從微管蛋白的發(fā)現到長(cháng)春堿類(lèi)藥物批準用于抗癌治療，至今已經(jīng)走過(guò)半個(gè)多世紀。微管在細胞分裂中具有極其重要的作用, 破壞有絲分裂紡錘體的形成會(huì )影響所有分裂細胞。對于增殖速度比多數正常細胞快的癌細胞，抗有絲分裂的藥物用于抗腫瘤治療時(shí)可以?xún)?yōu)先殺死癌細胞。這類(lèi)藥物的開(kāi)發(fā)應用也是人類(lèi)藥物抗癌史的重要組成部分之一。

       圖1 微管抑制劑的主要作用機制

       表1. 主要上市的微管抑制劑

       大自然的饋贈

       從陸地到海洋，天然產(chǎn)物在人類(lèi)疾病治療史上發(fā)揮了重要作用，目前使用的抗腫瘤藥物超過(guò)50%是從天然產(chǎn)物中獲得，微管抑制劑就是其中最有代表的一類(lèi)藥物。

       第一個(gè)進(jìn)入臨床應用的抗腫瘤藥物衍生物是長(cháng)春花生物堿類(lèi)，在20世紀60年代從馬達加斯加長(cháng)春花提取獲得。馬達加斯加的原住民是第一批發(fā)現長(cháng)春花的藥用特性的人，不過(guò)最初是使用植物提取物來(lái)治療糖尿病。在大約不到10年后，紫杉醇被成功從太平洋紅豆杉的樹(shù)皮中分離出來(lái)，但直到1979年Monroe Wall和Mansukh Wani才發(fā)現其抑制微管的活性，藥用提純產(chǎn)率很低。1981年，法國科學(xué)家Pierre Potier從英國紫杉的葉子中分離得到了10-DAB，用其作為底物半合成紫杉醇，最終也促成了BMS將紫杉醇商業(yè)化生產(chǎn)的方法。

       海洋盡管覆蓋了大約70％的地球表面，但是只有不到5％的深海區域被探索，從中太平洋到印度洋到新西蘭海域等5個(gè)不同地區收集的海洋海綿Halichondria okadai中發(fā)現大田軟海綿素B及其天然類(lèi)似物，隨后哈佛大學(xué)的 Kishi研發(fā)團隊在1992年完成了大田軟海綿素B的全合成，日本衛材公司參與了其抗腫瘤活性的研發(fā)，最終推出了上市的合成方法最復雜的化藥艾日布林。

       長(cháng)春新堿——學(xué)術(shù)和產(chǎn)業(yè)界的意外合作

       從長(cháng)春花生物堿在植物中成功提取，到最終Oncovin長(cháng)春新堿和Velban長(cháng)春堿分別在1963和1965年美國上市，成為最早上市的用于抗腫瘤治療的微管抑制劑，除了堅持可能還有運氣的助力。

       長(cháng)春新堿被廣泛用于治療急性淋巴細胞白血病和霍奇金淋巴瘤；長(cháng)春堿則最常用于治療膀胱癌，但也能有效對抗其他血液和實(shí)體癌癥，包括霍奇金淋巴瘤等。長(cháng)春堿的抗微管蛋白活動(dòng)比長(cháng)春新堿高6倍。

       禮來(lái)從20世紀50年代開(kāi)始每年都在測試數百種植物提取物的生物活性，希望能開(kāi)發(fā)出一種新藥。Gordon Svoboda根據他對第二次世界大戰期間菲律賓使用長(cháng)春花制品治療糖尿病的報道的回憶，將馬達加斯加長(cháng)春花加入禮來(lái)研究名單中，并在1958年1月發(fā)現該提取物在抗癌測試中表現出非常高的效力。

       與此同時(shí)，加拿大Western Ontario大學(xué)的兩位研究科學(xué)家Robert Noble和Charles Beer也發(fā)現馬達加斯加長(cháng)春花的提取物能殺死白血細胞。并在1958年3月紐約的一個(gè)科學(xué)研討會(huì )上介紹了他們發(fā)現新癌活性的研究結果，很巧的是當時(shí)會(huì )議因為時(shí)間問(wèn)題使得他們的結果午夜時(shí)間才上臺發(fā)布，觀(guān)眾已經(jīng)減少到只有幾個(gè)聽(tīng)眾，其中大多數是來(lái)自禮來(lái)。此后兩個(gè)團隊建立了合作，加快了推出了長(cháng)春新堿和長(cháng)春堿速度。天然產(chǎn)物提取還必須依賴(lài)長(cháng)春花的產(chǎn)量，早期從野外植物提取成本還是相當大，直到后期能大規模農場(chǎng)種植供應成本才有所降低。對長(cháng)春堿化學(xué)修飾后開(kāi)發(fā)的長(cháng)春地辛和長(cháng)春瑞濱最終在歐洲和日本等國上市。

       從紫杉醇到多西紫杉醇——二代產(chǎn)品的市場(chǎng)之爭

       大約30多年后，第一個(gè)上市的紫杉醇類(lèi)藥物Taxol（Paclitaxel）才于1992年在美國獲批作為卵巢癌的二線(xiàn)療法，之后其適應癥不斷擴大。4年后，法國制藥巨頭賽諾菲開(kāi)發(fā)出了第二代紫杉烷類(lèi)藥物Taxotere（docetaxol，多西紫杉醇）。

       多西紫杉醇也是基于10-DAB的合成結構改造，與紫杉醇主要有兩點(diǎn)不同：一是化學(xué)結構的兩個(gè)位置，多西紫杉醇在碳10上用羥基官能團取代了紫杉醇的乙酸酯，并且在苯丙酸酯側鏈上存在叔丁基氨基甲酸酯而不是紫杉醇中的苯甲酰胺；碳10官能團的變化導致多西紫杉醇比紫杉醇更易溶于水，從而提高了藥效。二是多西紫杉醇的溶媒采用了聚山梨醇酯80和醇，如果患者對紫杉醇的溶媒蓖麻油或聚山梨醇酯過(guò)敏，則醫生會(huì )更可能推薦使用多西紫杉醇。

       此前由于**資料不完整，FDA在2014年拒絕過(guò)Taxotere的上市申請，但Taxotere獲批上市后迅速成為T(mén)axol的競爭對手。不過(guò)在商業(yè)上取得巨大成功的背后，賽諾菲對Taxotere的營(yíng)銷(xiāo)方式受到較大爭議。以致于FDA在2009年向賽諾菲就Taxotere的營(yíng)銷(xiāo)發(fā)出警告信，指出“如果宣傳材料在沒(méi)有大量臨床經(jīng)驗證明的情況下，提出或暗示某種藥物比另一種藥物更安全或更有效，則為誤導性材料。”但此前賽諾菲對Taxotere的宣傳都是比Taxol更有效和安全，但在多項長(cháng)期研究證明，對于轉移性乳腺癌患者，Taxotere與Taxol并無(wú)生存統計學(xué)差異。

       Taxotere還有一個(gè)非常重要的不良反應，永久性脫發(fā)，這在3%-15%完成Taxotere治療的患者中發(fā)生，賽諾菲在2005年也意識到永久性脫發(fā)的風(fēng)險，在歐盟和加拿大的說(shuō)明書(shū)中指出，在某些情況下，“頭發(fā)可能無(wú)法再次長(cháng)出 ”，但對嚴重程度還是閃爍其辭。很多女性乳腺癌患者此前更傾向于選擇以為“更安全的”Taxotere進(jìn)行治療，但永久性或毀容性脫發(fā)對即使成功抗擊乳腺癌的女性患者而言，還是一個(gè)永遠無(wú)法撫平的傷痛。

       紫杉醇制劑迭代——Abraxane和Cynviloq傳奇與衰落的背后

       無(wú)論是紫杉醇還是多西紫杉醇，其溶媒容易刺激患者體內的組胺，造成2%-4%的患者發(fā)生嚴重過(guò)敏反應，因此使用紫杉醇的患者必須事先用類(lèi)固醇和抗組胺藥治療，患者的治療和經(jīng)濟負擔增加。改進(jìn)劑型以提高藥效和降低不良反應開(kāi)啟了紫杉醇類(lèi)藥物制劑迭代之旅。

       圖4. 紫杉醇制劑技術(shù)迭代

       其中最重磅的產(chǎn)品還屬Abraxane，是全球唯一上市的白蛋白結合型紫杉醇納米粒，白蛋白結合納米技術(shù)使得紫杉醇的載藥量提高了一半，也可能更有助更紫杉醇進(jìn)入癌細胞內部，于2005年在美國上市，適應癥范圍與紫杉醇類(lèi)似，2013年FDA新增獲批于胰 腺癌一線(xiàn)治療使得其銷(xiāo)量大增。三洋（Samyang）公司的Cynviloq是全球唯一上市的紫杉醇聚合物膠束，其耐受劑量是Taxol的40倍，最早于2007年在韓國以Genexol-PM商品名上市。

       兩者都不需要Cremaphor這樣的溶媒，副作用降低且給藥時(shí)間更短，與Abraxane相比，Cynviloq還具有兩個(gè)重要優(yōu)勢。一是Abraxane使用來(lái)自人血液的白蛋白，易受污染，對塑料輸液袋和導管“粘稠”，但Cynviloq使用膠束共聚物（合成劑）溶解API紫杉醇，避免了這兩個(gè)問(wèn)題；二是Cynviloq的耐受劑量更高。

       但膠束化紫杉醇并沒(méi)有像預期的那樣能與Abraxane抗爭市場(chǎng)，這一切都與一位著(zhù)名華人醫生投資華人有關(guān)——黃馨祥。最初他發(fā)明的白蛋白紫杉醇在2010年以29億美金賣(mài)給新基，并成為新基的個(gè)人股東，Abraxane在上市后幾乎沒(méi)有對手，高售價(jià)在一段時(shí)間內是新基支柱產(chǎn)品之一，三洋的合作伙伴Sorrento負責將Cynviloq在美國獲批上市，可預見(jiàn)的是其在價(jià)格的優(yōu)勢上會(huì )對Abraxane的銷(xiāo)量構成威脅，2014年11月黃馨祥看Cynviloq的競爭格局已經(jīng)形成，為使自己資產(chǎn)不被大幅縮水，主動(dòng)與Sorrento接觸提出想買(mǎi)下Cynviloq的想法，表示他將Abraxane推成功的經(jīng)驗一定也會(huì )讓Cynviloq獲得商業(yè)上的成功，一方面新基擔心美國聯(lián)邦交易委員會(huì )反壟斷而不能批準，另一方面Sandoz也向Sorrento提出了相當有誠意的價(jià)格。最后在2016年黃馨祥通過(guò)其個(gè)人公司 NantPharma以13億美元價(jià)格向Sorrento購買(mǎi)Cynviloq的銷(xiāo)售權。本以為黃馨祥也會(huì )像推Abraxane一樣把Cynviloq發(fā)展為下一個(gè)重磅炸 彈藥物，但劇情在今年4月Sorrento的一紙狀告反轉了，控述黃故意在買(mǎi)下后雪藏Cynviloq，任其專(zhuān)利過(guò)期以繼續從Abraxane獲利，還要等待最終的法院判定結果，但這不是黃馨祥第一次陷入類(lèi)似投資丑聞中，無(wú)論如何這是對三洋的在北美市場(chǎng)機會(huì )的一個(gè)重大損失。

       紫杉醇中國市場(chǎng)競爭格局

       在中國市場(chǎng)，綠葉制藥的力撲素奪得紫杉醇類(lèi)市場(chǎng)頭籌，其于2003年在中國上市，是全球第一個(gè)上市的紫杉醇脂質(zhì)體，通過(guò)提高藥物可溶性和主要輔料的改變使得不良反應降低，即使在使用上需要糖皮質(zhì)激素進(jìn)行預處理相對Abraxane稍有不方便，但在中國上市較早且價(jià)格較低，2018年約力撲素占中國紫杉醇市場(chǎng)約63%，銷(xiāo)售量達21.68億人民幣。在2019年4月被CSCO列入肺癌一線(xiàn)治療推薦。

       圖5. 2018年紫杉醇類(lèi)藥物在中國市場(chǎng)份額

       目前中國市場(chǎng)上有5種紫杉醇，按價(jià)格排序由低到高排序為：1）紫杉醇仿制藥；2）紫杉醇原研（Taxol）；3）紫杉醇脂質(zhì)體（力撲素）；4）白蛋白紫杉醇的仿制藥，例如石藥、恒瑞和海正；5）白蛋白紫杉醇原研（Abraxane），可見(jiàn)力撲素的銷(xiāo)售價(jià)格處于中間位置，既提高了患者可及性，也保證了銷(xiāo)售利潤。

       短期內力撲素不會(huì )面臨仿制藥的競爭，目前不在國家醫保藥品報銷(xiāo)目錄之內，但在部分省的藥品談判清單里，但藥價(jià)醫保折扣力度還是會(huì )比進(jìn)入國家統一醫保報銷(xiāo)清單要低一些。在最初2018年9月的4 + 7集中采購計劃中，石藥和恒瑞的白蛋白紫杉醇都在名單上，但在2018年11月的最終名單中都沒(méi)有，如果下一輪4+ 7采購確實(shí)納入白蛋白紫杉醇，綠葉、石藥、恒瑞等可能都不得不大幅降價(jià)。

       除了改進(jìn)劑型以外，另一個(gè)改善藥物準確遞送的策略是將這些微管抑制劑作為單藥裝載進(jìn)抗體偶聯(lián)物ADC中，但早期的微管蛋白抑制劑，包括紫杉醇、長(cháng)春新堿等都有耐藥和低細胞**的局限性，需要開(kāi)發(fā)新一代具有更大效力的微管蛋白抑制劑。微管聚合抑制劑Maytansine美登素和Auristatin的衍生物現在被廣泛用作ADC細胞毒有效負載。

       圖6. 細胞毒 藥物有效負載的效力（IC50, M）

       其中美登素是首個(gè)IC50達到皮摩爾值，比多柔比星和紫杉醇等具有更高（100至1000倍）效力的化合物之一，最早在1960年左右從埃塞俄比亞植物中Maytenus serrata分離出來(lái)，并在臨床前顯示很好的抗腫瘤效果，但在1980年代時(shí)候的臨床試驗失敗而中止開(kāi)發(fā)。Immunogen公司開(kāi)發(fā)的Kadcyla使用美登素的衍生物DM1作為有效負載，并成功于2013年開(kāi)始在美國、歐盟等地區獲批。

       Auristatin是海洋天然產(chǎn)物（dolastatin10）的水溶性合成類(lèi)似物，分離自海兔（Dolabella auricularia）的提取物。Seattle Genetics開(kāi)發(fā)最有代表的兩種auristatin衍生物（MMAE和MMAF），FDA批準靶向CD30的ADC Bentuximab vedotin就是運用MMAE作為有效負載。

       強強聯(lián)手的聯(lián)用策略

       微管抑制劑與多數其他類(lèi)型的細胞毒 藥物聯(lián)用，例如紫杉醇類(lèi)藥物與卡鉑聯(lián)用于轉移性NSCLC一線(xiàn)治療，傳統的聯(lián)用觀(guān)念通過(guò)組合具有不同細胞毒機制和非交叉耐藥作用機制的藥物，在**可接受的情況下增加對癌細胞的殺傷力，調節給藥方案以克服藥物暴露量相關(guān)的**。

       隨著(zhù)免疫治療的興起，微管抑制劑與其聯(lián)用機制也在探索，紫杉醇在較低劑量的時(shí)候能加強免疫刺激活性，也許會(huì )是免疫治療與微觀(guān)抑制劑聯(lián)用的考慮因素之一，最近被FDA加速批準白蛋白紫杉醇與Atezolizumab聯(lián)用于PD-L1陽(yáng)性的轉移性三陰乳腺癌是一個(gè)巨大突破。同時(shí)在對微管抑制劑機制研究增加過(guò)程中，還發(fā)現微管抑制劑通過(guò)對細胞形態(tài)和活動(dòng)性的改變還會(huì )有抗血管生成作用，還有通過(guò)誘導抗凋亡的Bcl-2家族成員Mcl-1, Bcl-2磷酸化等，從而促進(jìn)細胞凋亡，也可能從機制上提供聯(lián)用的新思路。

       現在微管抑制劑也不再只限于抗有絲分裂作用，也還有更多的未知需要去探索。