藥物遺傳學是在上世紀70年代開始萌芽,,發(fā)展起來是在上世紀90年代,。藥物遺傳學伴隨著人類基因組計劃的研究而成長,,進一步發(fā)展為藥物基因組學,,內(nèi)容也在進一步拓展。藥物基因組學是新興領(lǐng)域,,為制藥公司提供非常有效的藥物開發(fā)提供新動力,。藥物基因組學被提出有幾年的時間,發(fā)展迅速,,藥物基因組學的研究成果的市場潛力巨大,。
一、藥物基因組學的研究與開發(fā)
藥物基因組學在2~3年的時間里迅速成長起來的原因主要在于制藥業(yè)的競爭特點發(fā)生了深刻的變化,。傳統(tǒng)的R&D過程的巨大風險,、漫長的時間和巨額的投入使制藥業(yè)不堪重負。人們認識到:在個體間基因多樣性和基因表達差異性的基礎(chǔ)上,,疾病診斷和疾病治療正面臨一場變革,,甚至在將來的某段時期可以消除數(shù)千種困擾人類的病患。有些制藥公司和生物技術(shù)公司投入巨資到藥物基因組學領(lǐng)域,,他們希望隨著人類基因組的研究逐漸深入,,特別是通過藥物基因組學的研究,對個體間的基因差異性的逐步了解,,有可能對目前制藥業(yè)面臨的頭號挑戰(zhàn)提供答案:如何能更快地向市場提供更有效的藥物和檢測方法,。
(1)研究機構(gòu)
國外成立公司,,進行投資合作,,開展和促進基因和藥物方面內(nèi)容的研究。1997年,,金賽特可伯特(法國巴黎)實驗室成立了世界上第一個專門研究基因與藥物的公司,,專門研究基因變異與藥物不同的反應(yīng),美國Incyte公司在藥物基因組學投資超過2億美元,。deCODE基因組學研究公司與瑞士F.Hoffmann-LaRoche制藥公司合作,,其合作項目是在人類基因組學和藥物基因組學的研究方面第一個最大的合作項目,研究經(jīng)費超過2億美元,。
國外另外的研究機構(gòu)還有:
Genset (French) 致力于發(fā)展高密度人類基因組多樣性圖譜
Axys (USA) 致力于高通量基因分型
DeCode Genetics (Iceland) 致力于大范圍尋找諸如心血管,、代謝類疾病等在人群中的遺傳差異
Hyseq (USA) 致力于發(fā)展高通量序列分析方法
Myriad Genetics (USA) 致力于肺癌、心臟病,、高血壓,、肥胖、糖尿病等的基因多樣性
MitorKor (USA) 致力于線粒體基因組多樣性
Varigenics (USA) 致力于人類癌癥疾病基因多樣性
?。?)若干發(fā)展舉措
企業(yè)界在其中投資起主要作用,。重點領(lǐng)域集中在癌癥藥物的安全開發(fā)上,。盡管美國公司在這個產(chǎn)業(yè)中暫時處于領(lǐng)先地位,,而日本也不甘落后,,在2001年6月,宣布了旨在確定日本人的SNPs的戰(zhàn)略計劃,。此計劃由政府,、企業(yè)和大學合作,預(yù)計在兩年的時間內(nèi)完成100,000到150,000個SNPs的開發(fā),,在5年的時間內(nèi),,計劃總投資為一百幾十億美元。英國皇家科學院的專家提出了個性化醫(yī)藥的研究計劃,,準備采集5萬多人的樣本來用于研究基因與藥物的個性化,。
(3)若干藥物針對性研究
藥物遺傳學/基因組學已明確了影響藥物的代謝酶家族,、藥物轉(zhuǎn)運蛋白和藥物靶蛋白的相關(guān)基因及其遺傳變異,,對于各種藥物進行深入的遺傳相關(guān)的分析,以闡明影響其療效的作用機制,,以及其毒副作用的作用機制,。有些藥物的毒副作用和無效性的遺傳機制已被揭示,為臨床個性化用藥提供了一批基因多態(tài)檢測位點,。
細胞色素P450族是在人體內(nèi)幾乎是所有藥物的代謝酶,,此組主要的代謝酶包括CYP2D6、CYP3A4,、3A5,、CYP2C9、2C19,、2A6等,,基因多態(tài)性導(dǎo)致的酶活性差異引起了藥物代謝的差異,。這些藥物包括Nitrosamines,、Aflatoxin B1alprazolam,、astemizole,、auspirone,、 carbamazepine,、cisapride,、cyclosporine,、doxorubicin,、erythromycin,、etoposide、felodipine,、fentanyl,、ifosphamide、lovastatin,、midazolam,、nifedipine,、pimozide、quinidine,、quinine,、simvastatin、tacrolimus,、terfenadine,、triazolam。在腫瘤的治療中,,上述的化療藥物對機體的毒副作用較大,,其個性化治療的劑量尤其值得關(guān)注。
在降脂藥物中,,不少的藥物選擇膽固醇合成酶作為藥物靶點,,抑制其合成。美國近期公布的涉及1500多人的研究表明,,由于人體中HMG-CoA基因的差異,,使得作用其靶點的藥物——普法它汀的降脂療效相差很大。其他的研究表明,,降脂藥物的療效還與載脂蛋白E的多態(tài)性有關(guān),。
在高血壓藥物研究中,藥物靶點基因血管緊張素轉(zhuǎn)換酶(ACE)基因在人體內(nèi)存在兩種類型的多態(tài)性(D型和I型),。其中D型個體ACE水平高,,高血壓治療采用ACE抑制劑,療效較好,。而I型和中間D/I型則采用ACE抑制劑,,治療效果較為遜色。ADD2基因的多態(tài)性與高血壓的阻滯劑治療相關(guān),,選擇用阻滯劑治療后收縮壓下降的效果要明顯優(yōu)于利尿劑等,;SLC9A2基因的多態(tài)性也于阻滯劑治療相關(guān),選擇用?阻滯劑治療后舒張壓下降的效果要明顯優(yōu)于RAS藥物等,。
?。?)研究前瞻
藥物基因組學的研究相對于疾病基因組學的研究而言則相對容易,其藥物代謝,、轉(zhuǎn)運和藥靶是較明確的,,在遺傳學上,其并不是難點,,其復(fù)雜性在于患者用藥的不規(guī)則,、混合用藥,以及配合的程度。
為適應(yīng)大規(guī)模樣本多基因的遺傳分析,,以及方便臨床檢測和篩選,,關(guān)于基因多態(tài)性(特別是SNP)和基因轉(zhuǎn)錄表達檢測的方法的推陳出新和更新?lián)Q代,向越來越簡便,、成本低廉,、通量增加的方面發(fā)展,。SNP技術(shù)發(fā)展到達了前所未有的熱潮階段,,涌現(xiàn)出的各種新的SNP檢測方法,特別是基于Taqman技術(shù)和Illumina技術(shù)的新型高通量SNP基因分型技術(shù),,為大規(guī)模研究基因與個性化醫(yī)療提供了實驗平臺,;實時定量PCR技術(shù)發(fā)展,為基因表達的定量檢測提供了新歷史性突破的方法,。
美國《財富》雜志在將來10年的人類醫(yī)療的展望中欣喜地描述了藥物基因組學的美好藍圖: 如果病人到醫(yī)院就診,,經(jīng)過醫(yī)生和系列化驗診斷為某種疾病,人類根據(jù)藥物基因組學所研究的信息,,借助于基因芯片對患者進行藥物敏感性遺傳分析, 從而選擇治療藥物, 達到最好的治療效果和最低的毒副作用,。
二、藥物基因組學的研究成果的市場前景
在藥物的研究與開發(fā)和治療藥物的針對性上,,藥物基因組學的研究成果的市場前景其中包括:
?。?)藥物的研究與開發(fā)效率的提高
在通過嚴格的臨床試驗后,藥物目前能進入市場的很少,,而很多的藥物則被淘汰,,或者由于其藥效欠佳,或者由于其副作用偏大,。由前體藥物的篩選到臨床用藥,,大約只有五千分之一的成功率,進入臨床試驗以后的成功率也不足十分之一,。如果藥物開發(fā)與藥物基因組學的研究成果相結(jié)合,,根據(jù)藥物遺傳學和藥物基因組學的信息,研究人員就有可能根據(jù)藥物靶點和藥物代謝途徑的信息,,通過篩選不同的人群來檢測已遭淘汰的侯選藥物是否有可能在不同的人群中發(fā)揮作用,,以提高藥物的療效,降低其無效率和毒副作用,,加快藥物的研究與開發(fā)的進程,,縮短藥物的研究與開發(fā)的周期,提高藥物的臨床批準率,,減少藥物的研究與開發(fā)的風險,。
(2)治療藥物的針對性的加強
對于醫(yī)院和患者,,在進行普通診療后,,需要根據(jù)藥物遺傳學和藥物基因組學的信息,,針對性地對各種治療藥物進行相關(guān)基因檢測,對藥物治療的療效和毒副作用進行評估,,選擇安全有效的藥物和適合的劑型,、劑量。通過了解人們對藥物的不同的反應(yīng)與特定的遺傳多態(tài)性的關(guān)系,,藥物基因組學的研究成果就能使藥物如同激光制導(dǎo)武器那樣具有針對性,,這樣就可以大大減少藥物的副反應(yīng)。美國為解決藥物的副反應(yīng),,每年斥資近50億美元,。美國FDA最近考慮如何在藥物臨床試驗中增加基因檢測來提高安全性。
總之,,隨著人類基因組計劃發(fā)展,,醫(yī)學領(lǐng)域也將發(fā)生根本性的改變。以治療為主體的醫(yī)療將向預(yù)防醫(yī)學,、診斷醫(yī)學和治療相結(jié)合的醫(yī)學的方面轉(zhuǎn)換,。以藥物療效和毒副作用分析的基因診斷的市場是很廣闊的。