來源:文匯報(bào) 時(shí)間:2013-02-22 20:21:17 熱度:1050
抗腫瘤抗生素鏈黑菌霉素在上世紀(jì)七八十年代,曾被作為抗癌藥應(yīng)用于臨床試驗(yàn),但因?yàn)樗亩靖弊饔脹]能進(jìn)入臨床應(yīng)用??茖W(xué)家一直希望能破解它的抗癌機(jī)制或者是獲取它的衍生物。日前,上海交通大學(xué)微生物代謝國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室林雙君研究小組通過對包含48個(gè)獨(dú)立基因的較為龐大的鏈黑菌素生物合成基因簇的基因解析,闡明了鏈黑菌素的復(fù)雜的生物合成途徑,實(shí)現(xiàn)了抗腫瘤抗生素鏈黑菌素及其類似物的高效生物合成,有望對癌癥治療藥物的研發(fā)帶來新的曙光。相關(guān)成果發(fā)表在《美國化學(xué)會(huì)會(huì)志》上。
昔日良藥“揚(yáng)長避短”
據(jù)介紹,鏈黑菌素是由一株絨毛鏈霉菌所產(chǎn)生的抗腫瘤抗生素,它具有廣譜的抗腫瘤活性,特別對惡性淋巴瘤、慢性淋巴細(xì)胞白血病和慢性粒細(xì)胞白血病具有較好的臨床療效。該藥在上世紀(jì)七八十年代,曾被稱為抗癌良藥應(yīng)用于臨床實(shí)驗(yàn),但最終在臨床上沒有得到廣泛應(yīng)用。
林雙君研究員解釋說,關(guān)于鏈黑菌素有兩個(gè)關(guān)鍵詞:一是活性,二是毒性。它的活性是與癌細(xì)胞作斗爭的利器,而毒性則是它在臨床應(yīng)用的致命缺陷。在對白血病等惡性腫瘤的過程中,通過鏈黑菌素與(腫瘤細(xì)胞)DNA的結(jié)合,干擾并抑制DNA和RNA的合成,選擇性地誘導(dǎo)DNA的斷裂和降解。鏈黑菌素還有強(qiáng)烈的抗病毒活性,能夠誘導(dǎo)溶源性細(xì)胞,并對多種細(xì)菌和真菌生長具有抑制作用。雖然活性突出,但在進(jìn)入二期臨床實(shí)驗(yàn)時(shí),因其明顯的毒副作用而被迫終止研究。
林雙君研究員稱,通過對鏈黑菌素的生物合成研究,可以做到“揚(yáng)長避短”。通過對基因的操作,產(chǎn)生突變菌株,改變其原來結(jié)構(gòu),然后通過發(fā)酵條件優(yōu)化和合成途徑優(yōu)化,產(chǎn)生鏈黑菌素的類似物或中間體?!埃ㄐ庐a(chǎn)物)活性提高,毒性卻大幅降低,這為鏈黑菌素藥物的二次開發(fā)提供了新的機(jī)會(huì)?!?br />
基因技術(shù)發(fā)揮作用
基因組測序技術(shù)為生物合成機(jī)制的研究提供了更多的信息。林雙君研究員帶領(lǐng)研究小組首先克隆了鏈黑菌素潛在的抗生素基因簇,定位出鏈黑菌素的生物合成的48個(gè)獨(dú)立基因編碼,再通過生物技術(shù)獲得了其中17個(gè)基因的突變菌株,分離鑒定了12個(gè)與鏈黑菌素生物合成相關(guān)的化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu),提出了鏈黑菌素生物的合成途徑的模型。
在這一過程中,還揭示了多個(gè)新穎或關(guān)鍵的酶催化反應(yīng)的分子生物學(xué)機(jī)制。該項(xiàng)研究為抗生素藥物新穎酶催化反應(yīng)基因的挖掘,并利用合成生物學(xué)等前沿生物技術(shù)創(chuàng)造新的結(jié)構(gòu)衍生物奠定了工作基礎(chǔ)。林雙君研究員稱,這是首次在基因水平實(shí)現(xiàn)鏈黑菌素的生物合成途徑的解析。
林雙君研究員課題小組通過基因工程技術(shù)獲得的一個(gè)鏈黑菌素類似物,不僅在抗癌活性上比目前臨床使用的抗癌藥物高很多,其毒性上也比原始鏈黑菌素降低了約5倍。因此,這個(gè)類似物在臨床應(yīng)用方面,對治療淋巴瘤、白血病、鼻咽癌等疾病將有更大的優(yōu)勢。
瞄準(zhǔn)工業(yè)化生產(chǎn)
未來新藥物的價(jià)格,也是研究小組關(guān)注的重點(diǎn)。鏈黑菌素標(biāo)準(zhǔn)品的價(jià)格非常昂貴,1毫克化合物需要約900元人民幣,而它的類似物要4000元人民幣。這個(gè)價(jià)錢對普通家庭來說,是一個(gè)很大負(fù)擔(dān)。
降低用藥成本,就需提高產(chǎn)量。林雙君研究員提出通過基因工程手段來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量的提高。以前,這個(gè)有前景的類似物是由另一株鏈霉菌產(chǎn)生的,并且產(chǎn)量極低?,F(xiàn)在,他們的研究成果可以達(dá)到約200毫克/升發(fā)酵液。這個(gè)產(chǎn)量比原始產(chǎn)生菌高出幾十倍,但遠(yuǎn)沒有達(dá)到林雙君研究員的目標(biāo)。
林雙君研究員給自己制定了“兩步走”的目標(biāo):一是繼續(xù)扎根基礎(chǔ)研究,通過分子遺傳學(xué)操作和蛋白功能重建,解析鏈黑菌素形成的酶學(xué)機(jī)理,同時(shí)獲得更多的鏈黑菌素類似物。二是預(yù)計(jì)在兩到三年內(nèi),使這個(gè)鏈黑菌素類似物產(chǎn)量提高到1克/升或以上。
“到那時(shí),工業(yè)化規(guī)?;a(chǎn)也就有了可能?!绷蛛p君研究員表示,美國加州一家藥業(yè)公司已和他取得聯(lián)系,表達(dá)了合作開發(fā)的意向。(記者姜澎)
(責(zé)任編輯:秋彤)
2025-07-03
2025-07-03
2025-07-03
2025-07-03
2025-07-03
2025-07-02