格列卫—药物史系列13
世界上只有一种病，那就是穷病！——《我不是药神》
2018年上映的电影《我不是药神》一时之间火遍大江南北，引发舆论热议，电影中的故事以众多慢性粒细胞白血病患者想方设法获得救命药“格列宁”展开，感人肺腑，情真意切。
也让我记住了这句台词，让我体会到有生之年，年轻人还是要多挣钱，为人最大的骄傲，不过是亲尚在，子能养。
今天，我们撇开电影沉重的剧情，来说一说电影中救命药“格列宁”的现实原型：格列卫（甲磺酸伊马替尼）。
这款药物由瑞士诺华公司研发，一经问世，非同凡响，简直可以说是带来了奇迹的药物，为众多饱受慢性粒细胞白血病折磨的患者带来生的希望，开启了靶向治疗癌症的伟大时代。
格列卫曾获《科学》杂志评为2001年世界十大科技突破，其主要研究者先后荣获“欧洲年度发明奖”以及Lasker-DeBakey临床医学研究奖等殊荣。
1 慢性粒细胞白血病（CML）与费城染色体
早在1879年,德国生物学家瓦瑟尔·弗莱明（WaltherFlemming）经过实验发现，用苯胺染料可以将细胞核内的一种物质染成深色，他称其为染色质。
1888年，这种存在于细胞核内的易着色的物质被正式被命名为染色体。染色体的发现正式揭开了科学家在生命探索中的新的篇章。
到了1895年，德国科学家威廉·康拉德·伦琴（德语:WilhelmRöntgen）发现X射线；同年，美国芝加哥医学生埃米尔·格拉比（Emil Grubbe）想到是否可以用X射线去杀灭癌细胞，自此，放射治疗便逐渐成为治疗癌症的主要手段之一。
但是当时的人们并不知道X射线杀灭癌细胞的机理，直到1938年，美国的卡尔· 萨克斯（Karl Sax，1892-1973年）教授发现了X射线会使细胞中的染色体损伤或易位，这时才逐渐解开了放射性治疗癌症的机理，并且为之后发现费城染色体提供了重要依据。
时间来到1956年，宾西法尼亚大学肿瘤研究所的皮特·诺威（Peter Nowell）和大卫·亨格福德（DavidHungerford）两位学者在研究CML肿瘤细胞时发现，肿瘤细胞的染色体数目多于正常组织；又经过4年，他们证实了CML肿瘤细胞中存在一条小染色体，而为了纪念他们工作所在的城市，就将这条染色体命名为费城染色体。
他们的成果也被发表在了《Science》（Science, 1960, 132: 1488-1501）上，该篇论文也是世界上首次报道肿瘤与染色体变异存在关系的文章，2001年该论文被Nature评为1889-2001年的里程碑式论文之一。
当时的主流观念认为“病毒是引起肿瘤的主要原因”，而这两位学者的研究则直接向这一主流观念发起挑战，从遗传物质改变的角度去研究癌症的发病机制，为后世研究靶向药物提供了一定的理论基础。
随着费城染色体的发现，相关的研究也在推进，不断揭开费城染色体的真面目。
1973年，芝加哥大学的珍妮特·戴维森·罗利（Janet Davison Rowley）等利用喹吖因荧光以及GIEMSA染色技术发现22号染色体的缺失的长度刚好等于9号染色体多出来的长度，于是她认为费城染色体是22号染色体长臂一部分与9号染色体长臂一分部易位的结果，该篇论文已通讯的形式发表在《Nature》（Nature, 1973, 243: 290-293）。
1985年，科学家研究发现，费城染色体形成时，原来9号和22号染色体断裂点上，各含有一个基因，分别是9号染色体上的ABL基因和22号染色体上的BCR基因。
费城染色体易位形成后，打断了这两个原有的基因，同时又组合成了新的BCR-ABL“融合基因”；而新的BCR-ABL融合基因能编码一种分子量是210kD的蛋白质（P210），这种蛋白质有增强的酪氨酸激酶活性。
如果酪氨酸激酶一直处于“活跃”状态，能引起细胞的不受抑制的生长，并抑制了细胞凋亡的发生，造成细胞生长失控，最终引起慢性粒细胞白血病。这也就是慢性粒细胞白血病发病的原因。
从1960年发现费城染色体，到1973年明确费城染色体为染色体易位所致，最后到1985年发现癌基因C-ABL易位后与BCR融合使酪氨酸激酶持续激活，最终导致了CML的发生。
经过25年的持续研究，我们终于了解了CML的全部病理过程。有了明确的病理，以此为依据研发治疗药物无疑显得更加有的放矢：那就是针对费城染色体融合基因BCR-ABL设计靶向药物，从而特异性的杀灭肿瘤细胞。
目前好多疾病不能得到有效医治的主要原因就是病理不清，无法基于靶点研发药物。
2 构效关系研究
美国的氰胺公司(Cyanamid)为了研制新型的抗炎药物，合成了一系列具有3-吡啶基-4-苯胺基嘧啶骨架的衍生物，其中最高活性的化合物1对人嗜碱性细胞的抑制活性高达0.3 μmol/L，但是选择性比较差。
20世纪80年代，汽巴药厂(Ciba‑Geigy公司，现属于诺华集团)开始策划研制一类以激酶为靶标的抗白血病药物，研究人员考虑到3-吡啶基-4-苯胺基嘧啶化合物的抗炎活性可能与抑制细胞激酶C (PKC) 有关，因此将切入点定为3-吡啶基-4-苯胺基嘧啶。
于是研究人员筛选了化合物1对多种激酶的抑制活性，结果显示其抑制活性范围为90～3300 nmol/L，并在此基础上对骨架进行了构效关系研究。
PKC属于丝氨酸/苏氨酸激酶可催化ATP对丝/苏氨酸残基磷酸化；PDGFR属于酪氨酸激酶, 催化酪氨酸残基的磷酸化。
PDGFR和PKC激酶虽然都是激酶，但不在一个家族, 却都高表达于一些肿瘤和成纤维细胞异常密切相关。初步的构效关系研究发现，在基本骨架结构的6位引入甲基后，选择性显著提高；其次吡啶环和苯甲酰胺片段对PDGFR结合很重要；另外，嘧啶与苯基之间的NH是重要的链接基团。
前面的构效关系研究显示，虽然都是与ATP结合位点相结合，但对酪氨酸激酶与丝/苏氨酸激酶抑制活性相差很大，说明活性部位的氨基酸残基的变动，显示出选择性作用, 导致对PDGFR（属于酪氨酸激酶的一种）与PKC激酶的活性差异。
由此可引申到苯胺基嘧啶化合物可能对慢性粒细胞白血病的高表达蛋白Abl激酶有活性，因为Abl属于酪氨酸激酶家族，从而开展了作用于双靶标药物的研究。
为了能获得具有Abl和PDGFR双重抑制活性的衍生物，研发人员在前期研究的基础上，进行了第二轮的构效关系研究。
在6位是否引入甲基对Abl的抑制活性影响并不大，但是对PDGFR的抑制活性影响比较大，而且3-吡啶基是保持衍生物具有Abl和PDGFR双重抑制活性所必须的，另外，苯环上的苯甲酰胺片段也是非常重要的基团。
体外实验检测结果发现衍生物2对Abl和PDGFR具有较强的双重抑制活性，但是对小鼠CML细胞研究发现，并未呈现出较好的生物活性，其主要原因是这类衍生物的水溶性较差，亲脂性过强。
研究人员于是在其苯环上引入亲水性较强的基团N-甲基哌嗪，得到的化合物STI571（这就是格列卫的化学结构），不仅避免了N-甲基哌嗪与苯环直接连接在一起可能会导致的代谢毒性外，而且也提高了衍生物对细胞水平的抑制活性，且存在一定的浓度-效应关系。
3 “格列卫”研发历程
当时的他已经了解到CML患者体内含有一种特殊的酶，使酪氨酸激酶有较高的活性，最终使细胞生长失控。布莱恩·德鲁克希望与一家医药公司合作，研制出一种治疗CML的药物，使之进入临床。
瑞士制药公司Ciba-Geigy（1996年该公司与Sandoz合并成为诺华公司）的生物化学家尼克·莱登(Nick Lydon)找上布莱恩·德鲁克，告诉他这里有他想要的东西。
这种药物被称之为STI571（格列卫在研发期间的名称）。通过体外和小鼠实验，研究者发现STI571能够抑制Abl酶的活性。
不过，他们并不确定该如何利用这种化合物。1993 年，布莱恩收到了来自瑞士的第一批液态STI571样品和其他候选化合物。
利用自己辅助开发出的酶检测技术，布莱恩证实了STI571能够对BCR-ABL酶起到强力抑制作用。
后来布莱恩进行了简易的体外实验，布莱恩又把少量的STI571样品倒入了套管大小的容器托盘里，托盘中盛有从一位慢性粒细胞白血病患者体内分离出来的活体白细胞液，原本布莱恩只是希望细胞的生长会变慢，但是结果出人意料，细胞都死光了，而且高剂量STI571不会对正常细胞造成损伤。随后布莱恩与诺华合作，朝着这个方向，不断研发。
虽然试验药品有良好的效果，对相应的酶起到抑制作用，但在当时依然有相当一部分人认为这款药物的研究不会成功。
“如果一种药物在身体里抑制一种酶，那么他可能会抑制其他多数酶，这样势必会对患者身体造成极大的影响”，“研究者不可能研制出对特定酶具有抑制作用的药物”，面对外界的质疑，布莱恩依然进行着他的研究，支持他研究下去的就是那些命悬一线的CML患者。
1997年，布莱恩已经与来自波特兰和瑞士的合作者共同发表了大量的相关论文。他相信化合物STI571已经做好了人体试验的准备了。
但是诺华公司不同意，因为在犬科动物上进行药物实验时，以静脉形式接受给药的狗会在导管末端出现血凝块，其次，大剂量用药会，犬科动物会表现出肝损伤的迹象。
但是布莱恩没有放弃，他绕过诺华公司向美国食品与药品管理局(FDA)进行申报，想看看积累的数据能否启动人体实验。结果是振奋人心的，FDA的毒理学家表示足够了。
然而在获得美国FDA批准进入临床研究后，诺华公司居然找不到一个临床医生愿意承担这个任务。其中一个原因就是STI571所针对的疾病CML在当时有标准的治疗方法，因此一般人不愿意去尝试一种机制未知的新药。
最终布莱恩·德鲁克担任临床首席，并且邀请到休斯顿安德森癌症中心(Anderson Cancer Center)的医学博士摩西·塔尔帕兹(Moshe Talpaz)和加州大学洛杉矶分校的查尔斯·索耶斯(Charles Sawyers)组成临时铁三角。
1998年6月，STI571迎来了历史性的一天——它终于进入了人体试验阶段。在这项1期临床试验中，研究人员们的主要目的，是寻找最大耐受剂量，探索这款药物的安全性。研究招募了一群经过治疗，但病情依旧严重的患者，并让他们接受每日伊马替尼的口服疗法。
研究表明该药物不但耐受良好，而且有着堪称奇迹般的疗效：接受300 mg剂量的54名患者中，有53名出现了血液学上的完全缓解（complete hematologicresponses, CHR）。这一可喜的结果，迅速将伊马替尼带往了2期临床试验。
1999年启动的2期临床试验再次验证了1期试验中观察到的积极疗效。更为可喜的是，这些疗效看来相当持久：在治疗的一年半后，患者的无进展生存率依然达到了89.2%。基于其出色的治疗效果，美国FDA在2期临床试验后，就加速批准这款新药问世，治疗慢性粒细胞白血病。而这款药物的产品名，就是格列卫。获批之后，研究人员们完成了3期临床试验的工作。
相比标准疗法，它在所有指标上都彰显出了显著的疗效。在格列卫诞生前，只有30%的慢性骨髓性白血病患者能在确诊后活过5年。格列卫将这一数字从30%提高到了89%，且在5年后，依旧有98%的患者取得了血液学上的完全缓解。
1999年12月3日，在新奥尔良，布莱恩向在场的众多专家们公布临床试验结果，除了轻度或中度的副作用，几乎所有的患者都对新药物表现出积极作用，现场响起了持久的掌声。
布莱恩回忆他已经不记得当时鼓了多长时间的掌。那时布莱恩意识到他们已经创造了癌症治疗史上前无古人的壮举。
时任诺华公司首席执行官的丹尼尔·魏思乐(Daniel Vasella)在自己关于该药物的著作《神奇抗癌药丸》（Magic Cancer Bullet）回忆了这段往事，他在书中写到这样一段话：“我只有对他们的想象力，奉献精神和不懈努力的钦佩”（“I have only admiration for their imagination, dedicationand perseverance”）。
4 副作用与抗药性
常见的副反应包括水钠储留及浮肿；肌肉关节疼痛或肌肉痉挛，恶心、呕吐、腹泻、皮疹等，偶有肝脏毒性。以白细胞减少，血小板减少或血红蛋白下降作为指标反映的骨髓抑制需要注意；另外也有格列卫诱发的肺水肿、胸腔积液伴心衰、肾衰或肝毒性导致死亡的个案报告，多数为急变期患者。
几乎与格列卫问世的同时人们就注意到了格列卫的耐药现象。面对抗药性，除了加大剂量，联合用药之外，针对抗药性的新药也不断的研发，靶向治疗CML的二代药达西纳（尼洛替尼），施达赛（达沙替尼）现也已成为治疗CML的一线用药。
5 国产格列宁
格列宁的专利保护期于2013年4月到期，此后三款国产仿制药拿到了生产批文，他们分别是豪森药业的昕维、正大天晴的格尼可以及石药欧意的诺利宁。仿制药的出现，大幅拉低了此类药品的市场价格。其中豪森“昕维”成为首个通过一致性评价的伊马替尼。
根据丁香园 Insight 数据库数据，诺华格列卫片剂的最新中标价格为10500元、格列卫胶囊价格为23500元、而诺利宁的价格为901.16元、昕维价格为1159.97元、格尼可得价格为872.19元。
格列卫自2001年首次被引入中国后，价格最初是23500元，服用疗程约合每月一盒，而经过一系列的调价措施后，价格下调至11000元-12000元左右，一年费用需要13万-14万元。
2017年，甲磺酸伊马替尼被列为国家基本医保目录中的乙类药品，而在随后的各地医保目录中，该药亦被列入地方医保目录内。目前，使用豪森昕维费用低于2万元/年，尤其是进入医保后，患者的负担更低。
中国的患者再也不会因为没钱，而吃不起格列卫了！
希望电影《我不是药神》的剧情永远不要再上演，老百姓可以吃的起救命药。
6 合成