靶點研究人才長什么樣？

靶點人才

今天網上看到一則消息說上海列出“十四五”緊缺人才名單，其中包括藥物靶點研究人才。要求具有生化、計算生物學、分子生物學等背景，這類人才緊缺程度被列為最高等級的“十分緊缺”。我國新藥發現過去幾年雖然有了翻天覆地的改進，但真正首創藥物、即靶向全新靶點的藥物還是十分罕見。盡管中國企業發現了很多新分子藥物，但靶點來源多依賴西方藥廠的探索。鑒于靶點發現是新藥發現的第一步、其中涉及的內容沒有產業經驗的讀者未必清楚，今天我們聊一下這個鮮為人知的關鍵一步。

藥源解析

靶點對于整個制藥工業來說都是個相對年輕的概念，一般認為這個概念開始于70年代James Black開發H2受體拮抗劑。此前新藥發現依賴整體動物的表型改變或民間使用天然物質的經驗。隨著分子生物學和合成化學的快速發展，根據一個靶點在疾病發生中的作用而進行所謂的理性藥物設計成為可能。靶點發現和確證有多種途徑，但都是一個漫長復雜的過程。優質靶點并非長得就像金元寶、一眼就能認出來，而更像是有一定含金量的砂礦、需要各種鑒定測試才能知道含金量有多少，即使PD-1這樣現在令六宮粉黛無顏色的靶點也是多年養在深閨無人知。

最可靠的靶點來源是人體基因學數據，尤其是有一定量效關系的靶點。這個辦法最經典的成功案例是PCSK9，但這類靶點十分罕見。純合子PSCK9缺失人群LDL水平極低、但無其它癥狀，說明徹底抑制這個蛋白可以高強度降脂但無嚴重副作用。雜合子PSCK9缺失人群LDL水平也低于正常人，而PSCK9功能增強變異則血脂高于正常人。更多的靶點來自動物實驗比如基因敲除、敲低、敲入等技術可以看到細胞或動物表型變化，這樣可以把某個基因缺失與某個疾病關聯起來。類似的技術包括RNA敲低、抗體阻斷等。現在CRISPR技術可以大規模系統敲低大量基因而可以作為體內篩選技術，比如腫瘤細胞可以隨機敲除大量基因（但在單細胞水平只有一個基因被敲除）、接種到動物宿主可以跟蹤腫瘤細胞缺失哪些基因導致在腫瘤組織中消失。

另一個發現靶點的技術是先找到引起目標表型變化的化合物，然后再找它的分子靶點。比如化合物A能抑制腫瘤增長，但你不知道分子機理。這時候化學生物學就有了用武之地，現在有很多技術可以找到化合物在細胞內與哪些蛋白結合。比如你可以用點擊化學片段標記你的化合物，然后用點擊化學的另一個片段與biotin偶聯在一起，這樣你可以通過點擊化學反應在整個蛋白組中撈出與化合物結合的蛋白。你也可以用高活性反應基團標記化合物，標記化合物進入細胞后你再啟動化學反應（多數光啟動）、該基團可以插入周圍蛋白的C-H鍵。另外也有在細胞水平測試蛋白熱穩定性的TSA實驗可以看出細胞中哪些蛋白在加入化合物后熱穩定性增加，這通常意味著與化合物有了一定程度的結合。類似的技術還有細胞內FRET測試如Nanobret。

找到了一個差不多的靶點不等于就能以身相許了，藥物和靶點要有一個長期相互了解的過程。早期藥物發現通常缺東少西，化合物都是沒有優化過的愣頭青、而評價化合物的體系也漏洞百出。這個時期非常容易出現化合物埋怨靶點、靶點埋怨化合物的情況，進入雞生蛋、蛋生雞的死循環。如同蛋-雞體系是從單細胞生物演化而來，早期新藥發新也是一個靶點與藥物共同成長的過程。

除了成藥性差一個靶點功能不容易用藥物確證外，物種差異也是一個關鍵問題。比如一個蛋白在人體與某個疾病高度相關，但實驗動物或者沒有這個蛋白、或者有但是功能不完全與人體一致或序列有較大差異。這種情況會讓新藥開發增加不確定性，因為藥物或者無法在動物模型評價、或者需要找到在人和動物蛋白活性類似的化合物。如果再有同源蛋白選擇性的干擾則難度更大，因為你需要找到一個對人和動物蛋白A1活性都很好（因為二者序列有差異所以有難度）、同時對高度相似的A2活性都很差的化合物，如11HSD就是這么個高難靶點。有時候你要用基因敲入技術人為引進一個人的基因序列，如當年RIPK1抑制劑發新就用了這個技術。

一旦一個靶點在二期臨床得到確證那么針對這個靶點的藥物設計就變得非常簡單，這是為什么很多人愿意做me-too藥物的原因。上面提到的所有技術障礙從這以后都不存在了，當然你會面臨一個更大的障礙、那就是在市場上如何銷售這個遲到的新藥。