Глава 13
Как разрабатывают лекарства
Клинические испытания – лишь одно из последних звеньев большого и трудоемкого процесса создания и вывода нового лекарства на рынок. Процесс может растягиваться на десятилетия и стоить до миллиарда долларов, а положительный результат в конце этого пути проб и ошибок не гарантирован.
Многие представляют процесс примерно так: ученые размышляют о механизмах болезни, а потом предлагают способ повлиять на них, прервав патологический процесс или запустив недостающий. Однако для создания лекарств таким образом нашего понимания работы организма пока недостаточно. Организм сложен, и любая субстанция может подействовать не там и не так, как ожидали разработчики, не вылечив пациента или вызвав неожиданные побочные эффекты.
Доклинический поиск
Исследования, не предполагающие участия людей, называют доклиническими (или неклиническими). С них начинается разработка препарата. Ее первый этап – поиск биологической мишени. Так называют присутствующую в организме молекулу, на которую будет нацелено еще не созданное лекарство. Лекарство может влиять на течение болезни, связываясь с биологической мишенью или изменяя ее. Известно несколько сотен биологических мишеней, в большинстве случаев это белки. Например, зная, что фермент циклоксигеназа обеспечивает синтез необходимых для воспалительной реакции простагландинов, мы можем выбрать его в качестве мишени для будущего противовоспалительного препарата. Если мы найдем вещество, которое будет подавлять циклоксигеназу, то можем рассчитывать уменьшить выработку простагландинов, а значит, и воспаление.
Выбор мишени – решение важное и непростое. Оно основано на представлении о механизмах болезни, которое может быть ошибочным или неполным. И всегда есть риск, что разработчики узнают об этом лишь на самых поздних этапах. Нельзя также исключать, что выбранная мишень участвует не только в патологическом процессе, на который мы хотим повлиять, но и в реализации каких-либо важных функций. Тогда, влияя на нее, мы можем вызвать нежелательные эффекты, которые перевесят любую пользу.
Когда биологическая мишень выбрана, начинается поиск молекулы, способной на нее влиять. Молекулы лекарственных веществ делят на две основные группы. Большинство представленных на рынке лекарств относится к малым молекулам (или низкомолекулярным). Это молекулы небольшого размера, вес которых не превышает 900 дальтон. Такая граница выбрана, поскольку молекулы с размерами в пределах этого порога могут легко проникать через клеточную мембрану и действовать на мишени не только снаружи, но и внутри клетки. Пример такого вещества – состоящий всего из 21 атома аспирин. Биологическими молекулами называют вещества, размер молекул которых превышает порог в 900 дальтон, большинство из них – белки. Они не могут проникать в клетку и действуют только на мишени вне ее или на ее поверхности, скажем, на клеточные рецепторы. Пример – состоящее из 25 тысяч атомов антитело. В процессах поиска малых и биологических молекул есть некоторые отличия.
Поиск малых молекул, способных влиять на биологическую мишень, ведут путем перебора огромного количества химических веществ. Сейчас этот процесс в значительной степени автоматизирован и компьютеризован. Те компании, которые могут себе это позволить, используют роботизированные системы высокопроизводительного скрининга, позволяющие тестировать целые библиотеки веществ, содержащие до сотен тысяч компонентов. Библиотеки создают как путем случайных модификаций, так и с помощью компьютерных систем, которые просчитывают, какие свойства вещества повысят вероятность его взаимодействия с мишенью. Для этого же в последнее время пытаются применять и трехмерное моделирование.
Поиск с помощью высокопроизводительных скрининговых систем представляет собой полноценный контролируемый эксперимент. Вещества из библиотеки находятся в растворе в ячейках микротитрационных планшетов – пластиковых контейнеров с нанесенными в виде сетки небольшими углублениями. Информацию о содержимом ячеек хранит компьютерная система. Часть ячеек играет роль контрольной группы. Роботизированная система вводит в ячейки биологическую мишень – белок или культуру клеток, оценивает реакцию и определяет, какие ячейки дают статистически значимые отличия от контроля. Сейчас существуют системы, позволяющие оценивать до десяти миллионов реакций в час. Предполагается, что системы высокопроизводительного скрининга со временем сократят время разработки лекарств по сравнению с перебором веществ по старинке, вручную.
Поиск биологических молекул предполагает перебор меньшего количества вариантов на начальном этапе, поскольку разработчик примерно знает, что хочет получить. Биологические молекулы, как правило, синтезируются живыми системами – микроорганизмами, клетками животных или растений. Для того чтобы клетки синтезировали нужные молекулы, часто используют технологию рекомбинантной ДНК. Это последовательность ДНК, искусственно созданная человеком путем объединения генетического материала из разных источников – как синтезированного химическим путем, так и скопированного из разных организмов. При поиске тоже могут быть использованы библиотеки биологических молекул, например антител.
Когда наиболее вероятные вещества-кандидаты выбраны, начинается их оптимизация. Разработчики синтезируют варианты молекул, имеющие некоторые структурные отличия от исходного, тестируют их и выбирают те, что лучше всего взаимодействуют с биологической мишенью. Этот процесс может повторяться многократно. Шансы отдельно взятой молекулы, изученной на этапе скрининга, когда-нибудь стать лекарством могут составлять тысячные доли процента. Увы, сцены из фильмов, в которых гениальный ученый после некоторых раздумий рисует на доске формулу искомого вещества, очень далеки от реальности.
Помимо способности взаимодействовать с мишенью при отборе учитывают еще несколько факторов, например вероятность побочных эффектов. Для этого нужно понимать, будет ли вещество взаимодействовать с другими схожими мишенями человеческого организма. Например, в нашем теле содержится несколько сотен ферментов, относящихся к классу киназ. Если одна киназа выбрана в качестве мишени, в процессе скрининга стоит проверить взаимодействие веществ не только с ней, но и с другими похожими киназами. Если оно есть, риск нежелательных эффектов велик. В случае биологических молекул также важно минимизировать риск иммунного ответа со стороны организма пациента. Этого можно добиться, “очеловечивая” выработанные клетками других видов белки – при этом их фрагменты меняют так, чтобы они меньше отличались от человеческих.
Важно понимать, как вещество будет всасываться, распространяться и изменяться в организме. Хотя окончательный ответ дадут только исследования на животных и людях, уже на раннем этапе оптимизации веществ можно отсечь те, свойства которых помешают им стать лекарством. Например, если мы ищем лекарство от распространенного хронического заболевания, его желательно выпускать в форме таблетки для перорального применения: лекарство, которое нужно вводить внутривенно, сложнее применять самостоятельно, и это может затруднить массовые продажи.
Биологические молекулы не всасываются в кишечнике и вводятся внутривенно. Если они вызывают в организме пациента выраженный иммунный ответ, то будут быстро удалены из кровотока. Если же удается создать препарат, циркулирующий в крови дни, недели и даже месяцы, редкий прием может вполне компенсировать необходимость делать инъекцию.
Нужно также учитывать производственные, экономические и юридические моменты. Желательно, чтобы вещество было стабильным при хранении: если оно быстро разрушается, срок годности будет невелик. Нужна возможность производить его в промышленных масштабах, и процесс производства не должен быть слишком дорогим. Важно учитывать и патентные риски: если что-то может помешать защите патента, лучше не начинать длительный и дорогостоящий процесс: риск слишком велик.
Поскольку каждый последующий этап разработки дольше и дороже предыдущего, в интересах фармкомпании (именно они в большинстве случаев и разрабатывают лекарства) обнаружить бесперспективность проекта как можно раньше и остановить его до того, как вложения, которые не удастся вернуть, станут чрезмерными.
Поскольку организм не является простой суммой частей, исследования на отдельных белках-мишенях или клетках не могут заменить экспериментов на целых организмах. Поэтому на более поздних этапах доклинического поиска тесты нескольких типов на лабораторных животных неизбежны.
Фармакодинамическими называют исследования, задача которых изучить, как вещество влияет на тело. Очень желательно еще до начала долгих и дорогих исследований на людях показать на животных моделях, что лекарство может работать. Также во время фармакодинамических исследований определяют дозу, необходимую для получения эффекта. С помощью этих данных позже определят, с какой дозы начинать испытания на людях.
Иногда в качестве моделей получается использовать животных с той же болезнью, для которой разрабатывается лекарство, но на практике заболевания, абсолютно идентичные человеческим, встречаются у животных нечасто. Поэтому в качестве модельных выступают животные с похожими, на взгляд исследователей, состояниями. Так, например, моделью инсульта могут стать животные, чье мозговое кровообращение было искусственно нарушено. Симптомы при этом возникают те же, что при инсульте, вызванном закупоркой сосуда головного мозга тромбом. Для имитации остеоартрита кроликам вводят в суставы йодацетат натрия – через 2–4 месяца у них развивается похожее состояние. В некоторых случаях сходство очень условно. Непросто подбирать модели психических заболеваний: непреодолимый коммуникационный барьер между нами и животными не позволяет найти у них аналоги, например, шизофрении. Поэтому в качестве модели этой болезни используют животных с изменением поведения, напоминающим исследователям симптомы этой болезни. Конечно, полезность таких моделей сомнительна.
Другая важная группа исследований – фармакокинетические. Их задача – определить, как тело влияет на вещество. Важно понимать, как оно всасывается, изменяется в организме и выводится из него. Нужно убедиться, что, с одной стороны, вещество сохраняется в крови достаточно долго и успеет подействовать, с другой – вовремя разрушится и не будет накапливаться. Кроме того, в процессе метаболизма – преобразования вещества в теле – не должны возникать ядовитые субстанции.
Одна из основных задач исследований на животных – показать, что начинать испытания на людях относительно безопасно. Для этого проводят обязательные тесты на общую токсичность, включающие изучение общетоксических, канцерогенных, генотоксических свойств, влияние на репродуктивную функцию и развитие плода, а также при необходимости дополнительные тесты на специфическую токсичность – например, глазной препарат будут отдельно исследовать на токсичность для глаза. При этом обязательно используют не менее двух видов животных, один из которых – не грызуны.
Если на этом этапе вы не наблюдали слишком опасных эффектов, если достаточная для лечения доза намного ниже той, которая вызывает опасные эффекты, и если выполнены все остальные условия, поздравляю – у вас есть вещество для клинических испытаний.
Клинические испытания I фазы
Регулирующие организации выдают разрешение на проведение экспериментов на людях, изучив данные об эффективности и безопасности вещества, полученные на доклинической стадии. Выделяют до четырех этапов клинических испытаний, три из которых проводят до выхода препарата на рынок – их называют испытаниями I, II и III фазы (далее КИ I, II и III фазы). Испытания IV фазы проводятся уже после начала широкого применения препарата.
Задача клинических испытаний I фазы – убедиться, что вещество-кандидат безопасно для человека. В них участвуют до нескольких десятков человек. Участников могут разделить на группы, которые получают разные дозы. Иногда может быть выделена контрольная группа, получающая плацебо. В КИ I фазы определяют максимально переносимую дозу – наибольшую дозу, не приводящую к токсическим эффектам, а также описывают эти эффекты (данные пригодятся при планировании следующих фаз). Исследование начинают с минимальной дозы, рассчитанной по результатам тестов на животных. Если все в порядке, дозу увеличивают. Вторая задача I фазы – изучить фармакокинетику и фармакодинамику вещества, теперь уже на людях.
Большинство испытаний I фазы проводят на здоровых людях. Хотя их называют добровольцами, а на сайтах рекрутирующих организаций обычно можно найти призывы принести пользу обществу, участие – платное. В экономически развитых странах доброволец может получить до нескольких тысяч долларов за одно исследование. Это работа, не всегда приятная и всегда рискованная. Нетрудно догадаться, кто за нее берется. Это необеспеченные студенты, социально неустроенные люди, бедные эмигранты и безработные.
В 2015 году в газете The Atlantic Daily вышло журналистское расследование “Жизнь профессиональной подопытной свинки”. Статья рассказала о том, что в США в КИ I фазы участвуют, как правило, одни и те же люди из небольшого и сплоченного сообщества. Они делятся информацией о новых клинических испытаниях в sms-рассылках, вместе ездят по стране, чтобы попасть в как можно большее количество исследований, обучают новичков, в том числе и тому, как обмануть рекрутеров и пройти отбор, даже если не соответствуешь требованиям. Многие в течение жизни участвуют в нескольких десятках экспериментов. Один из них поделился с журналистом историей “профессиональной подопытной свинки”:
Я узнал об этом от незнакомого чувака в баре. Тот уже хорошо выпил и болтал про место, где ему платили 2500 долларов за то, что он принимал обезболивающие и пил алкоголь. Все смеялись над ним типа: “Да ну, ты п…шь”.
Однако это оказалось правдой. Не имея постоянной работы и соблазнившись обещанием больших денег, он записался участником в четырехнедельное исследование взаимодействия обезболивающего и алкоголя.
Это было довольно жестко. Многим было очень плохо, я блевал. Персонал велел нам использовать ведра, а не туалет, чтобы они могли изучить блевотину и определить, какая часть таблетки переварилась до того, как выйти наружу. После первого раунда я придумал бегать в туалет сразу после каждой таблетки и блевать, чтобы избежать тяжелой побочки. Персонал ни о чем не догадался.
Использование нуждающихся людей может вызвать этические вопросы, но они хотя бы понимают, что происходит и каковы возможные риски. Более спорно использование в испытаниях I фазы пациентов, потерявших надежду на исцеление. Это может быть оправдано, если разрабатывается лекарство против опасного, неизлечимого заболевания. Или если вероятность побочных эффектов так высока, что его можно применять только на людях, которым оно дает шанс на спасение. Увы, иногда больных приглашают в исследование и для того, чтобы быстрее набрать нужное число участников или сэкономить: в отличие от добровольцев им не нужно платить.
Опрос показал, что более половины из таких пациентов не понимают смысла того, в чем участвуют, и считают, что это эксперимент по оценке эффективности лекарства. Большинство надеется на улучшение здоровья, хотя шансы на это ничтожны: дизайн исследований I фазы не предполагает лечение пациента, и вероятность, что вещество-кандидат работает, на этом этапе очень мала.
Воспроизводятся ли на людях результаты испытаний на животных
Не более трети проектов по поиску вещества-кандидата доходят до стадии клинических испытаний, и только один из десяти дошедших завершается регистрацией лекарства. В некоторых областях медицины шансы еще меньше: в онкологии все этапы клинических испытаний проходит менее чем каждый двадцатый проект. Значительную их часть закрывают на ранних стадиях. Это происходит потому, что вещество не демонстрирует на людях эффективность, какой от него ожидали по результатам доклинических исследований, или оказалось опасным, хотя не причиняло лабораторным животным никакого вреда в тех же или даже бóльших дозах.
В 2006 году шестеро молодых людей были госпитализированы в отделение интенсивной терапии в тяжелом состоянии. Все они были добровольцами в испытании I фазы препарата TGN1412 – такие коды обычно используют до присвоения лекарствам названия. Вещество TGN1412, разработанное германской компанией TeGenero, казалось многообещающим. Оно представляет собой антитело, связывающееся с рецепторами Т-клеток, которые играют центральную роль в работе иммунной системы. Предполагалось применять TGN1412 для лечения некоторых типов рака крови, ревматоидных артритов и других заболеваний, связанных с нарушением работы иммунной системы. Доклинические исследования, в том числе на макаках, не выявили никакой опасности.
Для проходившего в Великобритании испытания I фазы нашли восемь человек, каждому из которых заплатили по 2 тысячи фунтов стерлингов. Шестерых распределили в экспериментальную группу, двоих – в группу плацебо. Почти сразу после внутривенного введения все, кто получил препарат, ощутили сильный жар и боль во всем теле. Лица добровольцев распухли, пальцы рук и ног почернели и начали отмирать – одному из пострадавших пришлось их впоследствии ампутировать. Один из участников рассказал:
Я чувствовал, как моя голова распухает и становится размером со слоновью. Я боялся, что глаза выскочат из орбит. Внезапно меня охватила жуткая боль, которую я даже не могу описать. Затем она еще усилилась, а давление в голове было такое, как будто на ней припарковался грузовик.
TGN1412 вызвал у добровольцев так называемый цитокиновый шторм – массовый выброс иммунными клетками белков, запускающих воспалительную реакцию. Это приводит к повсеместному отеку, похожему на острейшую аллергическую реакцию, и другим проявлениям острого воспаления во всем теле. Через некоторое время к уже описанным симптомам добавился отказ внутренних органов, двое оказались в угрожающем жизни состоянии. У одного добровольца отказали сердце, печень и почки, и он больше двух недель пролежал в коме.
К счастью, всех шестерых удалось спасти. Создавшая препарат компания TeGenero разорилась, а права на TGN1412 были выкуплены московским стартапом “Терамаб”, который переименовал препарат в TAB08 и приступил к проведению новых клинических испытаний, на этот раз в России. Доза препарата была значительно уменьшена, и теперь, по словам исследователей, безопасна. Но обнаружится ли у препарата в столь малой дозе терапевтический потенциал – большой вопрос. TGN1412 вызвал цитокиновый шторм в дозе в пятьсот раз меньшей, чем та, которую испытания на животных определили как максимальную безопасную. Позже были найдены не известные в момент драматического эксперимента тонкие различия в работе иммунных систем человека и макаки.
Пример TGN1412 учит нас тому, что любые исследования на животных не гарантируют безопасность людей, поэтому новый препарат как минимум не нужно вводить всем добровольцам одновременно. Увы, уже 2016 год показал, что урок выучили не все. На сей раз клиническое испытание I фазы закончилось трагедией: у одного из добровольцев констатировали смерть мозга, еще шестеро оказались в критическом состоянии, но выжили, хотя нервной системе троих был причинен необратимый ущерб. Вещество BIA 10–2474 должно было стать действующим на каннабиноидную систему обезболивающим. В доклинических исследованиях оно было обстоятельно и без осложнений проверено на разных животных, включая шимпанзе.
Одна из самых известных трагедий в истории фармакологии – история успокоительного препарата талидомид. Парадоксальным образом ее часто используют, чтобы обосновать важность доклинических испытаний на животных. Хотя скорее это яркая иллюстрация того, что те не дают никаких гарантий безопасности.
Талидомид оказался в поле зрения фармакологов из-за структурного сходства с уже зарегистрированными успокоительными препаратами. В 1957 году компания Chemie Grünenthal выпустила его на рынок как успокоительное. Среди показаний к применению была так называемая утренняя тошнота беременных. Под разными торговыми марками он успешно продавался в Германии, Великобритании, Австралии, Новой Зеландии и еще сорока странах. Первый тревожный звонок раздался в конце 1959 года. Было замечено, что при длительном приеме талидомид вызывает периферический неврит. Чуть позже стало ясно, что это мелочи по сравнению с постепенно открывающейся картиной глобальной катастрофы.
В декабре 1961 года журнал The Lancet опубликовал письмо австралийского гинеколога Уильяма Макбрайда, обратившего внимание на появление на свет сразу нескольких новорожденных с необычным дефектом конечностей (все матери принимали талидомид). Его опасения вскоре подтвердились: выяснилось, что талидомид обладает сильнейшим тератогенным эффектом, то есть вызывает нарушение внутриутробного развития плода, а именно недоразвитие глаз, деформацию ушей, внутренних органов. Самым распространенным дефектом была фокомелия (от греч. “тюленьи конечности”) – полное отсутствие или значительное недоразвитие рук и ног. К тому моменту, как продажи препарата были остановлены, у принимавших талидомид матерей уже родилось как минимум 10 тысяч детей с дефектами. Почти половина из них умерли в течение нескольких месяцев после рождения.
В результате этой трагедии требование испытывать препарат на беременных животных стало во многих странах обязательным. Но лучше бы это было не единственным последствием. Сейчас принято говорить, что трагедия стала возможной, поскольку производитель не проверил талидомид на беременных животных. Но мы не знаем наверняка, так ли это: сотрудники Chemie Grünenthal уничтожили значительную часть документов. Упоминание о таких исследованиях есть, и к тому времени в столь крупных фармкомпаниях они были обычной практикой. Однако важно здесь то, что эти испытания в любом случае не могли предотвратить проблему.
После обнародования информации о связи талидомида и фокомелии сразу несколько исследовательских групп провели эксперименты на животных. В большинстве случаев обнаружить тератогенный эффект не удалось. У мышей он не наступает даже при дозировках порядка 4000 мг/кг, хотя у человека проявляется уже при 0,5 мг/кг. Лишь у некоторых грызунов обнаружили влияние на развитие плода очень больших доз талидомида, причем сами эффекты были другими, фокомелия появлялась только у приматов. Причина в сложности метаболического пути, который талидомид проходит в организме. Он расщепляется с образованием более ста метаболитов, при этом разные виды животных расщепляют талидомид по-разному. Настолько по-разному, что при разработке лекарства у лабораторных животных не наблюдали успокоительного эффекта, ярко выраженного для человека.
Разное действие вещества на разные виды животных не редкость. Обзор 38 лекарств, тератогенных для человека, показал, что для плода мышей, крыс, кроликов, хомяков и обезьян опасны соответственно 85%, 80%, 60%, 45% и 30% из них. Любопытно, что в этой выборке обезьяны показали даже меньше сходства с людьми, чем грызуны. Например, лекарство от рака аминоптерин тератогенно для человека, но два исследования на обезьянах не выявили проблем. Хотя разброс результатов для конкретных видов в разных обзорах велик и зависит от выбранного метода, обычно авторы приходят к выводу, что верно предсказать тератогенный эффект у человека с помощью экспериментов на животных можно лишь чуть больше чем в половине случаев.
С другой стороны, известно более тысячи веществ, вызывающих аномалии плода у грызунов и других лабораторных животных, но не у человека. Можно предположить, что некоторое количество безопасных лекарств не доходит до рынка из-за того, что показывает на доклиническом этапе опасные эффекты, которые не проявились бы на клиническом. Показателен пример аспирина: сотни тысяч беременных женщин принимают его без негативных последствий, а для плода макак-резусов он опасен. Если бы производству аспирина предшествовали эксперименты на беременных макаках, его никогда не разрешили бы беременным женщинам. Это справедливо и для таких широко применяемых лекарств, как фуросемид, фенобарбитал, дигоксин и метронидазол, которые для некоторых животных исключительно токсичны в очень небольших по нашим меркам дозах. Согласно анализу FDA 1980 года, эксперименты на приматах правильно предсказывают безопасность для плода лишь в 80% случаев, на мышах и хомяках – в 35% случаев. Средний результат для разных видов и в этом случае был около 50%.
Вышеизложенное касается не только тератогенности. Исследование 1990 года показало, что лишь 62% побочных эффектов выявили в доклинических испытаниях. Другой обзор – что 22 побочных эффекта были предсказаны верно, а 48 – неверно, то есть наблюдались у животных, но не у человека, а 20 наблюдались у человека, но не были предсказаны на животных. Несмотря на то что корреляция между результатами токсических тестов на животных и побочным действием у человека есть и отказываться от этих тестов ни в коем случае нельзя, они ненадежны и не гарантируют безопасности препарата.
Лишь 60% препаратов, дошедших до I фазы, переходят к следующей. На этом этапе проект может закрыться по разным причинам: из-за токсических эффектов, или потому, что максимально допустимая доза слишком мала для лечения, или потому, что фармакокинетика вещества у человека, например слишком быстрое выведение из организма, ставит возможность его применения под сомнение.
Клинические испытания II фазы
Цель испытаний II фазы – показать, что вещество может лечить людей. Здесь уже участвуют не здоровые добровольцы, а от 100 до 300 пациентов с целевым заболеванием, которых тщательно отбирают, чтобы получить достаточно однородную группу и не пропустить полезный эффект. Также в клинических испытаниях II фазы определяют оптимальные схемы лечения, на основе которых будет планироваться следующий этап. Для этого пациентов делят на несколько групп, получающих разные дозировки, и сравнивают результат.
Хотя результаты в разных областях отличаются, в среднем не более 30% проектов переходят от этой фазы к следующей. Самая распространенная проблема II фазы в том, что вещество впервые с начала разработки должно показать эффективность при лечении настоящей болезни у человека и это получается далеко не всегда. Вторая причина – проблемы с безопасностью, не выявленные на предыдущей стадии. Решение переходить к III фазе очень рискованно для компании-производителя, поскольку влечет за собой значительное удорожание проекта. Иногда проект закрывают из экономических соображений. Например, за время, прошедшее с начала разработки, на рынок мог выйти более дешевый и не менее эффективный препарат конкурента. В этом случае шансы нового лекарства на коммерческий успех снижаются, и дальнейшее увеличение затрат может быть сочтено неоправданным.
Иногда провал испытаний II фазы может неожиданно обернуться большой удачей. В 1992 году компания Pfizer начала испытания вещества-кандидата под кодовым номером UK-92,480. Разработчики надеялись, что ингибитор фермента PDE5 будет расслаблять сосуды сердца и помогать от стенокардии. Увы, эффект оказался ничтожно мал.
Заполняя по окончании испытания анкеты, некоторые добровольцы отметили в графе побочных эффектов невероятно сильную и длительную эрекцию. Никакого энтузиазма у исследователей это не вызвало, и UK-92,480 наверняка канул бы в небытие, если бы одному из членов команды не попалась на глаза статья, где обсуждалась роль PDE5 в механизме возникновения эрекции. В Pfizer поняли, что могли случайно наткнуться на золотую жилу. Было организовано масштабное испытание III фазы при участии 3700 пациентов с эректильной дисфункцией. UK-92,480 оказался эффективным в 63% случаев. Исследователи вспоминают, что хотя исследование было двойным слепым, понять, что пациент попал в экспериментальную группу, не составляло труда: многие категорически отказывались возвращать неиспользованные остатки препарата. Выведенный на рынок как “Виагра”, он стал одним из блокбастеров современной фармакологии с годовыми продажами, достигавшими на пике 1,88 миллиарда долларов США.
К причинам провала, характерным для предыдущей фазы, во II фазе добавляется отсутствие лечебного эффекта, которого ожидали по результатам доклинических исследований. Часто проблема вызвана недостаточным качеством последних. Все, что мы говорили о правильном дизайне РКИ, справедливо и для доклинического поиска. Отсутствие рандомизации, ослепления, двойного ослепления приводит к ошибочным результатам, которые не подтверждаются в исследованиях клинического этапа.
Помимо того, есть специфические проблемы, связанные с использованием животных и клеточных культур. Невоспроизводимость лечебных эффектов, как и побочных, может быть вызвана слишком большими отличиями между организмами разных видов. Плюс мы редко можем проверить вещество на животном с той же болезнью, что у людей, и вынуждены использовать животные модели – аналогию слишком приблизительную, чтобы целиком на нее полагаться.
Еще меньше шансов воспроизвести на человеке эффект, который наблюдался только in vitro, например на культуре клеток. Наши представления о механизмах болезни настолько неполны, что такие изолированные находки не гарантируют пользы для пациента. В целом организме есть много факторов, отсутствующих в лабораторных условиях и способных кардинально изменить эффект. А недавно мы начали осознавать масштаб еще одной проблемы, которая ставит под сомнения результаты многих исследований на клеточных культурах.
Первого февраля 1950 года в гинекологическое отделение госпиталя Джонса Хопкинса поступила тридцатилетняя темнокожая женщина по имени Генриетта Лакс. Осмотр шейки матки выявил опухоль двух-трех сантиметров в диаметре. Биопсия подтвердила ее злокачественный характер: это была карцинома, по виду несколько отличавшаяся от большинства опухолей такого типа. Опухоль оказалась очень агрессивной. Несмотря на курс радиотерапии, состояние Генриетты стремительно ухудшалось, и в октябре того же года она скончалась. Вскрытие показало множественные метастазы практически во всех органах.
Полученная в ходе биопсии опухолевая ткань была передана для исследовательских целей в Лабораторию тканевых культур, созданную в том же госпитале. Руководитель лаборатории Джордж Ги собирал образцы тканей, поскольку преследовал амбициозную цель – создать и поддерживать коллекцию здоровых и патологических клеточных линий, которые можно было бы использовать в качестве стандартных моделей для исследовательской работы. Сложность заключалась в недолговечности клеток. После определенного количества циклов деления они переставали размножаться и в течение нескольких дней умирали, а значит, требовались новые образцы. Конечно, иметь клеточные культуры, которые живут очень долго, было бы удобнее. Все клетки в такой культуре – одинаковые потомки одной исходной клетки, поэтому эксперименты можно было бы проводить длительно, неоднократно и результаты их были бы сравнимы.
Клетки Генриетты Лакс отличались от полученных ранее образцов. Они были невероятно агрессивны – прежде сама возможность столь стремительного развития карциномы шейки матки ставилась под сомнение. Когда лаборант поместил клетки Генриетты Лакс в питательную среду, они стали интенсивно размножаться. Более того, со временем их размножение не прекращалось. Шли дни, недели, месяцы, а невероятно живучая клеточная культура продолжала существовать. Так появилась первая бессмертная линия человеческих клеток. По первым буквам имени и фамилии Генриетты Лакс (англ. Henrietta Lacks) она была названа HeLa.
HeLa стала самой используемой и распространенной клеточной линией. По некоторым оценкам, всего исследователи произвели 50 тонн HeLa, и все это потомки одной единственной клетки опухоли Генриетты Лакс. За ней последовали другие бессмертные линии, которые применяли в качестве стандартных моделей как здоровых, так и патологических тканей, в первую очередь раковых. Поскольку сравнимость исследований важна, ученые активно обменивались образцами друг с другом и могли, работая над одной проблемой в разных частях света, использовать одни и те же клетки. Мечта Джорджа Ги стала реальностью. Клеточные культуры помогали в изучении механизмов болезни и, конечно, при создании лекарств.
Первые признаки проблемы появились в начале шестидесятых годов прошлого века. Как выяснилось, если при малейшем нарушении процедуры агрессивные и живучие клетки HeLa попадают в другие клеточные культуры, они начинают там размножаться, постепенно вытесняя и заменяя собой исходную линию. В 1967 году были изучены 19 распространенных линий человеческих клеток. Хотя про некоторые было известно, что они получены от людей европеоидной расы, анализ показал, что все они с высокой вероятностью принадлежали темнокожей женщине.
К 1974 году стало понятно, что HeLa проникла в лаборатории по всему миру: пять клеточных линий, присланных в США из СССР, были идентифицированы как HeLa. Примерно в то же время прозвучало предположение, что они заменили собой от 10 до 20% используемых учеными клеточных культур. HeLa явно вышла из-под контроля и зажила своей жизнью. Это позволило некоторым специалистам утверждать, что HeLa – новый биологический вид и, более того, первая форма жизни, достигшая бессмертия.
Проблема была не только в HeLa: проверка двух распространенных клеточных линий, которые считали раком молочной железы, показала, что одна из них – HeLa, а вторая принадлежала крысе. Другие стандартные человеческие линии оказались клетками хомяка, крысы, мыши, мангуста и норки. Клетки гиббона оказались человеческими, а лошадиные – собачьими.
Оценить масштаб проблемы можно благодаря анализу, проведенному Кристофером Корчем, генетиком из Колорадского университета. Он собрал исследования, в которых использовали две клеточные линии: HEp-2, считавшуюся раком гортани, и модель клеток кишечника INT 407. Еще в 1967 году стало известно, что обе линии на самом деле являются HeLa. Но это не помешало многим исследователям продолжать их использовать. Корч обнаружил, что HEp-2 фигурировали в качестве клеток гортани минимум в 5789 научных публикациях, а INT 407 как клетки кишечника – в 1336. На эти исследования было потрачено не менее 713 миллионов долларов США, а если считать и последующие, основанные на результатах этих, цена игнорирования проблемы достигает 4 миллиардов.
Какова реакция исследователей? Легко представить, что они без восторга встречают информацию о том, что клетки, на которых основаны их работы, на самом деле являются чем-то другим. Поскольку это ставит под сомнения результаты их труда и дальнейшие исследования, многие предпочитают делать вид, будто проблемы просто нет. Лишь очень немногие публикации были отозваны или исправлены на основе информации о неверной идентификации клеточных линий. Типична судьба ECV304, которую использовали как модель клеток, выстилающих кровеносные сосуды. В 1999 году было установлено, что на самом деле это рак мочевого пузыря. После чего вышли еще более тысячи статей, описывавших исследования, где ECV304 использовалась ошибочно. Авторы одной из них откровенно написали, что поскольку идеальной модели все равно не существует, они не видят проблемы в использовании тех культур, которые так или иначе оказались в их распоряжении.
Лишь недавно ситуация начала медленно, но меняться в лучшую сторону. Во многом это происходит благодаря двадцати ученым, создавшим группу, названную Международным комитетом идентификации клеточных линий (англ. International Cell Line Authentication Committee, ICLAC). Их усилиями некоторые научные журналы начинают в качестве обязательного условия публикации требовать информацию об идентификации использованной клеточной линии. На своем сайте ICLAC поддерживает актуальную информацию об ошибочно идентифицированных линиях. На момент написания этой книги их 488, из них 113 – HeLa.
Клинические испытания III фазы
В клиническом испытании III фазы обычно участвуют до нескольких тысяч пациентов (современные кардиологические исследования могут включать до 10–20 тысяч участников), и продолжаться оно может от двух до 10–15 лет. Особенно длительны и дороги исследования препаратов, предназначенных для лечения хронических заболеваний. В некоторых странах, например в США и Евросоюзе, для регистрации лекарства необходимо, чтобы III фаза содержала как минимум два отдельных успешных исследования. Поэтому некоторые производители организуют сразу три, на случай если органы, регистрирующее лекарственные препараты, FDA или EMA, сочтут одно из них неудовлетворительным. Важно отметить, что в некоторых странах требования к количеству участников в клинических испытаниях отличаются или вообще отсутствуют. В частности, их нет в России. Например, применяемый для лечения острого инфаркта миокарда “Фортелизин” зарегистрирован на основании клинического испытания, в котором участвовало всего 54 пациента.
Задача III фазы – подтвердить, что выбранный в КИ II фазы режим лечения эффективен для большой и разнообразной группы пациентов и может реально применяться на практике. Последнее время клинические испытания III фазы обычно бывают многоцентровыми, то есть их проводят не в одной клинике. Это позволяет увеличить количество участников, добавить в выборку людей разного этнического состава и уровня жизни, а также сравнить результаты между центрами.
После завершения фазы III можно подавать документы на регистрацию лекарства, и, если регистрирующую организацию устроят предоставленные данные, оно будет зарегистрировано. С этого момента его можно продавать. Регистрационные документы содержат перечень разрешенных показаний к применению. Факт регистрации не означает, что препарат можно применять при любом заболевании, каждое новое показание требует новых клинических испытаний.
С подачей документов на регистрацию клинические испытания не завершаются. Иногда, если новый препарат оказался эффективнее, чем созданные ранее, испытания могут еще некоторое время продолжаться. Это делается, чтобы не лишать больных лекарства до тех пор, пока оно не появится в продаже. После выхода препарата на рынок могут начаться испытания IV фазы, в которых тоже участвуют несколько тысяч человек. Регистратор может потребовать их проведения, чтобы отслеживать редкие и поздние побочные эффекты, которые могли пропустить на предыдущих стадиях, или чтобы внимательнее изучить отдельные группы пациентов, например беременных женщин. Эти испытания тоже продолжаются не менее двух лет. Неоднократно случалось, что опасные побочные эффекты обнаруживались лишь через несколько лет после выхода лекарства на рынок. В таких случаях препарат может быть отозван и его регистрация приостановлена, как это произошло с талидомидом. О другом известном эпизоде мы поговорим в следующей главе.
Шансы, что испытания III фазы завершатся регистрацией, варьируются в зависимости от страны. По данным агентства FDA, известного своей требовательностью, после KИ III фазы на рынок выходят не более 25–30% препаратов. Надо полагать, в других странах эта доля несколько выше. Как и на других этапах, шансы испытаний III фазы на успех различны для разных областей, и ниже всего они в онкологии. В последнее время доля успешных испытаний снижается. Это связано с ужесточением требований к доказательствам эффективности и безопасности.
Важно понимать, насколько долог, дорог и сложен путь к выводу лекарственного препарата на рынок, какие риски несут производители и как малы шансы на успех в каждом отдельном случае. Поэтому завершают главу несколько примеров заметных фармацевтических провалов 2017 года, их причин и последствий.
В марте компания Juno Therapeutics прекратила разработку иммунной терапии острого B-клеточного лимфобластного лейкоза после гибели еще двух пациентов в ходе испытаний II фазы. С учетом трех предшествующих смертей количество погибших от отека мозга составило пять человек, и FDA остановило исследование.
В апреле компания OncoMed Pharmaceuticals объявила о прекращении набора пациентов для клинических испытаний I фазы. Бронтиктузумаб (полученное с помощью стволовых клеток противораковое антитело) оказался в сочетании с традиционной химиотерапией “непереносимым для данной популяции пациентов”. Незадолго до этого компания уже сообщала о провале КИ II фазы похожего препарата тарекстумаб. Из-за двух неудач подряд OncoMed Pharmaceuticals была вынуждена уволить половину персонала.
В июне Seattle Genetics проанализировала данные КИ III фазы и обнаружила, что в группе пациентов с острым лейкозом, получавших вадастуксимаб талирин, смертность выше, чем в контрольной. Клинические испытания этого и других похожих препаратов были остановлены.
В сентябре Matheon Therapeutics сократила 60% рабочей силы, после того как вещество-кандидат CA4P не продемонстрировало эффективности против рака яичников, не поддающегося традиционной терапии.
В октябре Alexion Pharmaceuticals прекратила разработку SBC-103, лекарства от мукополисахаридоза, и объявила об убытках и увольнении части сотрудников.
В ноябре стало известно, что компания Thenax Therapeutix не смогла показать в ходе клинических испытаний III фазы эффективность левосимендана в лечении сердечной недостаточности. В результате ее акции подешевели на 76%, а руководство стало рассматривать возможность продажи компании.
В том же месяце Acorda Therapeutics сообщила, что у семи пациентов с болезнью Паркинсона в ходе испытаний тозаденанта развился сепсис, пятеро погибли. Сначала компания остановила набор новых пациентов для участия в испытании III фазы, а затем объявила о прекращении разработки препарата.
