楊鵬

（中國藥科大學藥學院，江蘇 南京 2111985）

自從世界上首個靶向抗體藥物赫賽?。ㄇ字閱慰梗┖褪讉€小分子靶向藥物格列衛(wèi)（伊馬替尼）誕生，靶向藥物在疾病的診斷和治療中發(fā)揮了獨特的優(yōu)勢和作用，尤其是針對癌癥、心血管疾病和感染等重大疾病，其扮演了不可或缺的重要角色，給患者帶來了非常大的希望。靶向藥物改變了疾病的治療方式，人類進入了個性化精準治療的新時代。隨著基因組學等交叉學科的發(fā)展和蛋白降解等新型技術的出現(xiàn)，人們對疾病發(fā)生發(fā)展有了更為深入的認識，靶向藥物也迎來了全新的發(fā)展機遇，展現(xiàn)出巨大的治療潛力和廣闊的應用前景。

1 靶向藥物的治療優(yōu)勢和臨床貢獻

靶向藥物，是一類針對明確的致癌基因（癌細胞內部的蛋白分子，或者基因片段）設計的新型藥物，其進入人體后與致癌位點選擇性結合，在腫瘤部位形成較高的濃度，特異性干擾腫瘤細胞的生長、增殖和擴散，而對周圍的正常組織細胞毒副作用較小，從而實現(xiàn)對癌癥的精準治療并獲得最佳治療效果，這類藥物被稱為靶向藥物。

腫瘤的傳統(tǒng)治療手段包括手術治療、放療和化療。手術可以治愈大部分尚未散播的腫瘤，但手術創(chuàng)傷也具有較高加速轉移和引起復發(fā)的風險；放療利用高能粒子射線對腫瘤部位進行精準打擊，但同時對患者免疫力具有致命打擊，使其抵抗力下降；而“殺敵一千，自損八百”的化療藥物，對腫瘤細胞和正常細胞具有無選擇性殺傷力，致使毒副作用巨大。然而，靶向藥物因其理論上可以選擇性殺死腫瘤細胞，而不影響正常細胞，成為炙手可熱的腫瘤治療方法。相對化療藥物而言，靶向藥物具有顯著的治療優(yōu)勢：其一是特異性強，其最大的優(yōu)勢不是具有更強腫瘤細胞殺傷能力，而是能夠在細胞分子水平上，針對腫瘤細胞中明確的致癌位點，選擇性殺死腫瘤細胞。其二是毒副作用小，靶向藥物可以只作用于腫瘤細胞的一個蛋白或者不同的幾個蛋白，但相比于無選擇性的常規(guī)化療或者泛靶點藥物來說，更加有的放矢，毒副作用大大降低。尤其是晚期癌癥病人或無法耐受放療、化療的患者，可以給予病人更高劑量的藥物，殺死更多腫瘤細胞，顯著延長患者壽命并提高其生活質量。其三是患者使用方便，部分靶向藥物是口服使用，可以在無需住院的情況下及時調整劑量，避免了長期、反復住院給患者帶來的不便。

靶向藥物的獨特作用機制和治療優(yōu)勢，對改善腫瘤患者的生活質量和延長生存時間具有重要意義。例如于2001年獲批問世的格列衛(wèi)（伊馬替尼），在治療慢性白血病方面就取得了傲人的成績。格列衛(wèi)誕生之前，慢性髓性白血病患者的5年存活率只有30%，而格列衛(wèi)治療后將5年存活率從30%提高到了89%；而且5年后，有98%的患者取得了血液學上的完全緩解，被譽為人類抗癌史上的一大突破。替尼類藥物的成功開發(fā)，不僅改變了白血病患者的命運，也讓人類第一大癌—肺癌、女性第一大癌—乳腺癌以及我國高發(fā)的胃癌患者受益匪淺。各類靶向藥物的出現(xiàn)，給腫瘤患者帶來了更多新生希望。

2 靶向藥物的局限性和開發(fā)前沿

靶向藥物在發(fā)揮獨特治療優(yōu)勢并帶來巨大臨床效益的同時，也存在價格昂貴、適用范圍窄、易于產(chǎn)生耐藥性和存在一定毒副作用等多個局限性。全新藥物靶點及其先導物的發(fā)現(xiàn)與驗證困難，靶向藥物研發(fā)周期長，是其價格昂貴的主要原因之一。靶向藥物僅對某種致癌基因特異性高表達的腫瘤具有較好的療效，但對其他腫瘤基本無效。產(chǎn)生耐藥的作用機制更是復雜，基因突變是主要原因之一，藥物使用一段時間后產(chǎn)生的基因突變，導致藥物不能與驅動腫瘤發(fā)生發(fā)展的靶標分子結合，產(chǎn)生嚴重的藥物耐藥性。同時，表觀遺傳和細胞因子的異常也會誘發(fā)耐藥性的產(chǎn)生。此外，現(xiàn)有的靶向藥物，不能完全特異性地只作用于腫瘤細胞，也存在一定的毒副作用，甚至少數(shù)的靶向藥物副作用比較大。

正是現(xiàn)有靶向藥物存在的諸多不足和局限性，大大推動了全新靶向藥物的研發(fā)和新型技術的出現(xiàn)。包括：1）蛋白靶向降解技術。人類有超過2萬個基因，而現(xiàn)有的上市藥物的靶點不足1000個，絕大多數(shù)的基因是“無成藥性的”。蛋白降解靶向嵌合體（PROTAC）的蛋白靶向降解技術的問世，能夠使人類細胞中的大多數(shù)蛋白靶點從“無成藥性”變成“有成藥性”，極大拓展了腫瘤等難治性疾病的治療前景。除了PROTAC技術外，2019年以來先后誕生了利用溶酶體途徑實現(xiàn)蛋白靶向降解的溶酶體靶向嵌合體（LYTAC）技術、基于細胞自噬途徑開發(fā)的自噬靶向嵌合物（AUTAC）和自噬小體綁定化合物（ATTEC）靶向降解技術，此類新型蛋白降解技術，終將在創(chuàng)新藥領域發(fā)揮其獨特的靶向優(yōu)勢和治療潛能。2）雙靶藥物或多靶藥物。惡性腫瘤是復雜的網(wǎng)絡和環(huán)節(jié)調控的多病因疾病，僅僅按照單靶點藥物“一種疾病，一個靶點，一種治療藥物”的策略，干預其一個靶點或抑制一條通路時，機體會激活另一條相關途徑，導致單靶點藥物的療效不佳，并很快產(chǎn)生耐藥性，最終致使治療失敗。針對單一靶點的基因突變和耐藥問題，開發(fā)雙靶點或多靶點藥物，尤其是具有協(xié)同作用的雙靶點或多靶點藥物，將在提高療效和降低耐藥性方面具有更大的優(yōu)勢。3）高選擇性靶向藥物?，F(xiàn)有很多“致癌基因”不是理想化的只在腫瘤細胞表達，其在正常細胞中的表達使得靶向藥物不能特異性地針對腫瘤細胞，導致現(xiàn)有靶向藥物產(chǎn)生一定的毒副作用。高選擇性靶向藥物只針對腫瘤細胞發(fā)揮作用，可顯著降低毒副作用。4）新興人工智能和大數(shù)據(jù)技術。現(xiàn)有的很多化合物庫，數(shù)量巨大，依靠傳統(tǒng)的篩選評估方法，很難滿足現(xiàn)有藥物開發(fā)的要求。最新的人工智能和大數(shù)據(jù)技術，可以高效地推動靶向藥物的篩選和發(fā)現(xiàn)，大大提高研發(fā)成功率和藥物的成藥性，并降低藥物價格，推動“普惠良藥”的開發(fā)。相信假以時日，新型靶向藥物和相關技術將在創(chuàng)新藥領域開創(chuàng)一片屬于自己的天地。

3 本期靶向藥物專題文章點評

近年來，靶向藥物的研發(fā)呈“爆發(fā)式”前進，推動了腫瘤個性化精準治療，帶來了巨大的臨床收益，但是現(xiàn)有靶向藥物的耐藥性及其毒副作用在很大程度上限制了其臨床療效和應用潛力。因此，發(fā)現(xiàn)和驗證全新的藥物靶點并開發(fā)高特異性的靶向藥物，是未來的主要發(fā)展方向之一，具有重要的臨床意義。本期專題中由四川大學歐陽亮教授等撰寫的《溴結構域蛋白4小分子抑制劑及其降解劑的研究進展》一文全面總結了靶向溴結構域蛋白4（BRD4）的新型小分子抑制劑及其降解劑的最新研究進展，詳細總結了BRD4的蛋白結構特點，分析了BRD4作為表觀遺傳閱讀器在腫瘤發(fā)生發(fā)展中的生物學功能，按照化合物與蛋白的結合方式及化合物結構特征對已有的BRD4抑制劑進行了系統(tǒng)的構效關系和成藥性總結，并綜述了2類新型BRD4蛋白降解劑的研究進展，有助于讀者全面了解BRD4相關研究狀況，為解決現(xiàn)有BRD4抑制劑導致蛋白在體內積累問題、開發(fā)新型結構的BRD4靶向藥物提供了有意義的借鑒和指導。

金屬酶廣泛存在于人體，在腫瘤、心血管和感染等疾病中發(fā)揮著關鍵的調節(jié)作用，已有60余種金屬酶靶向藥物獲得上市批準，但與金屬酶的巨大數(shù)量相比，仍有廣闊的開發(fā)前景。四川大學李國菠教授等撰寫的《靶向金屬酶的金屬結合藥效特征研究進展》一文對PDB數(shù)據(jù)庫進行深入挖掘和歸類分析，全面總結了金屬酶抑制劑特有的金屬結合藥效特征（MBP），系統(tǒng)分析了部分經(jīng)典與少見的MBP與金屬酶結合的選擇性和雜泛性。MBP是靶向金屬酶的關鍵藥效特征，對提高靶標結合能力、選擇性和成藥性至關重要，文章系統(tǒng)總結的經(jīng)典MBP和少見MBP，在現(xiàn)有MBP數(shù)目和多樣性十分有限的情況下，對設計開發(fā)新型金屬酶靶向創(chuàng)新藥物具有很大的參考價值和啟發(fā)意義。作者同時指出，對于包含多個MBP或金屬結合位點的化學結構，可以非特異性地作用于多種金屬酶，在未來的藥物設計中應仔細甄別，避免獲得雜泛性化合物。

靶點基因突變和藥物選擇性不高，是導致靶向藥物產(chǎn)生耐藥性和不良反應的主要原因。因此，發(fā)現(xiàn)新型藥物靶標和開發(fā)高選擇性靶向藥物，對克服現(xiàn)有靶向藥物的局限性至關重要。針對危害性極大的艾滋病，現(xiàn)有的抗逆轉錄病毒療法易于出現(xiàn)耐藥毒株，治療效果大大降低等問題。山東大學劉新泳和展鵬教授撰寫的《抗艾滋病藥物新靶標及其小分子抑制劑的前沿進展》一文詳細總結了抗人體免疫缺陷病毒1型（HIV-1）藥物新型靶標及其抑制劑的最新研究進展，依據(jù)HIV的復制周期進行分類，分別總結了調控病毒侵入、逆轉錄酶、整合酶、蛋白酶、衣殼蛋白和病毒潛伏相關激酶等不同靶標的抑制劑，對指導已有藥物的再優(yōu)化和創(chuàng)新藥物設計具有重要的參考價值和指導意義。作者同時指出，傳統(tǒng)藥物設計策略與創(chuàng)新理念的融合、蛋白靶向降解等新型技術在抗艾滋病藥物研發(fā)具有重要的應用價值，將加快新一代抗艾滋病藥物的研制。

翻譯后修飾是蛋白從“前體蛋白”轉化為“成熟蛋白”進而發(fā)揮正常生物學功能的關鍵步驟，其中組蛋白的甲基化修飾是重要的調節(jié)機制之一，在基因轉錄調控等方面發(fā)揮著重要作用，與腫瘤等多種疾病密切相關，是抗腫瘤靶向藥物研究領域的熱點方向。鄭州大學劉宏民和余斌教授撰寫的《組蛋白去甲基化酶5的結構、功能及其抑制劑研究進展》一文，詳細分析了組蛋白去甲基化酶KDM5在腫瘤細胞增殖、周期調控、轉移與侵襲、分化等過程發(fā)揮的關鍵生物學功能，總結了KDM5蛋白所含結構域的不同功能，并按照結構類型系統(tǒng)綜述了KDM5抑制劑的最新研究進展，為開發(fā)活性強、選擇性高的KDM5創(chuàng)新藥物提供了珍貴的參考信息和理論指導。

創(chuàng)新藥物研發(fā)的過程復雜而漫長，每個環(huán)節(jié)都至關重要，但是如果剝離所有技術細節(jié)，則存在2個瓶頸問題：一是與疾病相關全新藥物靶點的發(fā)現(xiàn)和確證；二是首個先導化合物的發(fā)現(xiàn)與驗證。通常情況下，在獲得一個全新藥物靶點及其先導化合物后，可以成為一系列新藥發(fā)現(xiàn)的突破口，在某種疾病治療領域開拓一片廣闊的天地。因此，如何獲得首個先導化合物就成為藥物研發(fā)中的關鍵環(huán)節(jié)之一。暨南大學陸小云教授等撰寫的《基于片段的藥物設計進展》一文，詳細總結了如何基于片段的藥物設計（FBDD）方法發(fā)現(xiàn)并優(yōu)化獲得先導化合物，從片段庫構建、片段篩選和片段優(yōu)化等方面全面概述了FBDD的研究方法和過程；尤其是，以FBDD方法成功獲得的上市和臨床藥物為例，深入分析了FBDD技術如何推動創(chuàng)新藥物的發(fā)現(xiàn)與開發(fā)，為高效發(fā)現(xiàn)具有成藥性的先導物提供了重要的技術手段，對進行理性藥物設計、開發(fā)創(chuàng)新藥物具有重要的指導意義。

本期刊登的5篇關于靶向藥物的專題綜述，展示了靶向藥物巨大的臨床需求與研究熱點，從靶標與疾病的關系、蛋白結構與生物學功能、先導物發(fā)現(xiàn)與優(yōu)化、成藥性評估與藥物開發(fā)以及新興技術等方面，對不同靶向藥物研發(fā)的現(xiàn)狀、機遇和挑戰(zhàn)進行了全面而客觀評價，為靶向藥物理性設計和開發(fā)提供了寶貴的思路和指導。

4 靶向藥物的發(fā)展機遇與展望

相對于傳統(tǒng)的細胞毒藥物和泛靶點藥物，靶向藥物具有特異性強、副作用小等顯著優(yōu)勢，為治療腫瘤和感染等惡性疾病帶來巨大臨床效益，但其適用范圍小和易于產(chǎn)生耐藥性等問題也亟需解決。

隨著基因組學、蛋白組學和結構生物學的快速發(fā)展，潛在藥物靶標大量涌現(xiàn)。新興的人工智能、大數(shù)據(jù)技術和計算化學基因組學，也為高效獲得具有成藥性的候選藥物提供了有力的技術支持。同時，全新的蛋白靶向降解技術大大增加“成藥性”靶標的數(shù)目，擁有巨大的開發(fā)潛力；PROTAC在體內的作用類似于催化反應，能夠重復利用，且不需要等物質的量的藥物，此特性使其用量小、毒副作用和藥物抵抗性低，極大擴展了現(xiàn)有小分子藥物的研究方向，是前景巨大的治療利器。高選擇性靶向藥物的開發(fā)會不斷減少毒副作用的產(chǎn)生，具有協(xié)同作用的雙靶點或多靶點藥物，則會提高藥物療效并降低耐藥性。隨著交叉學科的快速發(fā)展和新型技術的不斷涌現(xiàn)，靶向藥物將迎來新一輪的發(fā)展機遇，為重大疾病的治療做出突出的貢獻。