2015年,Vinay Prasad和同事把眼光投向了FDA批准的抗肿瘤药物研发费用。他们发现,这十年里,每一款药平均要烧去7.2亿美元。这笔钱还只是前期成本,后续临床生产的投入更是巨大。传统的药物设计像是在配钥匙,想要钥匙更精准,开发难度就像滚雪球一样越滚越大。 糖尿病位列致死疾病的第三位,在90%以上的二型糖尿病患者体内,都能发现淀粉样蛋白沉积。这种错误折叠的蛋白质缠绕成团,还被称为疾病背后的“共犯”。王晨轩和他的团队在研究中发现,只要药物分子能“聚合成团”,就能像半个钥匙一样打开锁。他们让硫黄素T以四种不同的寡聚形态与蛋白结合,甚至出现了像“乐高”一样的组装过程。 中国医学科科学院基础医学研究所的副研究员王晨轩描述说,教科书中的“锁钥模型”要求药物与蛋白严丝合缝地结合,可显微镜下的观察颠覆了这种认知。药物分子用寡聚态的方式工作,说明只要半个钥匙就能开锁。为了验证这一点,研究人员利用硫黄素T自身的显色标签,拍下了首张直观的“药物击靶”照片。 亨廷顿舞蹈症和老年痴呆症患者的神经细胞里也有特定的淀粉样蛋白。药企花了巨资想把这些沉淀溶解掉却始终未果。硫黄素T能特异性结合这些“病态”蛋白,让科学家第一次用显微照相的方式看清了药物与致病蛋白结合的全过程。 FDA批准的药物研发费用统计显示,2006到2015年间平均每款药需要7.2亿美元。如果按照传统的单分子设计思路进行规模化生产,后续的成本同样会很高。如今既然半个钥匙就能打开锁,药物只需合成原来的四分之一甚至八分之一,合成工艺难度指数级简化。 这篇题为《Molecular recognition of human islet amyloid polypeptide assembly by selective oligomerization of thioflavin T》的论文在8月5日发表于《科学·进展》期刊。Vinay Prasad认为这种新方法能把研发费用直接砍掉30%。把“钥匙”做小,就能把“锁”开好,成本骤降。这一发现给药物设计带来了颠覆性思维。随着基因技术与计算机模拟的进步,未来的药物设计更可能从生物分子层面出发。硫黄素T的例子告诉我们,只要看清药物如何团簇击靶,就能把复杂分子拆成可管理的模块。