医用“核导弹”:基因药物开发新支点

来源:用户上传      作者: 张明辉

　　提起核导弹,人们难免要联想到的是那种具有携带核弹头的能力、并能够依靠自身动力装置推进,由制导系统靶向目标的的战略武器。在医学工程中同样存在具着这种相拟作用的战略意义的武器,那就是基因核导弹。基因核导弹是一种医用的战略分子武器,它携载着能精确摧毁靶基因的分子炸弹,并能够将这些分子炸弹导入特定的靶细胞。目前,中国科学院生物物理研究所殷勤伟研究员正致力于这项新兴技术的研究。
　　殷勤伟是中科院“百人计划”择优支持获得者、中国科学院生物物理所国家生物大分子重点实验室学科带头人、中国科学院研究生院教授,博士生导师。他1988年在中国协和医科大学获博士学位,继而赴美国深造和工作,获得了MBA硕士学位、通过了全美医学执照统考、历任了博士后研究员、正式教职员、实验室指导、助理教授和高级研究员等职。国际化的视野、扎实努力的科研,使他在利用生物信息学、功能基因组学、转录组学、蛋白质组学和RNAi技术等来探讨肿瘤细胞和干细胞生长和分化的分子机制,研制新型的以RNAi为基础的基因药物方面颇有建树。
　　
　　基因核导弹的研究
　　
　　殷勤伟博士回国后一直在从事用于皮肤疾病治疗的表皮家族基因核导弹系统的研究。此系统主要由能高效而特异地摧毁靶mRNA 的siRNA (short interfering RNA)分子和具有透皮入胞功能的多聚肽纳米粒组成。当这种核导弹进入细胞后,在RNA诱导的沉默复合体的协作下,siRNA分子能以基因序列特异的方式准确的识别靶mRNA分子,并与其相互作用,最终导致靶mRNA的快速断裂和降解,无法继续产生相应的功能性蛋白质或酶,从而极大地干扰细胞的生长、代谢、或存活。
　　根据上述基因导弹的工作原理,人们能使用它来预防和治疗各种各样的疾病如肿瘤、病毒性感染、心血管疾病、神经系统疾病等等。
　　谈到基因核导弹系统的研究,殷勤伟兴致满怀,把思絮飘到了十年前。2001年初,殷勤伟博士在哈佛大学和麻省理工学院合办的健康科学与技术系开始了从事生物信息学和RNAi (RNA interference)干扰技术的研究,着手搭建siRNA的设计平台,并申请了有关专利。2003年和2004年分别在与军事医科院流行病所和医科院生物医药技术研究所合作下,他进行了用RNAi技术抑制SARS病毒增殖和抗乳腺癌的研究,并申请了有关的专利。
　　目前,殷勤伟教授研究组正在与协和医科大学和空军总院研发与白血病、纤维化和皮肤疾患有关的siRNA基因药物。此外,他还与中国中医研究院合作在研制防治流感的小RNA基因药物。
　　
　　潜力巨大的热门技术
　　
　　作为一种经济、快捷、高效的技术手段,基因核导弹的研究已成为分子生物学研究中最为活跃的热点。基因核导弹能带来的经济价值和它能造福人类社会的潜能是巨大的和不可低估的。正是这些原因,RNAi技术的发现获得了2006年度的诺贝尔医学和生理学奖。
　　殷勤伟介绍说,理论上来讲,RNAi 通过对靶基因的抑制能治疗绝大部分的疾病,治疗用小核酸可在体外合成并产业化生产,具有靶向性极强,开发周期短,副作用小,开发费用低等特点,正在催生革命性新一代的生物制药业。
　　RNAi 已被医学界和制药工业界公认为是生物技术继基因克隆、单克隆抗体之后的第3次飞跃,将开创市场容量数千亿元的siRNA 药物时代。一些跨国制药企业如默克、诺华、罗氏等公司更是已经看好该市场,已着手进行了一系列兼并、收购、和投资等大动作,近年来已有近百亿美金投入到核酸干扰这项独具潜力的新药开发技术领域。许多世界知名的制药公司也已经意识到核酸药物市场在以后的药物市场上将会占有极大份额,加大了对核酸药物的研究力度。目前国外已有一个新型核酸药物处于临床III期试验,并有10多种小RNA基因药物处于临床研究的不同阶段,说明了生产核酸干扰药物技术上的可行性,也告诫我们中国在基因核导弹的研之方面与世界的差距正在逐渐加大。
　　殷勤伟认为:“我国政府应加大对基因核导弹研发的投入,建立一个平台以整合国内关于核酸干扰技术的先进科研成果,集中力量进行科研攻关,实现产业化生产,将RNAi 技术用于预防和治疗疾病,走到世界的前列。”
　　
　　创建工程中心的迫切性
　　
　　殷勤伟当下的一个愿景和研究课题就是以创建我国基因药物治疗工程中心为目标,以吸引和招募小核酸创新药物的专业人才为动力,以打造基因核导弹研发工程相关的关键技术平台为手段,分别围绕研发基于机理的理性siRNA基因药物筛选和设计技术;建立安全有效的基因治疗的运载系统;优化规模化合成高效稳定的siRNA药物的生产工艺;和研制系列的能用于临床治疗的siRNA基因药物这四个主题推动小核酸创新药的产业进程和创制系列的小核酸新药品种。
　　他告诉《中国科技财富》:他有信心,也将尽一切努力逐步建设并将基因药物治疗工程中心打造成具有良好市场的适应能力、发展前景广阔和拥有大量自主知识产权成果的成长型研发中心,成为我国核酸药物自主创新的一支重要力量,以满足国家和社会的重大需求。他的规划是力争在五年内建成一个业务覆盖全国,乃至辐射全世界的小核酸药物工程体系,最终实现在小核酸产业化与生物制药领域“亚洲第一、国际一流”的宏伟蓝图。
　　“尽管RNAi 技术已在多项生物学研究中显示出强大的功能,且具有广阔的应用前景和经济价值,但是由于该技术不够成熟,尚有许多问题亟需解决,故尚需时间将其应用于临床造福人类”殷勤伟说,“如何将siRNA 安全、特异和高效地导入细胞;也就是我们常说的生物分子传输系统的研制已成为关键的技术瓶颈。所以,目前人们已将研究的焦点聚焦到研发适合人体反应的 siRNA 传输途径。”
　　为了面对这一挑战,殷勤伟研究组另辟蹊径,选择皮肤系统有关的疾患(如色素代谢紊乱、银屑病,和皮肤癌)作为研发siRNA 基因药物的切入点。殷勤伟说:“这一靶标的选择有利于避开循环系统带来的诸多问题,有利于减少药物的剂量,有利于准确地递送药物进入疾患的部位的靶细胞。更重要的是,它的研发成功将为其它基于RNAi 的基因药物的研发提供坚实的第一手资料和示范作用,增强研究者的信心,改善RNA 药物研发的资本环境,为医药产业注入新的活力和为广大的患者带来新的希望和防治选择”.
　　在这方面,殷勤伟研究组已成功研制了一个靶向纳米制孔肽透皮给药系统,能高效而快速地将小RNA 等活性成分传递到皮肤的基底层细胞中发挥作用;在此基础上,他们已成功地研制了基于RNAi 技术的祛斑产品,在江苏吉康生物技术有限公司的支持下,正式产品将于今年下半年推向市场。这是RNAi技术第一次成功用于人类疾患治疗的真实写照。也是基因核导弹的一次成功发射。
　　可以预见在不远的将来,随着我国基因药物治疗工程中心的建立与发展,借助医用核导弹技术的发展,我国医药产业将迅速提高竞争力,走出国门,走向世界,为全人类的健康事业做出更大的贡献。

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