Gemcitabine Hydrochloride

为什么实验室里有效的抗癌药，进入人体后却失败了？ 系列：科研思维 副标题：从MMP抑制剂的临床挫折，看抗癌药物跨越实验室与人体之间的证据鸿沟 在癌症研究中，一种新的候选药物如果能够显著抑制肿瘤细胞增殖，或者在动物模型中减缓肿瘤生长，往往意味着一个令人期待的治疗方向正在形成。 研究人员可能已经找到了某个与肿瘤生存密切相关的分子，能够通过遗传干预证明它参与疾病进展，并进一步利用小分子药物或抗体干预相应的信号通路。如果动物实验也显示出明确的治疗效果，这些发现便有机会成为后续药物开发的基础。 然而，当药物进入人体临床试验，研究人员有时会发现，曾经在实验室中表现出治疗潜力的方案，未能给患者带来预期获益。 这种差异并不是某一个研究领域独有的问题。2023年发表在《International Journal of Cancer》的一项研究，追踪了2015年进入I期临床试验的抗癌药物，并分析了其后续研发进展。在该研究的统计框架下，这些药物截至2021年获得美国FDA批准的概率为6.2%。这一估计受到纳入年份、适应症和随访期限的限制，并不代表所有年代和所有类别抗癌药物的固定成功率，但它反映了临床研发结果所具有的不确定性。[1] 那么，为什么一种有充分实验依据的治疗方案，仍然可能在人体中失败？ 答案并不只是“人体比实验室复杂”。更深层的问题在于，实验室中的药物有效性、动物模型中的抗肿瘤作用，以及人体临床试验中的治疗获益，实际上属于不同层次的科学证据。 一种药物能够干预癌细胞，并不等于它可以在人体内安全、持续地发挥相同作用；一种靶点参与肿瘤进展，也不意味着抑制它就一定能够改善患者生存。 理解这种差异，可以从一段曾经充满希望、最终却遭遇重大临床挫折的药物研发历史开始。一、一个曾经备受期待的治疗方向 图 1｜MMP在肿瘤组织重塑与侵袭中的作用 20世纪后期，随着科学家对肿瘤侵袭和转移过程的认识不断加深，基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinases，MMPs）逐渐成为抗癌药物研究的重要靶点。 MMP是一组参与蛋白水解的酶，能够作用于细胞外基质和多种非基质蛋白。细胞外基质不仅为组织提供结构支撑，还影响细胞黏附、迁移、生长因子的释放以及细胞之间的信息交换。因此，MMP参与的组织重塑过程，与肿瘤生长、侵袭、血管生成及转移具有密切联系。 对于研究肿瘤转移的科学家而言，这提供了一个具有吸引力的治疗设想。 肿瘤细胞要离开原发部位、进入周围组织并形成新的病灶，需要与局部基质环境持续相互作用。如果某些蛋白酶能够帮助肿瘤细胞突破组织屏障，那么通过药物抑制这些蛋白酶，或许就能限制肿瘤的侵袭和扩散。 这种推论并非没有实验证据。 早期研究在多种动物肿瘤模型中观察到，MMP抑制能够减弱部分肿瘤的生长、血管生成或转移过程。随着相关证据积累，研究人员开发了一系列MMP抑制剂，其中包括batimastat和marimastat。后者具有口服给药的特点，为进一步开展临床试验提供了条件。[2,3] 值得注意的是，这些药物最初的治疗构想与直接杀伤癌细胞的细胞毒性药物并不相同。 在marimastat相关的前临床研究中，其主要作用被认为是减缓肿瘤进展与转移，而不是在培养皿中直接诱导大量癌细胞死亡。这意味着研究人员希望利用药物改变的，并非仅仅是肿瘤细胞的生存能力，还包括肿瘤与周围组织之间的相互作用。 这一点决定了后续临床研究需要面对的问题。 如果一种药物主要限制肿瘤扩散，那么它在早期或低疾病负荷状态下可能具有不同的作用空间；但如果将它用于已经发生广泛进展的肿瘤，并期待获得明显的生存获益，就需要更严格地验证最初的机制假说是否足以支持这一治疗策略。 MMP抑制剂的研发，正是在这样的背景下进入临床。二、当实验室的希望遇上临床试验 图 2｜marimastat联合吉西他滨临床试验的研究设计与结果（基于Bramhall等2002年论文；如展示真实数值，需核对原文与引用许可）。 2002年，Bramhall等人在《British Journal of Cancer》发表了一项关于marimastat的随机、双盲、安慰剂对照研究。 研究纳入239例不可切除胰腺癌患者，比较两种一线治疗方案：一组接受吉西他滨联合marimastat，另一组接受相同剂量的吉西他滨联合安慰剂。 研究者将总生存期设定为主要终点，同时观察客观肿瘤缓解、疾病进展、治疗失败时间、生活质量和安全性等指标。 这种设计具有清晰的科学目的。两组都接受吉西他滨治疗，而额外加入marimastat或安慰剂，从而检验MMP抑制是否能够在现有化疗基础上带来额外的治疗价值。 如果MMP抑制足以改善患者的疾病进程，那么联合治疗组就有可能表现出更好的生存结果。 然而，临床数据并没有支持这一期待。 研究报告显示，吉西他滨联合marimastat组的中位总生存期为165.5天，而吉西他滨联合安慰剂组为164天。两组之间的差异没有统计学显著性，log-rank检验P值为0.95。 在客观缓解率方面，两组分别为11%和16%；疾病无进展生存相关比较同样没有显示出显著优势。 安全性分析也值得注意。虽然接受marimastat治疗的患者中有一部分出现肌肉骨骼相关不良事件，但该联合方案总体被认为可以耐受。因此，这项研究的主要问题并不是药物完全无法给药，而是在所采用的治疗条件下，没有观察到预期的额外生存获益。[2] 对于药物开发而言，这种结果提出了一个直接而重要的问题。 如果MMP确实参与肿瘤进展，而抑制MMP也曾在前临床模型中表现出一定的抗肿瘤活性，为什么临床研究没有观察到相应的治疗优势？ 首先需要明确，这项研究所能支持的结论具有边界。它表明在所纳入的不可切除胰腺癌患者中，按照研究规定的剂量和治疗方案，将marimastat加入吉西他滨并没有带来可证实的额外临床获益。 它不能单独证明所有MMP抑制剂在所有肿瘤中都无效，也不能说明最初关于MMP参与肿瘤侵袭的基础研究完全错误。 但是，随着MMP抑制剂在其他肿瘤临床研究中同样遭遇挫折，科学家开始重新审视这个治疗方向背后的生物学前提。 2014年，Vandenbroucke和Libert在《Nature Reviews Drug Discovery》发表综述，系统分析了MMP抑制剂的研发历史。作者指出，尽管这一策略拥有相当数量的前临床支持证据，但早期MMP抑制剂的肿瘤III期临床试验未能获得预期的成功。潜在原因涉及临床试验设计、药物选择性、疾病阶段，以及当时对MMP生物学复杂性的认识不足。[3] 后来的研究逐渐发现，不同MMP家族成员不仅具有不同的底物和组织分布，其功能也可能随着细胞类型、疾病阶段和组织环境而改变。 某些MMP参与促进肿瘤进展的过程，但另一些MMP在特定条件下可能具有保护性作用。广谱抑制剂如果同时作用于多个家族成员，就可能干扰彼此不同、甚至方向相反的生物学过程。 由此可见，一种分子参与肿瘤发展，并不代表抑制这一分子家族就一定能够改善疾病。 在基础研究中，观察到MMP表达升高、证明某种MMP能够降解特定基质，或者发现MMP抑制剂能够减轻小鼠肿瘤的侵袭，都是具有意义的实验结果。 但这些证据还不足以证明，一种作用范围较广的药物，能够在异质性明显的患者群体中产生足够大的净治疗获益。 MMP抑制剂的临床挫折，因而不只是某一种药物研发未能达到预期，更暴露出从疾病机制到治疗策略之间经常被忽略的推理距离。三、我们在实验室里研究的，究竟是哪一种肿瘤？ 图 3｜二维培养、类器官、PDX与同系移植瘤的研究范围和局限 要理解这种推理距离，首先需要重新审视肿瘤研究中最常用的实验模型。 在药物发现的早期，研究人员通常利用肿瘤细胞系进行筛选。不同浓度的候选化合物被加入培养液，经过一定时间后，通过细胞活性、增殖、凋亡或其他功能性检测评价药物效应。 这些实验具有重要优势。研究人员能够较好地控制药物浓度、作用时间及细胞培养条件，也能利用遗传学和生化方法进一步分析具体的分子机制。 然而，这种可控性同时意味着，实验体系中大量来自真实人体的复杂因素被排除了。 长期培养的癌细胞可能已经适应人工培养环境。培养液中的营养物质、血清、生长因子和其他条件与患者肿瘤组织并不相同。经过长期传代的细胞群体，其遗传组成和功能状态也可能发生改变。 因此，某个肿瘤细胞系对药物高度敏感，并不能直接说明来自同一癌种的所有患者都具有相同的治疗反应。 真实肿瘤也不只是癌细胞的集合。 在人体组织中，肿瘤细胞与成纤维细胞、免疫细胞、血管内皮细胞以及细胞外基质共同形成复杂的微环境。这些成分能够通过细胞接触、生长因子、炎症信号和代谢变化影响癌细胞的生存状态。 对于某些信号通路抑制剂而言，单独培养的癌细胞可能高度依赖一条特定的生存途径。然而，在完整肿瘤组织中，其他细胞释放的信号分子可能使替代途径得到激活，从而改变药物的实际作用。 对于免疫治疗而言，这种差异更为突出。 如果一种药物主要通过恢复T细胞功能发挥治疗作用，那么单纯在肿瘤细胞系中检测药物活性，可能根本无法完整评价其主要机制。反过来，如果药物在体外对肿瘤细胞没有直接毒性，也不等于它不可能通过免疫系统产生抗肿瘤作用。 由此产生了一个基本的研究原则：不同实验模型提供的证据，并不是按照复杂程度简单排列的。 二维细胞培养适合分析可控条件下的细胞内机制；三维培养和类器官能够在一定程度上保留组织结构及细胞间相互作用；动物模型则能进一步纳入完整机体中的药物处理过程和部分肿瘤微环境。 但没有任何一种模型能够同时完整重现人体癌症的所有特征。 患者来源异种移植瘤（patient-derived xenograft，PDX）就是一个典型例子。将患者肿瘤组织移植至免疫缺陷小鼠体内，可以在一定程度上保留原始肿瘤的病理和分子特征。因此，这类模型被广泛用于研究肿瘤异质性和候选药物反应。 但经典PDX模型通常缺乏完整的人体免疫系统，而且人体来源的部分基质成分可能在传代过程中被鼠源成分取代。它能够改善某些研究问题，却不能自动解决肿瘤免疫与物种差异所带来的限制。[4] 因此，评价一个药物实验的价值，不能只看模型是否足够复杂，还必须判断该模型是否能够合理检验研究者所提出的治疗机制。四、动物模型中的肿瘤缩小，为什么不能直接预测患者疗效？ 动物实验通常被视为候选抗癌药物进入临床之前的重要证据。 与单独培养的癌细胞相比，肿瘤在动物体内能够受到宿主血管、基质、代谢和免疫环境的影响，研究人员也能够观察药物给药后的整体抗肿瘤效果。 但即使在动物实验中观察到显著的肿瘤抑制，也不意味着能够直接预测人体疗效。 首先，不同肿瘤模型所包含的免疫系统不同。 人源肿瘤异种移植模型通常依赖免疫缺陷小鼠，因此更适合评价某些人源肿瘤细胞的生长与药物敏感性，而不适合直接研究完整免疫系统介导的抗肿瘤反应。 同系移植瘤模型则可以在免疫功能完整的小鼠中研究肿瘤与免疫系统的相互作用，但肿瘤细胞及免疫系统均属于鼠源，其信号网络和药物反应不一定能够完全代表人体。 其次，动物实验中的疾病状态常常受到更严格的控制。 实验性肿瘤通常在明确的接种时间、相对一致的遗传背景以及预先规定的肿瘤体积下开始治疗。相比之下，临床试验中的患者可能经历了不同的既往治疗，肿瘤具有不同的分子特征，并可能已经发生多部位转移。 这些差异不仅影响肿瘤本身的治疗敏感性，也影响药物能否在整个机体中发挥作用。 此外，动物研究中的肿瘤体积往往是一个容易获得、变化较为直观的终点。 研究人员可以根据不同时间点的肿瘤体积，比较治疗组与对照组之间的生长差异。但肿瘤体积减小并不自动等于生存获益，更不能直接说明药物在人体中具有可接受的安全性。 某些药物能够在特定小鼠模型中显著减缓肿瘤生长，却可能无法在人体中达到足够的有效暴露；另一些治疗即使可以引起暂时的肿瘤缩小，也可能无法避免后续的疾病复发和耐药。 因此，动物实验更适合被理解为对特定生物学假说的一次机体验证，而不是一次缩小规模的人体临床试验。 这种认识对于解释MMP抑制剂的研发挫折尤其重要。药物在某些动物模型中抑制肿瘤侵袭或生长，只能证明它在这些实验条件下影响了相关过程，而不能直接推导出它在晚期癌症患者中一定能够延长生存期。五、药物能够抑制癌细胞，还必须能够到达癌细胞 图 4｜体外暴露与实体瘤内药物分布的差异 在药物研发中，还有一道跨越细胞实验与人体治疗的重要障碍，即药物暴露与组织分布。 在体外实验中，研究人员可以直接将药物加入培养液，让细胞在相对明确的浓度下接受处理。通过浓度反应实验，可以获得药物在特定条件下的抑制效果，并计算IC50等药效指标。 但当药物进入完整机体之后，情况发生了根本变化。 药物需要经过吸收、分布、代谢和排泄等过程。对于某些化合物而言，血浆蛋白结合、代谢清除以及组织屏障都会改变真正到达肿瘤细胞的有效药物浓度。 即使血液中的药物浓度达到了预期水平，也不能保证肿瘤组织内部所有区域都能够获得充分暴露。 实体瘤的血管结构通常存在明显的空间不均一性。一些区域具有较好的血液灌注，而另一些区域可能存在缺氧、血流不足或较大的血管间距离。此外，细胞外基质、细胞间紧密排列以及局部间质压力等因素，也会影响药物从血管向肿瘤内部的转运。 这种分布问题并不只是理论推测。 1999年，一项发表于《Clinical Cancer Research》的研究利用多层肿瘤细胞体系，检测了不同抗癌药物穿过实体组织样结构的能力。研究者构建了厚度约200 μm的多细胞层，并比较多柔比星、米托蒽醌、甲氨蝶呤和5-氟尿嘧啶等药物的穿透情况。 结果发现，不同药物穿过多细胞层的能力存在明显差异。多柔比星和米托蒽醌的穿透受到较强限制，而甲氨蝶呤和5-氟尿嘧啶相对更容易通过这一实验性屏障。 这一研究并没有直接测量患者体内所有肿瘤的药物分布，也不能将多细胞层的结果直接换算为临床疗效。但它清楚表明，即使使用相同的外部药物浓度，组织结构也可能显著改变药物实际接触癌细胞的能力。[5] 这使抗癌药物研发必须同时面对两个不同的问题。 第一个是药物效力，即药物在接触靶细胞后是否能够产生预期的生物学作用；第二个是有效暴露，即药物能否在安全剂量下到达靶组织，并维持足以产生作用的浓度。 只有将两者结合，才有可能合理预测候选药物的治疗潜力。 对于某些抗癌药物而言，体外实验中的有效浓度可能高于人体安全给药时能够达到的浓度。如果继续提高剂量，正常组织的不良反应可能成为限制因素。 对于另一些药物，虽然血浆中的总浓度足够，但实际到达肿瘤细胞的游离药物浓度并不足以有效抑制目标分子。 因此，在药物转化过程中，药代动力学（pharmacokinetics，PK）和药效学（pharmacodynamics，PD）研究具有不可替代的作用。 PK帮助研究人员了解药物在机体中的暴露与变化，PD则用于判断药物是否产生了预期的生物学效应。 如果候选药物旨在抑制某种激酶，除了检测药物浓度，还可以在条件允许时观察靶点或下游信号的磷酸化状态是否发生预期变化。 倘若临床治疗最终无效，研究者就需要进一步判断，药物是没有充分作用于靶点，还是虽然已经干预了靶点，但这种分子变化仍然不足以改变疾病进程。 两种情况对应的研发问题完全不同。 前者可能意味着药物性质、给药方案或组织分布仍需改善；后者则可能提示治疗靶点本身、疾病对该靶点的依赖程度或患者选择策略需要重新评价。六、靶点确实参与癌症，为什么抑制它仍然可能无效？ 即使一种药物能够到达肿瘤、有效结合靶点并产生预期的分子变化，也不能据此保证患者一定获益。 这是抗癌药物转化过程中最容易被低估、也最具有生物学深度的问题之一。 在基础研究中，科学家经常通过比较正常组织与肿瘤组织中的基因或蛋白表达，识别潜在的治疗靶点。如果某个分子在肿瘤中明显上调，并与不良临床结局相关，它就可能成为进一步研究的候选对象。 接下来，研究人员可能通过基因敲除、RNA干扰或药物抑制观察肿瘤细胞的变化，以判断这一分子是否参与肿瘤生存、迁移或其他恶性表型。 但这里存在几个需要区分的问题。 一个分子的表达与肿瘤进展相关，并不意味着它直接驱动疾病；即使它确实参与肿瘤形成，也不意味着已经建立的肿瘤始终依赖它维持生存。 在疾病发展的不同阶段，同一个分子可能发挥不同作用。 MMP家族就是典型例子。 早期研究强调MMP在细胞外基质降解和肿瘤侵袭中的作用，但后续研究发现，MMP能够处理的底物远不止结构性基质蛋白，还涉及多种生长因子、趋化因子及其相关调节成分。 因此，MMP对疾病的影响可能具有时间、空间和细胞类型依赖性。某些MMP参与促进肿瘤进展，而另一些成员在特定情况下可能产生相反的生物学效应。 如果一种药物同时抑制多个具有不同功能的家族成员，那么其在完整机体中的净作用，就无法仅根据其中某个分子的促肿瘤活性来预测。 这种问题也存在于其他肿瘤信号通路中。 一种通路在特定癌细胞系中可能是维持增殖所必需的，但在另一种具有不同遗传背景的肿瘤中，癌细胞可能依赖其他生存机制。 即使来自同一种癌症，不同患者也可能具有不同的驱动基因、耐药相关改变和微环境特征。 此外，同一肿瘤内部还可能存在不同的细胞亚群。部分细胞对治疗敏感，另一些细胞则可能通过既有的分子特征或治疗后的适应性改变维持生存。 因此，药物能够抑制靶点，与肿瘤是否真正依赖这个靶点，是两个需要分别验证的问题。 这也解释了为什么现代肿瘤治疗越来越重视患者分层。 对于某些治疗策略，研究人员需要寻找能够识别敏感人群的预测性生物标志物，而不是仅凭某个分子在肿瘤中高表达，就认为所有表达该分子的患者都适合接受同一种药物。 真正具有临床转化意义的机制研究，需要进一步回答：哪些肿瘤依赖这一靶点、这种依赖如何被可靠识别，以及干预靶点之后是否能够产生足够大的治疗效果。 只有当这些问题逐步获得证据支持，一种分子靶点才可能真正转化为有价值的治疗策略。七、如果最初的实验结果被高估了呢？ 图 5｜前临床结果重复验证的证据边界 前面讨论的许多问题，都建立在一个基本前提之上：实验室所观察到的药物作用本身是真实、稳健且可重复的。 然而，前临床研究还必须面对另一个重要挑战，即实验结果的可靠性。 2012年，C. Glenn Begley和Lee M. Ellis在《Nature》发表《Raise standards for preclinical cancer research》，讨论了癌症基础研究中具有较高影响力的发现，在进一步验证时可能出现的困难。 作者报告，Amgen研究人员曾尝试确认53项有代表性的前临床研究发现，其中只有6项核心发现获得确认。[6] 这一数字后来受到广泛关注，但也经常遭到过度简化。 这53项研究不是从全部癌症研究中随机抽取的样本，因此不能据此推断近九成癌症研究都不可信。此外，所谓未能确认，并不必然意味着整篇原始研究的全部结论都错误。不同实验条件、材料、评价指标和研究终点，都可能影响验证结果。 这份报告真正强调的是，当某个基础研究发现准备进入药物开发流程时，独立验证其关键效应具有重要价值。 同样的问题在后来的癌症生物学可重复性项目中得到了更系统的研究。 2021年，Errington等人在《eLife》发表了一项关于前临床癌症生物学实验可重复性的研究。该项目最初计划重复53篇高影响力论文中的193项实验，但由于实验方法、材料和数据获取等方面存在困难，最终完成了来自23篇论文的50项实验，并获得158个可以比较的效应结果。[7] 研究人员使用多种评价标准，对原始研究和重复实验的结果进行了比较。 对于原始研究中报告的正向效应，在可比较的数值化结果中，重复实验的中位效应大小比原始实验的中位效应大小低85%。同时，根据不同的可重复性判断标准，重复实验对原始结论的支持程度也存在明显差异。 这一结果不能简单解释为85%的实验失败。 效应大小减少85%，描述的是原始研究与重复实验所报告效应强度的统计比较，而不是不可重复实验的比例。而且，重复实验未能达到相同结果，也不必然推翻原研究提出的全部生物学机制。 但这些结果揭示了一个重要问题：前临床研究中最初报告的治疗效应，可能并不总能在更严格或不同的实验条件下保持同样的强度。[7] 对于抗癌药物研发而言，这具有直接意义。 如果最初的研究高估了某种药物的抗肿瘤活性，那么后续研究可能会基于过于乐观的效应预期来设计动物实验或临床试验。 当研究者扩大样本量、改变实验批次、增加独立验证或使用不同的肿瘤模型时，原本显著的治疗优势可能缩小，甚至无法继续确认。 这里涉及的不仅是统计学问题，也关系到实验设计本身。 例如，对于动物肿瘤实验，如果缺乏合理的随机分组、盲法测量或预先设定的分析方案，结果就可能受到选择偏倚和研究者判断的影响。对于依赖代表性图片的分子生物学实验，如果缺乏充分的定量分析和独立重复，也可能难以准确判断效应是否稳定存在。 因此，药物发现阶段不能仅仅依赖一次显著的实验结果。 如果一个治疗机制具有真正的开发潜力，它应当能够在适当的独立重复、遗传学验证和不同模型条件下，表现出足够稳定而且具有解释力的生物学效应。 需要强调的是，Begley与Ellis在2012年的报告，以及Errington等人在2021年的可重复性研究，属于不同研究项目。它们不能被合并计算，更不能直接作为MMP抑制剂临床失败原因的证据。 它们提供的是另一个层面的警示：在讨论药物为什么无法从动物走向人体之前，研究者首先需要判断前临床证据是否足够可靠。八、临床试验要回答的，并不是实验室里的同一个问题 从药物发现进入临床试验，研究者需要回答的问题会逐渐发生改变。 早期体外研究可能主要关注药物是否改变癌细胞的增殖、生存或特定信号通路。动物实验则进一步观察在完整机体中是否具有抗肿瘤活性，以及是否出现明显的不良反应。 但临床研究最终需要判断的是，患者能否从治疗中获得可以证实、具有实际意义的获益。 根据美国国家癌症研究所对临床试验阶段的说明，I期临床试验通常主要评价安全性、耐受性和剂量，并可能探索初步抗肿瘤活性；II期进一步评价治疗活性与安全性；III期研究通常通过更大规模、适当对照的试验，判断新治疗是否能够在特定患者人群中提供足够的获益。[8] 不同阶段并不是简单重复同一项实验，而是逐步提出更严格、也更加接近临床实践的问题。 对于某些候选药物，研究人员可能在早期临床试验中观察到肿瘤缩小，但最终未能证明其能够显著改善总生存期。对于另一些主要控制疾病进展的药物，肿瘤缩小的程度可能并不能完整反映其治疗价值。 因此，临床试验需要根据具体疾病、治疗机制和研究目的，合理选择客观缓解率、无进展生存期、总生存期、生活质量等评价指标。 这些终点并不能被简单视为相互等价。 例如，客观缓解率主要描述达到规定肿瘤缩小标准的患者比例，而总生存期则直接反映从预定起点到死亡的时间。药物能够增加缓解率，不必然意味着能够在所有临床情境中延长总生存期。 回到marimastat的研究，这种区别尤其值得关注。 MMP抑制剂最初的治疗构想偏向于限制肿瘤侵袭和进展，而Bramhall等人的随机临床研究将总生存期设定为主要终点，检验marimastat能否在吉西他滨基础上带来额外的临床获益。 结果显示，联合治疗没有达到预期目标。 这一发现说明，在该研究条件下，原有的生物学依据尚不足以支持有效的临床治疗策略。 但具体原因仍然需要综合考虑药物本身、给药方案、患者疾病阶段、靶点复杂性和临床研究设计等多个因素，而不是从阴性结果中直接推导出某一种确定的机制。 这也是临床试验与基础研究的重要区别。 在基础研究中，一个实验常常用于支持或反驳某条相对明确的机制假说；而在临床研究中，药物最终表现出的治疗效果，往往是多种生物学与临床因素共同作用的结果。 因此，临床试验未能达到预设终点，最直接的解释应当是研究没有证实所检验的临床获益。若要进一步判断失败原因，还需要独立的机制和临床证据。九、失败的临床试验，如何重新改变科学研究？ 当一个候选药物经过多年的研究，却最终未能在临床试验中证明疗效时，其结果对于药物开发者而言无疑令人失望。 但对科学而言，一项设计合理、结果得到完整报告的阴性临床试验，同样能够改变研究者对疾病机制的认识。 MMP抑制剂的研发历史就是一个具有代表性的例子。 早期研究使科学家认识到，细胞外基质重塑和蛋白酶活性是肿瘤侵袭过程的重要组成部分。这些基础发现并没有因为临床试验失败而失去科学价值。 真正需要重新审视的，是将这些发现转化为治疗策略时所使用的假设。 例如，是否能够将MMP家族视为功能相近的一组治疗靶点？广谱抑制是否会同时影响有害和有益的生物学过程？不同肿瘤阶段是否需要不同的治疗策略？某一种实验模型中观察到的肿瘤抑制，究竟能预测什么样的临床获益？ 这些问题随着研究进展得到了更加充分的重视。 后续研究逐渐从简单地阻断整个MMP家族，转向区分不同家族成员、特定底物与组织环境中的作用，并探索选择性更高的干预方法。 然而，这些机制认识上的进展，并不能被直接等同于相关药物已经重新取得临床成功。 同样，在更广泛的抗癌药物研究中，类器官、患者来源肿瘤模型、单细胞分析和空间组学等技术，正在帮助研究者更精细地理解治疗敏感性和耐药机制。 这些技术能够提供新的实验视角，却不能自动消除临床转化的不确定性。 一种模型即使能够保留患者肿瘤的部分分子特征，也未必能够完整预测人体内的药物暴露和免疫反应；一种技术即使能够揭示肿瘤内部复杂的细胞异质性，也需要进一步通过功能实验和临床研究判断这些发现是否具有治疗意义。 因此，模型与技术的发展并不意味着研究者可以绕过临床证据，而是帮助他们提出更准确、可检验的治疗假说。 从这一角度来看，临床转化失败的真正价值，不是为失败本身寻找一个简单解释，而是明确原有研究从哪里开始超出了证据能够支持的范围。Research takeaway｜如何判断一项抗癌研究真正具有转化价值？ 图 6｜从靶点机制到临床获益的证据链 对于肿瘤生物学研究者而言，药物临床转化失败提出的并不只是一个药物开发问题，还涉及基础研究中如何建立证据链。 当研究者发现一种候选药物具有明显的抗肿瘤活性时，需要进一步判断这种作用来自何种机制。通过不同化学结构的抑制剂、基因敲除、靶点恢复实验以及其他适当的遗传学对照，可以帮助区分靶点依赖性作用与非特异性细胞毒性。 但即使证明药物作用具有靶点依赖性，也不能直接推导出其临床价值。研究者仍然需要判断，这种依赖是否存在于具有代表性的肿瘤模型中，以及是否受到组织微环境和疾病阶段的影响。 对于动物研究，除了比较肿瘤体积，还应根据治疗机制考虑给药剂量、药物暴露、靶点作用、生存指标以及可能的毒性。不同实验模型能够提供的证据不同，研究者需要明确哪些结论只能在所采用的模型条件下成立。 如果研究计划进一步向临床转化，药物是否能够安全到达靶组织、是否能够产生预期的药效学变化，以及哪些患者可能真正依赖相应靶点，就成为不可忽略的问题。 这并不意味着每一项基础研究都必须完成全部转化验证，也不意味着不能预测临床疗效的研究就缺乏价值。 基础研究能够揭示新的生物学机制，本身就是科学进步的重要组成部分。但如果希望将机制发现进一步解释为治疗潜力，就必须明确它距离人体获益还缺少哪些证据。 在这一过程中，研究者需要避免将相关性直接解释为因果关系，也应谨慎区分靶点参与疾病、药物有效抑制靶点以及治疗改善患者结局这三个不同层次的结论。 真正有价值的转化研究，不只是证明某种干预在特定模型中能够产生显著效果，还应逐步明确它为什么有效、依赖什么条件，以及在哪些情况下可能失效。 这些信息能够帮助后续研究者判断，哪些实验结果值得进一步开发，哪些假说需要重新检验，以及下一步最应该解决的科学问题是什么。结语 从培养皿中的癌细胞，到小鼠体内的实验性肿瘤，再到真实患者，抗癌药物的开发并不是将同一种实验不断扩大规模。 随着研究体系发生改变，科学家需要回答的问题也在不断变化。 体外实验能够揭示候选药物对特定细胞和分子过程的影响。动物实验可以进一步检验某些作用是否能够在完整机体中成立。而临床研究最终需要证明，这种干预能否在人体复杂的疾病和生理条件下，带来足够明确、同时可以接受的治疗获益。 MMP抑制剂的研发历史说明，即使一种治疗方向建立在真实的疾病机制之上，也可能因为对靶点功能、药物特性和疾病状态认识不足，而无法获得预期的临床结果。 这并不意味着早期科学发现没有意义，而是说明从机制发现走向疾病治疗，还需要不断增加新的证据。 一种抗癌药物能否真正成功，最终取决于它能否在合适的患者、合适的疾病阶段，以安全而有效的方式改变疾病进程。 实验室证明的是一种治疗为什么可能有效，而临床试验必须证明，这种可能性能否真正转化为患者获益。References [1] Haslam A, Olivier T, Powell K, Tuia J, Prasad V. 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Anktiva is the first therapy to be specifically approved by the FDA for the treatment of high-grade papillary only, BCG-unresponsive NMIBC. Credit: Antonio Marca / Shutterstock.com. The US Food and Drug Administration (FDA) has awarded a label expansion to ImmunityBio-owned Altor Bioscience’s bladder cancer therapy, Anktiva (nogapendekin alfa inbakicept-pmln), three months ahead of its original PDUFA date, making it the first drug approved for patients with high-grade papillary-only disease. Following the FDA’s blessing, US patients with BCG-unresponsive high-grade, papillary-only non-muscle invasive bladder cancer (NMIBC) can now receive treatment with the interleukin-15 receptor agonist. This extends the use case for Anktiva, which was first approved in 2024 alongside the Bacillus Calmette–Guérin (BCG) vaccine for the treatment of patients with BCG-unresponsive NMIBC with carcinoma in situ (CIS). Anktiva’s expanded approval stems from the positive outcomes of the Phase III QUILT-3.032 study (NCT03022825) in which the drug triggered a 62% complete response (CR) rate in the FDA-label population, with 40% of these individuals maintaining their response at the 24-month mark. It also marks a change in tack strategy-wise for the FDA’s review of NMIBC drugs, as the agency primarily leaned on data that had led to Anktiva’s earlier approval in a separate patient population. According to Dr R. Angelo de Claro, director of the FDA’s Oncology Center of Excellence, this was made possible through the regulator’s review of clinical and laboratory evidence, which proved the similarities between carcinoma in situ (CIS) and the high-grade papillary-only NMIBC. Because of this overlap, the FDA was able to use data from patients with CIS pathology to inform its decision. This approach, Claro says, could also potentially help guide the development of future treatments in NMIBC. To support this, the agency is currently working on finalising a draft guidance on developing drugs for BCG-unresponsive NMIBC, which aims to lay out a framework for sponsors who want to use evidence from patients with CIS to support potential approvals for individuals with high-grade, papillary-only disease. Analysts tout Anktiva’s ‘first-mover’ advantage Anktiva’s expanded approval in NMIBC gives it a leg-up on its current competitors in the BCG-unresponsive patient population, as it is now the only drug to have secured the regulatory green light specifically for the treatment of high-grade papillary-only cases. According to Jefferies analysts, Anktiva’s new label expansion could double the current addressable NIMBC population as a first mover, while “setting a regulatory precedent for competitors.” They add that the drug’s on-label approval will also “broaden use beyond early adopters and may improve commercial payer coverage.” The FDA had originally requested ImmunityBio to run a separate Phase III trial for expansion into this indication, but the pair later agreed this would not be required. Johnson & Johnson, however, is already running a Phase III trial, the Sunrise-5 study, of its NMIBC therapy Inlexzo (gemcitabine intravesical system) after it was also told by the agency this was required for an expansion into high-grade papillary-only cases. Currently, there are only a few on-patent drugs approved to treat the BCG-unresponsive subset of NMIBC patients with CIS, including Ferring Pharmaceuticals’ gene therapy, Adstiladrin (nadofaragene firadenovec‐vncg) , MSD’s Keytruda (pembrolizumab) and Inlexzo. Currently, GlobalData, parent company of Pharmaceutical Technology, estimates that Anktiva will reach blockbuster status in 2029, while going on to generate north of $4bn in global sales for ImmunityBio in 2032.