探索“基因药物”之深度解析小分子靶向药伊马替尼

我们所说得“基因药物”主要指单克隆抗体药物和小分子靶向药物,本文主角伊马替尼,商品名格列卫,就是人类历史上第一个成功研制的小分子靶向药物。

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在小编看来,无论是单克隆抗体药物还是小分子靶向药物跟传统化疗药物最大的不同在于后者针对的是肿瘤细胞这个整体,围绕的是肿瘤细胞无限增殖的生物学特性进行干预,立足点在于

而前者则着眼于肿瘤细胞发生发展中的一些生物学特性的进行干预,通常是信号传导抑制剂,它能够特异性地阻断肿瘤生长、增殖过程中所必需的信号传导通路,从而达到治疗的目的。

伊马替尼,最显着的疗效是对费城染色体易位的慢性髓性白血病(Ph+CML),使慢性髓性细胞白血病患者的十年生存率从以前的不到50%,增加到了现在的90%左右,并且绝大多数患者可以正常工作和生活。

单从这一点来看,伊马替尼及其类似药物的研发对于该种疾病的治疗具有划时代的意义。

伊马替尼从本质上来说是一种络氨酸激酶抑制剂。

酪氨酸激酶(tyrosine kinase)是在细胞中催化磷酸基团从ATP中转移到蛋白质的酪氨酸残基上的酶,起到调控细胞中信号通路的

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酪氨酸激酶的一些突变可使其一直处于活跃状态,能引起细胞的不受抑制的生长,最终演变为癌症。

比如约95%的慢性骨髓性白血病患者出现的费城染色体阳性就是一种酪氨酸激酶突变,咱们下面用个小故事来解释下这个基因的突变、其病理意义以及伊马替尼的作用机理。

? ? 话说有这么两大基因家族,ABL基因家族和BCR基因家族,ABL家族住在九号染色体长臂上,大王子叫ABL(ABL基因),长这样

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ABL可以招募很多小妖精(肿瘤蛋白),这些个小妖精个顶个的厉害,可以掌控细胞生死,但是平常小妖精们处于休眠状态,不捣乱。

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BCR家族住在二十二号染色体长臂上,大公主叫BCRBCR基因),长这样

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BCR有个如意法宝(酪氨酸激酶魔法),只要给人吃颗糖豆可以改变其活化状态(磷酸化),但是这个魔法不是想用就能用的,有个管控他的家规长老(管控基因)

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一切得按家规来

正常情况下一切风平浪静,但是,有一天,在复杂的外界环境作用下,这俩大妖精相遇了,BCRABL一见钟情,天雷地火,于是BCR不顾家族反对,把ABL弄到BCR家族来,同时把家规长老(管控基因)交换到ABL家族去

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这样一来,9号染色体变长,22号染色体明显变短,形成了着名的费城染色体

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BCR,ABL俩妖精结合在一起之后形成了BCR-ABL融合基因,同时失去了管控基因的控制,于是二人一起表达Bcr -Abl融合蛋白,一方面具有ABL的技能,可以招募很多厉害的小妖精过来,包括掌控细胞生死,分裂,粘附等的GRB2JAK2?CRKL等知名小妖精。

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另一方面还具有BCR的酪氨酸激酶魔法,自身可以结合ATP,对底物进行磷酸化,这样一来,Abl召集到休眠小妖精,BCR就拿颗ATP,给小妖精吃颗糖豆P(同时ATP转为ADP),小妖精们就从休眠状态满血复活,为非作歹。

这种无节制地催化底物磷酸化,使得这些厉害小妖精一直处于活跃状态,不仅抑制了细胞凋亡,还促进了细胞分裂,增加了粘附,最终导致慢性髓性白血病(CML)的发生。

而研究表明CML很可能就是来源于单个干细胞的BCR-ABL基因的突变,导致突变细胞长生不死,不停分裂,经过漫长的潜伏期,最终发病。

药物伊马替尼,是一种ATP类似物,但比ATP更容易与BCR结合,可以竞争性的抑制BCRATP的结合,相当于我们用假的ATP(伊马替尼)与BCR结合之后,BCR就接触不到真的ATP,再也发不出糖豆P了,

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这样一来即使Abl召集再多的小妖精来也没用,小妖精们又处于休眠状态了,从而使得Bcr-Abl融合蛋白失去激活型号通路的作用,从源头上切断了让肿瘤细胞长生不死的信号,让突变了的肿瘤细胞回到正常的细胞调控通路上,最终导致了肿瘤细胞的凋亡。

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伊马替尼的成功,给肿瘤的治疗带到了一个新的方向,各大制药公司纷纷将抗肿瘤药物的研发聚集在了小分子靶向药上,至今已有近40多种小分子靶向药物成功上市。

但是很不幸,肿瘤本身是一种基因高突变集合体,从文中可以看出伊马替尼这类小分子靶向药并没有直接作用到突变的基因,而只是对突变基因的不良影响进行抑制。

突变的基因仍然存在,而且随着伊马替尼的使用,多数患者陆续出现“耐药”,这也是小分子靶向药最终难逃的厄运,这种耐药机制很多,多数因为肿瘤细胞中药物结合位点氨基酸突变,导致药物不能再与靶向分子结合。

因此,人们需要源源不断的新一代靶向药物,一个药物的耐药发生就需要换下一代新型药物替补,然而药物的开发与研究的速度远远跟不上我们对新型靶向药的需求。

? ? 因此,靶向药物也只能保一时平安,保不了一世平安,至于这个耐药的出现时间,小编只能说“GOOD LUCK”了,你可能会和小编一样想知道,有没有一种药物可以直接把突变的基因修改回去,比如,把Abl送回娘家,把BCR的管控基因接回来呢?一切复原,万事大吉

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很遗憾,目前我们虽然有了基因编辑技术,但是如何将这种基因编辑精确送达体内细胞突变的位点进行干预,仍然是解决不了的难题。

? ? ? ?因此现有的技术还远达不到这种精准的基因修复,但小编相信,随着基因技术的发展,真正的“基因药物”终有一天会来临。




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