本書以抗癌藥物設(shè)計與發(fā)現(xiàn)為主線,從基本原理、方法學、臨床研究中的藥物、新化合物和臨床抗癌藥物應(yīng)用現(xiàn)狀等幾個部分系統(tǒng)地闡述了當代癌癥治療藥物發(fā)現(xiàn)的綜合靶標、技術(shù)與模型、快速循證醫(yī)學原則與臨床試驗設(shè)計的審批,代表性地描述了方法學中所涉及的具體實例和發(fā)現(xiàn)的新藥,前瞻性地指出在臨床上抗癌藥物應(yīng)用過程中無論是常規(guī)化療藥物還是目前研究較多的分子靶向藥物均存在產(chǎn)生耐藥性的問題。
腫瘤是一種嚴重威脅人類健康的重大疾病,也是全球新藥研發(fā)的熱點領(lǐng)域,據(jù)估計當前制藥工業(yè)大約有40%的新藥研發(fā)經(jīng)費投入到抗腫瘤藥物上。在我國,癌癥發(fā)病率和死亡率均呈上升趨勢,亟須研制具有知識產(chǎn)權(quán)的抗腫瘤創(chuàng)新藥物!犊鼓[瘤藥物設(shè)計與發(fā)現(xiàn)》(Cancer Drug Design and Discovery)正是一本系統(tǒng)介紹抗腫瘤新研發(fā)的學術(shù)專著。本書英文版由英國倫敦大學藥學院(University College London)Stephen Neidle教授主編,第一版于2008年由Elsevier公司出版,隨即獲得了學術(shù)界廣泛的關(guān)注和好評,也已成為全球抗腫瘤藥物研究人員的重要參考書。第二版于2014年出版,新增了抗腫瘤新藥發(fā)現(xiàn)的新技術(shù)和各個領(lǐng)域的新進展,包括腫瘤基因組學、個體化給藥、DNA靶向藥物等。
本書以抗腫瘤藥物設(shè)計與發(fā)現(xiàn)為主線,分為基本原理和方法學(第1~4章),實驗室和臨床階段藥物(第5~18章),臨床上抗腫瘤藥物應(yīng)用現(xiàn)狀(第19~20章)三篇,共計20章。本書41位作者來自8個國家的科研院所或制藥公司,均是各自領(lǐng)域的杰出學者。本書內(nèi)容涵蓋了抗腫瘤新藥研發(fā)鏈的全過程,并重點介紹了藥物設(shè)計、先導化合物發(fā)現(xiàn)和優(yōu)化、候選藥物的臨床前研究和臨床評價中所涉及的新理論、新技術(shù)、新靶點和在研新藥。本書提供了大量抗腫瘤新藥研發(fā)的案例和參考文獻,并前瞻性地指出了當前研究所面臨的問題和未來的發(fā)展方向。
本書的三位主譯均從事抗腫瘤新藥研發(fā)相關(guān)的研究,在科研工作中也經(jīng)常從本書中獲得知識、思路和靈感,感謝化學工業(yè)出版社的邀請,促使我們將本書翻譯為中文版,希望為我國從事抗腫瘤新藥研發(fā)的研究人員提供一本有價值的參考書。
除了三位主譯,第二軍醫(yī)大學藥學院董國強(第8章)、繆震元(第3章)、莊春林(第13章)、武善超(第14章)、宋云龍(第15章)、鄭燦輝(第12章)、劉娜(前言、第4章、詞匯表、索引),山東大學藥學院杜呂佩(第11、16、17章)、馬朝(第18、19章)、姜天宇(第10、20章)、上海交通大學藥學院朱明彥(第1、2、5~7章)、趙亞雪(第9章)、劉嘉慧(第5、9章)、張晉毅(第6、7章)、康寧(第1章)等也承擔了部分翻譯工作,劉娜女士擔任了本書翻譯組的秘書,在此一并感謝。全書譯稿由盛春泉、李敏勇、周虎臣審校和修改。
由于譯者水平和能力有限,疏漏和不足之處在所難免,敬請讀者朋友批評指正。
盛春泉,李敏勇,周虎臣
2016年11月
前言
2008年,在本書第一版前言中,我寫道:“公眾和生物醫(yī)學領(lǐng)域?qū)鼓[瘤新藥的需求非常迫切”。如今看來更是如此。近五年,制藥工業(yè)經(jīng)歷了一段前所未有的混亂時期,但正在研發(fā)的抗腫瘤新藥數(shù)量并沒有出現(xiàn)下降的跡象,每年進入一期臨床試驗新藥和聯(lián)合用藥組合的數(shù)量一直保持在數(shù)百個。這種趨勢始于2008年,到2013年變得更加明顯。隨著科學家們對人類腫瘤發(fā)病分子機理和遺傳學機制的深入理解,這些進展正在轉(zhuǎn)化為新的治療藥物。其中最好的例子或許是惡性黑色素瘤細胞中致癌基因BRAF突變被證實,這一結(jié)果推動了高效抑制劑的研發(fā),其中一些抑制劑在臨床使用中效果顯著,但快速耐藥是目前面臨的嚴峻挑戰(zhàn)。另一項重要的臨床進展是化療耐藥性前列腺癌的治療,得益于激素通路抑制劑阿比特龍(abiraterone,Zytiga )被加速審批進入臨床應(yīng)用,諸多男性患者此前悲觀的態(tài)度正在發(fā)生改變。該藥是學術(shù)界研發(fā)抗腫瘤藥物的一個非常成功的案例,這并不令人吃驚,近五年學術(shù)機構(gòu)參與度不斷增加是抗腫瘤新藥研發(fā)的一個顯著趨勢。學術(shù)機構(gòu)通常配備優(yōu)于企業(yè)研究人員的化學家和生物學家,并由他們領(lǐng)導團隊,以確保擁有出類拔萃的專業(yè)技術(shù)。然而,大多數(shù)新藥持續(xù)出自于制藥工業(yè)界,甚至擁有最佳資源的學術(shù)項目有時還是需要與工業(yè)界緊密聯(lián)系。因此,本書的作者組成具有多樣性,他們來自大小型制藥公司、高校和研究所,見證了抗腫瘤藥物發(fā)現(xiàn)從開始到繁盛的歷程。
從1986年到2002年,本書第一版的編寫始于我在英國癌癥研究所工作之時,那時我能夠優(yōu)先聯(lián)系到許多卓越的臨床醫(yī)生和科學家,尤其是Tim McElwain,Tom Connors和Ken Harrap,他們在推進癌癥治療標準化的過程中起到了關(guān)鍵作用,最重要的是他們將實驗室科學成果轉(zhuǎn)化為臨床應(yīng)用,最終使患者受益。秉持這種精神,我希望第二版繼續(xù)在抗腫瘤藥物發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)和轉(zhuǎn)化中起到積極作用。編寫本書的核心目標是,使其再次成為21世紀抗腫瘤藥物發(fā)現(xiàn)的重要參考書目,涵蓋了從靶標識別和確證、先導物發(fā)現(xiàn)和優(yōu)化,到藥理學評價、最終的臨床試驗和注冊整個過程,以便讀者對該領(lǐng)域有整體的了解,對關(guān)鍵問題和涉及的復雜性有更好的理解。第二版仍然分為五個部分:基本原理、方法學、臨床用藥、新藥和臨床腫瘤藥物現(xiàn)狀。有些章節(jié)在原來基礎(chǔ)上進行更新,尤其是有重大進展的部分;其他新章節(jié)反映了日益重要的特定主題。該版中沒有闡述腫瘤生物學基礎(chǔ),因為讀者可以從大量優(yōu)秀的參考書中獲取相關(guān)知識。本書的特色是用特定藥物研發(fā)案例貫穿于多數(shù)章節(jié),其中一些案例仍然以問題結(jié)尾,可以用在課堂教學中。希望本書不僅限于應(yīng)對那些難治癌癥帶來的挑戰(zhàn),并在培養(yǎng)新一代腫瘤科學家和臨床醫(yī)生方面也能起到積極作用。
感謝所有對本書做出貢獻的人,不僅因為他們的努力工作和私奉獻,也對他們面對挑戰(zhàn)性交稿截止期限的合作精神致以謝意。感謝我的同事Hilary Calvert,因為他非常爽快地答應(yīng)以一位臨床專家的視角為本書撰寫序言。Hilary Calvert不僅在多個重要腫瘤藥物的臨床試驗中做出貢獻,而且對本領(lǐng)域的基本科學原理有著深厚的理解。來自美國和英國Elsevier學術(shù)出版社的工作人員經(jīng)驗豐富而且非常專業(yè),確保這項工作得以順利完成,特別感謝Andy Albrecht和Kristine Jones的專業(yè)支持。最后,也是最重要的,非常感謝我的妻子Andrea,感謝她堅定的支持、中肯的建議和耐心的陪伴。
Stephen Neidle
藥學院
英國倫敦大學學院
盛春泉,1978年生,藥物化學博士,現(xiàn)任第二軍醫(yī)大學藥學院副院長,國家重點學科藥物化學教研室主任、教授、博士生導師,兼任中國藥學會藥物化學專業(yè)委員會委員、中國化學會計算化學專業(yè)委員會委員、上海市藥學會常務(wù)理事、上海市藥物化學專業(yè)委員會副主任委員等學術(shù)職務(wù)。入選國家“青年科學基金”、教育部“長江學者”(青年學者)、科技部“863青年科學家”、上海市“曙光學者”、上海市“青年科技英才”、上海市“青年科技啟明星”等11項省部級以上高層次人才計劃。研究方向為化學治療新藥發(fā)現(xiàn)和開發(fā),主持國家自然科學基金、國家科技重大專項、國家863項目等10余項基金課題,研發(fā)化藥1.1類抗真菌創(chuàng)新藥物艾迪康唑完成III期臨床。作為主要發(fā)明人獲得國家發(fā)明專利授權(quán)30余項。獲得國家科技進步二等獎(2015年,排名第5)、中國藥學會施維雅青年藥物化學家獎、明治乳業(yè)生命科學獎、全國 博士學位論文提名獎、上海市 博士學位論文等10余項獎勵。
第一篇 基本原理與方法學 001
第1章 現(xiàn)代抗癌藥物發(fā)現(xiàn):整合靶標、技術(shù)和治療手段的個性化藥物 003
1.1 引言:變化的時代 003
1.2 成功和局限 003
1.2.1 細胞毒性藥物 003
1.2.2 新型分子抗癌藥物 004
1.3 分子靶向治療面臨的挑戰(zhàn) 009
1.4 面對腫瘤藥物發(fā)現(xiàn)和發(fā)展的挑戰(zhàn) 011
1.5 綜合的小分子藥物發(fā)現(xiàn)和發(fā)展 014
1.6 新的分子靶點:可以成藥的癌癥基因組和表觀基因組 015
1.7 從藥物靶點到候選藥物開發(fā) 020
1.7.1 藥物發(fā)現(xiàn)方法總述 020
1.7.2 命中化合物和先導化合物的產(chǎn)生 022
1.7.3 先導化合物性質(zhì)分析和多參數(shù)優(yōu)化 025
1.8 分子靶向癌癥治療的案例分析 028
1.8.1 伊馬替尼和達沙替尼 028
1.8.2 索拉非尼 028
1.8.3 維羅非尼 028
1.8.4 HSP90抑制劑17-AAG和NVP-AUY922 029
1.8.5 ABT-737和Navitoclax 029
1.9 生物標志、藥理學逐位追蹤和臨床研發(fā) 031
1.10 結(jié)論和展望:朝著個性化的分子抗癌藥物發(fā)展 033
1.11 信息公開 036
參考文獻 036
第2章 藥物基因組學和個體化用藥在癌癥治療中的應(yīng)用 049
2.1 簡介 049
2.2 人體對藥物反應(yīng)多樣性的分子基因組學基礎(chǔ) 049
2.2.1 種系多態(tài)性 049
2.2.2 體細胞突變 051
2.3 遺傳藥理學發(fā)現(xiàn)、確認和應(yīng)用的方法學研究 051
2.3.1 候選基因相關(guān)研究 051
2.3.2 全基因組關(guān)聯(lián)研究(GWASs)和深度測序 052
2.3.3 遺傳藥理學檢測的臨床應(yīng)用 052
2.3.4 伴隨式診斷的發(fā)展 053
2.4 治療響應(yīng)中重要的臨床遺傳藥理學標志 054
2.4.1 治療響應(yīng)中臨床上重要的種系標志 054
2.4.2 臨床上治療響應(yīng)重要的體細胞標志物 060
2.5 結(jié)論 068
參考文獻 068
第3章 天然產(chǎn)物化學和抗腫瘤藥物發(fā)現(xiàn) 083
3.1 引言 083
3.2 抗腫瘤天然產(chǎn)物及其藥物 084
3.2.1 依西美坦 084
3.2.2 氟維司群 085
3.2.3 黃酮類化合物 086
3.2.4 貝沙羅汀 087
3.2.5 埃博霉素 088
3.2.6 美登素 090
3.2.7 格爾德霉素 091
3.2.8 UCN-01 092
3.2.9 喜樹堿 092
3.2.10 靈菌紅素 094
3.2.11 氮雜胞苷 095
3.2.12 FK-228 096
3.2.13 Hemiasterlin 099
3.2.14 軟海綿素 100
3.2.15 曲貝替定 101
3.3 展望 102
參考文獻 103
第4章 結(jié)構(gòu)生物學和抗腫瘤藥物設(shè)計 110
4.1 引言 110
4.2 結(jié)構(gòu)生物學方法 111
4.2.1 蛋白質(zhì)表達和純化 111
4.2.2 結(jié)晶和數(shù)據(jù)采集 112
4.2.3 結(jié)構(gòu)測定 113
4.2.4 小角X射線散射 113
4.2.5 核磁共振 114
4.3 結(jié)構(gòu)生物學和基于結(jié)構(gòu)的藥物設(shè)計 114
4.4 運用X射線晶體學進行片段篩選 116
4.5 案例—蛋白激酶B抑制劑:從苗頭片段到臨床候選藥物 117
4.5.1 引言 117
4.5.2 生物學及其原理 117
4.5.3 苗頭化合物的確證 118
4.5.4 實例1:化合物1到臨床候選藥AT13148的優(yōu)化 119
4.5.5 實例2:化合物2到候選化合物AZD5363的優(yōu)化 122
4.6 結(jié)論 125
參考文獻 125
第二篇 實驗室與臨床上用的藥物 129
第5章 替莫唑胺:從細胞毒素到分子靶向藥物 131
5.1 引言 131
5.2 咪唑四嗪和米托唑胺 132
5.3 從米托唑胺到替莫唑胺 134
5.4 替莫唑胺的化學合成 136
5.5 替莫唑胺早期臨床試驗 137
5.6 替莫唑胺的作用模式 138
5.6.1 化學激活 138
5.6.2 替莫唑胺與DNA的相互作用及修復過程 140
5.7 MGMT基因表觀遺傳學的沉默 142
5.8 新型替莫唑胺類似物 142
5.9 總結(jié):替莫唑胺,靶點,分子靶點,確證的靶點 144
參考文獻 145
第6章 替莫唑胺:發(fā)明專利及風險 148
6.1 引言 148
6.2 美國專利5260291(1993)的歷史 149
6.3 癌癥研究科技有限公司等(原告)vs 巴爾實驗室股份有限公司等(被告) 151
6.4 裁決 154
6.5 上訴 155
6.6 結(jié)論 156
6.7 致謝 156
參考文獻 157
第7章 新一代治療癌癥的細胞靶向藥物 158
7.1 引言 158
7.2 vintafolide(MK-8109或EC145):新型的靶向葉酸的長春花生物堿 160
7.3 F14512:精胺偶聯(lián)的表鬼臼毒素 164
7.4 總結(jié) 167
參考文獻 168
第8章 DNA修復作為治療靶點 172
8.1 簡介 172
8.1.1 靶向DNA的癌癥治療 172
8.1.2 DNA修復對腫瘤的作用 173
8.1.3 抑制DNA修復治療腫瘤 173
8.2 O 6-烷基鳥嘌呤DNA烷基轉(zhuǎn)移酶 173
8.2.1 DNA烷化劑的研究進展和作用機制 173
8.2.2 O6-烷基鳥嘌呤DNA烷基轉(zhuǎn)移酶在DNA修復和烷化劑耐藥中的作用 174
8.2.3 AGT抑制劑的研究進展:臨床前數(shù)據(jù) 175
8.2.4 AGT抑制劑的臨床試驗 176