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港大與國際合作研究發現選用具有遺傳疾病關聯證據的藥物標靶可提高藥物臨床研發成功率一倍
2015年08月24日
香港大學李嘉誠醫學院基因研究中心最近參與的一項國際合作研究中首次指出選擇具有遺傳疾病關聯證據的基因作藥物標靶將提高藥物的臨床研發成功率一倍,這亦是首次有研究指出全基因組關聯研究(GWAS)所得的遺傳疾病關聯證據可協助選擇藥物標靶,惠及病人。該研究論文已發表在最新一期(2015年8月)的《自然遺傳學》期刊(Nature Genetics 47, 856–860 (2015))中。
研究意義
香港大學李嘉誠醫學院基因研究中心副教授王俊文博士表示:「醫學界一直認為,遺傳疾病關聯證據可以用來促進藥物開發過程,但這假設從未有具體數據可證明。研究團隊首次使用最近十幾年工業界和學術界積累的大規模製藥和基因遺傳數據來證明這假設。我們相信是次研究成果對今後藥物研發的策略選擇具有指導性意義,將可加快製藥過程,造福病人。製藥企業應該更加注重選擇具有遺傳疾病關聯證據的基因和蛋白質作為藥物的標靶,包括GWAS的複雜疾病致病基因和連鎖遺傳分析的孟德爾遺傳疾病致病基因,有效提升製藥效率。研究主要使用了我們生物信息學團隊五年來開發和維護的全基因組疾病關聯位點數據庫(GWASdb),顯示長期的生物信息學基礎研究和數據累積對醫學和製藥領域有顯著的推動作用。」該研究也預示十年來的GWAS基礎科研成果將會廣泛應用在製藥及精準醫學領域。
研究方法和發現
是次研究中,國際團隊結合GWASdb數據庫中的疾病遺傳關聯位點和葛蘭素史克(GSK)的藥物標靶-適應症數據知識庫,使用統計學方法分析了現存的遺傳疾病關聯證據能否準確預測藥物機制。研究人員發現,在大多數受廣泛研究的適應症中,具有直接遺傳疾病關聯證據的藥物標靶比例會隨著藥物臨床研究進程而顯著增加。
該研究的主要結論有兩個:第一,比較臨床前(Preclinical)、一期臨床(Phase I)、二期臨床(Phase II)、三期臨床(Phase III)和獲美國食品與藥物管理局批准(FDA-approved)藥物的藥物標靶-適應症信息,可以發現藥物中有遺傳疾病關聯證據支持的藥物標靶-適應症從臨床前候選藥物的2.0%上升到獲批准藥物的8.2%,這表明若有實驗證據支持藥物標靶與疾病之間的關聯,可增加藥物研發的成功率。第二,從一期臨床到獲批准,利用有遺傳疾病關聯證據的藥物標靶能夠提高藥物研發成功率一倍,遺傳疾病關聯證據對於從二期到三期的藥物臨床研究貢獻最大,製藥失敗很大程度上是因為缺乏遺傳疾病關聯證據支持。因此找出致病基因並了解其運作機制對於藥物研發非常重要。
研究背景
自2005年以來,科學界累計在GWAS領域投入了數十億美元以鑑定人類遺傳位點和複雜疾病或性狀的關係。王俊文博士的生物信息團隊於2010年開始研發GWASdb數據庫及其關聯工具,成果發表在2012年《核酸研究》期刊(Nucleic Acids Research)中,至今已被引用超過70次。目前GWASdb數據庫已經從超過2,400篇科研論文中收錄了252,530個與疾病或性狀有關的人類遺傳位點(見圖1),同時包括每個位點詳細的基因組註釋,是世界上收集最多GWAS研究的數據庫。現在,越來越多的研究者正在將GWAS的研究成果應用到醫學和製藥領域。
有關研究團隊
此項國際合作研究由香港大學李嘉誠醫學院基因研究中心講座教授沈伯松教授及副教授王俊文博士的生物信息團隊聯同葛蘭素史克(GSK)和美國哥倫比亞大學合作發表。沈伯松教授及王俊文博士的團隊長期致力於利用生物學領域的遺傳學數據研究生物學新現象和開發基因學的新算法及數據庫。沈伯松教授曾指導學生開發了目前GWAS領域最受廣泛使用的統計學軟件PLINK,至今已被引用超過8,800次。王俊文博士的主要研究領域包括遺傳變異位點的功能註釋和預測,轉錄調控網絡構建和腫瘤基因組。王俊文博士在2012年獲頒香港大學傑出青年研究學者,在港大工作7年間於國際期刊發表學術論文50多篇。該團隊的研究主要由香港研究資助局、醫療衞生研究基金及中國國家自然科學基金委員會資助。
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