涨潮时诅咒它:跳进去冲浪吧!