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抗癌白金——铂类药物的发现趣史

2016年02月15日

作者:希波克拉底门徒

转载自微博:@希波克拉底门徒


我们经常会看到这样一幕暖人的画面:一位帅小伙单膝跪地,从兜里掏出一枚白金戒指,送给他倾慕的、交往已久的姑娘,并同时温柔地说道:“亲爱的,嫁给我吧!”姑娘很难拒绝这种请求,泪眼婆娑地回答道:“我愿意!”这对恋人便紧紧地抱在了一起。

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这个时候,一个看客会走上前几步,祝福这对恋人:“姑娘,你知道小伙子送给你的戒指意味着什么吗?那是白金,也叫铂,它的电解产物拯救了成千上万的癌症患者!(笔者注:金属铂本身不能抗癌)”这种“理聪”式的祝福,似乎会毁掉小清新好不容易营造起来的气氛。

但他的确说出了事实。

铂类药物,称为“抗癌白金”,可不是“脑白金”那种忽悠式的保健产品,而是货真价实的抗癌药物。它的发现,是一段非常有趣的历史。

顺铂不是第一个用来治疗癌症的药物,在它被发现之前,已有氮芥类药物、叶酸拮抗剂被用来化疗。但当时化疗的疗效是相当令人失望的,癌症不是很快就复发,就是很快产生耐药性。而且化疗更多的是针对急性白血病之类的非实体肿瘤。甚至有医学家断言,实体肿瘤是化疗的禁区。

顺铂的发现,彻底改变了这一切。

最早发现铂的电解产物,名字叫做顺铂,是一个铂和两个氯基、两个氨基的结合。


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顺铂


它是在1844年最先被都灵年轻的化学家米歇尔•派伦(Michele Peyrone)合成出来。早期科学家总喜欢给自己的发现起名,顺铂当时也被命名为不伦不类的“派伦的氯化物”。但直到1892年,顺铂才由苏黎世科学家阿尔弗雷德•维尔纳(Alfred Werner)搞清楚结构。限于科学的不发达,当时化学家们并不知道这玩意到底有什么作用。

派伦合成顺铂之后的120年,在地球另一边——美国,密歇根州立大学生物物理教授巴尼特•罗森伯格( Barnett Rosenberg)正在研究电场对于细菌分裂的影响。实验很简单,就是在大肠杆菌生长的电解质溶液里加上正负电极通电,最后观察细菌的分裂情况。实验一开始,就让罗森伯格教授大喜过望:细菌都停止分裂了。看来他的假设——电场能抑制细菌分裂是能够成立的。但是接下去几个月的研究,却让罗森伯格教授越来越失望:电场抑制细菌生长,仅仅是实验的假象。真正抑制细菌生长的原因,是铂电极在通电后产生的电解产物——顺铂,抑制了细菌的生长。

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巴尼特•罗森伯格(1926 – 2009)


令罗森伯格教授意想不到的是,他的失望却给癌症治疗领域以巨大的希望,科学家很快就把顺铂应用于癌症治疗领域的研究。科学家想的很简单:细菌是一种细胞,顺铂能抑制细菌分裂,那能不能也能抑制癌细胞的分裂、生长呢?

罗森伯格教授的发现是偶然的,其意义不亚于威廉•伦琴发现X射线,亚历山大•弗莱明发现盘尼西林。这些都是科学给人类的意外馈赠。

科学家先把顺铂做动物实验,发现对罹患肉瘤的S-180小鼠有效果。S-180小鼠是当时三类标准的癌症动物模型,另外两类分别是长着腺癌的CA-755,以及长着淋巴瘤的L1210。有趣的是,后来发现的另一类划时代抗癌药紫杉醇,只对CA-755、L1210有效。

1971年4月,顺铂在美国达拉斯的沃德雷分子医学研究所(Wadley Institute of Molecular Medicine)被用来治疗第一个癌症患者,显示了一些初步疗效。科学家可能是被试验性治疗结果的鼓舞,马不停蹄,在同年6月就开始了顺铂的临床试验。

经过5年的谨慎实验研究,1974年第一份顺铂抗癌临床证据才问世:顺铂对3/7的睾丸癌患者与7/19的卵巢癌患者有效。要知道之前化疗对这些实体恶性肿瘤的疗效是空白的,这简直就是从零开始的腾飞!结果令科学家兴奋异常。再结合后来发现的紫杉醇,两种药物同时使用,抗癌有效性提高到73%。直到今天,铂类药物加紫杉醇,是很多癌症的标准化疗方案。

但是,美国FDA并没有立即批准顺铂上市,因为它的副作用——肾毒性,又给科学家们泼了冷水。很多癌症病人在用顺铂之后产生肾功能衰竭,总不能治好癌症后肾脏报销了去做透析吧。降低剂量可以降低肾毒性,但是抗癌的疗效就也要降低了。除此之外,顺铂还有消化道副作用,表现就是恶心呕吐。

这个难题难不倒科学家们。1976年纽约的两名专家不约而同发布了对抗顺铂肾毒性的办法:大剂量的液体输入,利尿药的使用。原理很简单,就是稀释顺铂的血药浓度、加速顺铂的排泄,在保证顺铂的疗效同时降低肾毒性。治疗恶心呕吐也很简单,科学家到现在已经发明了很多止吐药,预防化疗引起的恶心呕吐。

于是乎,在解决这些副作用问题后,顺铂1978年先在加拿大上市,然后是美国,后来迅速推广到全世界。顺铂是治疗卵巢癌、睾丸癌、膀胱癌、肺癌、宫颈癌、头颈部恶性肿瘤以及食管癌、儿科肿瘤的主要化疗药物。

美国人在顺铂的研究中大出风头,同样作为癌症领域领头羊的英国也不甘落后。英国癌症研究所的夏娃•魏尔肖(Eve Wiltshaw)进一步研究了顺铂之后,发现了铂的另一类化合物卡铂。卡铂就是用一个环丁烷二羧酸取代了顺铂的两个氯基。


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卡铂


因为卡铂的环丁烷二羧酸比原来顺铂两个氯基有更好的稳定性,因此对肾脏的损害更小,同时又能对抗更多种类的癌症(注意,顺铂的抗瘤谱已经很广了),而疗效与顺铂接近。1980年代在英国首先开始卡铂的临床试验,并于1985年批准上市。

当然,卡铂也有副作用,最主要的是骨髓造血功能受到抑制,验血后会发现白细胞、红细胞或者血小板降低,白细胞降低容易诱发感染,红细胞降低就会出现贫血、缺氧,血小板降低会导致容易出血。所以化疗病人需要定期验血,及时纠正这三类血液成分的减少。

铂类药物,是科学给人类的丰厚馈赠。只有现代医学普照全球,人类才有可能最终战胜癌症。


参考文献:

1.D. Lebwohl and R. Canetta. Clinical Development of Platinum Complexes in Cancer Therapy: an Historical Perspective and an Update. European Journal of Cancer, 34(10):1522–1534, 1998

2. Lloyd Kelland. The resurgence of platinum-based cancer chemotherapy. NATURE REVIEWS, AUGUST 2007, 7:573


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评论
2016年03月01日
崔广阳
滕州市中医医院 | 神经内科
有趣
2016年02月15日
沈大夫
黄骅市人民医院 | 肿瘤内科
铂类尤其是顺铂治疗作用好,但是消化道反应太大
2016年02月15日
蒋大霖
黄骅市人民医院 | 内科
还是经典铂类老药比较好