曲贝替定：源自海洋的首款抗肿瘤药物传奇

　　在医药研发的漫漫征途中，总有一些创新成果如璀璨星辰般闪耀，曲贝替定便是其中一颗。作为首个来源于海洋的抗肿瘤药物，它的诞生与发展历程充满了探索的艰辛与突破的惊喜。

　　海洋探索：海鞘研究引发关注

　　上世纪八十年代末，当时还在攻读博士学位的海洋生物学家Brian Bingham，每月都会踏上前往佛罗里达群岛的旅程。在环绕小岛的红树林里，生长着他长期研究的海洋生物——海鞘(sea squirts)，这里无疑是研究海鞘的绝佳之地。

　　海鞘在红树林根系上繁衍生息。Bingham小心翼翼地用荧光粉色带子标记树木根系，以便下次能精准找到。他每月都会为根系拍照，记录海鞘群体在该区域的变化情况。

　　然而，一次意外的发现打破了这份平静。当Bingham将小船停靠在岸边时，竟看到一群潜水员正忙着打捞海鞘，并将其装入袋子。这让他十分疑惑，毕竟当时了解加勒比海鞘(Ecteinascidia turbinate)这种生物的人并不多，为何突然有这么多人开始在红树林里搜集它呢?

　　抗癌曙光：曲贝替定的诞生历程

　　早期筛选与发现

　　上世纪五六十年代，美国国家癌症研究所开展了一系列筛选项目，旨在探寻植物和海洋生物的生物活性，加勒比海鞘提取物的生物活性筛选便是其中一部分。1969年，科学家首次发现加勒比海鞘的乙醇粗提物具有抗肿瘤活性。但由于当时技术条件有限，海鞘素(ecteinascidins)的分离和结构鉴定工作，在多年后才得以完成。

　　关键分离与作用机制

　　1990年，伊利诺伊大学的KL Rinehart实验室从加勒比海鞘中成功分离出六种海鞘素，其中曲贝替定的提取产率最高，不过也仅有0.0001%。后续研究发现，曲贝替定的作用机制十分独特。与紫杉醇、艾日布林通过抑制微管发挥作用不同，曲贝替定能结合DNA来阻止细胞分裂。具体而言，两个稠合的四氢异喹啉环可与DNA小沟的特定序列相互作用并共价结合，使DNA双螺旋结构出现异常，干扰TC - NER系统中XPG蛋白的正常功能，进而诱发DNA双链断裂，最终导致细胞死亡。

　　专利转让与早期提取困境

　　大约在1994年，西班牙制药公司PharmaMar从伊利诺伊大学购买了曲贝替定的专利权。随后，他们尝试从养殖的海鞘中提取曲贝替定，养殖了250吨加勒比海鞘。但由于分离纯化过程极为复杂，这种提取方法的产率极低，每吨加勒比海鞘中只能提取不到一克的曲贝替定。尽管临床前研究所需的曲贝替定数量不多，养殖提取能满足当时需求，但1997年，随着PharmaMar决定将曲贝替定推进至临床研究阶段，大规模养殖海鞘以获取足够化合物供应成为必然。

　　全合成突破：化学家的智慧结晶

　　全合成尝试与成功

　　曲贝替定独特的三维分子结构，一直吸引着化学家们的目光。与此同时，Rinehart也在思考如何实现该化合物的全合成，于是请求哈佛大学的化学家E. J. Corey帮忙。1994年，Corey让实验室的博士后David Gin尝试进行全合成研究。两年后，Gin成功完成了这一艰巨任务。Corey曾评价曲贝替定全合成的成功是一次壮举，这项研究也让Gin在学术领域声名远扬。该全合成策略于1996年在JACS上发表，合成路线将曲贝替定的化学结构分成四个片段，利用曼尼希反应构建化合物骨架结构，全部合成路线包含36步，总收率为0.72%。之后，哈佛大学将全合成相关专利卖给了PharmaMar，对于PharmaMar而言，若没有全合成的成功，后续的临床开发将举步维艰。

　　临床研究推进与供应难题

　　临床前动物模型实验显示，曲贝替定具有广泛的抗肿瘤活性。不过，在临床前研究阶段，研究人员并未发现软组织肉瘤对曲贝替定的敏感性。但在临床I期研究中，研究人员发现软组织肉瘤患者使用曲贝替定后能产生应答或病情稳定，临床II期研究也进一步证实了曲贝替定对软组织肉瘤治疗的有效性。然而，到了III期临床研究时，PharmaMar再次面临化合物供应的压力。Coley实验室提供的全合成路线虽能满足早期临床开发需求，但难以放大规模，难以满足III期临床及产品上市后的工业化生产要求。因此，PharmaMar不得不另寻药物合成方案。

　　半合成突破：新方案带来转机

　　高效合成方案的出现

　　1999年，PharmaMar的科学家Carmen Cuevas团队找到了高效的化合物合成方案。他们利用荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens)的生物发酵生产抗生素safracin B，该分子具有与海鞘素类似的稠环结构。以safracin B为起始原料，能极大简化Corey的合成路线。从safracin B出发，经过21步反应即可得到曲贝替定，总收率为0.96%。

　　获批上市与治疗新选择

　　基于safracin B的半合成策略，暂时解决了曲贝替定放大合成过程中的障碍，为其上市铺平了道路。2007年，曲贝替定(Yondelis)获得欧盟批准，用于治疗软组织肉瘤。软组织肉瘤发病率约为1.28/10万 - 1.72/10万，占成人全部恶性肿瘤的0.73% - 0.81%，占小于15岁儿童全部恶性肿瘤的6.5%。外科手术是治疗软组织肉瘤唯一可根治的重要手段，但仍有众多肉瘤患者需要化疗。例如，病理高级别的软组织肉瘤患者，初诊时10%已发生转移，即便肿瘤局部控制良好，术后仍有40% - 50%的患者会出现局部复发，大于50%的患者会发生远处转移。曲贝替定的上市，为蒽环类和IFO药物治疗失败的患者，以及不适合这些药物治疗的晚期软组织肉瘤患者，提供了新的治疗选择。2015年，曲贝替定获得FDA批准上市，用于接受过蒽环类药物治疗的不可切除或转移脂肪肉瘤或平滑肌肉瘤患者的治疗。此外，曲贝替定还在欧洲、加拿大等地区获得监管机构批准，用于治疗铂类药物敏感的复发性卵巢癌。

　　工业化困境：持续探索与突破

　　上市后的生产难题

　　尽管Cuevas团队在曲贝替定上市前通过半合成策略暂时解决了产品放大合成问题，但上市后其工业化生产仍面临诸多障碍，包括质量控制等技术难点尚未完善解决，这也是曲贝替定上市后全年产量维持在很低水平的重要原因。而且，safracin B的发酵单位低，产品稳定性差，每吨发酵液只能提取数百克safracin B，后续半合成反应路线仍超过20步，总体合成收率低于1%，该半合成策略仍有很大优化空间。如何提高总收率、缩短反应路线、减少保护基以及n - Bu3SnH等有毒试剂的使用，仍是工业化生产探索过程中亟待解决的问题。

　　专利与市场现状

　　曲贝替定的专利早已过期(WO1987007610)。无论是软组织肉瘤还是卵巢癌，曲贝替定在全球范围内都有巨大市场。但对于这种化学结构极其复杂的药物，即便是原研公司，在工业化生产方面仍面临诸多障碍，因此有能力克服重重困难、完成药物工业化生产的制药公司并不多。

　　行业探索与未来展望

　　博瑞生物医药是全球范围内极少数在该领域进行探索并克服工业化生产障碍的制药公司之一，近期将递交曲贝替定的DMF(drug master file)。许多来源于海洋的天然产物具有新颖的化学结构和独特的药理作用机制，但通过天然产物提取分离获取药物开发所需化合物往往效率低下。对于结构复杂的天然产物，化合物的全合成或半合成很可能是制约相关药物研发的关键因素。而且，即便打通全合成路线，药品上市后的工业化生产也往往需要克服诸多技术障碍。能够完成结构如此复杂的药物工业化生产，对制药公司而言绝非易事，但这也正是推动医药行业不断前进的动力所在。