现在医学有多发达了？

金捷幡 2020-03-11 00:00

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在《挑战GPS》一文简单回顾了医学影像设备发展后，我向在美国某顶级医学院任职的本家金教授远程学习了前沿核医学结合重组蛋白技术的进展。刚好结合时下新冠病毒的一些信息，整合出下面这篇小文。

一、

世界上最烧钱的行业是化学药物，应该没有之一。

一个新的化学药研发，需要从上万种化合物中海里捞针做无数实验。好不容易找到先导化合物，从各种昂贵的动物实验到多期人体双盲实验中安全性和有效性还要碰运气。

一款化学药从研发到上市要十年的时间，平均花费十亿美金。从过去情况看，90%以上的研发项目投资收不回来，甚至彻底打了水漂。

虽然难，“格列卫”、“吉三代”等神药的故事仍然激励着科学家和药企勇往直前。

从新冠疫情看，我们几乎找不到能对付该病毒的特效药：各种小米加步枪都用上了，而最具希望的瑞德西韦(化学药)仍在做三期临床等待揭盲。

而对于已经在ICU的重症患者，很多专家猜测瑞德西韦也效果有限。这是最新一版诊疗指南引入托珠单抗的原因，因为这时要对付的首要目标已经不是病毒，而是免疫风暴。

预计在不远的将来，直接针对新冠病毒的单克隆抗体也会问世，这相当于巡航导弹。

二、

生物制药的风头在近些年大有盖过化学药的趋势。由于设计针对性强和安全性高，靶向生物药研发失败的概率比化学药极大地降低了。

近年大热的PD-1单克隆抗体中最有名的抗癌K药和O药，上市五年就都直奔年销售近百亿美元。

虽然研发成本巨减，但人源单抗(mAb)的制造成本非常高。而且其不像化学药结构固定，容易被模仿同时难以得到专利保护。

生物药中用途最广的品类之一是重组蛋白(rDNA)，从拯救亿万糖尿病患者的胰岛素到各种细胞因子和蛋白因子，人类像掌握了007的武器库。

这里我以金博士的一个小研发项目为例，解释一下这些创意为什么有巨大想象空间。

二、

原子核医学在中国的发展相对滞后，设备昂贵和核素药物制备是两大痛点。

和X光/CT在人体外置光源不同，核医学仪器通过接收注入人体的放射示踪剂衰变发射的光子，从而获得更高的图像分辨率和更准确的诊断。

放射性药物原料很多来自核反应堆，而从安全上的顾虑和经验上的不足，我国对自行建造医用反应堆一直非常谨慎，但这导致了受制于人。

核医学旗舰设备PET是国内三甲医院的招牌，但万元一次的检测费用(北京为例)，使得它基本上不在医保内。

售价只有PET的1/5，在欧美医保内广泛使用的SPECT(单光子发射计算机断层成像)，在中国医院反而渗透率很低。

SPECT通常使用锝-99m作为示踪剂，其γ射线穿透力远超X光。

比如在肾病检测中，通过计算机对光的追踪和软件计算，可以动态判断肾脏工作状况。

不过，由于肾脏排尿迅速，示踪剂难以聚集在肾脏内，造成影像清晰度较低。

金博士的发明该出马了。

三、

针对肾脏中富集的特别受体，金博士设计了PBT-Fc重组蛋白作为探针，通过化合反应让它携带锝-99m。而这种蛋白可以通过较低成本的大肠杆菌表达来生产。

这样，这些蛋白像巡航导弹一样把核素药物带到肾脏和受体结合，使得SPECT显示图像获得了100倍的分辨率提升。

蛋白很容易被细胞降解消除，同时由于锝-99m半衰期极短对人体非常安全，甚至婴儿都可以使用。

（靶向蛋白探针带来巨大的信号改善）

四、

核医学不仅使用γ射线源做检测，在治疗领域β射线和α射线也在被采用。

α射线穿透力弱很多，通过精确控制核素药物量，可以使放射半径控制在毫米级。

这时α射线核素可以作为袖珍核弹，摧毁辐射半径内的肿瘤DNA。

利用合适的靶向蛋白如单克隆抗体耦合，把核弹直接带到肿瘤部位，对于不适合手术的癌症患者是另一种尖端科技。

五、

回到对付新冠病毒，人类已经拥有太多的新式武器了：从小分子靶向药(抑制病毒独有的那种酶)到各种大分子蛋白(疫苗或单抗等)，制服它估计也就一两年的事。

新冠病毒上的基因序列和蛋白质结构很快已被揭到底儿掉，可以攻击的点一大堆。比如下图的Nsp15蛋白被作为很多药物设计的标靶。

本文有点标题党，基因编辑和CAR-T免疫疗法等先进技术话题都没涉及到，我们只从核医学一个侧面已经能看到现代医学有多么高科技。

通过这一次疫情的洗礼，希望生物狗们能够拿着高薪再次回到聚光灯下，不用再转行去做码农。

参考阅读：《挑战GPS》

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