华裔科学家之光!他们为全人类发明了救命药,但连中国人也很少了解他们

2022-01-14 17:23:54 世界科学
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在近代生命科技领域中,华人做出很多杰出的贡献。本文精选了八位华人华裔科学家,介绍他们对人类健康做出的巨大贡献。

屠呦呦(Tu Youyou)

青蒿素

青蒿素 (Artemisinin) 取自于黄花蒿 (Artemisia annua) ,是一种传统中草药。1969至1972年间,青蒿素的提炼方法及治疗疟疾的效用被屠呦呦教授及团队发现,她因此荣获2011年拉斯克奖临床医学奖 和2015年诺贝尔科学奖,成为首个获得诺贝尔奖的中国女科学家。

疟疾为由蚊虫叮咬散播的寄生虫传染病,严重情况下会引起黄疸、癫痫、昏迷及死亡。在青蒿素疗法出现前,疟疾与爱滋病、癌症一起被世界卫生组织 (WHO) 列为世界三大致死疾病之一,全球40%人口健康受到威胁,每年约4亿人感染,超过100万人死亡。当时常用药物为氯喹 (Chloroquine) ,但由于大量使用,导致部分疟原虫产生了耐药性,疗效急剧下降。

自青蒿素问世后,全球死于疟疾的人数下降了38%,其中48个国家 (包括11个非洲国家) 的发病率也下降50%以上。青蒿素与氯喹的作用机制不同,副作用相对较小,对疟原虫的杀伤范围更大,包括当时已产生耐药性的疟原虫。

自21世纪初,青蒿素联合疗法 (ACT) 被WHO列为首选抗疟治疗方案。2017年ACT的全球市场规模为3.6亿美元,预计于2025年可达近7亿美元 ,年复合增长率为8.7%。

青蒿素的临床价值并不只局限于治疗疟疾。屠教授团队目前已开展了双氢青蒿素片剂用于治疗系统性及盘状系统性红斑狼疮的临床试验。 (红斑狼疮是一种慢性免疫疾病,可在身体各处组织引发炎症,严重甚至导致死亡,目前临床尚无根治的方法。)

汪大卫(David T. Wong)

百忧解 ® (Prozac®)

来自香港的汪大卫博士,是被《财富》(Fortune)杂志 称为“世纪之药”百忧解® (Prozac®) 的发明人之一。他与另外两位同在美国礼来 (Eli Lilly) 工作的科学家共同发明了这款全球畅销的抗抑郁药,并荣获美国药物制造商协会 (Pharmaceutical Manufacturers Association) 的“年度最佳发明奖”以及“马希敦王子奖” (Prince Mahidol Award) ,两者皆为世界药学界崇高的荣誉。

抑郁症为一种常见精神疾病,全球约有3.5亿名患者。长期的中度或重度抑郁症为患者日常生活带来极大影响,严重甚至可引致自杀,每年自杀死亡人数估计高达100万人。

百忧解 ® 被发明前,传统的抗抑郁用药主要为三环类抗郁剂 (TCAs) 及单胺氧化酶抑制剂 (MAOIs) ,但副作用及注意事项较多,例如:不适用于患有一些心血管疾病的患者;MAOI需避免与一些食物同服等。

汪博士发现血清素在人体中枢神经系统中调节情绪的作用,随后投身于富勒 (Ray Fuller) 和莫洛伊 (Bryan Molloy) 团队,研发出新一代抗抑郁药——选择性血清回收抑制剂 (SSRI) ,商品名为百忧解 ® 。

相较TCAs及MAOIs,这类药物安全性更高、半衰期更长、药效更为稳定,还可用于治疗强迫症和神经性贪食症等其他适应症。上市后,很快便成为欧美临床最常用的抗抑郁药。

在1987年问世以来,百忧解 ® 已在超过100个国家上市,服用过的人数超过4000万,成为全球最畅销的抗抑郁药物。

在2001年专利到期前,年峰值销售额达到23亿美元,占礼来总销售额的1/3。


美国《圣荷西信使报》 ( San Jose Mercury News ) 票选百忧解为20世纪最伟大的科技创新之一,《时代周刊》 ( Time ) 更是以“一张可以印钞票的执照”形容其巨大的市场潜质。

林福坤(Lin Fu-Kuen )

Epogen®

红细胞生成素 (EPO) 是一种由人体肾脏自然分泌的荷尔蒙,用于刺激红血球的再生,帮助人体的器官组织正常运转,但慢性肾衰竭患者、接受化疗的患者会因EPO减少而严重贫血。

Epogen ® 问世前,对于治疗肾性贫血并无有效治疗方法,患者需每2~3周定期接受输血或男性荷尔蒙治疗,但并非理想的疗法,比如:输血会增加感染风险;男性荷尔蒙疗法会导致肝功能受损等。在生物基因工程技刚刚兴起的20世纪80年代,林福坤博士加入了美国安进 (Amgen) 。虽面对人力不足、资金短缺等种种压力,但终究还是研发出历史上最成功的基因工程药物之一Epogen® (依普定 ® ) 。

这是全球第一代红血球生成激素刺激剂 (ESA) ,也是安进的第一款生物基因工程药物:利用了DNA重组技术复制大量红细胞生成素,进而注入体内,可减少肾病患者输血次数及并发症。

优异的临床疗效令这款药物仅花费三年半的时间便获批上市,2006年销售额达到峰值126亿美元,造福了无数的贫血患者。安进也因此从濒临破产的初创公司,一跃成为美国生物科技的巨头,并获得美国国家技术勋章 。在全球ESA市场中,安进公司处于绝对领先地位。

黄馨祥(Patrick Soon-Shiong)

Abraxane®

紫杉醇 (Paclitaxel) 是一种从红豆杉中提取的天然产物,50多年来一直被广泛应用于治疗多种实体肿瘤。20世纪90年代,当时的第一代紫杉醇Taxol ® 有一个非常明显的缺陷:由于制剂中含有一种赋形剂14 (Excipient)—— 聚氧乙基代蓖麻油 (Polyoxyl 35 castor oil) ,会有2%~4%的概率造成严重过敏反应,因此患者需在化疗前注射皮质类固醇或抗组织胺等抗过敏药物。

黄馨祥博士是一位出生于南非、后移民于美国的华裔医生,他渴望在紫杉醇的剂型上寻找突破,因而创办了阿博瑞斯生物科技公司 (Abraxis Bioscience) ,采用蛋白纳米颗粒转运技术 (nab) ,即是将紫杉醇和人血白蛋白经高压震动技术制成纳米颗粒。这种剂型除了不会造成严重过敏反应外,还能促进药物进入肿瘤细胞内,增强疗效。

历经近10年,黄博士及团队终于开发出了白蛋白紫杉醇 (Abraxane ® ) ,并在2005年被美国FDA批准用于乳腺癌治疗;2012年被批准用于不能进行化疗或治愈性治疗的转移性非小细胞肺癌的一线治疗;2013年被批准联合吉西他滨用于转移性胰腺癌的一线治疗。由于安全性及疗效比Taxol®更佳,Abraxane ® 在上市后大受市场青睐,截至2015年已在全球40多个国家获准临床应用。

2017年Abraxane ® 的全球销售额达9.9亿美元,并在随后几年维持在每年10亿美元左右。

2010年,Abraxis以29亿美元的价格被新基公司 (Celgene) 收购,黄博士也在该年以55亿美元身家在《福布斯》全美富豪榜上名列第60名,成为美国华商首富。

何大一(David Ho)

鸡尾酒疗法

艾滋病 是一种由人类免疫缺陷病毒 (HIV) 引起的重大传染病,由于病毒可以攻击人体免疫系统,患者往往会感染各种疾病或罹患肿瘤,死亡率极高。自1981年出现首个病例以来,AIDS已夺取超过3000万人的性命。

在艾滋病被发现之初,医学界对其了解甚少,也缺乏有效的医治对策,单药或二联抗病毒疗法虽可延长患者存留期,但药效有限、毒副作用严重,因此当时AIDS几乎被视为绝症。

直至1995年终首现曙光,随着蛋白酶抑制剂 的问世,何大一教授发现了“鸡尾酒疗法” ( HAART) ,也为目前公认的爱滋病治疗最佳方法。

HAART为采用3种或3种以上的抗病毒药物联用,每一种药物具有不同的作用机理或针对HIV病毒复制周期中的不同环节,从而可最大限度抑制病毒的复制,以及避免单一用药产生的抗药性。

HAART的广泛应用使死亡率快速从100%大幅降低到20%,延长了患者感染后的存活时间。

1996年,何教授被美国《时代周刊》评选为年度风云人物,是自20世纪60年代以来首位当选的科学家。同年,美国《科学》杂志将鸡尾酒疗法评为最有影响的十大科研突破之首。

2002年,何教授以每年1美元的象征性价格,将他领衔的艾伦·戴蒙德爱滋病研究中心 (Aaron Diamond AIDS Research Center) 疫苗制造专利技术转移给中国,希望能为中国的爱滋病防治工作献力。

2018年全球抗HIV病毒药物市场规模高达340亿美元,预计到2023年将进一步增长至468亿美元,年均复合增长率为6.0%。

卢煜明(Dennis Lo)

无创DNA产前检测

卢煜明教授现任香港中文大学医学院副院长、港科院院士。他所开创的“无创性产前诊断技术” (NIPT) ,被《麻省理工科技评论》 (MIT Technology Review) 评为2013年十大突破科技之一。

2016年,他因NIPT的研究荣获首届“未来科学大奖” (Future Science Prize) 的生命科学奖,并连续3年 (2016—2018年) 获《自然-生物科技》 (Nature Biotechnology) 选为“全球20位顶尖转化研究科学家”。2021年,英国皇家学会公布卢教授为年度生物学科“皇家奖章”得主,是该奖项成立近200年以来首位华人得奖者。

1997年,卢教授发现孕妇外周血中存在游离的胎儿DNA,为NIPT技术的重要理论基础。NIPT的原理:通过采集孕妇血液,结合二代测序技术,判断血液中胎儿染色体序列是否正常,进而用于唐氏综合症等基因疾病的筛查。

传统产前诊断主要以血清学筛查为主,若检测出高危,则需进一步通过羊水穿刺等侵入性方法确认。但这些方法存在较多瑕疵,如:血清学对于唐氏综合症的检出率仅70%、羊水穿刺存在0.3%的流产风险。

相比之下,NIPT通过抽血采样,检出率高达99%以上,且更为安全有效,目前为全球产前诊断的首选方法,被90多个国家广泛采用,每年有超过700万名孕妇受惠。2020年全球NIPT市场规模为34.8亿美元,预计将于2028年达到131.6亿美元,年复合增长率为18%。

除了唐氏综合症,卢教授团队还透过分析母体血浆中的微量DNA,成功破解胎儿的全基因组图谱,及早预测多种遗传病。

目前,团队正致力将血浆DNA测序技术应用至癌症检测,主要研究包括鼻咽癌早筛。

陈列平(Chen Lieping)

PD-1/PD-L1

陈列平教授是全球抗癌免疫疗法的先驱。20世纪90年代,他在梅奥诊所工作时,首次证明了PD-L1免疫球蛋白样分子的过度表达可保护肿瘤细胞逃逸免疫反应。

此后,他阐明了通过单抗可阻断PD-1/PD-L1的结合,加强人体的抗癌能力。2006年,他在约翰霍普金斯医学院 开发出PD-L1的生物标志物,并开启了PD-1抗体的首次临床试验。

陈教授的研究成果为癌症提供了革命性的治疗途径。PD-1/PD-L1抗体疗法在多种恶性实体瘤中均证实有效、总体安全性优于传统细胞毒性药物、具有广泛的适应症潜质,具有很高的临床及商业价值。

截至2020年9月,全球已有10款靶向PD-1/PD-L1的单抗获批上市,其中6款在美国获批,可治疗17种不同癌症类型,以及两项不限癌种的适应症;另约有4400个PD-1/PD-L1单抗项目处于临床试验阶段。

2017年全球PD-1/PD-L1抑制剂市场规模已达到101亿美元,成为历史上最快上市及最畅销的肿瘤药物之一,预计2022年将进一步达到364亿美元,年复合增长率为29.3%。

陈教授因在PD-1/PD-L1领域的发现享誉业界。2014年,他获得了国际免疫学威廉·科利奖 (William B. Coley Award) 。2017年,他获得了华伦·阿尔珀特奖 (Warren Alpert Foundation Prize) ,也为继简悦威、屠呦呦后第三位获得该奖的华人科学家。2018年,他获得了癌症关爱巨人奖 (Giants of Cancer Care) ;虽于同年与诺贝尔生理学或医学奖失之交臂,但他为世界抗癌作出的贡献已远远超出了奖项的意义。

张锋(Zhang Feng)

基因编辑技术 CRISPR-Cas9

张锋博士为目前麻省理工校史上最年轻的华人终身教授,他最著名的研究工作为CRISPR-Cas系统的发展和应用,为目前最热门的新兴基因编辑技术之一。他也因此被《自然》杂志 ( Nature ) 评为2013年年度十大科学人物之一,2016年获得了加拿大盖尔德纳奖 (Canada Gairdner Awards) 。

CRISPR-Cas是一种分布于细菌和古细菌基因组中的免疫系统,可对抗病毒入侵,它的原理是利用插入到基因组中的病毒DNA (CRISPR) 作为引导序列,通过CRISPR相关酶 (Cas) 来切割入侵病毒的基因组物质。张博士于2011年开启了对CRISPR-Cas9的研发,2013年在《科学》杂志 上发表,证明了这项技术可应用于哺乳动物细胞基因的编辑,为后续推动CRISPR-Cas基因编辑技术发展铺下了坚实基础。

CRISPR-Cas技术具有巨大的社会价值,在健康领域的应用已取得诸多突破,包括:构建衰老模型、编辑爱滋病病毒、剪切乙型肝炎病毒等,可形成更有效的疗法及药物。相比于ZFN与TALEN等以往的基因编辑技术,CRISPR-Cas技术的优势为:简单、精准、成本低廉、使用范围广等。

全球CRISPR基因编辑市场2018年已达5.5亿美元,预计到2023年将进一步增至31亿美元,年复合增长率为33%,为基因编辑技术市场中发展最快的技术。

目前,张博士所创建的Editas Medicine (EDIT.US) 公司 专注于利用CRISPR-Cas系统进行药物开发,适应症涵盖眼部疾病、杜氏肌肉营养不良症、神经系统疾病等多项基因疾病。此外,该公司也与艾尔建 (Allergan) 合作开发了全球首个进入临床试验的CRISPR基因编辑疗法,用于治疗一种导致失明的罕见疾病——Leber先天性黑蒙10型 (LCA10) 。

《生命科技投資啟示錄 -- 捕捉下一隻獨角獸》

柳達 等 著

END

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