他们提出“第一性原理”,设计合成原创新药
原创候选药物Linafexor(CS0159)。
■本报见习记者 江庆龄
“这可能是我这辈子做的最重要的工作。”徐华强是中国科学院上海药物研究所(以下简称上海药物所)研究员,同时也是在G蛋白偶联受体(GPCR)研究领域颇有声望的科学家。什么样的工作让他给出了如此高的评价?
过去10年间,徐华强团队联合上海药物所研究员李佳团队,针对代谢功能障碍相关脂肪性肝炎(MASH)、原发性胆汁性胆管炎(PBC)、原发性硬化性胆管炎(PSC)等胆汁酸相关肝病的治疗,走出了一条从原始理论创新到临床研究的扎实路径。他们创新提出“药物设计第一性原理”,并据此设计合成原创候选新药Linafexor(CS0159)。目前,CS0159已获得美国食品药品监督管理局(FDA)孤儿药资格及突破性疗法认定,Ⅱ期临床研究已完成,Ⅲ期临床正在推进中。
相关成果近日发表于《自然》。审稿人评价:“这些发现支持了一种受时间药理学启发的第一性原理范式,即通过工程化设计给药时机,使治疗干预与人体天然代谢节律相匹配。”
从失败中追问源头
生物医药领域有个经典的“三十定律”——新药研发耗时约10年、投入达10亿美元,进入临床阶段的候选药物成功率不足10%。胆汁酸类新药研发领域目前尚无一款药物成功上市。
胆汁酸是人体内的“清洁剂”,负责消化脂类营养,也是一类代谢信号分子。FXR则是一类重要的胆汁酸受体,像调控胆汁酸浓度的“总开关”,长期被视为治疗胆汁酸相关肝病的重要靶点。
然而,过去20多年间,这个看似明确的靶点却难以取得突破。结合多年工作经验,徐华强作出判断,“问题可能出在源头”。
长期以来,制药界追求“长半衰期”。业内普遍认为,半衰期长和成药性好相对应,且药物在体内停留时间长,可以减少服药次数,对患者来说更便利。但徐华强认为,传统的制药经验只适用于部分疾病和靶点,人体许多生理过程本质上是节律性、脉冲式的,胆汁酸就是典型例子。进餐后,胆汁酸水平短暂升高,空腹时又迅速回落。在此过程中,FXR这个“总开关”随之一开一合,维持胆汁酸的合理浓度。
“正如久居兰室而不闻其香,如果药物长期停留在体内,相当于一直按住‘开关’不放,短期看影响可能不大,长期看则会导致受体逐渐失灵,甚至加重病情。”徐华强告诉《中国科学报》。
做出一款“短半衰期”新药
Linafexor正是团队跳出传统思维框架设计得到的。
时间回溯至2016年,徐华强团队与李佳团队联合开展FXR靶向药物研发。双方发现多款候选药物分子药效优异、安全性良好,但体内半衰期仅为半小时,这一现象成为团队后续重点研究的方向。
他们通过优化已有结构母核,并引入新的基团,最终设计得到了非胆汁酸类小分子FXR激动剂Linafexor。晶体结构解析显示,Linafexor像一把精细打磨的钥匙,严丝合缝地嵌入FXR的“锁孔”中,并通过氢键和疏水作用稳定结合,把受体锁定在开启状态。
更重要的是,Linafexor还具有及时“抽身”的能力。进入体内后,它能短暂、强效激活FXR,随后迅速被代谢清除,从而实现与天然胆汁酸波动同步的脉冲式FXR激活,避免了因“长期疲劳”而失灵。这一结论在小鼠、大鼠、犬、猴等多个物种中均得到了验证。
然而在成果转化过程中,半衰期短却直接“劝退”了很多药企。徐华强考虑再三,决定自主创业。
这是一套和基础研究完全不同的逻辑体系。“没有完整走过从实验室到临床Ⅰ期、Ⅱ期甚至Ⅲ期,就不会真正理解新药研发的艰苦。”徐华强感叹。
对此,李佳深表赞同。他告诉记者:“很难说这项工作中最主要的‘卡点’是什么,因为每推进一步,都离不开科研人员的经验、技术和平台支持等。”
支撑团队继续向前的是那些被反复验证的实验结果。
在MASH、肝纤维化、PBC、PSC等多种动物疾病模型中,Linafexor均显著改善了肝损伤、炎症与纤维化指标。值得一提的是,团队将给药方式从脉冲式改为持续给药时,动物出现了严重的全身毒性。徐华强将之比作给干旱的菜地浇水,浇了适量水后把水龙头关上,作物恢复生长,但如果水龙头一直不关,菜地就会被淹坏。
临床试验结果令人惊喜。
在美国完成的Ⅰ期临床试验中,Linafexor的人体数据与设计预期一致。口服后,药物被迅速吸收、清除,半衰期不到1小时。同时,血药浓度随剂量成比例增加,且几乎不受进食影响。对于FXR类药物历史上的“老大难”问题,Linafexor组则未出现1例药物相关不良事件。
此外,Linafexor已在PBC与MASH两项Ⅱ期临床研究中取得积极结果。初步数据显示,该药在这两个适应证中均展现出明确的疗效,并具有突出的安全性表现。
“两项Ⅱ期临床研究的详细结果将另行专文发表。”徐华强透露,目前Ⅲ期临床研究正在开展。
用“第一性原理”重新理解新药研发
徐华强和李佳认为,这项工作更大的贡献是提出了一种新的药物设计理念。他们将其概括为“药物设计第一性原理”:健康是一种动态的生理稳态,疾病是这种稳态被打破,理想的药物应当恢复并强化正常的生理节律而非将其打破。
“也可以理解为道法自然,即让药物顺应身体节律发挥作用。”李佳告诉《中国科学报》。
换言之,无论是以往侧重追求长半衰期的研发思路,还是团队此次采用的脉冲式给药方案,都能归于此框架下,关键在于疾病本身的特点。
比如,对于抗感染、抗病毒药物,治疗目标往往是尽可能压制病原体,肿瘤治疗也可能需要持续、强力地抑制癌基因信号,此时长半衰期的思路是合理的。而在代谢、免疫、神经等许多调节性系统中,人体依赖动态平衡和周期性反馈维持健康,药物如果追求更久的效果则可能偏离治疗目标。
事实上,随着对生命系统认识的不断深入,药学领域一些曾被视为准则的经验也被不断修正。徐华强认为,这和生命科学的发展阶段直接相关。人类虽然已经完成基因组测序,知道人体有两万多个编码基因,但这些基因和蛋白如何相互作用、如何在不同空间和时间尺度上被调控等,仍然未知。
“目前生物医药仍处于石器时代。”徐华强指出,与高度可预测的工程系统相比,医药研发仍面对大量“黑箱”。
“生物医药领域充满无限潜力。”在李佳看来,正因为未知足够多,生物医药也蕴含着更多机会。
当前,中国创新药发展进入新阶段。国家药品监督管理局公开信息显示,2025年我国创新药对外授权交易总金额超过1300亿美元,授权交易数量超过150笔;我国在研新药管线约占全球30%,位列全球第二。
“这代表全球生物医药‘蛋糕’越做越大,中国创新药正深入全球产业链。”李佳补充说,“在切实解决民众用药需求、推动国内生物医药产业高质量发展的同时,为全球病患贡献更多中国方案,是科研攻关的重要方向。而实现这一切的根基是基础研究。只有从底层原理上取得突破,产出真正‘从0到1’的原始创新成果,才能破解当前难以解决的问题。”
李佳进一步指出,新药研发的原始创新,主要涵盖原创理论、原创技术与原创新药三大维度。“我们希望‘第一性原理’作为原始创新的基础理论,为全世界医药行业从业者提供参考。”
“我们期待Linafexor成为首个落地的成功案例,也希望见证未来全球有更多成果问世。”徐华强表示。
相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41586-026-10633-1