药物基因组学的应用及其市场前景
日期:2007-04-17 09:35:36     点击:1
 

“人类基因组计划(HGP)”自1990年启动以来,目前基因测序工作已基本完成。这一跨世纪工程完成以后,有关人类生长、发育、衰老、遗传的秘密将被揭开。与此同时,基因诊断、基因治疗和药物基因组学也应运而生,将成为21世纪诊治疾病的主要手段和方法。
    1.药物基因组学概要
    1997年6月28日金赛特(巴黎)可伯特实验室宣布成立世界上第一个独特的基因与制药公司,研究基因变异所致的不同疾病对药物的不同反应,并在此基础上研制出新的药物或新的用药方法,这一新概念被称之为药物基因组学(Pharmacogenomics)。
    个体对药物的反应在分子水平存在差异(人们通常称之为“个体差异”),这个概念人们已经知道很久了,但近3年药物基因组学的研究给人们留下了非常深的印象。药物基因组学可以说是基因功能学与分子药理学的有机结合,在很多方面这种结合是非常必要的。药物基因组学区别于一般意义上的基因学,它不是以发现人体基因组基因为主要目的,而是相对简单地用已知的基因理论改善病人的治疗。也可以这么说,药物基因组学以药物效应及安全性为目标,研究各种基因突变与药效及安全性的关系。
    正因为药物基因组学是研究基因序列变异及其对药物不同反应的科学,所以它是研究高效、特效药物的重要途径,通过它为患者或者特定人群寻找合适的药物。药物基因组学强调个体化,因人制宜,具有重要的理论意义和广阔的应用前景。
    2.药物基因组学的应用前景
    2.1在新药开发中的应用
    药物基因组学根据不同的药物效应对基因分类,有可能大大加速新药开发的进程。
    2.1.1由于基因组学规模大、手段新、系统性强,药物基因组学可以直接加速新药的发现 。另外,由于新一代遗传标记物的大规模发现,以及将其迅速应用于群体,流行病遗传学也可以大大推进多基因遗传病和常见病(往往是多基因病)机理的基础研究。其研究成果可以为制药工业提供新的药靶。这里所谓新一代遗传标记物,就是单碱基多态性(Single Nucleoti de Polymorphism,SNP)。个体之间的这种单碱基差异大约是五百分之一到千分之一。目前找到一个有用的SNP要花500-1000美元,大规模分型技术还有待完善。尽管用作基因分型的SN P数量要在几十万到几百万左右,总开销可达几亿至几十亿美元之多,可企业界却早已跃跃欲试了。它们在SNP上的总投资额已超过美国政府对HGP31亿美元的总投资。不难想象,许多制药公司大概已经开始利用现有的基因分型技术和标记物从事药物基因组学试验了。例如Ae iveos Science Group(Seattle,WA)进行了与年龄相关的基因作用;Genaissance Pharmaceu tical Inc.(Cambrige,MA)研究了抗癌药物基因组学的研究与开发。再例如,设想通过寻找遗传变异开发抗癌新药,这种新药只对肿瘤细胞起作用,对正常细胞没有毒性。同样设想可用于移植、化学致敏等。总而言之,在新药的设计、发现及成功应用中,充分认识到基因变异对药物效应以及生物效应的影响是非常重要的。用药物基因组学原理开发新药,生产更有效 的诊断和治疗药品已经或正在引起有关部门和企业的高度重视。
    2.1.2增加新药的通过率。对于每一个药物来说大约都有10%-40%的人没有疗效,有百分之几的或更多的人有副作用。如果制药公司利用药物基因组学理论可以事先预见结果或筛选试验人群的话,它们的成功率就会高得多。
    2.1.3重新估价未通过药检的新药。所有在临床试验中失败的药物都有可能“推倒重来” 。
    2.1.4在新药临床前研究中,由于遗传的变异可能影响新化学实体(New Chemical Entitie s,NCE)的作用。美国FDA已起草有关条款规定NCE临床前的研究,包括遗传效应对药物代谢的影响。
    2.1.5减少参试人群数量。设计临床试验时可以筛选代表性人群,甚至改变现有的临床试验模式。Ⅲ期临床试验是新药临床试验过程中花销最大的阶段,上千人的临床试验,如果能事先知道他们可能对药物反应的话,如代谢酶的基因型,试验的时间表就可以大大缩短。药物基因组学在新药临床试验中的应用同样引人注目,对药物有效或毒性变异的预测试验中,用以筛选病人。经过药物效应基因突变筛选的受试者,可以加强临床试验的统计学意义,可以用更少的病例数达到所需的统计学意义,这样可以大大节约时间和费用。[1]
    2.2在合理用药中的应用
    合理用药的核心是个体化给药,而不能用统一模式给药。目前主要的方法是测定药物的体液 浓度,以药代动力学原理计算药代动力学参数,设计个体化给药方案,这对于血药浓度与药效相统一的药物是可行的;但对于血药浓度与药效不一致的药物如何达到个体化给药,目前并没有比较可靠的方法。
    一些临床上经常出现的现象,例如两病人诊断相同、一般症状相同、同一药物治疗、血药浓度相同,但疗效却大相径庭,这用传统的药代动力学原理是无法解释的。这时应考虑到与药物作用相关的位点(如受体等)是否发生了变异?是什么水平的变异?药物作用的位点的变异可能发生在基因水平,也可能发生在转录、翻译等水平,基因水平的变异相对比较容易鉴定,研究也表明基因的变异与药物效应的差异是更具相关性。研究基因突变与药效关系的药物基因组学正是适应了这一要求,因此药物基因组学在临床合理用药中的应用前景是非常之好的。
    药物基因组学应用到临床合理用药中,弥补了只根据血药浓度进行个体化给药的不足,为以前无法解释的药效学现象找到了答案,为临床个体化给药开辟了一个新的途径。这样药物基因组学原理为特定人群设计最为有效的药物,不仅提高了疗效,缩短了病程,而且减少了毒副反应和成本,真正达到了“价廉物美”的要求。可以设想,再通过一、二十年每个人都将拥有一张“基因身份证”,上面详细记录了你所有的遗传信息和基因缺陷,预测将来可能会患上哪些疾病以及如何进行防治等等。就诊时,无论是去医院或在互联网上就诊,经过一系列的检查,确诊为某一种疾病时,只要把“基因身份证”插入电脑,同时输入疾病和检查的相 关信息,电脑就会提示你该选择什么药物、什么剂型、最佳剂量和注意事项,既快捷又准确。[2]
    3.药物基因组学对药物经济学的意义
    药物经济学是目前新兴的的一门学科,它不仅注重药物治疗的成本,同时也关注药物治疗的结果。而药物基因组学在这门新兴的学科中也具有重要的意义。在医疗保险制度下,节省经费可以明显提高其在药品市场中的潜力和竞争力。例如目前发现原发性高血压涉及到的相关基因已超过70个,不同的基因导致的药物疗效对高血压患者有差别。现在治疗高血压的药物 共分六大类,但相同的药物在某些人群中容易降解失效,疗效差,副作用也少;而在另外一些人群中的疗效较好,但不良反应也较多,因此对不同人群的药物选择应根据基因差别来决定。目前,我国正在进行的“原发性高血压相关基因多态性和疾病相关性”的研究,将有助于揭示原发性高血压的病理机制,进一步为原发性高血压针对性的治疗奠定良好的基础,在药物基因组学的研究方面迈出了重要的一步。
    药物基因组学的产品将提供以下可以竞争的优势:(1)节约医疗保险费用;(2)增加首剂处方的有效性;(3)减少病人就诊次数;(4)减少无效处方的可能性;(5)避免毒副反应等。
    4.药物基因组学产品的市场前景
    据《Marketletter》近期[3]报道预测,全球药物基因组学产品和服务市场从1998年的4700万美元将增至2005年的7.95亿美元,复合年增长率超过5%。尽管药物基因组学领域才有短短的两年历史,但它已向一些药品销售的基本原则提出了挑战。自1997年7月Abb ott Genseb联盟建立以来,已有28个药物基因组合作项目。其中,有20个涉及将药物基因组学用于药品开发过程。大部分是在临床开发后期,目前已至少有7个涉及药品的发现、有4个涉及已在销售的产品。1998年和 2005年药物基因组学产品和服务市场(单位:百万美元)如下:
    适应症 1998年 2005年
    心血管病 8.2 139.1
    传染病 7.3 123.3
    中枢神经系统疾病 4.3 72.3
    癌症 2.4 41.3
    其它 24.8 419.0
    合计 47.0 795.0
    总而言之,药物基因组学是近几年出现的研究遗传因素(基因型)与药物反应相互关系的一门科学。药物基因组学的主要目的是相对简单地利用基因学理论改善病人的治疗。它以药物效应及安全性为目标,研究各种基因变异与药效及安全性的关系。
    药物基因组学将在临床合理用药中得到广泛应用,真正实现量体裁衣,因人而异,实现最佳的治疗效果,从而可能带来一个“个性化药物”(Personalized medicine)的时代。
    药物基因组学还蕴藏着巨大的经济价值。首先在于其对新药开发的意义,在新药设计、发现及成功应用中充分认识到基因变异对药物效应和生物效应的影响,采用药物基因组学原理开发新药,使新药开发的成功率显著提高。此外药物基因组学对药物经济学也具意义,使病人在用药前先进行基因变异分析,这样可减少出现无效处方的可能性,减少病人就诊次数,使药物不良反应和抗药的危险降到最低程度,达到节约医疗费用的目的。
    药物基因组学是一门发展迅速并充满希望的新兴学科。可以预见,药物基因组学将对21世纪的医学产生深远的影响。
    参考文献
    1张骁.药物基因组学的应用及市场前景.中国高新产业技术导报.世界医药周刊, 2000年6月29日第7版、2000年7月6日第7版
    2张骁.个性化药物的发展及前景预测.医药经济报,2000年7月7日第4版
    3[J].MktL,1999,24(49):16,2001-4