患儿父亲推动孤儿药 nitisinone 的研发

来源: 生命奥秘 / 作者: 2019-01-15
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Nick Sireau 辞了职,全心全力去寻找一种能有效治疗尿黑酸尿症(alkaptonuria, AKU)的方法。

Nick Sireau 要求给儿子使用一种除草剂的行为帮助了数以千计罹患一种罕见遗传性疾病的病人。

红卷心菜?Nick Sireau 无法理解为什么医生会问这个。那是 2000 年 10 月的一个晚上,Nick 和妻子 Sonya 发现了一件奇怪的事情。他们两周大的小儿子 Julien 的尿液突然变成了深红色,甚至几乎是黑色的。医生上门检查后,确定地告诉他们,这不是血。他猜测,或许是 Sonya 午餐吃的一些红卷心菜的色素进入了母乳,从而导致宝宝的尿液发红。医生安慰他们,没啥需要担心的。

Nick 自从上学以来就没有学过生物学,但他直觉医生的解释不太对劲。因此,他和他的妻子决定再找一个医生看看,他们被转介给伦敦一家医院的专家。

果然,尿液中的红色并不来自卷心菜。测试显示 Julien 患有一种名为尿黑酸尿症(alkaptonuria, AKU)的罕见遗传性疾病。尿液中的红色来自一种异常的代谢产物——尿黑酸(蛋白质不完全降解的一个产物)。AKU 患者由于缺乏尿黑酸氧化酶,不能被氧化,进入代谢途径,从而经过尿液直接排除。尿黑酸经由尿液排出后,暴露在空气中,尿液因此变成红色。

更糟糕的是,尿黑酸还在患者的血液中循环,并积聚在关节和软组织——包括眼睛、肌腱,甚至心脏中。专家们指出,到成年时,Julien 的身体就会像老年人一样,关节和软组织都有严重的磨损。AKU 通常是不致命的,但患者到 40 岁时很可能就需要置换肘部、膝盖和髋部的关节。Nick 和 Sonya 可以通过限制 Julien 饮食中的蛋白质含量以减缓这些影响,但除此之外他们无能为力,因为没有有效的 AKU 治疗方法。

Nick 觉得,这对他们来说是很大的打击。Nick 他们从未听说过这种病,也不知道该怎么办。医生告诉他们不要上网查信息,但当然这是他们当时做的第一件事,毕竟网上的描述太可怕了。

Nick 陷入了困境,他想为儿子找到一些可行的疗法。事实证明,研究人员已经确定了可能的治疗方法。但这种药物被批准用于治疗婴儿的另一种疾病——还没有被批准用于 AKU。获得批准的途径受到了相当大的障碍:需要进行全面的随机临床试验。对于用于治疗常见疾病的药物而言,这个过程就已经是昂贵且困难的。对于一种几乎闻所未闻的疾病来说,该过程的困难程度更要高上几个数量级。

但是,很大程度上,由于 Nick 的努力,未来几年内欧洲 AKU 患者可能就能使用这种药物了。这种药物将是治疗 AKU 的首个有效方法,尽管研究人员在一个多世纪以前就发现了 AKU。Nick 所面临的诸多挑战可以为努力攻克其它罕见疾病的研究人员和患者提供启示。随着基因检测技术的进步,这些罕见病症的数量无疑会增加。

英国遗传联盟(Genetic Alliance UK,200 多个罕见疾病患者群体的伞状组织)前任主任 Alastair Kent 指出,我们确实需要严格而强大的科学过程,但我们还需要新的方法来证明新药的质量、安全性和有效性。Nick 希望其他人的找药之路会比他的更顺利。

Archibald Garrod 在 1902 年首次描述了 AKU——一种由尿酸积累导致尿液变色的疾病。他注意到,这种疾病的发生遵循孟德尔遗传模式,并且它是第一个被归因于遗传因素的疾病——尽管 90 年以后才发现导致 AKU 的基因异常。

当一个个体的 HGD 酶的基因的两个拷贝中都有突变时,就会发生 AKU。该酶存在于肝脏和肾脏中,有助于细胞分解酪氨酸。AKU 成为遗传学教科书的主要内容,但 Garrod 对这种疾病的早期描述仅仅出于一种好奇心,不幸的是,AKU 药物的研发近百年来毫无进展。

像许多罕见疾病一样,药企认为 AKU 无利可图,或者可图之利甚少,不愿意在开发 AKU 药物上投入太多。医生也不认为 AKU 是严重疾病,患有这种疾病的人太少而且分散,无法集中起来一起治疗。因此,当 Nick 开始在互联网上寻求帮助时,他发现信息非常少——只有英国利物浦一位患者发布的一些信息。Nick 很快坐上一列火车去拜访这位患者。

Bob Gregory 是一位直言不讳的前工会和市议会官员,他后来被诊断出患有 AKU。像 Nick 和 Sonya 一样,他被告知 AKU 没有治疗方法。但 Gregory 告诉 Nick,他正试图改变这一点。他咨询了利物浦大学(University of Liverpool)附属医院的一位顾问,得到的答案很让他沮丧。为什么医学界放弃了 AKU 患者?Gregory 表示,这种疾病损伤了他的关节,让他觉得自己像带着锁链生活。科学家们为什么不试图寻找治疗方法呢?

医生 Lakshminarayan Ranganath(简称 Ranga )指出,他愿意竭力相助,至少 Gregory 记得是这样。Gregory 迅速将 Ranga(最初没有告诉他)注册为自己想要建立的慈善机构的医疗主管。Nick 也加入进来,承诺筹集资金来支持 Ranga 的研究。

Ranga 也同意参加。但他实际上并不计划进行大量的研究。他忙于研究糖尿病和肥胖症,而且他了解到美国医生正计划进行一项很有希望的临床试验。Ranga 当时以为,这只会占用他一点点的时间,他想着主要的挑战是如何在试验结束后将药物提供给患者。

该试验是一种名为 nitisinone 的药物,该药最初是在 20 世纪 80 年代开发的一种除草剂。但后来科学家们发现,该药物对鱼类和大鼠具有毒性作用。于是,nitisinone 作为除草剂的开发已经停止,但开发 nitisinone 的公司 Zeneca Agrochemicals 要求英国的一些专家调查该药物的作用机制。研究人员发现 nitisinone 以一种意想不到的方式杀死植物:它通过抑制一种叫做 HPPD 的酶来阻断叶绿素供应。根据科学文献,世界领先的 HPPD 专家是瑞典哥德堡医院的临床医生 Sven Lindstedt。因此在 1991 年,研究人员给 Lindstedt 打了一个电话。Lindstedt 的回答让研究人员非常惊讶:他想给孩子们施用 nitisinone。

Lindstedt 正在寻找一种抑制 HPPD 的方法,以挽救患有 1 型遗传性酪氨酸血症(type-1 hereditary tyrosinaemia, HT1)婴儿和儿童的生命。HT1 与 AKU 非常类似,相同的代谢途径被破坏。虽然 nitisinone 是有毒的,但 HT1 严重到致命,因此 Lindstedt 认为值得一试。1992 年,Lindstedt 在《柳叶刀》(Lancet)杂志上描述了这一结果:nitisinone 的治疗效果比任何人都希望的都要好。

根据 20 世纪 80 年代的法律,公司可以获得财政激励——例如延长专利保护——将 HT1 之类的罕见疾病的治疗商业化。这些 “孤儿药” 的价格可能很高。因此,总部位于斯德哥尔摩的瑞典 Orphan Biovitrum 公司获得了 nitisinone 的许可,开始以 Orfadin 为商品名销售该药物。

如今,一个如此便宜的、本来要被放弃的化合物,产生了数百万美元的销售额——2017 年 Orfadin 的销售额达到 9,600 万美元。而且 Orfadin 没有经过随机对照试验。通常认为 HT1 是非常严重的疾病,以至于该药物最初获得了同情使用许可,之后监管机构要求公司继续收集有关安全性和有效性的必要数据。

医生们意识到,对 HT1 有效的药物,在理论上应该也适用于 AKU。抑制 HPPD 会阻止酪氨酸的分解。减缓 AKU 患者酪氨酸的代谢应该能减少尿黑酸的产生。

患者也了解到这个情况,并且许多人迫切希望能使用该药物。一些人成功了,并且报告了一些改进,但是由于该药物太贵了,且没有获得监管机构的相应标签,因此被保险机构等机构拒保。Ranga 表示,他不能给 Bob 开 nitisinone。Nitisinone 每年的费用达到 4,000 英镑 [折合 5,000 美元]。在美国,这个数字接近 3 万美元。要获得监管机构的批准,就必须开展临床试验。

美国政府开始发力。从 2005 年到 2008 年,NIH 的研究人员对 AKU 患者进行了 nitisinone 测试。Ranga 原本以为,试验会成功。然而,事后看来,这项研究从一开始就注定失败:只招募了 40 名患者,其中一半未接受药物治疗。临床终点的定义非常狭窄。医生测量了参与者的臀部灵活性。当治疗组在该测试中的表现与对照组没有显著差异时,因此该试验被认为是失败的。

负责这项研究的 NIH 科学家 Wendy Introne 指出,这个消息让他们非常难过。他知道科学界正在等待,他们都希望从中获得良好的临床效果。

部分问题是对照组的髋关节运动没有像预期的那样恶化。Introne 推测,这是因为所有试验参与者都接受了定期物理治疗作为研究的一部分。她表示,试验的失败尤其令人沮丧,因为从生物化学的角度来看,nitisinone 的作用方式完全符合预期:接受治疗的参与者的 HGA 水平急剧下降。

尽管如此,在没有达到其终点目标的情况下,nitisinone 还无法在美国获得批准。保险公司和其他卫生官员拒绝为 nitisinone 买单,理由不过是:有证据表明 nitisinone 不起作用。突然之间,Ranga 的慈善机构成为了疾病的下一个希望。Ranga 指出,他们知道它有效,他相信,他们能证明这一点。

为了让临床试验获得成功,并说服监管机构,Ranga 团队必须找到更可靠的终点。这意味着追踪动物和人类疾病的进展情况。这需要更多的研究,这意味着需要更多的金钱。

Nick 的第一次筹款活动有点特殊。2005 年,他举办了一场受赞助的半程马拉松比赛,筹集资金将一位 74 岁的 AKU 患者的尸体从诺丁汉运到利物浦。(Ranga 指出,这需要 450 英镑,他还留着收据。)

验尸后发现:虽然该患者的软组织是完全僵硬的,黑色的尿黑酸积聚,但骨骼等组织中的沉积方式大不相同。这显示尿黑酸积聚是一个复杂的过程。Ranga 指出,这是个起点,他们研究 AKU 的想法始于验尸结果。

Nick 放弃了自己的工作,并在 2010 年开始全职募集 AKU 筹款。他从英国的大彩票基金(Big Lottery Fund)获得了 50 万英镑(约合 6.33 万美元)。利物浦大学(University of Liverpool)肌肉骨骼研究员 James Gallagher 利用这笔钱,开发了一种小鼠 AKU 模型。敲除正常的尿黑素氧化酶基因后,小鼠显示出尿黑酸的积累——以及当给予 nitisinone 时,尿黑酸积累减少。

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在尿黑素尿症进展中(从左到右),尿黑酸会侵袭脊椎中的软骨。

通过写信给英国的 6 万名全科医生,利物浦小组随后设法识别并分析了英国 81 名 AKU 患者的症状。(鉴于该地区仅存在 70-280 名 AKU 患者,Ranga 等人的成果值得肯定。)研究人员使用这些观察结果定义严重程度指数,并评估症状的综合影响。

接下来是最重要的一项:全面的临床试验。Ranga 表示,那时他们对 AKU 的了解比 NIH 更多。他们觉得能成功。2012 年,欧盟委员会同意提供 500 万英镑资助全面试验。

然而,一个复杂的问题出现了。在 Nick 的游说下,英国国家健康服务(National Health Service, NHS)同意在英格兰和苏格兰为所有 16 岁以上的 AKU 患者免费提供 nitisinone,前提是他们前往 Ranga 所在的慈善机构进行登记(现在以 Gregory 的名字命名,Gregory 在 2014 年去世)。

从某种意义上说,Nick 已经实现了他的最初目标:他的两个儿子(幼子 Daniel 也患有 AKU)也能从中受益,能服用 nitisinone。但现在,英国的患者无法参加试验了——因为太多人向 NHS 申请该药物。因此,Nick 团队在欧洲及其他国家 / 地区确定了另外 400 名 AKU 患者。新一批患者包括一组来自约旦的 19 名患者,事实上 AKU 在约旦的一些乡村非常普遍。负责协调工作的 Mohammed Alsbou 指出,他已经发现了大量的 AKU 患者。他们中的许多人都来自他们国家的南部村庄。

欧洲的 nitisinone 试验始于 2015 年,共有 138 名患者,研究人员能够调节随机试验的一些常规范围。不同寻常的是,该试验没有安慰剂组——nitisinone 可以防止尿液变黑,因此对患者来说,服药和不服药差异足够明显。相反,对照组没有得到任何药物或安慰剂的治疗,并且他们被告知了这一事实。Nick 指出,这是一个令人心碎的决定。尽管如此,只有十几名患者选择了退出——Ranga 表示,这表明患者们对寻找有效治疗的决心。很多患者之前都是孤军作战的。

欧洲的试验比 NIH 的试验规模更大,除此之外,还有一个更大的差别。过去的临床试验要求必须表现出显著的临床益处(例如髋关节旋转或任何其它解剖学测量指数的差异),而本次试验中监管机构主要根据替代终点——降低 HGA 水平,以及伴随的症状缓解的 “模糊趋势”——来判断试验结果。如果可以满足这些要求,那么在欧洲 nitisinone 将被批准用于治疗 AKU。

Kent 表示,这是试验灵活性的一个很好的例子。他建议监管机构还要考虑诸如 N-of-1 试验(单病例随机对照试验,只有一组,该组既是对照,也是试验组,以自身前后作为对照)之类的方式。他还主张努力更快地转向有条件批准,在药物进入临床后,继续收集数据。Kent 认为,这些步骤对于常见疾病也将变得更加重要,因为遗传分析将患者群体分成较小的不同亚群。那时,传统方法将开始分崩离析。

在世界各地,监管机构面临着在不牺牲安全性和疗效评估的前提下加速批准治疗的压力。其中一些努力是有争议的——例如,日本在确认干细胞疗法的有效性之前就批准了干细胞治疗方案,再比如,美国有 “试行” 法律,允许患有绝症的人服用未经许可的药物。Nick 于 2012 年共同创立了另一家慈善机构,帮助患有罕见疾病的患者及其护理人员参与孤儿药开发的游说行动。

在 AKU 试验中,所有参与者都希望接受治疗的患者能够表现出必要的改善——尤其是因为 NHS 今年早些时候报告了一些积极的结果,正式将其试验标记为 “观察性研究”。结果显示,通过利物浦团队开发的症状严重程度指数,试验组不仅预期循环 HGA 下降,而且疾病进展速度也有所降低。报告简单总结为:Nitisinone 是治疗尿黑酸尿症的有效疗法。

Ranga 指出,试验组和对照组之间的差异是巨大的。他认为已经做出了真正的改变,这太让人欣慰了。

去年 8 月,Julien Sireau(现年 18 岁)接受了他的第一剂 nitisinone。他的兄弟 Daniel 也应该很快会开始服用 nitisinone。如果欧洲试验一切顺利,那么该药物的批准将使全欧洲的 AKU 患者受益。

但其他地方并非如此。Nitisinone 仍然需要得到 FDA 的批准才能在美国进入临床。与欧洲不同,美国相关机构负责人已经发出信号,表示替代终点是不可接受的。Introne 表示,他没有放弃,他仍对这种药物持乐观态度。然而,对于更多发现婴儿尿液呈红黑色的夫妇来说,漫长的游说之旅才刚刚开始。

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AKU 已有一个多世纪的历史,并且在现代医学遗传学中一直是一种引人注目的疾病。

公元前 1500 年: 在埃及木乃伊 Harwa 身上看到了这种疾病的迹象。 1902 年: Archibald Garrod(上图)提出 AKU 遵循孟德尔遗传模式,使其成为有史以来第一个遗传性疾病。 1958 年: Bert La Du 等人在生物化学上证明了一种酶的缺失是造成这种疾病的原因。 1993 年: Martin Pollak 等人确定编码该酶的基因位于 3 号染色体上。 2003 年: Bob Gregory 与医生 Lakshminarayan Ranganath 一起创立了 AKU 社团。 2005-08 年: 一项美国临床试验探索 nitisinone 对 AKU 有一些临床益处,但试验结果未达到其主要试验终点。 2012 年: 国家尿黑素尿症中心(National Alkaptonuria Centre)在英国剑桥成立。作为观察性研究的一部分,患者可使用 nitisinone 控制 AKU 病情。 2015 年: 一项大规模随机对照试验开始在欧洲测试 nitisinone。该实验设置了替代终点,未设置安慰剂组,但达到了欧洲监管机构的要求。 2019 年: 预计欧洲临床试验将结束。

原文检索: David Adam. (2019) A father’s fight to help his sons — and fix clinical trials. Nature, 565: 148-151. 张洁 / 编译

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