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美羅華簡史

一段有關一個傳奇藥物的歷史,一段有關患者的故事,一段感悟


2003年的秋天,我到廣州讀研究生,那時候已經進入臨床跟著老師學習。又是一個星期一的早上,我在內科三區的走廊里看到一個消瘦的女孩子站在窗前,靜靜地望著窗外的東風東路,孤單的背影像是電影的一個鏡頭。她是林教授的病人,叫李艷玲。

跟其他來找林教授要床位的患者不同,她沒有緊跟在教授身後。她就在窗口等,等著教授查完房忙完的時候才會來說話。

我跟她打個招呼的時候,看到她眼裡閃著眼淚。後來知道,她的淋巴瘤復發了,心情難過,她才20歲多點。

現在已經過去了20年,我依然對那一幕印象深刻。接下來,她用到了一個很新的藥物,病情得到了很好控制,達到完全緩解。這個藥物有一個好聽的名字,叫做美羅華。

林教授總是給患者用最新的藥物,這個美羅華在當時也是剛剛在美國拿到適應症的批文,很快就在廣州用到。

當時,治療腫瘤還是主要靠化療。靶向治療對於很多臨床醫生來說還是一個概念,當時很多老師講課的時候都會講到有一種神奇的子彈,會瞄准一個靶子,只攻擊壞的細胞,而不會攻擊好的細胞。這和化療藥物比起來簡直太好了啊,不但能提高療效,還能夠大大減輕副作用。美羅華就是這樣一個神奇的子彈,也可以說是開啓了靶向治療時代的一個藥物。

即便是在2003年,美羅華對於國內是新概念新藥物,在美國,它的歷史也不是很久。5年後,也就是2008年,它的發明者,Ronald Levy教授獲得了美國的國家科技獎。

Ronald Levy是加州人,在哈佛大學的時候他師從1964年諾貝爾生理或醫學獎的Konrad Bloch教授。1954年Bloch被任命為哈佛大學化學系教授,並在1968年他成為了系主任。Levy跟著Bloch學習了脂肪酸和膽固醇代謝方面的知識,為他以後的研究打下一些基礎。

1963年Levy從哈弗畢業,考取了斯坦福大學醫學院。在大學期間,他參加了一個5年的課程,這些課程目的是幫助學生找到個人興趣。這對於Levy來說非常重要,他遇到了第二位諾貝爾獎獲得者Arthur Kronberg。Arthur 的貢獻在於發現了DNA聚合酶。

這些良好的教育,令Levy大大豐富了生物學基礎,如果他繼續在這些方面繼續下去,可能成為一位出色的基礎研究的教授。然而,真正讓他進入腫瘤領域的研究,則是下面兩位教授。第一位是Henry Kaplan教授,正是他建立了現代放射線治療技術,利用直線加速器來治療霍奇金淋巴瘤。另外一位是Michale Feldman教授。這兩位教授定期舉辦讀書俱樂部,探討腫瘤的治療方法。對於Levy來說這些討論和交流太有啟發性了,極大的激起了他對腫瘤的研究熱情。在醫學院學習的最後6個月,Levy跟隨Feldman來到他位於以色列的實驗室,關注與巨噬細胞的研究。這個階段奠定了Levy的醫學教育和職業生涯的基礎。

1968年Levy回到美國,拿到斯坦福的學位,並且進入麻省理工醫學做培訓醫生,之後他花了2年時間來到Steven Rosenberg的實驗室,學習有關細胞免疫的特徵。這正是他邁出利用免疫力治療腫瘤的第一步工作。1973年,他在此回到以色列Weizmann研究所,開始研究抗體和化療藥物的結合來治療腫瘤的方法。有一段插曲,在這一段期間的學校期間發生了第四次中東戰爭,即贖罪日戰爭(Yom Kippur War)。戰爭對Levy留下深刻印象,多年以後他回憶道,我們在實驗室進行科學研究,而街頭上正在進行戰爭,人們被抓去參軍,雖然面臨是否應該出去購買食物,是否能從銀行取出現金等問題不停的這麼他們,他們也沒有放下手頭的工作。

1975年Levy完成研究回到斯坦福大學,利用脾組織培養系統製造單克隆抗體。這個體系能夠產生高質量的抗體,但是不夠穩定,細胞很快死亡,不得不重複培養細胞。在同一年,德國科學家Kohler和Milstein創造性的發明瞭雜交瘤技術,這種技術使用永生化的腫瘤細胞,能夠穩定的產生單克隆抗體。具體來說,就是將能夠分泌抗體蛋白的B淋巴細胞,和具有永生特性的骨髓瘤細胞融合,產生的雜交細胞。這項技術是革命性的,大大的提高了單克隆抗體的產生水平。Levy馬上就學會了這項技術,並且用來製造能夠治療腫瘤的單克隆抗體。順便說一下,Kohler和Milstein因此在1984年獲得諾貝爾獎。

到這裡,必須解釋一下單克隆抗體是什麼。我們常說的人體的免疫力,就指的是人體產生的抗體。抗體(Antibody,Ab)又稱免疫球蛋白(Immunoglobulin,Ig),是一種主要由漿細胞分泌,被免疫系統用來鑑別與中和外來物質如細菌、病毒等病原體的大型Y形蛋白質。當人體受到細菌或病毒感染的時候,免疫系統就會產生相應的蛋白質,形成抗體來攻擊這些細菌和病毒,消滅之後,這些抗體結構有一部分被B細胞保存下來,當再次遇到一樣的細菌或病毒後,人體B細胞能夠迅速產生這些抗體,來保護機體不受侵犯。科學家利用抗體的這一特性,研製了各種各樣的疫苗,我們所接種的新冠肺炎疫苗,也是其中一種。抗體的針對性很強,一種抗體只能針對外來物(也就是抗原)的一個獨特特徵,這就像一把鑰匙只能開一把鎖一般,使得一種抗體僅能和其中一種抗原相結合。好在人體能夠產生成千上萬種抗體,來對抗自然界的各種細菌和病毒。單,表示來源是單一的,相對的多克隆,也就是混合了多種免疫球蛋白。克隆的意思就是拷貝,被成千上萬倍的繁殖擴增,達到一定的劑量濃度。

Levy對此這項技術的優勢在清楚不過了,他馬上意識到,可以用這項技術來產生抗體,來治療淋巴瘤。在最初的嘗試中,Levy從每一個患者體內採取淋巴瘤細胞,也就是B細胞,來產生針對這一種細胞的抗體,再回輸到患者體內,這些抗體能夠識別和攻擊B細胞,因為B細胞淋巴瘤主要由這些細胞組成,所以在患者身上可以見到明顯的效應,即腫瘤縮小或者消失了!他又在其他患者身上用這個方法治療,大部分患者都見到神奇的效果。主要的弊端就是製造每一個患者的抗體都是費時費力,造價也很高昂,這就造成了困難,難以推廣這項技術。

一個藥物生產廠家,名字叫做IDEC,對這項技術產生了濃厚的興趣,和Levy接觸後並且深入瞭解技術後,藥廠很快認為這不是長久之計,靠著這方法賺不到錢,也就是沒有商業前景。不過他們沒有就此放棄,他們選擇了改善這項技術。

他們所採取的思路是,不要在每個患者的腫瘤細胞中找獨特的抗原,而是找所有患者所共有的抗原,這樣的話抗體就能針對所有的患者都有效。最終,他們找到了一個叫做CD20的抗原。簡單解釋一下,CD20是一個淋巴細胞表面抗原,它有幾個特性,首先,只表達在B細胞表面,不管是正常的細胞還是異常的淋巴瘤細胞,在其他細胞上不表達;其次,在正常的B細胞上,它只是在B細胞還不成熟的時候才表達。這樣的話CD20就是一個比較理想的靶點了,既有效又安全,因為只有B細胞淋巴瘤和少部分正常B細胞才有這個抗原,被抗體識別後,帶來的殺傷效應就是B細胞淋巴瘤細胞和少部分B細胞。

為什麼只有在不成熟的B細胞才表達CD20?這和B細胞的發育有很大關係。在骨髓造血的過程中,所有的血細胞成分都是從骨髓多能幹細胞分化來的,在不同信號的刺激作用下,逐漸分化成B細胞方向和T細胞方向;在B細胞方向,B細胞在骨髓內的發育,可經過祖B細胞(pro-B)、前B細胞(pre-B)、不成熟B細胞(immatureB)及成熟B細胞(mature)幾個階段。在前B細胞階段,在這個階段,前B細胞內有一個重要的分化過程,也就是細胞核內的免疫球蛋白基因,VDJ基因,進行充分的排列組合,來產生不同的免疫球蛋白的重鏈。CD20就是在這個階段產生並且表達在B細胞表面的。其餘的不成熟細胞就離開骨髓進入次級淋巴器官,例如脾臟和淋巴結中,在繼續分化成不同的B細胞,例如濾泡性B細胞,或者邊緣區B細胞。

B細胞淋巴瘤的形成機制有點複雜,拿最常見一種類型來說,也就是瀰漫大B細胞性淋巴瘤,簡稱DLBCL,學界一般認為DLBCL形成於生發中心,在這裡B細胞受到各種信號的刺激,發生多種轉變,例如染色體易位過程中Ig位點基因紊亂,導致Ig基因和bcl-2, myc基因或Cyclin D1基因,就是最常見的發生淋巴瘤的原因之一;另外轉錄因子在控制B細胞正常的轉錄和分化過程中也會出現錯誤,例如bcl-6基因異常表達阻止了生發中心B細胞靜止或停滯狀態,導致中心母細胞異常增殖,並且能夠「容忍「細胞分裂過程中的DNA損傷,就產生了B細胞淋巴瘤。

CD20就是在B細胞分化過程中形成的。長期以來除了知道部分B細胞表達CD20以外,對它的功能瞭解的少之又少。後來基礎研究發現CD20可能抑制B細胞膜對鈣離子的攝取。但是它是不是一個信號傳遞蛋白,即便到目前還不清楚。

雖然對CD20瞭解的尚不多,但是僅僅憑借它只表達在B細胞淋巴瘤和一少部分正常B細胞表面,就讓它成為一個理想的「區分敵我」的標誌。美羅華它能夠和CD20 結合,就像一把鎖陪一把鑰匙一樣。結合之後,通過三種機制來殺傷表達CD20 的B細胞腫瘤,分別分別是抗體依賴的細胞毒作用(ADCC),補體依賴的細胞毒作用(CDC),以及抗體與CD20分子結合引起的直接效用;最終的結果就是抑制細胞生長,改變細胞週期及凋亡,也就是殺死腫瘤細胞。

做醫生要做到知其然,知其所以然。所以花一點時間來瞭解一下分子生物學的基礎知識,有助於幫助你理解這個藥是怎麼起到作用的。美羅華是什麼藥,怎麼起作用就說完了。它開創了單抗這一類藥物臨床應用這一局面,是有劃時代意義的。在臨床上,它也獲得巨大成功,將淋巴瘤的整體治療效果提高了足足20個百分點,至今仍在廣泛使用。還記得來到鏡湖醫院治療的第一個淋巴瘤患者,由於種種原因錯過了治療時機,到我手上的時候已經差不多昏迷了,但是一看到她的病理報告單上寫著CD20陽性,就給了她家屬一絲希望。後來就是美羅華的功勞,將他從死亡線上拉回來,不但救她一命,還讓她好端端的生活了20多年,至今仍健在。

醫學總是在進步。自從美羅華進入臨床以來,已經給成千上萬的患者帶來了治療效果,但是針對這個藥的研發就從未停止,目前已經有三代美羅華進入臨床,副作用越來越小,療效越來越好。部分淋巴瘤患者長期生存已不在是夢想。

我的求學生涯中,也是跟這個藥有很大關係。

第一次遇到李燕玲的時候我是剛剛開始讀碩士研究生,我的導師林桐榆教授是淋巴瘤方面的首席專家,因而我也跟著他選擇這一病種作為主攻方向。在碩士階段,我的課題也是將提高淋巴瘤治療效果作為目標,研究的主要患者就是DLBCL患者。當時為了搞清楚DLBCL的細胞起源問題,以及如何用IHC的方法來代替GEP,將DLBCL分為GCB和ABC類型,花了很多精力。我曾長期泡在腫瘤醫院的圖書館,在浩瀚的英文文獻原文中尋找技術方法。那時候為了搞清楚組織芯片技術,廢寢忘食,最終終於搞清楚這一技術是什麼回事。在這個過程中,我學會了如何閱讀文獻,從文獻中找辦法的科研方法,培養了獨立思考能力(老闆太忙,不可能手把手教你;也沒有女朋友,當然有大把的獨立時間!)。

碩士畢業後我選擇繼續跟著林教授攻讀博士研究生,這時候遇上了國家的好政策,教育部公派留學項目開始了。作為這個項目的第一批留學生,我追隨當年林教授的腳步,來到了美國德州休斯頓的MD Anderson癌症中心,在South Campus的CCIR學習。導師是易慶教授。沒想到在這裡我從事的也是單克隆抗體,也是用的骨髓瘤雜交瘤細胞,從小鼠的腹水中分泌有活性的抗體,再拿來分析其抗腫瘤作用。這兩年的時間讓我掌握了實驗方法,不僅能聽得懂基礎的演講,對各類圖表不再陌生,而去自己也能做五顏六色的圖表;各種技能突飛猛進,從此不怕基礎研究了。

轉眼間來鏡湖工作也這麼多年了。偶爾還會想起那一幕,自從畢業就基本上沒有聯繫林教授的老患者了。李燕玲也不知道在不在,她是東莞的,如果還健在也很正常,畢竟林教授治療了很多很多的患者,也治癒了不少患者,有好多都成了朋友,現在還在微信上聯繫。