生物大分子药物高效化研究迫在眉睫

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目前世界上开展的针对重大疾病如艾滋病、肿瘤等的最尖端、最先进的治疗方法，均包括生物大分子药物，欧、美、日等发达国家的学者都看好生物大分子药物的前景。参加日前在北京举行的以“生物大分子药物高效化的基础研究”为主题的香山科学会议的专家指出，欲使中国跻身于国际医药开发大国之列，开展生物大分子药物高效化的基础研究已迫在眉睫，成为在竞争中必须抢攻的战略制高点。
■服务于重大疾病防治
会议执行主席、天津大学化工学院长江学者杨志民教授在进行题为“生物大分子药物高效化的意义与研究展望”的主题评述报告中说，生物大分子药物包括多肽、蛋白质、抗体、核酸、多糖、多脂等，它们目前主要用于治疗肿瘤、艾滋病、心脑血管病等重大疾病。生物大分子药物的主要优点是，对反应物的选择性及作用具有无法比拟的高效性；大部分生物大分子药物，如酶类或者基因药物等均具有可反复作用的药物活性；大部分生物大分子药物易于用生化方法大量生产；生物大分子药物一般均具有高水溶性，因此易于制备成各型液态药剂，例如口服剂或针剂等。正因为如此，欧、美、日等国家均认同生物大分子药物的开发将是21世纪药物开发中最有前景的领域之一。
中国工程院院士、天津医科大学郝希山教授在“恶性肿瘤流行趋势分析及生物大分子药物的应用”的报告中介绍说，近年来，随着对肿瘤研究的不断深入，肿瘤的生物治疗及靶向治疗正日渐成为一个活跃的研究领域，生物大分子药物以其靶向性明确、低毒性和不良反应少等，凸显出在肿瘤治疗领域的较强优势。
中国工程院院士、中国医学科学院医药生物技术研究所甄永苏研究员说，抗体药物是通过以细胞工程技术和基因工程技术为主体的抗体工程技术制备的药物。单克隆抗体药物治疗肿瘤的实验研究表明，其对肿瘤细胞具有选择性杀伤作用，动物实验有更高的疗效或较低的毒性，体内显示其呈特异性分布。美国FDA已经批准了多个可用于治疗肿瘤的抗体药物。
据统计，在46种人类发明的迄今最重要的药物中，生物大分子药物就占据了其中的7种，比例高达15％。我国高度重视对生物大分子药物的研究，在《国家中长期科学和技术发展纲要（2006~2020年）》中，已将“蛋白质药物”列入第四项“重大科学研究计划”中。
■制约发展的“瓶颈”何在？
资料显示，在全世界已经核准的近1万多种药物中，生物大分子药物仅有不到120种。目前，生物大分子药物的应用还面临诸多问题，导致了其不能有效、甚至完全不能发挥应有的疗效和作用，制约生物大分子药物发展的“瓶颈”究竟在哪里呢？
杨志民教授谈到，目前使用的依靠高分子聚合物载体，像聚乳酸-乙醇酸共聚物（PLGA）、聚原酸（PLA）等来传送生物大分子药物(如蛋白质疫苗、激素等)的系统中，因为其中所包含的药物形成聚合体而丧失药物活性、或是无法从载体中完全释放出来的例子层出不穷。另外，有关生物大分子药物在纯化与分离过程中因界面/表面与溶剂或分离物质相互作用而引起的结构和活性的缺损，以及免疫原性增强方面的报告也屡见不鲜。因此，在生物大分子药物高效化研究的过程中，特别是蛋白质与基因药物，其药物本身的分子结构及三维构型稳定化等都是需要重点研究的问题。
与会专家还指出，由于生物大分子药物对靶向疾病的组织和正常组织缺乏选择性，会导致严重的毒副作用；非人源类生物大分子药物均存在免疫原性，并且易被大量循环系统中的酶所降解；绝大部分生物大分子药物难以穿透细胞膜，难以有效地穿透实体瘤，无法进入细胞发挥疗效；生物大分子药物结构复杂，容易发生结构变化，造成活性降低，免疫原性增强；生物大分子药物存在的多晶型、多构象、多尺度和聚集态复杂性等问题，限制了其生物活性优化及其使用效率。此外，生物大分子药物在组织器官、细胞和分子水平与机体作用的机理不明，难以评价和预估其在生物体内的活性及效果等，这些都是制约生物大分子药物发展的“瓶颈”。专家认为，要实现“生物大分子药物高效化”，除了应致力于传送系统的研究、设计与构建外，药物本身的分子结构导致的特殊性质也不容忽视。
■发展创新高效传送系统
杨志民教授认为，欲解决上述瓶颈问题，必须加速发展创新高效的生物大分子药物传送系统。目前药物使用中存在的一个共同问题是，任何新药一旦合成，它的各种物理及化学特性就被固定，无法更改；由于药物本身对作用物缺乏选择性，因此不但对于靶向的作用物会产生疗效，而且对正常的作用物亦会产生毒性副作用，因此，惟一的解决方法就是利用“药物传送系统”，通过特殊创新设计的药物传送系统来改变药物的不良性质，降低所产生的毒副作用，延长体内有效作用时间并改变体内药代及组织分布特点，进而增加药物疗效。当前，全球针对生物大分子高效化传送系统的研究，尚属起步阶段。
与会专家认为，生物大分子药物高效传送系统的研究应包括如下内容：多肽药物、蛋白药物、抗体药物小疫苗控释、长效传递系统研究；多肽药物、蛋白药物、抗体药物靶向传递系统研究；治疗基因高效转染传递系统研究；生物大分子药物传递系统的评价体系及其相关问题研究；生物大分子药物、载体、人体组织细胞相互作用研究等。
同时，由于大分子药物分子结构多级化的复杂性，药物分子形态学的同质多晶行为更为突出，不同的晶体结构对于药物的生物利用度和治疗效果，以及药物传送系统的实施功能有着极重要的影响。因此，在生物大分子药物高效化的研究中，如何维持最适当的结晶形态、最高的结构稳定和活性恢复，甚至有关的药代/药动学及药物在组织和器官上的分配特性等，都是必须考虑的因素。
会议执行主席、天津大学王静康院士等专家建议，生物大分子药物高效化研究意义重大，应加大对相关领域学科的支持力度，并加强针对生物大分子药物审批制度的规范化及标准化；加强生物大分子药物相关研究领域、学科的交叉与融合，组织与凝聚一支强大的由国际性专家组成的研究梯队；建立能获得突破性进展的基础研究平台，从而抢先占领生物大分子药物高效化创新研究的国际制高点。