编者按:慢性髓系白血病(CML)是白血病中进展相对缓慢的一种类型。然而一旦疾病进展至急变期,患者的预后将急剧恶化。最近20多年,一系列靶向疗法的涌现正帮助CML患者延长生命。作为全球医药创新的赋能者,药明康德一直以来依托“一体化、端到端”的CRDMO赋能平台,助力全球合作伙伴,推进包括CML在内的各类疾病的创新疗法开发,加速造福病患。
发现CML的“真凶”
故事的开端,源于一段“变短”的染色体。
1956年,彼得·诺维尔(Peter Nowell)教授进入位于费城的宾夕法尼亚大学病理系,开始从事白血病和淋巴瘤的研究。彼时,染色体与肿瘤之间的关系仍是一个扑朔迷离的谜题。
在对各类细胞的持续观察中,诺维尔团队发现了一个反复出现的异常现象——在慢性髓系白血病(CML)患者的癌细胞中,第22号染色体总是比正常状态下短了一截。
这一异常迅速引起了研究团队的注意。
随后,他们对7名白血病患者的染色体进行系统分析,结果证实:几乎每个癌细胞中都能检测到这条“缩水”的22号染色体。接连发表的研究成果在学术界掀起了巨大波澜——超过90%的CML患者都携带这一异常染色体。
为纪念这项重大发现,这条特殊的染色体被命名为“费城染色体”。
然而,“费城染色体”究竟为何会变短?它又是如何推动白血病发生的?谜团仍未完全解开。
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直到1973年,芝加哥大学的遗传学家珍妮特·罗利(Janet Rowley)教授给出了关键答案。她通过更精细的染色分析发现,费城染色体并非简单的“缺失”,而是9号与22号染色体之间发生了片段交换,即染色体易位。罗利由此提出,这种异常易位极可能正是诱发细胞癌变的根源。
又过了近十年,美国国立癌症研究所(NCI)与荷兰伊拉斯姆斯大学的科学家终于揭示了分子层面的真相:由于染色体易位,9号染色体上的ABL基因与22号染色体上的BCR基因发生融合,形成了全新的BCR-ABL融合基因。该基因编码的酪氨酸激酶持续处于异常激活状态,像一台失控的“发动机”,不断驱动细胞无限增殖,最终导致白血病的发生。
1990年,研究人员在小鼠模型中成功通过BCR-ABL融合基因诱导出白血病,进一步确认了正是BCR与ABL的异常融合,构成了这类白血病的核心致病机制。
治疗CML的关键药物诞生
在早期,CML的治疗方式包括干扰素α、放疗和同种异体干细胞移植。然而,对绝大多数CML患者来说,这些传统疗法距离真正意义上的“治愈”仍遥不可及。寻找更安全、更精准、更有效的治疗方式,成为医学界亟待攻克的难题。
而BCR-ABL致癌机制的发现,为CML治疗提供了全新的靶点——如果能够直接抑制这一异常蛋白激酶,或许就能从根源上阻断疾病进展。20世纪80年代末,Ciba-Geigy公司(后与Sandoz合并为诺华)启动了一系列针对蛋白激酶抑制剂的研发项目。在一项原本瞄准蛋白激酶C(PKC)的研究中,科学家意外发现了一类2-苯氨基嘧啶衍生物:它既能抑制丝氨酸/苏氨酸激酶,也能作用于酪氨酸激酶。
以此为起点,研究人员对该分子结构展开了大量系统性的改造:一方面不断提高其对BCR-ABL的特异性与抑制强度,另一方面同步优化药代动力学特性,使其具备口服给药的可行性。经过反复合成、筛选与验证,一种高度选择性抑制BCR-ABL的候选分子逐渐成形——只要细胞表达BCR-ABL蛋白,其异常增殖便会被精准阻断。
1998年6月,这款BCR-ABL抑制剂——即后来的Gleevec(imatinib,伊马替尼)迈入人体临床试验阶段。在1期临床试验中,入组的均为既往多线治疗失败、病情依然进展的重症患者,他们会每日口服伊马替尼治疗。结果远超预期:药物总体耐受性良好,更展现出近乎“奇迹”的疗效——在接受300mg剂量治疗的54名患者中,有53人实现了血液学上的完全缓解。
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这一突破性结果迅速推动伊马替尼进入2期临床试验。1999年启动的2期研究进一步验证了疗效的持久性:在治疗18个月后,患者的无进展生存率仍高达89.2%。基于显著的临床获益,美国FDA给予加速批准,用于CML治疗。而这款药物的产品名,就是我们所熟知的格列卫。
伊马替尼的出现,改写了CML的治疗格局——患者五年生存率被大幅提升至89%;接受治疗5年后,存活患者中仍有约98%保持血液学完全缓解状态。
更多创新酪氨酸激酶抑制剂
伊马替尼的问世使绝大多数患者,尤其是慢性期患者实现长期缓解,彻底改变了这种白血病“必然进展”的命运。然而,随着伊马替尼成为一线治疗方案,耐药问题也逐渐出现。临床研究发现,部分耐药与BCR-ABL基因突变直接相关,另一些则源于非BCR-ABL依赖性机制。统计显示,每年约有4%的患者会对伊马替尼产生耐药。
正是在这一背景下,第二及第三代酪氨酸激酶抑制剂(TKI)陆续登场,推动CML治疗不断向前演进。
2006年6月,百时美施贵宝公司的Sprycel(dasatinib,达沙替尼)获美国FDA批准上市。该药是一种口服多靶点激酶抑制剂,适用于各病期CML成人患者。研究证实,它能够抑制来自伊马替尼敏感或耐药患者的BCR-ABL阳性骨髓祖细胞增殖,并显著延长患者生存时间。
2007年10月,诺华公司的Tasigna(nilotinib,尼洛替尼)也获得FDA批准,用于治疗对既有疗法耐药或不耐受的CML患者。与达沙替尼类似,尼洛替尼同样具有多靶点抑制特性,可作用于Abl和Src激酶家族多个成员。长达10年以上的随访数据显示:初治CML患者接受尼洛替尼或伊马替尼作为一线治疗,其10年预估总生存率均可达到约90%。
2012年9月,辉瑞公司的Bosulif(bosutinib,博舒替尼)在美国获批,用于治疗对既往疗法耐药或不耐受的慢性期、加速期或急变期费城染色体阳性CML(Ph+CML)成人患者。一项3期临床研究显示,治疗12个月后,博舒替尼组的完全细胞遗传学缓解率为77.2%,显著高于对照组的66.4%。
同年12月,Ariad Pharmaceuticals公司开发的第三代TKI——Iclusig(ponatinib,帕纳替尼)获得FDA批准,用于治疗对既往TKI耐药或不耐受的不同病期CML患者。在一项纳入449例CML和Ph+急淋患者的单组临床研究中,大多数CML患者体内携带费城染色体突变细胞的比例明显下降,主要细胞遗传学缓解结果进一步证实了帕纳替尼的临床疗效。
在中国,TKI疗法豪森昕福(甲磺酸氟马替尼)于2019年获批上市,用于治疗Ph+CML慢性期成人患者;BCR-ABL TKI疗法耐立克(奥雷巴替尼)于2021年获批,为对一代、二代TKI耐药或不耐受的CML患者提供了治疗选择。
2021年,美国FDA还加速批准了一款作用机制“另辟蹊径”的新药Scemblix(阿思尼布,asciminib),用于既往接受过两种及以上TKI治疗的慢性期Ph+CML成人患者,并对携带T315I突变者给予完全批准。不同于传统TKI直接竞争APT结合位点,阿思尼布属于Abl1变构抑制剂,其靶向的是Abl1蛋白的“肉豆蔻酰口袋”,从而间接抑制BCR-ABL融合蛋白活性。
新研究助力CML治疗
除了各类蛋白激酶抑制剂,基础研究领域的科学家还在为理解CML不断提供新线索,助力更多类型的CML疗法研发。今年,英国维康桑格研究所的科学家在《自然》发表的研究,重点解析了CML患者造血系统的动态与演化过程。他们发现,BCR和ABL1融合基因的克隆扩张始于确诊前3–14年。融合基因增长越快,突变积累越多,CML会更快发生。并且与其他癌症类型不同,CML起源于单一的致病事件,随后迅速扩张。该发现不仅丰富了对CML起源与发展的理解,也为精准干预策略提供了理论依据。
此外,今年《自然-癌症》的一篇论文分析了CML患者的免疫系统变化,研究者发现一类特殊的间质细胞能在脾脏中充当关键的防御性组分,限制CML的进展。而常规的TKI治疗可能会限制这类间质细胞,从而降低治疗效果。与单独治疗相比,TKI与提升间质细胞活性的策略联合使用时,可以使TKI疗法更有效。
而在联合治疗领域,杜克-新加坡国立大学医学院的研究者还发现,一些对伊马替尼耐药的CML细胞,有赖于一种名为MCL-1的蛋白。根据发表在《白血病》的论文,他们将MCL-1抑制剂与伊马替尼结合使用后,杀死耐药性CML细胞的效果显著优于单独使用伊马替尼。
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在学术界与产业界的持续探索下,CML已经从此前的“绝症”,演变到有药可治,再到可实现部分治愈。当下,数十款针对CML的新疗法正处于积极的临床研究中,涵盖小分子靶向药、反义寡核苷酸疗法等多种类型,有望在未来造福更多患者。
作为生物医药创新的赋能者,药明康德很高兴能为其中一些疗法提供赋能,助力全球合作伙伴的创新疗法来到全球患者身边。长期以来,药明康德都在支持全球合作伙伴从药物研究发现(R)、开发(D)到商业化生产(M)各个阶段的需求,通过一体化、端到端CRDMO模式,助力创新疗法加速研发进程、早日惠及患者。
我们相信,随着科研工作者不断突破CML治疗中的一个个难关,治愈的曙光将逐渐照进现实,为更多患者带来希望。
参考资料:
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