1671年，荷蘭代爾夫特的一名公務(wù)員利用業(yè)余時間建造了當時世界上最好的顯微鏡。關(guān)鍵鏡頭部分由玻璃球自己手工拋光而成，分辨率高達1微米。相當于頭發(fā)直徑的1/50。如此高分辨率直到19世紀才被后人超越。掌握核心技術(shù)的科學家叫Antoine van Leeuwenhoek。他對微觀世界進行了全方位的觀察。

1678年，他在觀察人類精液樣本時發(fā)現(xiàn)了一種晶體物質(zhì)。直到250 年后的1924 年，科學家們才闡明了這種晶體的分子結(jié)構(gòu)。列文虎克發(fā)現(xiàn)的物質(zhì)是精胺，是多胺代謝的重要中間產(chǎn)物。

經(jīng)過近50年的研究，科學家們了解到，多胺是一類堿性小分子、含有多個氨基的長鏈脂肪族化合物，帶有正電荷，與核酸有很高的親和力。多胺在鳥氨酸脫羧酶的作用下被鳥氨酸催化合成腐胺，在S-腺苷甲硫氨酸脫羧酶的參與下進一步合成亞精胺和精胺。這類源自氨基酸的陽離子有機物廣泛存在于各種生物體中，是能促進細菌和細胞生長的重要代謝產(chǎn)物。

列文虎克于1678 年觀察到的磷酸精胺晶體。圖片來源：[1]

抑制多胺合成治療腫瘤

1971年，巴爾的摩癌癥研究所的科學家黛安·拉塞爾報告了一項令人驚訝的發(fā)現(xiàn)，即患有各種類型腫瘤的患者尿液中的多胺濃度顯著升高。該論文發(fā)表于《自然》，該期刊第1期分期《自然·新生物學》（后與《自然》重新合并）[2]。這一發(fā)現(xiàn)很快引起了腫瘤學家的注意，他們開始使用尿多胺水平作為檢測腫瘤的標志物。更進一步，他們希望能夠阻斷多胺的生物合成，希望這種方法可以用來治療腫瘤。

當時，合理的藥物設(shè)計是藥物開發(fā)的主流方法。在紐約，喬治·希欽斯(George Hitchings) 和他的實驗室助理格特魯?shù)隆ぐ＠?Gertrude Elion) 改進了化學藥物開發(fā)的試錯方法，設(shè)計出針對特定目標具有特定結(jié)構(gòu)的新藥。分子來實現(xiàn)阻斷。這一設(shè)計理念改變了醫(yī)學的面貌，因此他們共同獲得了1988年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。

合理的藥物設(shè)計方法強調(diào)將基本的生化和生理過程理解為特定的藥物靶點?；谶@一理念，希金斯和埃利恩設(shè)計了嘌呤類似物，隨后被用作抗腫瘤藥物和免疫抑制劑。遵循類似的概念，當理解多胺合成源自鳥氨酸脫羧酶催化時，鳥氨酸類似物可能與重要的代謝酶結(jié)合，從而不可逆地阻斷酶活性。

二氟甲基鳥氨酸（DFMO）是法國斯特拉斯堡梅雷爾研究所在此期間生產(chǎn)的，用于阻斷哺乳動物細胞中的多胺合成[3]。很快，法國和美國科學家發(fā)現(xiàn)DFMO在體外和體內(nèi)都具有抗腫瘤作用。在動物模型中可以抑制皮膚癌、結(jié)腸癌和其他腫瘤。

受這些成果的鼓舞，學術(shù)界于20世紀80年代啟動了一系列DFMO治療晚期腫瘤的臨床試驗。然而，從安全性和有效性的角度來看，兩者都失敗了。 DFMO治療腫瘤的療效非常有限，腹瀉、嘔吐、脫發(fā)、聽覺毒性等副作用也相繼出現(xiàn)。該藥物似乎不能用作抗腫瘤劑。

從抗腫瘤藥到“復(fù)活藥”

1974年，美國佩斯大學的賽勒斯·巴基(Cyrus Bacchi)致力于研究可引起錐蟲病的非洲錐蟲。錐蟲病是一種由采采蠅傳播的寄生蟲病，流行于非洲，可侵犯中樞神經(jīng)系統(tǒng)，俗稱“昏睡病”。在研究錐蟲的酶活性時，巴赫發(fā)現(xiàn)陽離子化合物可以取代鎂等金屬離子來提高酶活性。這種天然存在的含氮陽離子化合物是多胺。當時，錐蟲多胺代謝尚不清楚。

在導師Seymour H. Hutner 的鼓勵下，巴赫開始研究多胺合成及其在錐蟲中的功能。 1977年，巴赫在一次會議上得知DFMO已成功合成，他設(shè)法聯(lián)系了致力于開發(fā)DFMO作為抗腫瘤藥物的Merrell制藥公司。經(jīng)過溝通，梅雷爾研究所所長同意給他25克DFMO，用于錐蟲實驗。實驗結(jié)果令人鼓舞：攜帶布氏錐蟲的小鼠被治愈了。這項工作引起了寄生蟲學家的極大興趣，并為缺乏新療法的錐蟲病提供了一種新的解決方案。 1980年，巴赫在《科學》（《科學》）雜志上發(fā)表文章，介紹了他們在寄生蟲病治療領(lǐng)域的重要發(fā)現(xiàn)[4]。在文章發(fā)表之前，DFMO已被派往日內(nèi)瓦的世界衛(wèi)生組織（WHO），為進一步的臨床研究做準備。

1984 年，肯尼亞內(nèi)羅畢。在肯雅塔中心禮堂后面，Barchi 遇到了Simon Van Nieuwenhove，他是一名在蘇丹南部從事錐蟲病治療工作的臨床醫(yī)生，也是他將DFMO 從日內(nèi)瓦帶到蘇丹。對錐蟲病患者進行了該藥物的首次臨床試驗。 1983年有一個典型病例，一名55歲的婦女因錐蟲感染而昏迷。使用DFMO 僅一天后，她血液中的錐蟲就消失了。三天后她從昏迷中醒來，七天后完全清醒。 DFMO因此被非洲人民譽為“復(fù)活藥”[5]。 1990年，F(xiàn)DA（美國食品藥品監(jiān)督管理局）授予DFMO上市許可和孤兒藥地位，成為40多年來第一個治療錐蟲?。═rypanosoma brucei gambiense）的新藥。

賽勒斯·巴赫（Cyrus Bach），1977年至2006年擔任美國紐約佩斯大學哈斯金斯實驗室主任。圖片來源：[6]

“復(fù)活藥水”的復(fù)活

20世紀90年代，隨著大量制藥企業(yè)開始整合，一些新的制藥巨頭誕生。陶氏化學旗下子公司美樂陶氏公司與美國馬里恩實驗室合并。新成立的Marion Merrell Dow于1995年與Hoechst Marion-Rousseau合并成立Aventis，后來并入法國跨國制藥公司賽諾菲。

從利潤角度來看，DFMO 作為治療錐蟲病的商業(yè)產(chǎn)品并不成功。這種含氟化合物的合成需要大量資源，生產(chǎn)過程具有腐蝕性，藥物生產(chǎn)成本較高。受錐蟲病影響的國家每人每年在健康方面的支出可能不到10 美元。因此，在FDA批準DFMO治療錐蟲病后，Marion Merrell Dow提出了一項過渡計劃，以成本價向WHO供應(yīng)該藥物，直至該藥物在非洲國家獲得批準。在此期間，希望能夠找到第三方來接管該藥物的生產(chǎn)。然而，沒有其他制造商愿意接手DFMO的生產(chǎn)。 1995年公司再次合并后，決定停止生產(chǎn)DFMO，以降低成本、提高效率。該藥物的最終庫存被轉(zhuǎn)移給了無國界醫(yī)生組織，專利權(quán)也被轉(zhuǎn)移給了世界衛(wèi)生組織，盡管這兩個組織盡了最大努力，但仍無法找到制造商來接管。到2000年底，全球DFMO預(yù)計將在6個月內(nèi)耗盡。非洲的錐蟲病患者將再次無法治愈。

無論是研究腫瘤多胺的Russell，還是研究錐蟲多胺的Bache，都不會想到多胺合成抑制劑的供應(yīng)中斷問題會通過脫毛膏來解決。

一項調(diào)查顯示，超過4100萬美國女性希望去除多余的面部毛發(fā)，創(chuàng)造了一個潛力巨大的市場。 DFMO 的重要副作用之一是脫發(fā)。研究表明，局部應(yīng)用DFMO 可以抑制細胞功能并抑制毛發(fā)生長。百時美施貴寶以此為基礎(chǔ)開發(fā)了一種新的脫毛膏產(chǎn)品。 2000年，F(xiàn)DA批準其用于抑制毛發(fā)過度生長，成為第一個用于該適應(yīng)癥的處方藥。百時美施貴寶公司大力宣傳該藥，30 克藥膏的售價為54 美元。

大型制藥公司過于關(guān)注高收益的“生活方式”藥物，而忽視了發(fā)展中國家無利可圖的疾病治療方法。這引起了社會對企業(yè)責任的關(guān)注和討論。

2001年2月，《紐約時報》著名科學記者Donald G. McNeil Jr.在頭版報道了DFMO的生產(chǎn)現(xiàn)狀以及百時美施貴寶與WHO的聯(lián)系情況[7]。兩天后，美國電視史上播出時間最長、最成功的調(diào)查性新聞節(jié)目《60分鐘》采訪了肯尼亞首都內(nèi)羅畢國際醫(yī)療隊的醫(yī)療協(xié)調(diào)員米基·里徹醫(yī)生，講述了他是如何做到這一點的。醫(yī)生們在那里繼續(xù)尼文霍夫的工作。以及面臨的困難。非洲錐蟲病無法治愈，而發(fā)達國家卻為了追求美麗而使用相同的成分。

《紐約時報》和《60分鐘》通過多胺合成抑制劑將發(fā)展中國家的緊急醫(yī)療需求與發(fā)達國家的美容市場連接起來。新聞媒體的良知推動企業(yè)社會責任的追求。百時美施貴寶與世界衛(wèi)生組織達成協(xié)議，同意向無國界醫(yī)生組織和世界衛(wèi)生組織免費捐贈藥品。安萬特還同意繼續(xù)供應(yīng)DFMO 和其他抗錐蟲病藥物并向世衛(wèi)組織捐款。在新聞媒體的監(jiān)督下，私營企業(yè)、非政府組織和政府機構(gòu)合作，共同解決緊迫的公共衛(wèi)生問題[6][8]。

《60分鐘》 報告引起社會關(guān)注。圖片來源：alexanderstreet.com

治療神經(jīng)母細胞瘤

如今，多胺合成抑制劑似乎已經(jīng)找到了自己的適應(yīng)癥，DFMO在藥物清單中的地位似乎已經(jīng)被固定。但有趣的是，2023年底，DFMO在一種罕見腫瘤的治療中找到了自己的位置。五十多年后，Russell 和腫瘤學家以多胺合成為目標來治療腫瘤的愿望得到了解答。

神經(jīng)母細胞瘤（NB）是一種罕見的兒童神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤。在白人中，發(fā)病率為每百萬人9.7例。 NB的發(fā)病年齡很早，大多數(shù)發(fā)生在兒童時期。診斷時的中位年齡僅為18 個月。神經(jīng)母細胞瘤受許多遺傳因素的影響。常見的包括轉(zhuǎn)錄因子MYCN 的擴增、ALK 激酶的突變以及一些染色體變化。腫瘤可分為不同的風險類別。許多低危NB無需治療即可自行消退，但高危NB轉(zhuǎn)移率高，預(yù)后差。

在胚胎發(fā)育過程中，神經(jīng)管閉合后形成神經(jīng)嵴，神經(jīng)嵴細胞可以分化和遷移。大多數(shù)神經(jīng)嵴細胞遷移到背部并分化成交感腎上腺前體細胞，進一步形成周圍神經(jīng)系統(tǒng)。 NB起源于神經(jīng)嵴分化異常，因此腫瘤可發(fā)生于交感神經(jīng)系統(tǒng)的任何部位，以腎上腺髓質(zhì)和交感神經(jīng)節(jié)居多。高級別腫瘤常發(fā)生侵襲和轉(zhuǎn)移。由于病灶位置相對隱蔽，且患者年齡較小，NB常因腹部腫大或高血壓等原因被無意中發(fā)現(xiàn)，從而導致治療延誤。

神經(jīng)母細胞瘤的臨床表現(xiàn)。圖片來源：[9]

目前，NB的診斷有成熟的基于影像、病理、年齡、分化程度、基因組分析的風險分級系統(tǒng)。分級后將進行進一步處理。對于高危NB，目前的治療方法包括化療（包括清髓化療）、自體干細胞移植、分化治療、免疫治療等，這些方案已將NB的5年生存率從不足20%提高到50%。

這里的免疫療法與經(jīng)常報道的免疫檢查點抑制劑不同，并且是針對NB的。由于二唾液酸神經(jīng)節(jié)苷脂GD2幾乎在所有NB細胞表面均被鑒定出高表達，而正常組織中的表達水平很低，因此科學家利用抗GD2單克隆抗體對NB進行靶向治療，療效顯著。非常重要。無事件生存率提高20% [10]。 2021年，我國抗GD2單克隆抗體也獲批上市，目前已有兩款抗GD2單克隆抗體藥物上市。

盡管生存率顯著提高，但許多NB 患者仍會進展為復(fù)發(fā)性和/或難治性NB。這些患者的治療極其困難，長期治愈很少見，目前只有少數(shù)化療選擇。因此，科學家們正在努力通過將各種類型的靶向治療與這些化療治療相結(jié)合來進一步延長這些患者的生命。

在這些嘗試中，DFMO 再次出現(xiàn)。近一半的高危NB患者伴有原癌基因MYCN的高表達，引發(fā)NB腫瘤代謝模式的改變，使得該類NB在一定程度上依賴于多胺合成[11]。臨床前試驗中，DFMO被證明與多種臨床藥物聯(lián)合使用能夠協(xié)同殺滅NB[12]。因此，科學家提出，在常規(guī)治療后使用DFMO聯(lián)合化療可能會進一步延長這些復(fù)發(fā)和/或難治性NB患者的壽命。 2023年10月，《臨床腫瘤學雜志》發(fā)表了一項研究，抗GD2單克隆抗體免疫治療后繼續(xù)口服DFMO可顯著降低高危神經(jīng)母細胞瘤患者的復(fù)發(fā)風險并改善無事件生存期[13]。由于高危神經(jīng)母細胞瘤是一種罕見且難治的疾病，DFMO 的申請獲得了FDA 的優(yōu)先審查、突破性治療指定和孤兒藥指定。

2023年12月13日，基于這項研究，F(xiàn)DA批準DFMO用于降低成人和兒童高危神經(jīng)母細胞瘤患者的復(fù)發(fā)風險[14]。時隔50多年，DFMO又重返腫瘤治療戰(zhàn)場。列文虎克發(fā)現(xiàn)多胺已有350 年歷史。 50年前，科學家提出了抑制多胺合成來治療腫瘤的策略。在經(jīng)歷了發(fā)現(xiàn)新治療策略的興奮、臨床試驗失敗的挫敗、寄生蟲病的突破、因追求利潤而險些被拋棄，在美容市場上反復(fù)出現(xiàn)，如今終于被應(yīng)用到一類罕見腫瘤。這是一段傳奇的醫(yī)學史，是一代又一代科學家和臨床醫(yī)生不懈努力的成果。 DFMO 是一個有趣的例子。在治療神經(jīng)母細胞瘤（一種罕見的腫瘤）方面，仍有許多尖端療法正在探索中。

（作者楊云龍，復(fù)旦大學基礎(chǔ)醫(yī)學院細胞與遺傳醫(yī)學教研室教授、副主任，兼職中國細胞生物學與基因診斷學會醫(yī)學細胞生物學分會中國優(yōu)生科學會精準醫(yī)學分會；作者陶凌是復(fù)旦大學教授、大學公共衛(wèi)生學院研究員。疾病不斷改變著每個人的生命軌跡，但除了醫(yī)生和醫(yī)學研究人員，人們很少有機會了解各種疾病，《認病尋源》欄目將以一篇文章、一種疾病的形式，介紹認識疾病的過程、病因及其治療方法。關(guān)注醫(yī)學科學進步，了解現(xiàn)代醫(yī)學。）

參考：

1. Bachrach, U.多胺研究的早期歷史。植物生理生物化學，2010。48(7): p。 490-5。

2. Russell, D.H.人類癌癥患者尿液中多胺濃度增加。自然新生物學，1971。233(39): p。 144-5。

3. Metcalf, B.W. 等人，底物和產(chǎn)物類似物對哺乳動物鳥氨酸脫羧酶(E.C.4.1.1.17) 的催化不可逆抑制。美國化學會雜志，1978 年。100(8): 頁。 2551-2553。

4. Bacchi, C.J. 等人，多胺代謝： 是錐蟲的潛在治療靶點?？茖W，1980。210(4467): p。 332-4。

5. Ebikeme, C.復(fù)活藥的死與生。 PLoS Negl Trop Dis，2014。8(7): p。 e2910。

6. DFMO 故事?？蓮模?https://www.kidsforworldhealth.org/dfmo-story/獲取。

7. 化妝品可以治愈昏睡病。可從： https://www.nytimes.com/2001/02/09/world/cosmetic-saves-a-cure-for-sleeping-sickness.html 獲取。

8. Coyne, P.E. Jr.依氟鳥氨酸的故事。 J Am Acad Dermatol，2001 年。45(5): 頁。 784-6。

9. Maris, J.M.神經(jīng)母細胞瘤的最新進展。新英格蘭醫(yī)學雜志，2010。362(23): p。 2202-11。

10. Yu, A.L. 等人，抗GD2 抗體與GM-CSF、白細胞介素2 和異維A酸一起治療神經(jīng)母細胞瘤。新英格蘭醫(yī)學雜志，2010。363(14): p。 1324-34。

11. Hogarty, M.D. et al.ODC1 是MYCN 腫瘤發(fā)生的關(guān)鍵決定因素，也是神經(jīng)母細胞瘤的治療靶點。癌癥研究，2008 年。68(23): 頁。 9735-45。

12. Tai, L. 等人，CHAF1A 通過代謝重編程阻斷神經(jīng)元分化并促進神經(jīng)母細胞瘤發(fā)生。 Adv Sci (Weinh)，2021。8(19): p。 e2005047。

13. Oesterheld, J. 等人，Eflornithine 作為高風險神經(jīng)母細胞瘤的免疫治療后維持： 外部控制、傾向評分匹配的生存結(jié)果比較。 J Clin Oncol，2024 年。42(1): 頁。 90-102。

14. FDA 批準依氟鳥氨酸用于治療患有高危神經(jīng)母細胞瘤的成人和兒童患者?？蓮模?https://www.fda.gov/drugs/resources-information-approved-drugs/fda-approves-eflornithine-adult-and-pediatric-患者-high-risk-neuroblastoma 獲取。