Gertrude B Elion对抗代谢药物研究的贡献

Gertrude Elion(1918-1999)出生在纽约。她十几岁的时候,因祖父死于癌症,而决定投身于疾病研究。她在亨特学院和纽约大学学习化学,但是作为女性,当时很难找到化学家的工作。第二次世界大战期间,因为很多男性加入战争而导致化学家缺乏,使她能够获得在实验室工作的机会。她先被约翰逊雇佣合成磺胺药物,6个月后实验室关闭;1944年,她进入Hitchings
G的实验室工作,在她职业生涯余下的时间里一直在这里工作。
Hitchings当时致力于建立一种更合理的新药研究方法。磺胺类药物的进展提示他,其他能够干扰微生物代谢的物质也可能被开发为药物。Hitchings将注意力集中在细胞的核酸合成。细胞内的核酸(DNA及RNA)决定细胞的遗传组成并指导蛋白质的合成。他的想法是寻找正常人类细胞、癌细胞、原生动物、细菌和病毒中核酸代谢差异,开发能选择性地阻止癌细胞和有害生物体生长的药物。
Hitchings安排Gertrude研究嘌呤,包括腺嘌呤和鸟嘌呤,两个DNA合成的成分及其在细胞核酸代谢中的作用。他们很快发现细菌细胞需要一定的嘌呤构成DNA。他们认为如果可以阻止这些嘌呤被纳入DNA合成的代谢途径,便可使DNA合成停止,进而阻止细胞生长。因此他们着手研究一些化合物,这些化合物可以阻断嘌呤合成所必需的代谢酶,最终完成了这一设想。
50年代, Hitchings和Gertrude合成了两种抗代谢药物,二氨基嘌呤和硫鸟嘌呤。作为腺嘌呤和鸟嘌呤的结构类似物,它们结合代谢酶,从而阻止这些酶与天然嘌呤结合,阻断DNA生成。这些新的化疗药物被证明可有效用于治疗白血病。Gertrude后来用硫原子取代嘌呤分子的氧原子,产生6-巯基嘌呤(6-MP),该化合物与硫鸟嘌呤类似,也被用于治疗白血病。但是所有这些新的化疗方法都不能治愈白血病,病人缓解后又复发。Gertrude决定对6-MP的应用进行研究深入,她花了6年时间,最终发现6-MP联合其他药物比单独使用6-MP能更有效治疗儿童白血病。后来,这种治疗方法治愈了大多数白血病患儿。
在这次尝试成功之后,Hitchings和Gertrude又研开发一些其他的药物。发现,另一种类型的白血病可采用6-硫鸟嘌呤治疗。这些相关的药物不仅干扰白细胞的增殖,而且抑制免疫系统。这一发现对后续一种新药—即硫唑嘌呤的发现起到了至关重要的作用,同时,也推动了该类药物在新的应用领域(器官移植)的尝试。该团队还开发了别嘌呤醇,减少体内尿酸的生产,可用于治疗痛风。在上世纪60年代,Hitchings和Gertrude认为,如果一种药物可以靶向干扰细菌和病毒DNA合成,就可以控制传染病。沿着这一思路后续陆续研发了用于治疗脑膜炎、败血症和尿道、呼吸道细菌感染等疾病的药物甲氧苄啶(复方新诺明)。
由于上述成就,Hitchings 被晋升为公司主管并逐渐停止了科研工作。Elion则继续研究,后来又开发了有效治疗疱疹的抗病毒药物阿昔洛韦。虽然该药最初由Howard
Schaeffer合成,但是由Gertrude确定了药物的治疗机理。Hitchings、Elion同James
Whyte Black一起分享了1988年度的诺贝尔生理学或医学奖。
【推荐阅读】
1. Nobel Foundation. Autobiography of Gertrude B. Elion,
the Nobel Prize in Physiology or Medicine 1988. Oncologist. 11(9):966-8.
2006
2. Owen OE, Avery ME. Audivisual memoirs of leaders in
American medicine. Gertrude B. Elion, D.Sc. (Hon.), 1918-1999. Pharos Alpha
Omega Alpha Honor Med Soc. 63(3):35-9. 2000
3. Raju TN. The Nobel chronicles. 1988: James Whyte Black,
(b 1924), Gertrude Elion (1918-99), and George H Hitchings (1905-98). Lancet.355(9208):1022. 2000
(吕桂香 高旭)