IMS：達菲研發靈感竟來自“會議海報”？

　　每當甲型流感季節到來，我們都能想起羅氏制藥獨家生產的抗流感病毒藥物達菲（Tamiflu），每年羅氏的年報中，都會把達菲銷售額的變化列在顯著位置。該藥物對華爾街的影響力絲毫不遜于如赫賽汀、美羅華、安維汀那樣的“現金奶牛”。

　　每當新型流感來臨的時候，達菲都做為“神藥”，被WHO和許多國家常年列為儲備用藥。盡管達菲的訂單波動性很大，但是，羅氏制藥還是從其中收獲頗豐。

　　達菲的化學名叫奧司他韋磷酸鹽（Oseltamivirphosphate)，這一藥物并不是單獨由羅氏研發的，而和近年來聲名鵲起的吉列德和羅氏聯合研發的一種神經氨酸酶特異性抑制劑，通過作用于流感病毒神經氨酸酶，抑制成熟的流感病毒脫離宿主細胞，從而抑制流感病毒在人體內的傳播以起到預防和治療流行性感冒的作用。

　　相比上世紀末上市的新藥，達菲的問世尤其艱難，因為不良反應風險較高，抗病毒藥物動輒被監管部門“黑框”或者退市，不少藥企都放棄了抗病毒藥物的研發。因此，達菲的研發之路尤其艱辛，可以用艱苦卓絕來形容。

　　從研發開始，達菲遭遇了原料來源的短缺、受試病例的缺乏、市場推廣的艱辛等一系列的困難，不過，萬幸的是，葛蘭素突然參與到這場新藥研發的競賽之中，使得吉列德差點放棄這一項目。不過，多虧羅氏及時出手，才給人類貢獻了這一高效的抗病毒藥物。

　　研發靈感來自會議海報

　　盡管一些成功科學家并不是女人，但是，不少科學史的作者會把成就歸功于神秘的靈感和直覺，其實，一個新藥的研發靈感或許因一件偶然事件而瞬間顯現，但靈感背后的知識積淀和專業嗅覺則非一日之功。

　　由于這個故事太有名了，我還是要從這里說起，1992年10月14日，抗微生物制劑和化療跨學科會議(ICAAC)年會在洛杉磯召開。來自位于加州福斯特市一家小型生技公司吉里德科學公司研究部有機化學組主任諾波特·比朔夫貝格爾參加了此次會議。

　　在聽完一場會議報告后，他轉到了海報展板前瀏覽，這些海報展示的是有關抗生素耐受、真菌疾病新發現以及HIV感染治療新方法等尚未公開發表的研究結果，其中澳大利亞莫納什大學科研人員的一篇海報吸引住了他。科研人員發現，由澳大利亞生技公司Biota發明的一種化合物在小鼠體內可抑制流感病毒的復制。而這家公司已授權葛蘭素制藥將其開發上市，該物質的研究編號為GG167，即扎那米韋。當時，比朔夫貝格爾正在不斷尋找新的研發項目思路，而此篇海報給他留下了深刻印象。

　　當時，市場上對付病毒的藥物只有兩種，金剛烷胺和金剛烷乙胺。但這兩種藥物都具有嚴重的副作用，并且只對兩類流感病毒的其中一類有效。更為糟糕的是服用這兩種藥物幾天后，病毒便具有耐藥性。

　　由于流感病毒幾乎每年都發生變異，因而流感疫苗的保護作用有限。歷史上的幾次流感大爆發所造成的橫尸遍野的悲劇歷歷在目，而新的大流感爆發危機四伏，隨時都有可能爆發，而疫苗的研制和生產都難以及時有效地對抗流感的肆虐，因此大家從都認識到研發抗流感病毒藥物的重要性和潛在的巨大市場。

　　然而，實際上幾乎沒有大學或者制藥公司在潛心開發新的抗病毒藥物，比朔夫貝格爾也十分清楚這一點，他在日后談到這段往事時說：“在沒有真正找到突破口的時候，投入大量的人力物力開發抗流感病毒藥物確實是一個不明智的選擇。”

　　和一些著名的美國科學家一樣，比朔夫貝格爾也不是美國的“土著大白”，他是一個奧地利人，并在奧地利和蘇黎世接受教育，這位有機化學博士在哈佛大學參與博士后的工作，那時候，他和制藥業還沒有任何關系。

　　但是，1986年，他進入了基因泰克公司DNA合成組任資深科學家，隨后，1990年，他跳槽到了研發型制藥企業吉列德科學，并任有機化學組主任。

　　他看過海報之后，開始堅信GG167將可能成為真正意義上的抗病毒藥物。但是，這一化合物的“成藥性”看起來并不好，困擾他的問題是GG167的化學結構特點導致其不能通過小鼠胃進入血流，因此口服無效，因而不得不采取吸入給藥。

　　雖然在業內，Biota及葛蘭素的科學家一直鼓吹吸入可能更具優勢，因為病毒主要影響患者的喉部和肺部細胞。

　　但比朔夫貝格爾卻另有所想，流感患者往往存在呼吸困難癥狀，在面對口服和吸入兩種給藥方式，可能更喜歡口服給藥。因此他決定投身于口服抗流感藥物的開發。

　　會后不久，在吉利德公司總部，在他倡導下，公司決定試試他的項目建立一個由十個人組成的科研小組轟轟烈烈地投入了抗流感藥物項目的研發工作。

　　計算機輔助藥物設計時代開啟

　　科研小組的公司是全面改造GG167使其變成口服藥物，神經氨酸酶是該化合物的作用靶點，雖然多年前，一些科學家就通過X-射線衍射的方式獲得了神經氨酸酶的三維結構，并且獲得了神經氨酸酶活性中心的相關信息。

　　研究顯示，神經氨酸酶的活性中心是一個由高度保守的11個氨基酸序列構成的口袋，活性口袋的入口處分布一個疏水區和一個正電荷集中區，口袋的底部是一個負電荷集中的裂隙，這種活性口袋的結構可以很好地結合其天然底物唾液酸。

　　對于化學家來說，找到能適宜神經氨酸酶活性口袋結構的分子的任務并不難，比朔夫貝格爾甚至和科研小組的小伙伴開玩笑說：“這項任務可以作為化學系學生的考試題目”。

　　但應付考試不同于新藥研發，作為真正有活性的抗病毒藥物，要使化合物具有成藥性，需要滿足多個其它關鍵指標：要有足夠的活性，能夠達到適合一片的劑量需求；要有良好的選擇性，只阻斷流感病毒神經氨酸酶而對類似結構其他分子無作用；在體內要快速起效快；當然必須無毒性。

　　在當時，計算機已經參與到新藥研發中來，除了化學家和生物學家，計算機專家在研發中發揮了巨大的作用。

　　計算機專家根據神經氨酸酶三維結構，運用計算機輔助設計工具設計出虛擬的能夠完全符合該口袋結構的分子，化學家便在實驗室進行化學合成，一旦合成出毫克級的化合物，生物學家便開始體外進行藥效學試驗篩選。

　　如此反反復復，經過對大約600個化合物的初篩，篩選出50個化合物開始動物實驗。直到1995年底，一個含有44個原子的化合物分子似乎能夠滿足所有條件，其實驗名稱為GS4071。

　　雖然花了兩年多的時間，但是相比以前化合物篩選的過程，已經是明顯快了很多的。

　　隨后開始小鼠口服實驗中，吉列德的科研團隊碰到了葛蘭素的研究人員同樣的問題，GS1407不能通過胃吸收進入血流。該分子的羧酸部分帶有較強的負電荷，不能通過胃壁。如同葛蘭素的情況，GS1407只能吸入給藥，但這正是比朔夫貝格爾不惜任何代價要避免的問題。

　　化學家經過多次實驗，最終找到一種解決辦法：他們用乙醇將游離的羧酸封閉，這種結構本身對靶酶沒有抑制活性，但是由于封閉了極性的羧酸末端，可以提升藥物分子的吸收，獲得較好的藥代動力學性質，在體內經催化水解后，游離的羧酸重新釋放，顯示相應的抑制活性。按照這一思路，新的前趨藥合成出來了，這就是GS4104。

　　GS4104可謂是應用合理藥物設計手段成功開發新藥的經典之作。