上海科學家發現艾司氯胺酮作用機制 抗憂鬱「完美藥物」有望面世

上海科學家發現艾司氯胺酮作用機制 抗憂鬱「完美藥物」有望面世

上海科學家發現艾司氯胺酮作用機制,抗憂鬱「完美藥物」有望面世。(澎湃新聞)

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《中國科學報》15 日報導,英國權威科學期刊《自然-神經科學》14日發表中國科學院上海有機化學研究所研究員陳椰林課題組關於抗憂鬱症新藥的研究成果。這項「課題做了6年、投稿用了兩年多」的研究,發現了抗憂鬱藥物——艾司氯胺酮(Esketamine)的作用機制。審稿人評價這是一項「特別徹底的研究」,根據相關靶點和作用機制,研究人員有望開發出快速抗憂鬱且副作用更低的「完美藥物」。

據世界衛生組織統計,憂鬱症影響全球3億多人,但目前還缺乏有效的治療藥物。

目前,治療憂鬱症以百憂解爲代表的精神類疾病藥物爲主。但此類藥物見效緩慢,通常要持續服用3周以上才能判斷是否起作用,如果不起作用,還要嘗試增加劑量。

「有1/3的患者無論怎麼增加劑量或嘗試其他抗憂鬱藥物都不見效,試錯成本很高。」陳椰林說,「治療憂鬱症通常要服用半年以上,患者如果貿然停藥會產生戒斷反應。更重要的是,此類藥物不能緩解自殺傾向,有自殺傾向的患者反而不能服用。」

今年4月,中國國家藥品監督管理局批准的一款快速抗憂鬱藥物Spravato(艾司氯胺酮)鼻噴劑上市。這是中國首個獲批具有全新作用機制的抗憂鬱藥物,可快速緩解有急性自殺意念或行爲患者的症狀。

「實際上,氯胺酮在醫療系統作爲麻醉藥和鎮痛藥已經用了幾十年。」論文共同第一作者蘇桐慧說,氯胺酮由左旋和右旋兩個手性對稱分子以1:1的比例混合而成,艾司氯胺酮是其中的一個組分——右旋氯胺酮。

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2004年,科學家偶然發現艾司氯胺酮有快速抗憂鬱效果,可在兩三個小時內緩解憂鬱症狀,並且對難治性憂鬱症患者有效,還能緩解自殺傾向。

2019年,艾司氯胺酮獲准在美國上市。儘管該藥具有優異的快速抗憂鬱活性,但卻有致幻作用,還有一定的成癮性。這導致該藥被列爲管制藥物,必須在指定診所由醫生監護使用。患者通常要在醫院待兩三個小時,等幻覺消失後才能離開,造成了極大的用藥不便。

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「艾司氯胺酮是一種新的藥物作用機制,但人們並不清楚這個機制是什麼。」論文共同第一作者盧毅說,「因爲該藥偶然被發現有抗憂鬱效果,且人們不明確其作用機制,所以並未被優化過,副作用非常明顯。」

如何基於艾司氯胺酮的機制進一步開發副作用更小的快速抗憂鬱藥物,成爲該領域關注的焦點。但有兩個關鍵問題一直困擾着此類藥物的開發:一是艾司氯胺酮作用靶點不明;二是艾司氯胺酮的副作用與抗憂鬱活性機制是否相關,兩者能否分開。

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艾司氯胺酮在美國上市前,學術界就已經開始了關於其作用機制的研究。相關論文已在2005年正式發表,討論了氯胺酮的快速抗憂鬱活性。因爲長期從事穀氨酸受體方面的研究,這些論文引起了陳椰林的注意。

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2015年,陳椰林到中國科學院上海有機化學研究所生物與化學交叉研究中心建立自己的實驗室時,學術界對氯胺酮抗憂鬱活性機制的研究爭議頗大。一般認爲NMDA型穀氨酸受體是艾司氯胺酮抗憂鬱作用的直接靶點。尤其是GluN2B亞型NMDA受體被廣泛認爲是直接作用靶點。然而,多個靶向GluN2B的選擇性抑制劑在臨牀開發中均未獲得理想結果。因此有報導認爲,艾司氯胺酮的作用機制與NMDA受體根本沒有關係,甚至有人認爲真正起作用的活性成分並非艾司氯胺酮本身。

「靶點和藥物作用機制是藥物開發的評判標準,而藥物開發領域的原創性發現主要來自對機制和靶點的確認。」陳椰林說,「各種理論衆說紛紜的一個原因是此前的機制研究主要基於藥理學方法,很難排除藥物脫靶效應,對於靶點本身的研究也很有限。遺傳學方法雖然研究週期長,但可以得出明確結論,不必擔心藥物可能帶來的脫靶效應。」

基於這些想法,陳椰林團隊開始用遺傳學手段解析艾司氯胺酮,通過敲除實驗小鼠潛在靶點的方式,探究藥物的抗憂鬱活性。這需要開展確定靶點、培育轉基因小鼠、測試抗憂鬱活性等一系列工作。顯然,這是個費錢、耗時、需要傾注大量精力的「笨辦法」。

選擇不走捷徑的研究方案,讓陳椰林團隊付出了巨大艱辛。團隊在初期實驗中屢屢碰壁,直到後來做完全部實驗才發現,前期依據主流理論作出的預測幾乎完全錯誤。

爲此,陳椰林付出了8年多時間。這讓陳椰林頗爲感慨:「做研究時有很多細節必須『摳』得很清楚,有時候光靠閱讀文獻遠遠不夠,因爲如果你的發現跟主流觀點一致,說明你的研究沒有取得突破。」

多年深耕讓研究人員不僅明確闡釋了艾司氯胺酮的抗憂鬱靶點和作用機制、在神經科學領域頂刊發表了理論文章,還同步進行了新藥研發。

2017年,陳椰林在實驗中敲除小鼠的一個潛在靶點後發現,氯胺酮的抗憂鬱活性消失了,但致幻活性還在。

時隔六七年,陳椰林回憶起當時的情景仍難掩興奮,他說:「因爲如果抗憂鬱活性和致幻活性不能分開,就意味着我們無法把副作用去除,也永遠開發不出更好的藥物。」

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「這個發現讓我們確信方向對了,剩下的都是細節問題,把它弄清楚就行。」論文共同第一作者付朝穎說。目前,陳椰林所在中心已獲得有快速抗憂鬱效果且沒有副作用的「小分子」化合物,並在模式動物中證實了效果。

「相關藥物研發有望明年進入臨牀試驗階段。」陳椰林說,「讓我們一起期待一款造福數億人的抗憂鬱症新藥正式面世。」

相關論文資訊:https://www.nature.com/articles/s41593-023-01436-y

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