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药物发现故事(一):从蛇毒到ACEI

  

发布时间:2020-04-26 浏览次数:

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1. 引言

ACEI全称叫:血管紧张素转化酶抑制剂,这是一个十分拗口的名字,然而在高血压或其他心脏疾病患者面前提起“某某普利”或“开博通”,它却又是一个耳熟能详的名字!今天让我们来简单介绍一下它是怎么被发现的。

2. 致命的巴西腹蛇带来的思考

1933年,在巴西医学院就读的席尔瓦(Maurício Rocha e Silva)目睹了一位被巴西具窍蝮蛇咬伤的患者不治而死的全过程。患者发生低血压休克时,老师用了几乎所有的升压药都没有把患者的血压升上去。事后席尔瓦产生了疑问,并久久不能释怀:为什么患者的血压升不上去?难道蛇毒里含有未知的神秘物质?

15年后,席尔瓦从蛇毒中成功提取了一个具有多肽结构的特殊物质,并证实该多肽可导致血管扩张,随后将其取名为“缓激肽(bradykinin)”,但是这种物质在血液里的半衰期很短,几分钟就完全失效了,因此没有太大的实用价值。


3. 学生在老师的研究道路上有所发现

1965年,席尔瓦的博士生费雷拉(Sergio Ferreira)发现蛇毒本身具有增强缓激肽的作用,提示了蛇毒中可能含有一种能抑制缓激肽降解酶的物质,并于同年将该多肽成功提取出来,命名为缓激肽增强因子(BPF:bradykinin potentiating factor)。然而,缓激肽增强因子在人体内存在的时间仍然非常短暂。

4. 遇到伯乐

费雷拉带着从巴西提取出来的BPF到罗伯特•范恩教授(John Robert Van)的实验室做博士后研究,范恩教授是英格兰皇家外科学院药理学教授,又是1982年诺贝尔生理学及医学奖获得者。教授敏锐发现BPF有效抑制血管紧张素转化酶(ACE)的活性,并可保护缓激肽失活。ACE作为RAAS(肾素-血管紧张素-醛固酮系统)的关键成分,可望成为治疗高血压的新靶点,而且从毒蛇中提取纯化ACE抑制剂是当前开发ACE抑制剂的最佳途径。此时范恩教授还有一个身份,那就是施贵宝制药公司研究院的顾问,他深知这项研究的商业价值,建议施贵宝公司对蛇毒提取液进行深入研究。


5. 投入研发  小获成就

施贵宝公司两位颇具天赋的生物化学家库什曼(Dave Cushman)和肽类化学家奥特梯(Miguel Ondetti)将多肽物质的结构功能进行分析,经过2年,从蛇毒提取物中分离并合成了多种多肽化合物,编号为SQ20881的一个9肽化合物脱颖而出,该物质可较长时间的抑制ACE的生物活性,并取名为“替普罗肽”。

公司花费了5万美元合成了1kg的替普罗肽,在高血压动物模型实验、临床研究中都取得理想结果,证明替普罗肽确实是人体内血管紧张素转化酶的抑制剂,但因其是大分子多肽类物质,不能制成口服制剂进行使用,这成为临床应用的一大障碍。


6. 不折不挠 大获成功

库什曼和奥特梯决心突破这个障碍,研究重点转向寻找可口服吸收的小分子ACE抑制剂,由于对ACE的结构一无所知,对2000多个小分子多肽化合物进行活性筛选均以失败告终,加上范恩教授突然离职,进展相当缓慢,施贵宝制药公司高层不得不暂停该项目的研究。

面对困难,两位专家凭着对科学的热爱,并未放弃对ACE抑制剂研发的探索,他们通过分子修饰研制出了具有较好口服生物利用度的药物,并命名为“卡托普利”,标志着世界上第一个血管紧张素转化酶抑制剂口服制剂诞生了。

1977年,卡托普利开始了全面的临床试验。1981年获FDA批准成为第一个上市的ACE抑制剂,也成为了施贵宝第一个年销售额超过10亿美元的重磅级药物。

1983年,默克公司研发依那普利获得成功。

如今,至少12个“**普利”通过修改结构研发成功,上市销售。

1999年,发明人库什曼和奥特梯被授予艾伯特•雷斯克临床医学研究奖(仅次于诺贝尔生理学或医学奖的医学大奖)。


7. 尾声

故事到此结束了,大自然孕育了蛇和它的利器“蛇毒”,也让人类从中发现了降压药!在这里,我们要真诚的感谢大自然的馈赠,同时我们还要感谢那些为之奋斗的科学家们,正因为有了他们的付出,才有了我们今天的这些好药。


文:赵金

图:赵金

校对:张英、苏芳、李静、曾美珍、贾桂胜

审阅:张慧英

责任编辑:赵金

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