互动科普

怎样通过iPS细胞来制药呢？让我们以2012年8月发表的研究成果为例，来看一下制药的流程吧。

该研究的研究对象是一种叫做“肌萎缩侧索硬化症” （Amyotrophic Lateral Sclerosis，简称ALS）的疑难病。这种病是由于从大脑向肌肉发出指令的神经细胞（运动神经元）发生变性，导致四肢、喉咙、舌头渐渐失去行动能力，最后连呼吸都会变困难。英国著名的理论物理学家史蒂芬·霍金所患的就是这种病。

科学家从3位ALS患者那里得到皮肤，培育出iPS细胞，再培育出运动神经元，然后与健康人的运动神经元做比较，结果发现了新的异常：ALS患者的运动神经元细胞中，不光是积累了已知的蛋白质，而且其传输指令的突起部分（包括轴突和树突）也比较短。

科学家认为，运动神经元的异常状态是导致ALS发病的原因。为了改善这种状态，他们分别使用了4种候选药物。结果发现，通过其中一种物质（银杏酸）的作用，ALS患者的运动神经元的突起变长，异常得以抑制。虽然还必须通过更进一步的研究来确认在患者体内的安全性及效果，因而还不能直接用于治疗，但很显然，对iPS细胞的相关研究，对于新药开发是很有帮助的。

利用iPS细胞“制药”

上图是在有A到E，5种候选药物时，选出对由iPS细胞培育出的神经细胞异常有效的药物的流程。首先，在患者的iPS细胞培育出的神经细胞中，分别添加各种候选药物，以确认是否有效；在患者的iPS细胞培育出的肝细胞或心肌细胞添加候选药物，以确认是否有副作用。在这个例子中，候选药物C可以说是最有希望的。实际上，一般要对数十万种物质进行筛选。

改善当前的新药开发状况

除了可以帮助开发治疗疑难病的药物之外，iPS细胞还可以在其他方面协助新药的开发。比如说，药物副作用常常体现在对心脏或肝脏的影响上，现在，这种影响就可以通过人体的心肌细胞或肝脏细胞直接研究了，而这当然也有助于更有效率地开发药物。

候选药物要成为实用的药物，除了必须进行针对动物或人工培养的活化细胞进行功能和毒性的实验外，还需要对人体进行3个阶段的临床试验。这样的制药过程就好像寻宝一样，成功率非常低，有时在数十万种候选药物之中，才有一种能真正成为药物上市。

据说，很多在动物试验时没有发现问题的候选药物最终落选，其原因之一，就是在临床试验中出现了严重的副作用。

但是，如果利用iPS细胞的话，就可以得到人体的心脏细胞或肝脏细胞。通过它们可以提前研究候选药物的副作用，从而更加严格地甄选出可以进行临床试验的候选药物。

由iPS细胞培育出来的心肌细胞或肝脏细胞，作为专门用于副作用检查的商品，已经开始发售了。但是到2012年8月13日为止，还没有能够推出实用化的药物。不过，制药企业与大学、研究所等都在继续致力于针对多种疑难病症的新药的开发。

（本文发表于《科学世界》2013年第2期）