IMS：达菲研发灵感竟来自“会议海报”？

　　每当甲型流感季节到来，我们都能想起罗氏制药独家生产的抗流感病毒药物达菲（Tamiflu），每年罗氏的年报中，都会把达菲销售额的变化列在显著位置。该药物对华尔街的影响力丝毫不逊于如赫赛汀、美罗华、安维汀那样的“现金奶牛”。

　　每当新型流感来临的时候，达菲都做为“神药”，被WHO和许多国家常年列为储备用药。尽管达菲的订单波动性很大，但是，罗氏制药还是从其中收获颇丰。

　　达菲的化学名叫奥司他韦磷酸盐（Oseltamivirphosphate)，这一药物并不是单独由罗氏研发的，而和近年来声名鹊起的吉列德和罗氏联合研发的一种神经氨酸酶特异性抑制剂，通过作用于流感病毒神经氨酸酶，抑制成熟的流感病毒脱离宿主细胞，从而抑制流感病毒在人体内的传播以起到预防和治疗流行性感冒的作用。

　　相比上世纪末上市的新药，达菲的问世尤其艰难，因为不良反应风险较高，抗病毒药物动辄被监管部门“黑框”或者退市，不少药企都放弃了抗病毒药物的研发。因此，达菲的研发之路尤其艰辛，可以用艰苦卓绝来形容。

　　从研发开始，达菲遭遇了原料来源的短缺、受试病例的缺乏、市场推广的艰辛等一系列的困难，不过，万幸的是，葛兰素突然参与到这场新药研发的竞赛之中，使得吉列德差点放弃这一项目。不过，多亏罗氏及时出手，才给人类贡献了这一高效的抗病毒药物。

　　研发灵感来自会议海报

　　尽管一些成功科学家并不是女人，但是，不少科学史的作者会把成就归功于神秘的灵感和直觉，其实，一个新药的研发灵感或许因一件偶然事件而瞬间显现，但灵感背后的知识积淀和专业嗅觉则非一日之功。

　　由于这个故事太有名了，我还是要从这里说起，1992年10月14日，抗微生物制剂和化疗跨学科会议(ICAAC)年会在洛杉矶召开。来自位于加州福斯特市一家小型生技公司吉里德科学公司研究部有机化学组主任诺波特·比朔夫贝格尔参加了此次会议。

　　在听完一场会议报告后，他转到了海报展板前浏览，这些海报展示的是有关抗生素耐受、真菌疾病新发现以及HIV感染治疗新方法等尚未公开发表的研究结果，其中澳大利亚莫纳什大学科研人员的一篇海报吸引住了他。科研人员发现，由澳大利亚生技公司Biota发明的一种化合物在小鼠体内可抑制流感病毒的复制。而这家公司已授权葛兰素制药将其开发上市，该物质的研究编号为GG167，即扎那米韦。当时，比朔夫贝格尔正在不断寻找新的研发项目思路，而此篇海报给他留下了深刻印象。

　　当时，市场上对付病毒的药物只有两种，金刚烷胺和金刚烷乙胺。但这两种药物都具有严重的副作用，并且只对两类流感病毒的其中一类有效。更为糟糕的是服用这两种药物几天后，病毒便具有耐药性。

　　由于流感病毒几乎每年都发生变异，因而流感疫苗的保护作用有限。历史上的几次流感大爆发所造成的横尸遍野的悲剧历历在目，而新的大流感爆发危机四伏，随时都有可能爆发，而疫苗的研制和生产都难以及时有效地对抗流感的肆虐，因此大家从都认识到研发抗流感病毒药物的重要性和潜在的巨大市场。

　　然而，实际上几乎没有大学或者制药公司在潜心开发新的抗病毒药物，比朔夫贝格尔也十分清楚这一点，他在日后谈到这段往事时说：“在没有真正找到突破口的时候，投入大量的人力物力开发抗流感病毒药物确实是一个不明智的选择。”

　　和一些著名的美国科学家一样，比朔夫贝格尔也不是美国的“土著大白”，他是一个奥地利人，并在奥地利和苏黎世接受教育，这位有机化学博士在哈佛大学参与博士后的工作，那时候，他和制药业还没有任何关系。

　　但是，1986年，他进入了基因泰克公司DNA合成组任资深科学家，随后，1990年，他跳槽到了研发型制药企业吉列德科学，并任有机化学组主任。

　　他看过海报之后，开始坚信GG167将可能成为真正意义上的抗病毒药物。但是，这一化合物的“成药性”看起来并不好，困扰他的问题是GG167的化学结构特点导致其不能通过小鼠胃进入血流，因此口服无效，因而不得不采取吸入给药。

　　虽然在业内，Biota及葛兰素的科学家一直鼓吹吸入可能更具优势，因为病毒主要影响患者的喉部和肺部细胞。

　　但比朔夫贝格尔却另有所想，流感患者往往存在呼吸困难症状，在面对口服和吸入两种给药方式，可能更喜欢口服给药。因此他决定投身于口服抗流感药物的开发。

　　会后不久，在吉利德公司总部，在他倡导下，公司决定试试他的项目建立一个由十个人组成的科研小组轰轰烈烈地投入了抗流感药物项目的研发工作。

　　计算机辅助药物设计时代开启

　　科研小组的公司是全面改造GG167使其变成口服药物，神经氨酸酶是该化合物的作用靶点，虽然多年前，一些科学家就通过X-射线衍射的方式获得了神经氨酸酶的三维结构，并且获得了神经氨酸酶活性中心的相关信息。

　　研究显示，神经氨酸酶的活性中心是一个由高度保守的11个氨基酸序列构成的口袋，活性口袋的入口处分布一个疏水区和一个正电荷集中区，口袋的底部是一个负电荷集中的裂隙，这种活性口袋的结构可以很好地结合其天然底物唾液酸。

　　对于化学家来说，找到能适宜神经氨酸酶活性口袋结构的分子的任务并不难，比朔夫贝格尔甚至和科研小组的小伙伴开玩笑说：“这项任务可以作为化学系学生的考试题目”。

　　但应付考试不同于新药研发，作为真正有活性的抗病毒药物，要使化合物具有成药性，需要满足多个其它关键指标：要有足够的活性，能够达到适合一片的剂量需求；要有良好的选择性，只阻断流感病毒神经氨酸酶而对类似结构其他分子无作用；在体内要快速起效快；当然必须无毒性。

　　在当时，计算机已经参与到新药研发中来，除了化学家和生物学家，计算机专家在研发中发挥了巨大的作用。

　　计算机专家根据神经氨酸酶三维结构，运用计算机辅助设计工具设计出虚拟的能够完全符合该口袋结构的分子，化学家便在实验室进行化学合成，一旦合成出毫克级的化合物，生物学家便开始体外进行药效学试验筛选。

　　如此反反复复，经过对大约600个化合物的初筛，筛选出50个化合物开始动物实验。直到1995年底，一个含有44个原子的化合物分子似乎能够满足所有条件，其实验名称为GS4071。

　　虽然花了两年多的时间，但是相比以前化合物筛选的过程，已经是明显快了很多的。

　　随后开始小鼠口服实验中，吉列德的科研团队碰到了葛兰素的研究人员同样的问题，GS1407不能通过胃吸收进入血流。该分子的羧酸部分带有较强的负电荷，不能通过胃壁。如同葛兰素的情况，GS1407只能吸入给药，但这正是比朔夫贝格尔不惜任何代价要避免的问题。

　　化学家经过多次实验，最终找到一种解决办法：他们用乙醇将游离的羧酸封闭，这种结构本身对靶酶没有抑制活性，但是由于封闭了极性的羧酸末端，可以提升药物分子的吸收，获得较好的药代动力学性质，在体内经催化水解后，游离的羧酸重新释放，显示相应的抑制活性。按照这一思路，新的前趋药合成出来了，这就是GS4104。

　　GS4104可谓是应用合理药物设计手段成功开发新药的经典之作。