長文講述默沙東重磅藥物PD1單抗Keytruda的幕后故事

　　論熱度，估計在制藥行業誰也比不上腫瘤免疫療法，吸引了無數注意力，當然還有資金。該療法機理簡單來講就是讓機體免疫系統完成本職工作——消滅腫瘤細胞。

　　在今年腫瘤臨床專業會議American Society of Clinical Oncology(ASCO)上，默沙東(Merck)的重磅藥pembrolizumab或稱pembro (商品名：Keytruda)搶盡了風頭。Keytruda是一種人源單克隆抗體，可以抑制T-細胞“罷工”的開關，目前在研臨床項目超過500個，其中包括超過300個藥物聯用項目，申請10項適應癥，并且還在探索新的適應癥。

　　Keytruda的成功其實也成就了背后的研究者——默沙東副總兼實驗負責人Roger Perlmutter。Roger早年一直在高校工作，自1979年從華盛頓大學獲得博士學位后，便開始了研究生涯，1981年加入加州理工學院，1984年回到華盛頓大學，在醫學生物部門任職，1989年，創建了免疫學部門，開始著手研究酪氨酸激酶信號在淋巴細胞和免疫當中的作用，一直到1997年加入默沙東。

　　回頭看，Keytruda的成功應該算是必然中的偶然，必然的是人類遲早會發現免疫在腫瘤領域的應用，偶然的就是Keytruda。起初，研究者們只是希望能夠在對抗自身免疫疾病方面有所突破，試圖尋找降低免疫應答的方法，所以PD-1/L1并沒有得到應有的重視。2009年，項目組并入默沙東，可該項目依然沒有得到關注，以很低的優先級別被排除在許可名單之外，直到競爭公司百時美施貴寶(Bristol-Myers Squibb)在同領域取得了很好的初步成果之后，該項目才重回到人們視野之內。

　　2010年，在FDA的協助以及Peter Kim的帶領下，藥物的臨床前研究取得飛速的進展。很快項目便走到了臨床試驗階段，而對臨床試驗的方法的爭論也曾一度令項目止步不前，有人建議使用伴隨診斷(Companion diagnostic program)進行臨床試驗，不但遭到董事會的反對，而且在2013年之后進入項目組的新成員也不贊同這種做法，致使項目備受質疑。

　　伴隨診斷通過使用體外檢測設備，可排除遺傳因素的影響，校正臨床試驗結果，其實是提高了試驗的安全性和有效性，通過有原則的對病人進行篩選，可以確定哪些病人獲益最大。

　　借助伴隨診斷嚴格選擇病人樣本(將臨床試驗資源投入到30%可能產生應答的患者身上)，默沙東順利的使得Keytruda成為治療肺癌的一線用藥，而其競爭對手BMS卻因未能對病人樣本嚴格把關而痛失一線用藥地位。在大多人的印象里，藥物研發應該是由實驗室研究到臨床研究的直線式鏈接，其實事實情況要更加復雜，整個過程呈螺旋式上升，不確定性和未知常伴左右，以及不可或缺的運氣，但就Keytruda取得的成功來看，更多的是依靠人的努力，內部支持者對項目的積極推動作用，實施者對項目的支持。

　　意外——PD-1抑制劑單克隆抗體的發現

　　1990年GregCarven在MIT獲得化學學位之后，第一個項目就是獲得Class II MHC 分子 HLA-DR1的結晶結構，這是一種細胞表面有關免疫重識別的分子。經過幾年緊張的工作，Greg Carven的工作內容被斯洛文尼亞的課題組捷足先登，搶先發表，無奈Greg只好將注意力轉向使用單抗作為分子探針對HLA-DR1的精細結構進行探究。

　　之后Greg就職于荷蘭化工業巨頭Akzonobel Chemicals的健康產業部門Organon，該部門當時只有20人，主要職責就是通過對單克隆抗體的研究，以試圖發現新的疾病治療手段。

　　Greg的任務是尋找與細胞表面蛋白PD-1的結合的單克隆抗體，可以抑制T-細胞的活動，達到治療自身免疫疾病的目的，這一項目啟動于2003年，但最初的目的其實與腫瘤毫無關聯。

　　而實驗結果也不在預期之內，Greg Carven所發現的分子作為PD-1激動劑效果不佳，反而有非常明顯的拮抗劑作用。面對這樣的結果，團隊也是束手無策。當時全球范圍內對免疫腫瘤療法持懷疑態度的人不在少數，并且實驗結果也令團隊進退維谷，其響應率非常低，但是非常持久。隨著實驗的不斷推進，公司管理層對PD-1在腫瘤領域應用的信心也在與日俱增，最終管理層決定將賭注壓在免疫腫瘤上。

　　易主與收購

　　項目組的下一步工作就是可行性驗證，作為一款人源高效，高選擇性單克隆抗體，pembro是有成為一類新藥的潛質的。不幸的是，Organon在2007年被先靈(Schering)收購，據報道稱，整個項目組被安插在先靈的2期臨床線上。

　　“沒人認為這樣項目是具有極大價值的，因為從來沒有通過免疫途徑治療腫瘤的先例”一位研究者說到，因此，pembro又被束之高閣。盡管如此，研究組依然沖破重重困難，爭取到了證明課題具有實用性的機會，令人欣慰的是，隨后的實驗結果給管理層足夠的信心和理由支持pembro，項目終于走到了臨床階段。

　　之后，管理層變動又使得項目的前途變得撲朔迷離。2009年，項目組所在公司先靈又被默沙東收購，理所當然的，該項目又被列為低優先級，公司以項目前景不佳為由要求停止相關研究工作。但是研究組不死心，將工作轉為地下，通過各種項目掩蓋真實的研究目的，包括掛靠于腫瘤項目，抗病毒項目，疫苗項目等等，但公司最終還是發現了他們的小伎倆，并徹底中止相關研究。

　　時間到了2010年，這一年可謂峰回路轉，首先是默沙東的競爭對手百時美施貴寶在新英格蘭醫學(New England Journal of Medicine (NEJM))雜志上發表了關于T-細胞表面分子CTLA4抑制劑ipilimumab (Yervoy)在難治轉移性黑色素瘤臨床3期實驗的研究報告，表明了檢查點抑制劑(checkpoint inhibitor)在治療腫瘤方面的應用潛力，此外百時美施貴寶尚處于研究初期的PD-1抑制劑nivolumab，或稱 nivo (商品名: Opdivo)開始進入人們的視線，使得默沙東管理開始從新審視PD1的應用潛力。

　　默沙東在2010年年中重新啟動了項目，并要求年底之前給予定性評價，然后在2011年年初將項目推向臨床。Pembro不同于默沙東以往的項目，自從新啟動之時，時間就不是他們的盟友，據默沙東的研究組當時估算，其競爭對手百時美施貴寶應該在2006年就已經提出了臨床研究申請(IND)，面對這樣的危機和挑戰，默沙東卻采取了特殊措施，并得益于好的時機。

　　Pembro的I期臨床與其他臨床研究別無二異，對用藥劑量的研究，考察對晚期患者的安全性和耐受性，以及一些有效性實驗，典型的I期流程。I期結果反饋顯示，對PD-1相應的癌癥患者的實驗結果特別理想，于是默沙東將實驗范圍鎖定在黑素瘤上。實驗結果令人震驚，首批7名受試者中有6人顯示客觀相應。“我意識到這可能是幸運，但也可能是因為pembro確實與眾不同，因為其他免疫療法的響應率僅為10-15%”來自UCLA的Antoni Ribas說到，Ribas是這項實驗的關鍵人物。

　　Ribas在經歷了Pembro項目臨床試驗后，意識到項目本身的價值，并努力游說領導層，敦促他們不要忽視該項目的價值，并強調現階段受試者數目依然過少，最終默沙東同意了Ribas的建議，將轉移性黑色素瘤受試者人數擴大到655人，此外，肺癌方面也進行同樣規模的I期試驗，這成為腫瘤臨床史上最大規模的I期臨床試驗。

　　默沙東將關注點放在黑色素瘤上應該是基于科學和商業兩方面的考慮。首先，作為百時美施貴寶的靶向CTLA4檢查點抑制劑已經被證明存在一定的響應，說明Pembro也有這樣的潛力(雖然靶點不相同)。商業運作方面，由于默沙東2010年才開始臨床試驗，通常藥物有效性試驗需要與空白組和對照組進行對比而得出結論，這是耗時很長的過程，因此最擔心的是競爭對手已經在時間上遠遠的甩開他們，若想扳回一城只有將重點放在黑色素瘤上，如果可以在臨床試驗上證明Pembro的治療效果優于已知療法(包括ipilimumab)，那么Pembro就可以申請無需對照組的單組臨床試驗(single-arm clinical trial)，并加快申請速度。

　　靈活的政策——FDA政策和臨床策略

　　默沙東非臨床安全負責人Joseph DeGeorge，在出席2012年在日本召開的安全性會議時從FDA同事那里得知，FDA正準備出臺一項新政策，名為突破性療法(breakthrough designation (BTD))，為了加速針對治療空白領域的藥物上市而設立的特別通道，并且當時突破性療法并沒有嚴格的時間表，因此這項政策的靈活性是很高的，這一政策從根本上改變了FDA與制藥企業的關系。

　　鑒于Pembro在晚期黑色素瘤初期研究所取得的亮眼成果，默沙東于2013年1月申請，并很快獲得突破性療法地位，但是默沙東并沒有對外公布這一消息，原因是害怕潛在競爭對手也通過這一政策獲得加速上市。

　　據默沙東內部人員透露，突破性療法的另一個好處是，它確實對默沙東傳統保守思想造成了一定程度的沖擊，同時使默沙東跳出了原有的線性研發思維模式，以更靈活的策略應對更多的挑戰。

　　在晚期黑色素瘤上取得了較好的效果之后，默沙東又啟動了針對非小細胞肺癌的臨床研究項目，且以二線藥物為主要目標。

　　但在當時，默沙東并不是一家以腫瘤藥物見長的公司，公司現有的腫瘤臨床團隊無法滿足發展需求。Martin Huber作為默沙東藥物警戒部門負責人，在腫瘤領域有豐富的實戰經驗，對該項目的價值持肯定態度，在此時臨危受命，負責pembro在非小細胞肺癌的臨床項目。

　　當默沙東開始該腫瘤項目時已經落后百時美施貴寶幾年，而唯一能夠獲得快速審批的機會是在二線治療中表現出超高的反應率，生物標記物(biomarker)在此時發揮了巨大作用。

　　默沙東會使用生物標記物確實不足為奇，Peter Kim在任默沙東時就已經認識到生物標記物的高效性。生物標記物可以幫助區分病人群體，確定哪些病人會對藥物有響應。默沙東選擇PD-L1分子作為標記物，一個在腫瘤細胞表面高度表達的分子，可以幫助研究者更高效的篩選患者。

　　但是使用生物標記物對患者進行篩選也令人擔憂，特別是在考慮到商業、科學和人文問題之后。通常，作為一家企業，也盡量避免使用生物標記物，因為企業更愿意其產品面向廣泛人群，而不是含有某些特定屬性的亞群，同樣醫生在開具處方之前也不希望等待生物標記物檢查結果，因為這樣做麻煩，但是使用生物標記物確實在臨床研究中取得了很好的效果。

　　此外，生物標記物也飽受質疑，人們懷疑其準確性，如果生物標記測試顯示患者呈陰，而其實是假陰性，那么患者就可能錯過有效的治療。

　　之后Roger Perlmutter作為新任研究負責人代替了Peter Kim，而Roger Perlmutter之前在安進的一些同事也加入了他的團隊，Perlmutter最開始對生物標記物在臨床中的應用持懷疑態度，PD-L1是PD-1天然的配體，藥物與PD-1結合可能非常高效，此外PD-L1可能本身就是局部炎癥的替代標記物，但是通過一系列內部討論，Perlmutter最后承認，生物標記物最開始的應用確實是基于科學性考慮，而非商業性考慮，最終Perlmutter認同并支持在非小細胞肺癌臨床試驗中使用生物標記物。

　　雖然生物標記物的使用是對是錯的爭論一直不斷，但默沙東確實在膀胱癌，三陰性乳腺癌，胃癌的臨床研究上取得了較好的結果(最近公布的頭頸癌Ⅲ期實驗結果不佳)，同時，關于擴大適應癥的研究也在進行。

　　整個項目在啟動階段得力于Kim的努力，通過使用生物標記物加快了試驗速度，也提高了效率，Perlmutter的主要貢獻是重新認定了項目的價值，并集中默沙東之全力對其進行研究。Perlmutter曾說過“我不想5年后從別人手里花高價把這個藥買過來”。

　　但Perlmutter更大的貢獻是不只意識到項目本身的價值，而是看到與其他項目聯用的價值，Perlmutter說道“若你認定項目的價值，就把你的職業生涯押在上面”。

　　巴斯德曾經說過：機會只垂青有準備的頭腦。這句話用在默沙東pembro研究團隊上確實非常合適，原因是項目負責人接到了霍普金斯大學的癌癥研究者Bert Vogelstein的電話，并得到了許多指導和幫助。

　　Vogelstein在霍普金斯的同事SuzanneTopalian總結了百時美施貴寶PD1抑制劑的臨床研究經驗。第一，黑色素瘤和非小細胞肺癌似乎比其他癌癥更易產生響應。第二，雖然很少有結直腸癌(CRC)患者有響應，但觀察到的CRC反應異常持久。于是Vogelstein提出了假設，黑色素瘤和非小細胞肺癌細胞的基因或許比其他癌癥基因有更多的突變。高突變的癌細胞擁有更容易被識別的新抗原(mutation-associated neoantigens)，使得T-細胞更容易產生響應。

　　Vogelstein還推測患有CRC的患者可能還伴隨著與錯配修復缺陷相關的癌癥，這同樣會導致高突變，如果去檢查對PD-1響應的CRC患者，必然能夠檢測到錯配修復的分子信號，實驗結果也證實了這一假設。

　　Vogelstein本來是想將這樣的研究成果發表于醫學雜志的，可是被拒。于是Vogelstein拿起電話聯系默沙東，告訴默沙東經費由霍普金斯支付，你只要做出這個藥物就行。于是Vogelstein的假設被證明是正確的，2017年5月，FDA首次批準Keytruda治療MSI-H/dMMR的所有實體瘤，是首個基于基因背景的Biomarker而非發生部位的癌癥療法。

　　所以說，Keytruda的上市更像是偶然中的必然。