来源 刘大可先生

北京即将授权落地 辉瑞公司出品的帕罗韦德(Paxlovid),这是新冠的特效药,及时服用,重症率和死亡率可以降低85%以上,对于50岁以上人口,重症率可以降低50%,死亡率可以降低75%。虽然每盒的售价高达2980块钱,但没办法,现在真病需要真药了。

说起来,这个药的生化机理并不复杂, 一个高中理科生就能轻松了解。


(资料图片仅供参考)

图1是新冠病毒对人体细胞的感染周期,你只需注意左边靠下的②号框就可以:

新冠病毒是一种RNA病毒,它的遗传信息刻录在一条正义RNA上,可以直接用作信使RNA,劫持人细胞的核糖体,“翻译”出病毒必须的蛋白质来。

*“翻译”这一步需要人细胞的核糖体,只是图上省略了,没有画。

但是众所周知的,RNA作为遗传物质并不稳定,连长度都很有限,所以RNA病毒都会进化出非常精炼的遗传信息,让RNA编码尽可能的短,新冠病毒也不例外:

新冠病毒需要很多种蛋白质才能完成感染周期,但它们的 RNA 没有 给这么多的蛋白质 分别编码,那会非常浪费存储空间,而是囫囵着编码了一个很巨大的蛋白质,和一个专门切割这个蛋白质的酶,称为“3C样蛋白酶”(3C-like protease)——如图2,这一大团灰色东西,就是3C样蛋白酶。

3C样蛋白酶像瑞士军刀一样,有11个“刀口”,能把那个很大的蛋白质精确地切成几个碎片,这些碎片再重新组合,就变成了冠状病毒感染周期所需的各种蛋白质。

而帕罗韦德(Paxlovid)的主要成分,奈玛特韦(Nirmatrelvi),也就是图2里彩色的小分子,不偏不倚,刚刚好,能把这个3C样蛋白酶活活卡死,让它不能发挥功能。

图3是奈玛特韦的分子结构。

这样一来,冠状病毒即便进入了细胞,劫持了你的核糖体,翻译出了蛋白质,也无法获得有功能的蛋白质,无法完全感染周期了——就好似拿着一堆不锈钢的肉罐头,却被没收了开罐器,活活急死。

另外,帕罗韦德是一种组合药,除了奈玛特韦,还有另一种主要成分,利托那韦(Ritonavir,图4),它原本是一种治疗HIV的药物,原理和奈玛特韦是一样的。

就是说,HIV也是RNA病毒,也像冠状病毒这样,编码一个很大的蛋白质,再用蛋白酶把它切开。

如图5,蓝色和绿色的组合就是HIV蛋白酶,红色是它的催化中心,那个彩色的小分子就是利托那韦,一下就堵死了这个酶。

但在帕罗韦德里面,它的功能是抑制肝脏里的几种酶:众所周知,肝脏是人体的“化工厂”、“解毒中心”,可以合成千变万化的酶,把血液中来历不明的物质统统分解掉,包括我们需要的 奈玛特韦。而 利托那韦 刚好可以把肝脏里的这几种酶暂时“卡住”,让 奈玛特韦 短时间内无法被分解,这样,奈玛特韦 就能在更长的时间内维持药物浓度,充分发挥抑制病毒的功能了。

*图6就是肝脏用来分解有机小分子的酶,“细胞色素P450-3A4酶”(CYP3A4),蓝色和红色的小球球组成的小分子,就是“卡”在其中的利托那韦。

说起来,为什么美国辉瑞能研发出这么好用的特效药,中国药企就不能,到头来要花3000块钱买一盒药?

因为美国药企舍得在药品研发上花钱花精力,好钢用在刀刃上。

刚才的药理虽然简单,但你应该能明显地感觉到,要研发这样的药,光凭神农尝百草那样原始的“试验”是不可能的,需知道,有机小分子看着不大,然而种类构型之多,说“千变万化”都过于低估了,那是真正的“无穷无尽”。人体内的大分子蛋白质更是拥有极端复杂的三维结构,精妙无双。

那人类怎么知道,是哪一种小分子,刚刚好,就能像芝麻掉进针眼里一样,嵌入一个蛋白质那几个原子大小的缝隙里面,不偏不倚地发挥功能?

没有捷径可走,只能下真功夫,用各种手段“进入”微观世界,把分子水平上的生化反应研究得了如指掌,找到某种疾病最关键的那种蛋白质,把它的三维模型像图2、4、5那样研究出来,再“设计”出一些候选小分子,让它的形状刚好能够嵌进蛋白质的缝隙里。

然而这还只是第一步,接下来还要想办法把每种小分子合成出来,再通过反反复复的动物实验,历经数以千计的筛选和优化,才终于走向了临床,而这整个流程往往要耗费十几年的时间。

一款首创新药耗费的人力物力,落实到金钱上,常常要数亿美元,仅辉瑞一家美国药企,研发预算就常年保持在130亿美元以上,超过中国全国的药物研发费用。如果按比例计算,辉瑞等国际药企的研发投入在营业收入的20%以上,而国内药企往往不到10%,中药企业甚至可以低于1%,如果只研究“经典验方”,更是一分钱都不用花。

正所谓一分耕耘一分收获,这就是为什么,制药业在美国是仅次于银行业的第二大赚钱行业,在中国却连前十名都排不进去。

为了应对新冠疫情,奈玛特韦在2020年9月立项,到2021年8月就投入三期试验,这样举世震惊的超高速还只是九牛一毛,目前,美国一国贡献了全球50%以上的首创新药,当之无愧的世界第一制药大国。

相比之下,国内药企甚少像美国药企那样从头研发首创新药,普遍只是仿制和改良外国成果,这的确免去了很多弯路,但也失去了无数次进步的机会,就好比每道习题都抄答案,怎么可能学会真本事?

不过,这倒也不该怪罪我们的民族药企。中国的现代制药业本来就起步晚,整个产业还承受着 外行领导内行,乱象丛生的压力,创新药的利润要比仿制药低得太多太多。再加上国内特有的“中成药”,不需要研发也不需要临床试验,大部分盈利都用在广告营销上,铺天盖地地劣币驱逐良币。如此这般,民族药企哪里还敢集中巨大的人力物力,去办首创新药这趟浑水呢?

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