諾獎(jiǎng)得主威廉·凱林:正參與HIF-1相關(guān)藥物研發(fā)

10月29日消息,王思聰越南后援會(huì)今天,第二屆世界頂尖科學(xué)家論壇在上海開幕,以“科技,為了人類共同命運(yùn)”為主題,本次論壇共持續(xù)4天:10月29日至11月1日。在本論壇上,2019諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)獲得者威廉·凱林發(fā)表了希佩爾·林道綜合征相關(guān)研究的演講。
希佩爾·林道綜合征(Von Hippel–Lindau disease,VHL綜合征),是一種罕見的常染色體顯性遺傳性疾病,表現(xiàn)為血管母細(xì)胞瘤累及小腦,脊髓,腎臟以及視網(wǎng)膜,其若干病變包括腎臟血管瘤,腎細(xì)胞癌以及嗜鉻細(xì)胞瘤等。

威廉介紹,腎病在發(fā)達(dá)國家很常見,基本分為遺傳性疾病和非遺傳性疾病兩種。在氧氣充足的條件下,HIF會(huì)降解,(注:缺氧誘導(dǎo)因子-1 ,即低氧誘導(dǎo)因子-1(hypoxia inducible factor-1,HIF-1)是1992年Semenza和Wang首先發(fā)現(xiàn)的,隨后確立了HIF-1的結(jié)構(gòu),珍娜賈米森并證明了其cDNA的編碼順序。)反之或VHL突變后,HIF會(huì)提高。另外,VHL編碼蛋白高度依賴于氧氣。那么VHL蛋白是不是和氧氣有關(guān)呢?
VHL基因編碼了一種可以預(yù)防癌癥的蛋白質(zhì),研究發(fā)現(xiàn),缺乏VHL功能基因的癌細(xì)胞表達(dá)了異常高水平的低氧調(diào)節(jié)基因。但是,當(dāng)VHL基因被重新引入癌細(xì)胞時(shí),氧含量又恢復(fù)了正常水平。這是一條重要的線索,表明VHL在某種程度上參與了對缺氧反應(yīng)的控制。
在美國,大概有兩百萬人患有慢性腎衰竭,通過基因敲出實(shí)驗(yàn),科學(xué)家發(fā)現(xiàn)小鼠肝臟重新激活了紅細(xì)胞生長機(jī)制。
由于紅細(xì)胞生成素表達(dá)水平下降,慢性腎衰竭患者常常?有嚴(yán)重的貧血。紅細(xì)胞生成素是由腎臟細(xì)胞產(chǎn)生的,對于血液內(nèi)紅細(xì)胞的產(chǎn)生起到關(guān)鍵作用。除此之外,這一氧氣調(diào)節(jié)機(jī)制在癌癥發(fā)生方面也具有重要作用。
在腫瘤內(nèi)部,這一氧氣調(diào)節(jié)機(jī)制被用于刺激血管生成并重塑新陳代謝,以便癌細(xì)胞實(shí)現(xiàn)大量增生。
目前,在大量的醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室和制藥公司都將注意力集中在開發(fā)相關(guān)藥物上,天天愛去看電影結(jié)果表明HIF-1抑制劑相關(guān)藥物對一些患者有較好療效,目前已經(jīng)有相關(guān)公司研發(fā)了相關(guān)抑制劑藥物,威廉表示他參與的一些公司研發(fā)的新藥已經(jīng)通過相關(guān)審查。
第二屆世界頂尖科學(xué)家論壇由世界頂尖科學(xué)家協(xié)會(huì)發(fā)起,上海市人民政府主辦,中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)指導(dǎo)。共設(shè)置了8大主題峰會(huì),65位諾貝爾獎(jiǎng),沃爾夫獎(jiǎng),拉斯克獎(jiǎng),圖靈獎(jiǎng),菲爾茲獎(jiǎng),麥克阿瑟天才獎(jiǎng)等全球頂尖科學(xué)獎(jiǎng)項(xiàng)得主,100余位中國兩院院士,世界優(yōu)秀青年科學(xué)家共同出席,深度對話。圍繞宇宙,空間,航天,光子,氣候,能源,生命,基因等將改變?nèi)祟惷\(yùn)的話題,打造人工智能算力算法,腦科學(xué)與神經(jīng)退行性疾病,創(chuàng)新藥研發(fā)與轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué),生命科學(xué),碳?xì)滏I與新化學(xué),新能源與新材料,黑洞與空天科技,經(jīng)濟(jì)與金融等主題峰會(huì)。(河雨)
以下為威廉·凱林演講全文:
我們最開始了解了 希佩爾-林道。╒HL),它是每3.5萬人就會(huì)影響一人,由于染色體3p25VHL抑癌基因突變失去了應(yīng)有的抑癌功能而造成的。它的影響會(huì)造成一些中樞神經(jīng)系統(tǒng),視網(wǎng)膜以及腎病,還有嗜鉻細(xì)胞瘤。為什么要強(qiáng)調(diào)腎病呢?因?yàn)槟I病在發(fā)達(dá)國家是一個(gè)非常大的死因。
看一下基因?qū)W研究結(jié)果,主要是由于VHL基因突變,有VHL病的綜合癥患者,可能母親或者父親把這個(gè)基因傳給了他們。要等到衍生性等位基因突變才會(huì)出現(xiàn)這樣的情況。
我們現(xiàn)在看一下非遺傳性腎病。VHL兩邊都突變了,跟遺傳性的VHL還是不一樣的,對于臨床醫(yī)生來說,VHL綜合癥腫瘤,它的血管生成能力是非常強(qiáng)的。左手邊是視網(wǎng)膜母血管細(xì)胞瘤,右邊是腎癌,通過影像學(xué)看到血管生成的情況非常嚴(yán)重。原因是患者生成的血紅細(xì)胞太多了,可以看到在血球容量計(jì)中的情況。
VHL蛋白質(zhì)肯定在氧氣感應(yīng)中是發(fā)揮作用的,我剛剛已經(jīng)講到了這些腫瘤會(huì)生成出紅細(xì)胞生成素或者EPO,正常的細(xì)胞沒有得到足夠的氧氣,腫瘤獲得了過多的氧氣,會(huì)不斷的增長。我們在想VHL是不是和氧氣感應(yīng)之間有關(guān)系呢?大家可能聽到過調(diào)節(jié)基因,包括GLUT1,是做葡萄糖攝取調(diào)節(jié)的。從其他研究者這邊學(xué)到,只有在氧氣充足情況下HIF才會(huì)降解,天天愛去看電影在這樣的復(fù)合體中可以看到,當(dāng)有氧氣的時(shí)候HIF會(huì)降解,當(dāng)氧氣比較缺乏的時(shí)候或者VHL出現(xiàn)突變以后,HIF就會(huì)比較多。
VHL蛋白怎么知道到底是有氧氣還是沒有氧氣呢?在2001年我們的團(tuán)隊(duì)和皮特團(tuán)隊(duì)告訴我們,VHL基因編碼蛋白的結(jié)合是高度依賴氧氣的,有氧氣的時(shí)候就會(huì)出現(xiàn)結(jié)合VHL蛋白結(jié)合。
最后我們做了一個(gè)HIF脯氨酰羥化酶反應(yīng),脯氨酰羥化酶會(huì)把HIF做一個(gè)標(biāo)記,然后進(jìn)行消除。氧原子是從周圍氧氣過來的,可以看到它的親和度也是非常低的。有很多基因成員,最重要是EglN1,又稱PHD2,它是非常重要調(diào)節(jié)器。
我們用小鼠做實(shí)驗(yàn),把EglN1進(jìn)行條件性滅活,可以看到小鼠耳朵變大,血管變多,它的血細(xì)胞達(dá)到80-90%。
這是家族性紅細(xì)胞增多癥和HIF之間的關(guān)系,家族性紅細(xì)胞增多癥可能是遺傳造成的。在這個(gè)模型中,所有EPN都是由肝臟生成的,這個(gè)其實(shí)并不讓人驚訝,因?yàn)椴溉閯?dòng)物EPO生成主要來源自肝臟。從胎兒期變成成人以后,EPO的生產(chǎn)會(huì)從肝臟轉(zhuǎn)移到腎臟。在這里也是有醫(yī)學(xué)應(yīng)用,比如至少有2000萬美國人有慢性腎衰竭,200-400萬美國人是有貧血癥,我們問自己到底能不能夠把肝臟EPO生成,在成人以后再重新激活呢?我們在實(shí)驗(yàn)室敲掉了3個(gè)EglN基因,我們把最后三個(gè)EglN都消掉了,發(fā)現(xiàn)EPO的生產(chǎn)大幅增加,秦昭襄王之子通過基因消除,肝臟EPO生成重新激活了,這是有相應(yīng)補(bǔ)償?shù)臋C(jī)制。
EglN1是可以用藥的,我提到的一些藥企已經(jīng)研發(fā)了相應(yīng)抑制劑,我跟發(fā)波兒靜(音譯)一起合作,創(chuàng)造了一個(gè)相應(yīng)的抑制劑。
這是透析前,慢性腎衰竭之前對于用口服EglN抑制劑來治療貧血,幾個(gè)月以后發(fā)現(xiàn)這些患者開始重新自己生成EPO了,重新開始生成自己的紅細(xì)胞和血紅蛋白。
最近我們發(fā)表了在中國做的兩個(gè)三期研究,確實(shí)是有一些經(jīng)濟(jì)利益。我去北京看了一下,這個(gè)藥是在北京進(jìn)行生產(chǎn)的,這個(gè)藥是在中國第一個(gè)批準(zhǔn)的,會(huì)在日本批準(zhǔn),接下來本月會(huì)在美國批準(zhǔn)。
我們通過研究VHL綜合癥患者發(fā)現(xiàn),VHL是腎癌很重要的第一步,但它不是充分條件。?看到從最開始慢慢演進(jìn)成腎囊腫,最后才變成腫瘤。要過好多年,甚至幾十年,囊腫才會(huì)變成腫瘤。因?yàn)樵谶@個(gè)過程中會(huì)有其他的基因突變,會(huì)把其他基因也涉及進(jìn)來。
腎癌,VHL還是很是重要嗎?20年前,我們發(fā)現(xiàn)HIF-2的抑制是PVHL抑制腎臟腫瘤的必須充分條件,我們要搞清楚HIF的角色,我們做了一個(gè)比較充分的實(shí)驗(yàn)。我們發(fā)現(xiàn),我們引入的HIF-2α是不能夠檢測到的,這些細(xì)胞重新能夠形成腫瘤了,如果我們把HIF去除掉,只剩下HIF-2α就沒有腫瘤,我們會(huì)發(fā)現(xiàn)用VHL抑制HIF確實(shí)是非常重要的。
這個(gè)只是對于HIF-2有特異性,我們在HIF-1中沒有看到這樣的效果,所以HIF-2才是真正的罪魁禍?zhǔn)住?/p>
我們今天早上已經(jīng)學(xué)習(xí)到了HIF會(huì)做各種各樣的調(diào)節(jié),20多年前很多藥企開始做VEGF血管內(nèi)皮生長因子抑制劑,這是其中一些藥物,好消息是已經(jīng)有很多藥物,壞消息是這些藥物不能完全治愈這些患者,它可以抑制一段時(shí)間,但是最后癌癥還是重新長回來了。
這是第一代HIF-2α抑制劑,很多人說這個(gè)蛋白質(zhì)是不可以用藥的,但是Kevin Gardner找到了能夠用藥的一個(gè)靶點(diǎn)。在西南大學(xué),他們對這個(gè)靶點(diǎn)做了一個(gè)結(jié)合,使得它不能夠和ARMT以及DNA進(jìn)行結(jié)合。
這是最近被默克收購一家公司,他們也研發(fā)了HIF-2α抑制劑,他們用了PT2399化合物,和先導(dǎo)化合物類似的。我們在小鼠做了一個(gè)實(shí)驗(yàn)發(fā)表了這篇文章,非常高興跟各位報(bào)告,這些已經(jīng)在臨床實(shí)驗(yàn)階段中了。這些是參加臨床實(shí)驗(yàn)的患者,標(biāo)準(zhǔn)保守治療方法以及標(biāo)準(zhǔn)治療方法都失敗了。可以看到,有很多患者確實(shí)在臨床實(shí)驗(yàn)中獲得好處,黑箭頭的患者是還在恢復(fù)患者,黃色星星患者是有部分或者完全對藥物回應(yīng),有些患者在臨床實(shí)驗(yàn)之前受到了很多治療。
我們也獲得VHL其他方面的支持,這些數(shù)據(jù)并不是官方數(shù)據(jù),在社交媒體上可以看到很多患者自己的分享,重慶科技學(xué)院信息門戶可能并沒有受到過同行評審,但是你可以看到有一些患者分享自己的體驗(yàn),他們對這個(gè)藥物的反映是非常好的。
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