新闻事件】：昨天美国生物技术推特圈里有个关于高通量筛选（HTS）的讨论，源自一位匿名生物制药老牌人士的感叹：HTS 最可能的结果是啥也没有，第二可能是找到一堆垃圾。其它业界人士纷纷吐槽，有人说没任何发现比发现垃圾还强点儿。也有人说只要标准足够低任何 HTS 都会有所发现。有人回忆说有一次帮别人筛选结果什么都没发现那人十分愤怒，因为他以为花了研发经费就一定能找到苗头化合物。

 

【药源解析】：俗话说千里之行始于足下，多数药物开发开始于一个显示一定潜力、但离药物相差十万八千里的所谓苗头化合物。这类似含有钻石的粗矿，要成为药物这个化合物要经过很多复杂的优化和临床上百步穿杨的精准设计才有一线希望上市。但是找到这个苗头化合物也并非易事，这里面也有很多技术活。

 

制药工业一穷二白的时候先导物主要来自天然产物，如植物提取物和发酵物。随着药厂经手的项目越来越多，多数大公司有了一定积累的化合物库。90 年代后组合化学、平行合成技术开始成熟，试剂公司也开始合成大量复杂的中间体。这个阶段大公司的化合物库飞速膨胀，现在大药厂估计都有百万以上化合物库。过去 10 年开始的 DNA 编码库（DEL）可以一次合成数十亿化合物，可以对某区段化学空间进行地毯式轰炸，颗粒归仓。这段时间制药业也发明了各种生物测试，令 HTS 如虎添翼。

 

HTS 开始于 80 年代中期，现在已经是寻找苗头化合物的核心技术。但是即使筛选上百万化合物也可能颗粒无收，尤其是新类型靶点。一个主要原因是这些化合物多半是过去项目化合物的衍生物，而新型靶点可能需要完全不同的结构类型，GPCR 配体中难以找到磷酸酶抑制剂。DEL 库虽然可能有 10 亿化合物，可以深度挖掘某个特定化学空间，但受技术限制广度十分有限。片段筛选则相反，搜索广度有余、深度不足，优化成药物水平分子需要更长时间。所以即使有 DEL 和 FBDD 的帮助，很多靶点还是找不到苗头化合物。

 

比颗粒无收更糟糕的是找到一些垃圾，即假阳性先导物。任何测试都有假阳性，现在最常见的是 FRET 测试，不仅受荧光化合物影响，有些靶点可能有非常高的机理未知假阳性率。有一大类所谓 PAIN 化合物通过非特异机理影响信号输出，如形成聚合体令蛋白变性。很多蛋白对金属离子敏感，所以化合物如果被微量金属离子污染会给出假阳性。常用的细胞筛选如荧光素酶报告测试因为从激活信号到最后的酶表达中间可能有若干步骤，对任何一个步骤的影响都会给出阳性结果，可能与目标蛋白一毛钱关系没有。另外有些化合物有氧化、烷基化活性，或长期放置结构发生变化等都会给出不实结果。

 

为防止垃圾浪费优化资源，现在 HTS 后都有各种正交测试办法反复考证先导物的可靠性，但即使这样也难免有漏网之鱼。这些假阳性化合物不仅可能令东家人财两空，还可能殃及同行。最近最著名的例子当属赛诺菲的 Iniparib，当做首创 PARP 抑制剂开发到三期临床，不仅自己一事无成，还令其它真正的 PARPi 开发受到延迟。当年 Medivation 曾收购一个乌龙 PD- 1 抗体，也比较有名。如歌中所唱“you can’t start a fire without a spark”，但找到这个 spark 可不是件容易事。