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新药研发难度有多大?堪比登月

济南日报 2020-04-20 14:31

为何新药研发过程如此艰难?抗生素、麻醉药、胰岛素、避孕药、抗抑郁药……每一种新药的问世,都有着猎药师们不为人知的艰辛付出,他们将自己暴露在已知或未知的危险中,在不计其数的化合物中反复筛选、试错,才让治疗疾病、挽救生命成为可能。

《新京报》刊文说,唐纳德·R·基尔希是一位有着35年药物研发经验的老猎药师,在他与作家奥吉·奥加斯合作完成的著作《猎药师》中,他以自己的亲身经历讲述了药物研发的种种曲折与偶然。抗生素、麻醉药、胰岛素、避孕药、抗抑郁药……每一种新药的问世,都有着猎药师们不为人知的艰辛付出。他们将自己暴露在已知或未知的危险中,在不计其数的化合物中反复筛选、试错,才让治疗疾病、挽救生命成为可能。有时候,药物的发现纯粹只是靠运气,无论是在近代科学发展起来之前,还是之后。

在史前时代的重重迷雾中,每个人都是猎药师。深受寄生虫困扰、浑身都是小毛病的祖先们会去咀嚼偶然发现的任何树根、树叶,希望那些植物恰好能减缓病痛,当然也要祈祷自己不会因此而丧命。纯粹依靠运气,新石器时代的人们发现了一些具有医用功效的物质,包括鸦片、酒精、蛇根草、杜松、乳香、茴香,还有桦木菌。新石器时代的药方并非来自巧妙的创新或理性的探寻,石器时代并没有乔布斯式的大人物通过自己的远见卓识发明驱虫剂。相反,药物的发现纯粹只是靠运气,在近代科学发展起来以前,药物的发现完全依靠反复试错。

今天呢?辉瑞(Pfizer)、诺华(Novartis)、默克(Merck)等制药公司巨头花费几十亿美元打造了先进的药物研究实验室,你可能认为那些轰动一时的药物都是药物工程项目的产物,严密的科学论证和精心规划已经取代了反复试错的过程,然而事实并非如此。尽管大型制药公司付出了巨大努力,但21世纪猎药的主要技术跟5000年前并没什么两样:煞费苦心地从数量庞大的混合物中抽样做实验,希望能有一种是有效的。

有药理学教授认为,在95%的情况下,病人去看医生并不能得到什么帮助。大部分情况下,要么病人的身体并不需要医生的干预,就自行痊愈了,要么疾病已经发展到无药可医的地步,医生也无计可施。只有在5%的情况下,医生的治疗才会起决定性作用。5%的概率看上去很低,但比医药研发者研发药物成功的概率要高得多。

一般而言,研发人员上报的医药研发项目只有5%能得到管理层的批准,在这些被批准的项目中,只有2%能研发出获得美国食品药品监督管理局认可的药物,也就是说药物研发成功的概率只有0.1%。每种获得美国食品药品监督管理局认可的药物平均要花费15亿美元和14年时间,大型制药公司越来越不愿意花费巨额研发费用,因为大部分砸进去的钱最终都打了水漂。

辉瑞曾认为,研发新药的困难程度比把人类送上月球或是研发原子弹要高得多。月球项目和曼哈顿项目使用了成熟的科学方程式、工程原理和数学公式。当然这些项目肯定也很复杂,但至少研发人员拥有清晰的科学规划和数学指引。月球项目的研发人员知道月球和地球的距离,也知道到达月球需要使用多少燃料。曼哈顿项目的科学家知道根据公式,多少物质能转换成足以毁灭城市的能量。

但在医药研发领域,需要在不计其数的化合物中反复筛选试错,并没有已知的等式或公式可以运用。桥梁工程师在正式破土动工前就能清楚地知道桥梁的最大承重,但医药研发者在病患把药吃进去之前,永远都没法知道药的功效。

实际上,所有问题的根源在于人体。我们的生理活动并不像火箭推进或核裂变过程那样有固定的套路,人体是一个异常复杂的分子系统,身体各个组成部分之间的关系变化多端,而且每个个体都有其不同的特性。对于人体的生理活动,我们只了解其中很小的一部分,至今也无法描绘身体中绝大部分分子究竟是如何工作的。更何况每个个体都有其独特的基因和生理特性,因此每个个体的运作方式都稍有(或是非常)不同。

另外,尽管我们对细胞、组织和器官的了解在不断加深,却依然无法准确预知某一种给定的化合物与某一人体分子之间究竟会产生怎样的反应。事实上,我们不可能确切地知道某种疾病是否拥有药理学家所谓的“能够用药物治疗的蛋白质”或“能够用药物治疗的目标”,也就是病原体中会对化学药剂产生反应的特定蛋白质。研发一种有效药物需要两个条件:一是合适的化合物(也就是药物),第二个是合适的目标(也就是能够用药物治疗的蛋白质)。药物就像一把钥匙,能够转动蛋白质密码锁,从而启动生理引擎。

面对药物研发人员,人们通常会带着一丝不屑的口吻问以下几个问题:为什么药那么贵?为什么药的副作用那么多?为什么我的病无药可医?其实这三个问题的答案都与一个事实有关:研发药物的过程异乎寻常的困难,因为在某些关键节点,总需要进行反复试错,而这与几千年前的穴居人并无二致。我们现在依然无法掌握足够的人类生理学知识,也没有成熟的理论指引我们以理性的方式去寻找人类万分渴望的化合物。

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