·從列文虎克發(fā)現(xiàn)多胺距今已有350年。50年前科學(xué)家們提出抑制多胺合成治療腫瘤的策略，歷經(jīng)發(fā)現(xiàn)新治療策略的興奮、臨床試驗(yàn)失敗的沮喪、在寄生蟲疾病上的突破、在逐利目標(biāo)下險(xiǎn)些被放棄、在美容市場(chǎng)上重現(xiàn)、直到如今在一類罕見腫瘤上終于得到應(yīng)用。這是一個(gè)藥物的傳奇歷史。

1671年，荷蘭代爾夫特市的一名公務(wù)員用業(yè)余時(shí)間造出了當(dāng)時(shí)世界上最好的顯微鏡，其中關(guān)鍵的透鏡部分由他自己用玻璃球手工打磨制成，分辨率可達(dá)1微米，相當(dāng)于頭發(fā)直徑的1/50。如此高的分辨率直到19世紀(jì)才被后人超越。這位掌握著核心科技的科學(xué)家叫做列文虎克（Antoine van Leeuwenhoek），他對(duì)微觀世界進(jìn)行了包羅萬(wàn)象的觀察。

1678年，他在觀察人類精液樣本時(shí)發(fā)現(xiàn)了一類結(jié)晶物質(zhì)，直到250年后的1924年，科學(xué)家們才闡明了這類晶體的分子結(jié)構(gòu)。列文虎克發(fā)現(xiàn)的物質(zhì)是精胺（spermine），是多胺（polyamine）代謝的重要中間產(chǎn)物。

又經(jīng)過(guò)近50年的研究，科學(xué)家們了解到，多胺是一類堿性小分子，是含多個(gè)氨基的長(zhǎng)鏈脂肪族化合物，帶有正電荷，對(duì)核酸有較高親和力。多胺由鳥氨酸在鳥氨酸脫羧酶的作用下催化合成腐胺，通過(guò)S-腺苷甲硫氨酸脫羧酶的參與，進(jìn)一步合成精脒和精胺。這類來(lái)自于氨基酸的陽(yáng)離子有機(jī)物廣泛存在于各類生物體中，是重要的代謝物，可以促進(jìn)細(xì)菌和細(xì)胞的生長(zhǎng)。

列文虎克1678年觀察到的磷酸精胺晶體。圖片來(lái)源：【1】

抑制多胺合成以治療腫瘤

1971年，巴爾的摩癌癥研究所的科學(xué)家Diane Russell報(bào)道了一項(xiàng)令人驚訝的發(fā)現(xiàn)，在各類腫瘤患者的尿液中，都發(fā)現(xiàn)多胺濃度顯著地增加了。這篇論文發(fā)表在《自然》雜志的第一個(gè)子刊《自然·新生物學(xué)》（后與《自然》重新合并）上【2】。該發(fā)現(xiàn)迅速引起了腫瘤醫(yī)生的關(guān)注，他們開始以尿液多胺水平作為標(biāo)志物用來(lái)檢測(cè)腫瘤。更進(jìn)一步，他們希望能夠阻斷多胺的生物合成，期待這種方法能用于治療腫瘤。

當(dāng)時(shí)，理性的藥物設(shè)計(jì)是藥物開發(fā)的主流方法。在紐約，喬治·希金斯（George Hitchings）與他的實(shí)驗(yàn)室助理格特魯?shù)隆ぐ＠海℅ertrude Elion）將當(dāng)時(shí)試錯(cuò)式的化學(xué)藥物研發(fā)改進(jìn)為針對(duì)特定目標(biāo)設(shè)計(jì)具有特定結(jié)構(gòu)的新分子，從而實(shí)現(xiàn)阻斷。這種設(shè)計(jì)思路改變了藥學(xué)的面貌，因此他們共同獲得1988年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。

理性的藥物設(shè)計(jì)思路強(qiáng)調(diào)將基本的生化和生理過(guò)程理解為特定的藥物靶點(diǎn)?；谶@一理念，希金斯和埃利昂設(shè)計(jì)出了嘌呤的類似物，后續(xù)被用于抗腫瘤藥和免疫抑制劑。按照類似的理念，當(dāng)了解到多胺合成源于鳥氨酸經(jīng)鳥氨酸脫羧酶催化，那么鳥氨酸的類似物就可能結(jié)合在重要的代謝酶上，從而不可逆地阻斷酶的活性。

二氟甲基鳥氨酸（DFMO），就在這個(gè)時(shí)期被法國(guó)斯特拉斯堡Merrell研究所制造出來(lái)，用于阻斷哺乳動(dòng)物細(xì)胞中的多胺合成【3】。很快，法國(guó)和美國(guó)的科學(xué)家就發(fā)現(xiàn)了DFMO具有體外和體內(nèi)的抗腫瘤作用，它可以在動(dòng)物模型上抑制皮膚癌、結(jié)腸癌等腫瘤。

受這些結(jié)果鼓舞，1980年代學(xué)術(shù)界開展了一系列DFMO治療晚期腫瘤的臨床試驗(yàn)。然而，從安全性和有效性的角度來(lái)看，均告失敗。DFMO治療腫瘤的療效非常有限，且副作用如腹瀉、嘔吐、脫發(fā)、聽覺毒性等紛紛顯現(xiàn)?？瓷先ィ撍幬锼坪鯚o(wú)法作為抗腫瘤藥。

從抗腫瘤藥變?yōu)椤皬?fù)活藥”

1974年，美國(guó)佩斯大學(xué)（Pace University）的賽勒斯·巴奇（Cyrus Bacchi）致力于研究可以導(dǎo)致錐蟲病的非洲錐蟲。錐蟲病是一種通過(guò)采采蠅傳播的寄生蟲病，流行于非洲地區(qū)，可侵犯中樞神經(jīng)系統(tǒng)，俗稱“昏睡癥”。在研究錐蟲的酶活性時(shí)，巴奇發(fā)現(xiàn)一種陽(yáng)離子化合物可以取代鎂等金屬離子，提升酶的活性。這種天然存在的含氮陽(yáng)離子化合物正是多胺。在那時(shí)，錐蟲的多胺代謝尚無(wú)人了解。

在導(dǎo)師Seymour H. Hutner的鼓勵(lì)下，巴奇開始研究錐蟲中的多胺合成及其功能。1977年，巴奇在會(huì)議上得知DFMO已成功合成，他設(shè)法聯(lián)系到了致力于將DFMO開發(fā)為抗腫瘤藥的Merrell制藥公司。經(jīng)過(guò)溝通，Merrell研究所的主任同意給他25克DFMO用于錐蟲實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果令人振奮，攜帶布氏錐蟲的小鼠被治愈了。這項(xiàng)工作引起了寄生蟲學(xué)家的極大興趣，為缺乏新療法的錐蟲病提供了一項(xiàng)全新的解決方案。1980年，巴奇在Science（《科學(xué)》）雜志發(fā)表文章，介紹他們?cè)诩纳x病治療領(lǐng)域的重要發(fā)現(xiàn)【4】。在文章發(fā)表之前，DFMO已經(jīng)發(fā)往日內(nèi)瓦的世界衛(wèi)生組織（WHO），準(zhǔn)備開展進(jìn)一步的臨床研究。

1984年，肯尼亞內(nèi)羅畢。在肯雅塔中心的禮堂后面，巴奇見到了在蘇丹南部開展錐蟲病治療的臨床醫(yī)生西蒙·范·尼文霍夫（Simon Van Nieuwenhove），尼文霍夫從日內(nèi)瓦帶著DFMO來(lái)到蘇丹，開展了該藥物第一次對(duì)錐蟲病患者的臨床試驗(yàn)。在1983年的典型案例中，一名55歲的婦女因錐蟲感染導(dǎo)致昏睡。使用DFMO僅1天，她血液中的錐蟲就消失了，3天后她就從昏睡中醒來(lái)，7天后完全清醒。DFMO因此被非洲人民譽(yù)為“復(fù)活藥”【5】。1990年，F(xiàn)DA（美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局）授予DFMO上市許可和孤兒藥資格，成為40多年來(lái)第一個(gè)用于治療錐蟲?。ú际蠈葋嗗F蟲）的新藥。

賽勒斯·巴奇，1977-2006年任Haskins實(shí)驗(yàn)室主任，美國(guó)紐約佩斯大學(xué)。圖片來(lái)源：【6】

“復(fù)活藥”的復(fù)活

1990年代，隨著大批制藥公司開始整合，一些新的藥企巨無(wú)霸誕生了。陶氏化學(xué)下屬的Merrell Dow與美國(guó)Marion Laboratories合并。新成立的Marion Merrell Dow又在1995年與Hoechst Marion-Rousseau進(jìn)行合并，建立了Aventis，后歸入法國(guó)跨國(guó)藥企賽諾菲旗下。

從盈利的角度考慮，DFMO作為治療錐蟲病的商品是不成功的。這種含氟的化合物的合成需要大量資源，制作過(guò)程還具有腐蝕性，藥物的制作成本高昂。而受錐蟲病影響的國(guó)家每年人均衛(wèi)生支出可能僅有10美元不到。所以在FDA批準(zhǔn)DFMO治療錐蟲病后，Marion Merrell Dow提出過(guò)渡性方案，將以成本價(jià)給WHO供藥，直到該藥物在非洲國(guó)家獲批。在這段時(shí)間，希望能找到第三方接手生產(chǎn)該藥。然而，沒有其他生產(chǎn)商愿意接手生產(chǎn)DFMO。1995年公司再次合并后，決定停產(chǎn)DFMO以降本增效。最后的藥物庫(kù)存轉(zhuǎn)讓給了無(wú)國(guó)界醫(yī)生組織，專利權(quán)被轉(zhuǎn)讓給了WHO，而這兩個(gè)組織盡最大努力也無(wú)法找到接手的生產(chǎn)商。到2000年底，世界上的DFMO預(yù)計(jì)還有6個(gè)月將耗盡。非洲的錐蟲病患者將再次陷入無(wú)藥可用的境地。

無(wú)論是研究腫瘤多胺的Russell，還是研究錐蟲多胺的巴奇，都想不到多胺合成抑制劑的斷供問題竟然是被脫毛膏解決的。

據(jù)調(diào)查，超過(guò)4100萬(wàn)美國(guó)女性希望去除過(guò)多的面部毛發(fā)，這創(chuàng)造了一個(gè)潛力巨大的市場(chǎng)。而DFMO的重要副作用之一就是脫發(fā)。研究提示，局部外用DFMO可以抑制細(xì)胞功能，抑制毛發(fā)生長(zhǎng)。百時(shí)美施貴寶（Bristol-Myers Squibb）據(jù)此開發(fā)了新的脫毛膏產(chǎn)品。2000年，F(xiàn)DA批準(zhǔn)其用于抑制毛發(fā)過(guò)度生長(zhǎng)，是該適應(yīng)證的第一款處方藥。百時(shí)美施貴寶對(duì)該藥物進(jìn)行了大規(guī)模廣告宣傳，30克的面霜售價(jià)為54美元。

大型藥企過(guò)度關(guān)注高收益的治療“生活方式”的藥物，而忽視了無(wú)法盈利的發(fā)展中國(guó)家的疾病治療。這引起了社會(huì)的關(guān)注和關(guān)于企業(yè)責(zé)任感的討論。

2001年2月，《紐約時(shí)報(bào)》著名科學(xué)新聞?dòng)浾逥onald G. McNeil Jr.在頭版對(duì)當(dāng)前DFMO生產(chǎn)現(xiàn)狀及百時(shí)美施貴寶與WHO的接洽狀況進(jìn)行了報(bào)道【7】。2天后，美國(guó)電視史上最長(zhǎng)壽、最成功的調(diào)查類新聞節(jié)目《60分鐘》采訪了在肯尼亞首都內(nèi)羅畢的國(guó)際醫(yī)療隊(duì)醫(yī)療協(xié)調(diào)員Mickey Richer博士，講述了醫(yī)生們?cè)谀抢镅永m(xù)著尼文霍夫的工作以及所面臨的困境。非洲錐蟲病患者無(wú)藥可用，而發(fā)達(dá)國(guó)家正在用同樣的成分追求美麗。

《紐約時(shí)報(bào)》與《60分鐘》將發(fā)展中國(guó)家迫切的醫(yī)療訴求與發(fā)達(dá)國(guó)家的美容市場(chǎng)用一種多胺合成抑制劑聯(lián)系起來(lái)。新聞媒體的良知促進(jìn)了企業(yè)對(duì)社會(huì)責(zé)任的追求，百時(shí)美施貴寶與WHO達(dá)成協(xié)議，同意向無(wú)國(guó)界醫(yī)生和WHO免費(fèi)捐贈(zèng)藥物。Aventis也同意繼續(xù)供應(yīng)DFMO和其他抗錐蟲病藥物，并向WHO進(jìn)行捐助。在新聞媒體的監(jiān)督之下，私營(yíng)公司、非政府組織、與政府機(jī)構(gòu)開展了合作，聯(lián)手解決急迫的公共衛(wèi)生問題【6】【8】。

《60分鐘》報(bào)道引起了社會(huì)關(guān)注。圖片來(lái)源：alexanderstreet.com

治療神經(jīng)母細(xì)胞瘤

如今，多胺合成抑制劑似乎已經(jīng)找到了它們的適應(yīng)證，DFMO在藥物列表中的位置也好像早已被固定。但有意思的是，2023年底，DFMO在一種罕見腫瘤的治療中找到了它的位置。五十多年后，Russell和腫瘤學(xué)家們提出的靶向多胺合成治療腫瘤的心愿得到了回應(yīng)。

神經(jīng)母細(xì)胞瘤（Neuroblastoma，NB）是一種罕見的兒童神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤。在白人群體，發(fā)病率為每百萬(wàn)人9.7例。NB發(fā)病年齡很早，絕大多數(shù)都發(fā)生在兒童時(shí)期，確診時(shí)的年齡中位數(shù)僅為18個(gè)月。神經(jīng)母細(xì)胞瘤受很多遺傳因素影響，常見的有轉(zhuǎn)錄因子MYCN的擴(kuò)增、ALK激酶的突變、以及一些染色體改變。腫瘤可以被分為不同的風(fēng)險(xiǎn)類別，許多低危的NB無(wú)需治療即可自行消退，但高危的NB轉(zhuǎn)移率高，預(yù)后很差。

在胚胎發(fā)育過(guò)程中，神經(jīng)管關(guān)閉后形成神經(jīng)嵴，神經(jīng)嵴細(xì)胞可以分化并遷移。大部分神經(jīng)嵴細(xì)胞會(huì)遷移到背部，并分化為交感神經(jīng)-腎上腺前體細(xì)胞，再進(jìn)一步形成外周神經(jīng)系統(tǒng)。NB起源于神經(jīng)嵴分化異常，因此腫瘤可發(fā)生于交感神經(jīng)系統(tǒng)的任何部位，大多發(fā)生在腎上腺髓質(zhì)和交感神經(jīng)節(jié)。高級(jí)別的腫瘤常常發(fā)生浸潤(rùn)和轉(zhuǎn)移。由于發(fā)病位置比較隱蔽，患者年齡又太小，NB常常由于腹部過(guò)大或高血壓而偶然發(fā)現(xiàn)，這可能導(dǎo)致治療延誤。

神經(jīng)母細(xì)胞瘤的臨床表現(xiàn)。圖片來(lái)源：【9】

目前NB的診斷有一套基于影像學(xué)、病理、年齡、分化程度、基因組分析的成熟的風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)系統(tǒng)。分級(jí)后再開展進(jìn)一步治療。對(duì)于高風(fēng)險(xiǎn)NB，當(dāng)前的治療方式有化療（包括清髓性化療）、自體干細(xì)胞移植、分化治療、以及免疫治療等等。這些方案已將NB的5年生存率從不到20%提高到50%。

這里的免疫治療與常被報(bào)道的免疫檢查點(diǎn)抑制劑不同，是NB特異性的。由于在幾乎所有NB細(xì)胞表面都鑒定出二唾液神經(jīng)節(jié)苷脂 GD2 的高表達(dá)，而在正常組織中表達(dá)水平很低，科學(xué)家利用抗 GD2 單克隆抗體開展對(duì)NB的靶向治療，療效十分顯著，將無(wú)事件生存率提高了20%【10】。2021年，中國(guó)抗GD2單抗也獲批上市，目前已有兩款抗GD2單抗藥物可供使用。

盡管生存率得到了顯著提高，仍有許多NB患者會(huì)進(jìn)展為復(fù)發(fā)和/或難治性NB。這些患者的治療極度困難，長(zhǎng)期治愈非常罕見，目前僅有一些化療方案。因此，科學(xué)家們致力于通過(guò)將各類靶向治療與這些化療相結(jié)合，希望能夠進(jìn)一步延長(zhǎng)這些患者的壽命。

在這些嘗試中，DFMO再次現(xiàn)身了。接近一半的高危神母患者伴有原癌基因MYCN的高表達(dá)，引發(fā)NB腫瘤代謝模式的改變，導(dǎo)致這種類型的NB在一定程度上依賴于多胺合成【11】。在臨床前試驗(yàn)中，DFMO被證明能夠聯(lián)合多種臨床用藥物協(xié)同殺傷NB【12】。因此，科學(xué)家們提出在常規(guī)治療后，用DFMO聯(lián)合化療方案，可能進(jìn)一步延長(zhǎng)這些復(fù)發(fā)和/或難治性NB患者的壽命。2023年10月，《臨床腫瘤學(xué)雜志》發(fā)表了一項(xiàng)研究，在抗GD2單抗免疫治療后持續(xù)口服DFMO顯著降低了高危神經(jīng)母細(xì)胞瘤患者的復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，改善了患者的無(wú)事件生存期【13】。由于高危神經(jīng)母細(xì)胞瘤是一種罕見的難治性疾病，DFMO的申請(qǐng)獲得了FDA的優(yōu)先評(píng)審、突破性療法認(rèn)定和孤兒藥認(rèn)定。

2023年12月13日，基于這項(xiàng)研究，F(xiàn)DA批準(zhǔn)DFMO用于降低成人和兒童高危神經(jīng)母細(xì)胞瘤患者的復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)【14】。在50多年后，DFMO重回腫瘤治療的戰(zhàn)場(chǎng)。從列文虎克發(fā)現(xiàn)多胺距今已有350年。50年前科學(xué)家們提出抑制多胺合成治療腫瘤的策略，歷經(jīng)發(fā)現(xiàn)新治療策略的興奮、臨床試驗(yàn)失敗的沮喪、在寄生蟲疾病上的突破、在逐利目標(biāo)下險(xiǎn)些被放棄、在美容市場(chǎng)上重現(xiàn)、直到如今在一類罕見腫瘤上終于得到應(yīng)用。這是一個(gè)藥物的傳奇歷史，也是一代代科學(xué)家和臨床醫(yī)師們不懈努力的結(jié)果。DFMO是一個(gè)有趣的例子，在神經(jīng)母細(xì)胞瘤這個(gè)罕見腫瘤的治療上，還有很多前沿療法在不斷探索中。

（作者楊云龍，系復(fù)旦大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院細(xì)胞與遺傳醫(yī)學(xué)系教授、副主任，在中國(guó)細(xì)胞生物學(xué)會(huì)醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)分會(huì)、中國(guó)優(yōu)生科學(xué)協(xié)會(huì)基因診斷與精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)分會(huì)兼職；作者陶靈，系復(fù)旦大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院研究員。疾病不斷地改變著每個(gè)人的人生軌跡，但除了醫(yī)生與醫(yī)學(xué)研究者，人們很少有機(jī)會(huì)了解各式各樣的疾病?！白R(shí)病尋源”專欄將以一文一病的形式，介紹對(duì)疾病的認(rèn)識(shí)進(jìn)程，疾病的病因及其治療。跟隨醫(yī)學(xué)科學(xué)的進(jìn)步，理解現(xiàn)代醫(yī)學(xué)。）

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