人种与医药

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  科学家在人类种群基因组方面的知识与日俱增,这些知识对于研发药物能提供什么帮助呢?
  
  美国大约500万名心力衰竭症患者可能成为医药业一项重要变革的参与者。心脏病科医生开始根据一个不寻常的新准则,来为病人处方开出一种被很多人认为非常有前途的新药。这个新准则就是:病人是黑人还是白人。
  治疗心力衰竭的新药,BiDil,是由麻省列克星敦的小制药公司NitroMed研发出来的(BiDil已经被FDA批准上市一编注)。专家指出,如果这种新药获得认可,它将成为第一种以特定人种群体为销售对象的药物。尽管目前,美国医生也经常为不同肤色的病人开出不同药物的处方,但BiDil的临床试验方式、FDA对它审查的方式、以及它被推销的方式都是打破传统的。同时,它已经导致了医生们、遗传学家和社会学家发生激烈的争论。争论的议题包括:有什么生物学论据能够证明应该研制这类所谓基于人种的药物,这类药物对社会的影响,以及药物研发商该如何处理那些与地球上不同种群间基因差异有关的数据。
  最重要的是,对医学而言,按人种将人类概括地分为几大类是否真的有益处?这样做是否有助于更详细地分析基因?这场争论非常有必要,因为生物医学领域的研究人员们已经开始识别出不同种群间细微的基因差异,也已经找到一些很有启发性的初步线索,将有助于了解为什么不同种群往往对药物有不同反应。最值得注意的是,由知名基因组研究员组成的国际组织——国际人类基因组单体型图计划(IntemationalHapMap Project)——正在检查某些DNA组块在不同种群中出现的频率,以便对基因差异进行分类。该组织之所以进行这一研究及其他相关的研究,其目的就是要为医生和药物研发者提供有效的工具,让他们能更准确地预测不同病人会对药物的反应。当然,想要完全了解不同种群见到基因差异,以及这些差异如何导致不同种群对药物有不同的反应,还需要研究多年才能实现。
  现在,我们来看看NitroMed公司和它的BiDil。BiDil是一种根据黑人和白人在药物反应上的差异研制出来的药片。有人指出,这是制药业针对个别人种的高科技营销行为,目的是向特定的消费群大力推销其药物。但另外一些人(包括医生)则反驳说,BiDil和其他正在研发的基于人种的药物可以说是一种捷径(尽管还有待改进),让医生可以根据病人的基因差异来处方更有效、更安全的药物。他们指出,在有更详细的基因组信息可供参考之前,医生只能根据常识来判断病人属于什么人种。
  本身也是医生的乔治敦大学法学教授格里格·布洛克(M.Gregg Bloche)说:“为不同人种研制不同药物这种做法非常有前途。很明显,那是未来的发展方向之一。”但他也指出,利用人种间差异作为捷径进入这一未来发展方向,必定会遇到各种各样的风险。
  批评BiDil的人说,问题在于,虽然一个种群的基因模式与该种群的共同祖先及地理环境有关,但传统上所说的人种是指由于社会因素而形成的群体,与生物学因素或基因因素没有多少关联。华盛顿特区霍华德大学美国全国人类基因组学中心的流行病学家兼代理主任查尔斯·罗蒂米(CharlesRotimi)说:“只向黑人推销BiDil是一个笨主意。那是一个使用了与基因因素无直接关联的社会标签来将种群对药物的反应分类。这种做法忽略了种群基因组学的复杂性和微妙性,把遗传学与人种混为一谈。”
  这场关于BiDil的争论,如今已变得更引人注目,因为有令人信服的证据显示,对许多心力衰竭症患者来说,这种药能挽救他们的生命。目前,美国有500万人患有心力衰竭症,其中约72.5万是非裔美国人。证据显示,就整个种群而言,非裔美国人对某些常规的心力衰竭症药物(例如血管紧张素转化酶抑制剂等)反应欠佳。而几乎所有证据都表明,BiDil对大部分的美国黑人患者有良好的疗效。
  2004年,NitroMed公司在1050名非裔美国人身上,对BiDil进行了一项名为A-HeFT的临床试验,但这项试验在中途就停止了,原因是试验的结果证明,BiDil对病人极有疗效。因此,专家认为,如果继续不让那些在试验中服用安慰剂的病人服用这种新药,在道德上是说不过去的。参加试验的病人都一直在服用多种常规的心力衰竭症药物(有些人服用十几种之多),但他们在其混合药物中加入了BiDil之后,死亡率降低了43%。达拉斯得克萨斯州大学西南医学中心的心脏病学家、A-HeFT的调查员克雷得·扬西(Clyde Yancy)说:“当一种药物能将病人的死亡率降低这么多,它一定会引起医学界的注意。对一种重要的疾病产生如此显著的疗效,它应该有更多的机会。”
  
  另一种病
  
  这种现在被叫做BiDil的药物,起先并不是一种针对人种的药物。它经历过一个漫长又曲折的过程,才终于演变为今天的样子,并成为一场关于这类药物的激烈争论的中心。另一方面,这一过程多多少少也反映了科学家们为了寻找更有效的心力衰竭症疗法曾如何屡遭挫败。
  目前在美国,心力衰竭症普遍得几乎像流行病,每年有多达50万个确诊的新病例。在各种主要类型的心血管疾病中,只有心力衰竭症的发病率与日俱增。此外,自1979年以来,这种病的死亡率上升了一倍多。过去10年中,尽管制药业研发了多种医治心力衰竭症的新药,但病人能存活5年以上的比例一直低于50%。
  在心力衰竭症疗法领域中,BiDil的研发者杰·科恩(JayCohn)是一位德高望重的人物。用BiDil来为非洲裔美国人医治心力衰竭症这种疗法就是他发明的,而他也已经为这种疗法申请了专利。科恩是明尼苏达州州立大学的心脏病学教授,同时兼任该校拉斯穆森心血管疾病预防中心的主任,也是美国心力衰竭症学会的创办人,参加过多种心力衰竭症新疗法的里程碑性临床试验。
  上世纪70年代,当时的科恩是一位胸怀远大的年轻心脏病科专家,他决心要寻找某种有效的心力衰竭症疗法。他说,当时根本没有什么药物能显著改善心力衰竭症的病情。医生通常为病人开洋地黄(一种能增强心脏的收缩能力、已经沿用了200年的药物)及利尿剂,以缓解液体潴留的情况。可是,这两种药都不能扭转病人的命运。科恩说:“病人只会渐渐病入膏肓,直到死亡。”
  为了改变这种状况,科恩和他的同事们试验用静脉内药物疗法来为病人松弛动脉。他们相信,这种方法能使动脉恢复通畅,减轻心脏的负担。1980年,他们发明了一种口服药物疗法,让病人同时服用两种化合物,其中一种能帮助血管扩张,另一种则能够提升人体内氧化氮的水平(氧化氮被认为是天然的血管扩张剂)。然后,这些心脏病科专家开始在十几家美国退伍军人医院里对640名病人进行研究,以评估这种疗法对心力衰竭症患者的疗效。
  研究结果表明,这种混合药物疗法似乎能略微减低病人的死亡率。于是,美国各个不同的心脏病学组织(包括美国 心脏协会)开始建议医生们,让那些对其他疗法反应欠佳的病人接受这种疗法。1991年,科恩和同事们在退伍军人医院里完成了第二次试验。这次试验的目的是,比较他们的混合药物疗法与另一种新药依那普利(Enalapril)的功效。依那普利是一种血管紧张素转化酶抑制剂,能使血管扩张。
  1996年,北卡罗来纳州的小型药品公司Medco Research向科恩购买了生产上述混合药物的特许权,然后向FDA申请批准其上市。这时,混合药物中的两种药物已被合并成为单一的药片,并被命名为BiDil。然而,FDA的顾问小组认为,缺乏足够的证据证明,BiDil对心力衰竭症有疗效,所以,没有批准它上市。
  其后不久,BiDil转变为一种基于人种的药物卷土重来。1999年,科恩和几位同事审查他们以前在美国退伍军人管理局医院所做的研究,并重新分析数据。科恩说:“我们忽然发现,和白人相比,黑人的疗效要显著得多。”虽然,科恩如今仍认为BiDil应该对任何人都有效,但研究中的数字显示,平均而言。药物在白人身上产生的疗效很小,小得甚至在统计学上可以说毫无意义。然而,在黑人身上,这种药物在首次研究中将死亡率减少了47%(在后来的A-HeFT试验中,死亡率减少了43%),而在第二次研究中,白人对依那普利的反应好过对BiDil的反应,但许多黑人对依那普利的反应很差。对这些黑人而言,BiDil与第一次试验一样,显示出更有疗效。
  科恩说,其实,这些结果不应令人感到意外。他指出,那时候,其它的一些研究也显示,血管紧张素转化酶抑制剂在黑人身上产生的疗效比不上在白人身上产生的。此外,还有证据表明,白人和黑人对治疗高血压的药物有不同的反应(高血压是导致美国黑人罹患心力衰竭症的主要原因)。不过,科恩承认,没有人知道为什么BiDil对黑人有更大的疗效。他说: “我不会假装了解所有的因素,也不会认为那是一种必然性的差异。但总体而言,黑人和白人的反应显然是不同的。”
  一个可能的原因是:BiDil的有效性取决于心力衰竭症的起因。心力衰竭症可以由许多种不同的因索引起,包括曾经的心脏病发作和长期高血压问题。此外,有一些专家相信,BiDil对于由高血压引致的心力衰竭症最有疗效,无论患者是黑人还是白人,情况都是如此。
  如果这种猜想成立,它将有助于解释为什么黑人和白人对BiDil的反应有差别。美国黑人中患有高血压的比例很高,而有50%以上患有心力衰竭症的黑人是由于高血压引发的。另一方面,大部分白人心力衰竭症患者(约占70%)的致病原因是心脏病发作或慢性心脏病。
  为什么黑人容易患上高血压呢?科学家至今尚未能找到原因。有些研究将其归咎于环境因素,另有些研究则认为,似乎与某些基因变体有关。扬西说,使问题变得更复杂的原因是,有一些证据显示,基因因素会导致高血压对黑人体内的组织造成更大的伤害,使黑人因此更容易患上心力衰竭症。
  扬西说:“在心脏病科专家看来,无论致病的原因是什么,发生在黑人身上的心力衰竭症可以说是另一种病,因为它本身的表现有异于其他人的心力衰竭症。”他指出,和白人相比,黑人心力衰竭症患者的发病年龄较轻,对现有疗法的反应较差。BiDil之所以会对黑人患者特别有帮助,部分原因是它能改善氧化氮不足的问题,而使用氧化氮的能力较差正是许多美国黑人的通病。
  其实,如果BiDil对高血压性心力衰竭症患者非常有效,它应该也能为成千上万其他族裔的美国人带来好处。毕竟,氧化氮不足问题并非只出现在黑人患者身上。扬西说,他确信BiDil不仅对美国黑人有效,对其他种群的病人也有效。科恩说:“最理想的是,让医生能够为所有已经被诊断有氧化氮不足问题的心力衰竭症病人处方BiDil。但不幸的是,如今还没有任何能帮助检验出这一问题的简单试验。”因此,就目前而言,根据人种来推断病人是否有这种问题,无疑是一种虽不完善却仍可取的方法。
  
  强加的差异
  
  对许多批评BiDil的人而言,这正是可争议之处。他们质问道,有什么医学上的理由能证明医生应该根据广大种群的平均反应来做出可能影响个别病人生命的临床决定呢?更重要的是,怎么能根据一套被大多数科学家认为没有多少遗传学基础的人种分类来做医学决定呢?
  FDA用以评估临床试验的准则承认,美国至少有5种不同的种群,即美国印第安人或阿拉斯加土著、亚裔美国人、黑人或非裔美国人、夏威夷土著或其他太平洋岛民,以及白人。这些种群中的每一个都拥有本身的社会传统、文化传统和祖传血统,然而,科学家几乎找不到任何独特的基因模式,可以证明它们是互无关联的种群。传统的种群可能基于社会上、经济上或政治上的原因而形成,大多数遗传学家都质疑,它们的形成是否与生物学因素有任何关联。甚至有一些被普遍认为只会在某些特定人种中出现的疾病,也常常出现反常的情况。例如,许多人认为镰刀型细胞贫血症是一种“黑人病”,侵袭整个地中海地区及非洲。但出人意料的是,这种病在希腊某些地区也非常流行,而非洲南部的黑人却不携带会导致这种病的基因特征。
  配备了新型基因分型工具的种群遗传学家和研究人员们通常对传统的种群分类并不重视,相反,他们致力于识别基因变体的模式,特别是单核苷酸的多态现象(SNP)。所谓SNP,即染色体上某个特定位置的一个单核苷酸出现变体。研究人员发现,这种情况在某些种群中非常普遍。他们还发现,SNP通常在一种叫做单元型(Haplotype)的基因组块中发生。目前,国际人类基因组单体型图计划正在对几个不同的种群进行研究,记录某些特定基因组块的相对频率。这些种群包括中国的汉族人、尼日利亚的约鲁巴人、日本人,以及有北欧或西欧血统的美国人。该组织发现,虽然这些种群的某一特定SNP基因块往往会出现相同的变体(通常是每一基因块有几个版本,而这些版本在所有种群中都可以发现),但某一特定版本的相对频率在不同种群中却有差别。
  与此同时,各种权威科学期刊也刊载了许多相关的研究报告。这些研究的目的都是试图证明,某种医学状况与一些可以在某些特定种群中发现的基因变体有关联。例如,有一篇发表于《美国流行病学学报》的研究报告指出,黑人妇女比白人妇女更可能携带几种与增强炎性反应有关的基因。
  有一项发现对于预测病人对药物的反应特别有用。那就是:在不同的种群中,某些与人体内几种主要代谢酶相关的基因变体可能有不同的频率(这些代谢酶对药物在人体内如何分解很有影响)。美国杜克大学种群基因组学和药物遗传学中心的主任、人类基因学家大卫·戈尔茨坦(David Goldstein)说,事实上,在42种已被发现与药物反应有关的基因变体中,有2/3在欧洲裔和非洲裔的种群中出现不同的频率。他说:“初步的结论是,这些变体会导致这两个种群在对相关药物的反应上出现差异。”尽管这一结论显然过于简单化,但这些变 体确实表明了遗传学能帮助推断药物对不同种群的疗效。
  到目前为止,根据种群遗传学的发现来处方药物这种做法仍处于起步阶段。而且,各方面对这种做法仍然颇有争议。美国霍华德大学的罗蒂米说,问题出在不应该将有关基因组模式的复杂数据强行塞进传统的人种类别中。他指出,根据人种来推测药物的反应是不妥当的,以BiDil为例,科学家至今仍未找到任何相关的遗传学证据,来证明应该只为黑人处方这种药。
  实际上,尽管将来BiDil很可能被当作一种只向美国黑人推销的药物上市,专家们却几乎一致地认为,这种药也能挽救无数其他种群心脏病患者的生命。许多专家指出,真正重要的是,怎样可以更准确地推断这种药对哪些病人有疗效。NitroMed公司声明,它正在寻找某些重要的基因标记和其他标记,用来帮助推断哪些非非裔美国人也能从BiDil受益。当然,要找到这些标记可能需要花费许多时间和金钱。
  戈尔茨坦说“如果A-HeFT临床研究结果确实令人信服,那么这种药应该获得认可。但更重要的问题是,FDA应该要求些什么?”他认为,FDA有必要制定一套能准确识别什么类型病人将可以从BiDil得益的全面性分析方法。“FDA不应该过于信赖制药公司的信誉,那样做是不明智的。它必须多方质疑。”他指出,非裔美国人是“非常多样化”的,而这就意味着BiDil可能只对他们中的一小部分人产生疗效,使NitroMed的潜在客户群因此缩小。此外,要在一个人种多样化的群体中查明什么类型的病人将可以从BiDil得益,将需要花费许多资源。戈尔茨坦说:“如果你认为制药公司会愿意在它们得不到多少商业利益的领域花费金钱,那你太天真了。”
  戈尔茨坦指出,如果FDA最终批准BiDil上市,它在批准文件中如何措词将非常重要。他说:“如果FDA说这种药对黑人有效、对白人无效,那它就大错特错了。它必须明白,黑人并不是一个独特的种群。要确定某种药会对什么类型的病人有疗效,以人种作为准则永远是不可靠的。如果你没有其他数据,以人种作为临时准则是无可厚非的,但不应视之为终极准则。”
  诸如此类的忧虑反映了人种因素在现代医学中仍然扮演着一个模糊的角色。甚至那些支持BiDil的人也同意,他们只是在利用人种作为一种基本方法,以推断什么人可以从这种药物得益。扬西指出:“人种因素非常不可信赖。最重要的是,必须继续努力寻找其他方法来识别什么群体对BiDil反应最佳,而不是仅仅停留在人种的层次上。另一方面,科学家很久以前便观察到,由于一些复杂的原因,包括生物学原因和社会原因,不同人种的健康情况会有差异。我们有责任查明,为什么会有这些差异存在。”他相信,不同种群在药物反应上的明显差异,能为生物医学领域的研究人员提供很好的机会,去进一步了解各种与疾病和药物反应有关的因素及机制。他说:“人种因素只是一个方便的立足点。你必须明白它代表的是什么。”
  
  反对声音
  
  对许多美国科学家来说,他们之所以要研究各种导致人种间差异的因素,主要是因为美国的各个不同种群在健康方面确实存在着不少令人忧虑的差别。这些差别之中,有很多也许可以归因于卫生保健服务的享用机会及经济因素。但值得注意的是,大多数现有的药物都经过临床试验,而试验对象大多数是白人。因此,如果不同人种在对药物反应上存在着遗传性的差异,这些差异可能导致不同人种间健康状况的差别增大。
  旧金山加州大学的医学及生物药物学助理教授艾斯特班·冈萨雷斯·伯查德(Esteban Gonzalez Burchard)向来快人快语,但在解释他的研究时,他似乎一下子变得严肃起来,说话也慢了。他的研究的主题是:为什么拉美裔美国人患哮喘病的比例会特别高?为什么他们对哮喘病药物的反应会如此不同?在美国,波多黎各裔人比任何其他种群更容易罹患哮喘病,而且,他们对主要的哮喘病药物阿布特诺(Albuterol)通常反应欠佳。相反,墨西哥裔人中患哮喘病的比例很低,而且药物能对他们产生良好的疗效。为什么会出现这样的情况?这是一个谜,也是一个关系到成千上万人命的公共卫生难题。伯查德说:“波多黎各裔的孩子如果服用阿布特诺,所得到的疗效远远比不上其他族裔孩子们的。
  和基因组学中许多其他领域的研究一样,伯查德的研究仍处于开始阶段。他面临的挑战清楚地反映了一点:要测定人种差异在疾病中所扮演的角色是非常困难的事。拉美裔美国人在文化上和社会上都非常多元化。例如在遗传方面,他们兼具了非洲人、欧洲人和美洲土著的血统,且血统的混合情况各不相同。伯查德正在设法查明,某一特定种群中每一个有相同祖先的群体的相对差异(例如,和波多黎各裔人相比,墨西哥裔人具有较少的非洲祖先遗传特征),希望借此找出某些特定的基因因素。
  不久前,伯查德识别出了一种似乎与波多黎各裔人对阿布特诺反应欠佳有关的特定基因变体。在墨西哥裔人身上,这种基因变体似乎对阿布特诺的效力毫无影响。虽然这一发现似乎不够明确。难以令人信服,但它已使伯查德得到启发,并想到,导致人种差异的因素有很多仍然未被识别出来。伯查德说,这一点非常重要,虽然他还没有找到证据,但他已经知道有这些证据存在。
  伯查德说,研究人种差异能比研制BiDil创造更大的机会。不同种群间的健康差别是非常宝贵的线索,能帮助科学家找出一些关键性的基因和环境因素,从而设计出更安全、更有效的药物。最重要的是,必须根据这些线索追查下去。他说:“我们已经看到了不同种群间存在着人种差异,不应视而不见。不幸的是,人种是一个政治敏感话题,肯定会招致反对声音。不过,研究人种差异确实能为人类带来很大的好处,我们不应因为担心有人反对就踟躇不前。”
  那么。通过BiDil去开始理解人种、医学和遗传学之间的关系,是不是一个正确的途径呢?关于这一点,科学家还在争论之中。明尼苏达州哈姆林大学(Hamline University)的法律学教授强纳森·卡恩(Jonathan Kahn)撰写过许多有关BiDil发展史,及相关法律问题的文章。他断言,制药公司之所以会决定只向黑人销售这种药,主要是由于商业与专利权上的原因,而不是医学上的原因。他指出,如果FDA同意这种药只适用于黑人,那就等于赞同了一个错误的观念,即:人种差异完全是遗传的。
  大部分关于BiDil的争论都表达了一个信息,那就是:是否批准这种药物上市应该交给公众决定。没有人认为这种药仅仅会对非裔美国人有疗效,也没有人佯称,已经识别出了一些仅仅在黑人患者身上出现、和这种药物的疗效密切相关的特定基因因素。事实上。和种群类别本身难以界定一样,什么病人群体将可以从BiDil得益也很难界定。然而正因为如此,分歧出现了:利用人种作为权宜之计,是否值得呢?只为黑人处方这种药丸,是否可能导致人们很容易对黑人的遗传特征产生误解呢?
  如何可以在医学权宜之计和社会后果这两者间取得最佳平衡呢?这肯定不是一个容易回答的问题。BiDil是一种基于人种的药物,它的真正危险在于,它有可能导致人们误以为最要紧的是识别出病人是黑人还是白人,而不是进行复杂的基因组研究,来识别不同种群对药物的反应和对疾病的易感性。
其他文献
目的:构建结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis, Mtb)中ATP依赖的酪氨酸蛋白酶蛋白水解亚基(ATP-dependent caseinolytic proteaseproteolytic subunit,ClpP1)的原核表达