2月28日,一款名為Optune的抗癌產品在香港正式上市。與同行的基因療法、單抗等新興療法所不同的是,Optune的治療原理是——電場。
這玩意兒是啥?癌症幾時真的可以「電療」了?
癌症電療小史
人類對電療的研究,可回溯至18世紀的義大利。
18世紀70年代,義大利人提比留斯·卡瓦洛在英國完成了由商人到科學家的身份轉換,一躍成為和亞歷山德羅·伏特、富蘭克林一樣知名的電學研究者,並進入了英國皇家學會。1777年,他出版《電學全書》,三年後出版《電療理論與實踐》,兩本書都記載了電作為治病手段的最早創想。
當人類再次將目光轉回用電治療疾病時,已是20世紀六七十年代。彼時研究者只是測試電流對活體細胞膜的影響,80年代,人們已開始嘗試電化學療法抗癌的工作。
此前,直流電化學療法在血管瘤治療[1] 領域有廣泛實踐應用,而使用電化學方法治療癌症,是瑞典科學家諾登斯強姆的發明。
諾氏於1978年使用電化學療法治療人體轉移性肺癌,1983年,他正式創立人體生物閉合電路學說。1987年,諾氏到中國講學。根據國家科學技術獎勵辦公室的公開信息,當時諾氏將相關專利療法無償轉讓給中國,他還因此獲得2001年中華人民共和國國際科學技術合作獎。
位於北京的中日友好醫院,是國內第一家應用電化療技術治療癌症的醫療機構,從1987年到1991年,至少有200家醫院應用電化學療法治療了上千名癌症患者[2] ,到2003年,中國至少有15000名良性或惡性腫瘤患者接受了電化學療法。
電化學療法的根本原理是直流電,其治療方法很簡單:將正負電極直接插進腫瘤部位,並持續加載低壓直流電。至於這種方式到底為何能殺死癌細胞,諾登斯強姆的解釋是: 對腫瘤施加直流電刺激, 造成一個 「模仿的癒合」 , 而後引發出經生物閉合電路的癒合過程。 即由一個人為的原級發動系統轉變為一個自身推動的運轉系統 , 促成腫瘤的癒合 。[2]
是不是一頭霧水?沒關係,你不是一個人,因為就連西方同行都無法理解這種療法。所以除了中國地區,以BCEC為代表的直流電療法並未在全世界推行開來。
西方世界對此療法普遍謹慎並非毫無緣由,一方面,諾氏發明該療法之後,缺乏臨床試驗和對照試驗,就直接轉給藝高人膽大的中國醫療界使用;另一方面,人們對直流電破壞腫瘤的機理一直不夠明確,這也是阻礙該療法進入醫療界的一大原因。[4]
不過,科學界針對直流電抗癌的原理研究一直沒有停止。
來自中國原子能研究院的李開華等人的研究顯示,直流電場能令癌細胞生存環境產生電化學反應,導致pH值急劇變化,細胞膜崩潰,細胞核凝固,最終導致癌細胞死亡[5],也有研究表明,直流電場也可能通過影響癌細胞的代謝和生長而實現抗癌效果[6]。這些研究的發表逐漸扭轉了西方世界的看法,在2000年之後發表的動物試驗論文中,直流電療法被認定為「有探索前景」。[7]
雖然歐美科研醫學界對直流電場療法頗多疑慮,但在電脈衝療法領域進步很快。
電脈衝是小至細胞級別的治療技術。從20世紀80年代起,電脈衝就廣泛用於生物技術領域,在細胞融合、基因轉導等領域。電脈衝主要做法是通過在電極上提升電壓,擊穿細胞膜以治療癌症。
所以,為何,又如何擊穿細胞膜?
就像「貓是固體中的液體」一樣,具備「磷脂雙分子層」流動結構的細胞膜,也兼具固體和液體的特性——因此,如果你用電脈衝在細胞膜上打孔,同時往裡直接注入藥物,注入後小孔還可以自動閉合。[8] 有不同實驗表明,這使得不同藥物效果因此提高80~10000倍[9]。
在電脈衝療法基礎上,人們又做了一些微小的工作,得到更強的「納秒級脈衝」。
納秒級脈衝,有了更強的電場和更高的脈衝寬度。這意味著:在極短時間內,人們能在細胞膜上打出數量眾多,距離近的孔,這些孔又極易融合成大孔洞,導致細胞膜無法恢復原狀,整個細胞因此崩潰[3] 。這種情況下,也沒必要再費工夫用什麼藥物了。
這種方法的優點在於,只要瞄準癌細胞,鑽個孔,打藥,完事兒了它還能自動癒合,極少傷害正常細胞;缺點是「知面不知心」——識別表層癌細胞並不難,但找到並殺死深層的癌細胞,則有相當難度,而且對電極的形狀有較高要求,比如扁平電極可能造成電弧灼傷、電極與皮膚粘連等問題。[8]
直流電和電脈衝電的共同特點是「更適合治療皮膚淺表的癌症」,雖然有文獻稱[2] ,直流電療法對孤立性肝癌及不能切除的癌症也有效,但問題是,病人何必要挨一刀之後再做電療?每次電療時間和效果如何保證?沒有更優的選擇嗎?
過去兩百多年裡,直流電、脈衝電治療等概念層出不窮,但在「治療癌症」這事兒上,從未得到業內真正認可,亦未通過嚴格的臨床研究驗證並得到真實世界廣泛應用。在民間「電療」也一直以騙局形式而存在。
直到腫瘤電場治療的出現。
腫瘤電場治療則並不是直接使用電流,而是用電場,所以該療法在業內稱為腫瘤電場治療。
一個簡單的科普:電場可以與重力場進行類比,電場是電荷及周圍空間裡存在的一種特殊物質,它對放入其中的電荷可以產生作用力,即「電場力」。
交變電場具有不同的特性,這取決於它們的頻率和強度。
例如,非常低的頻率(<1kHz)可導致細胞膜去極化,並可興奮肌肉、神經和心臟組織。你在電視劇或現實中常見到的低頻電場器械,可能就是心臟除顫器和心臟起搏器了;微波消融使用>900MHz的高頻電場能以實現腫瘤的熱消融。而我們今天談到的腫瘤電場治療是一種中頻電場。
TTFields療法自以色列理工學院教授約拉姆·帕爾迪首倡以來,醫學界研究進展飛快。
2004年,首篇TTFields的主題論文發表[10],2007年,TTFields即已通過歐盟CE認證;到2011年4月,美國FDA批准TTFields用於復髮膠質母細胞瘤的治療;2015年10月,進一步被FDA批准用於新診斷膠質母細胞瘤的治療——各國醫藥監管部門對TTFields可謂大開方便之門。
TTFields為何能得到批准?它好在哪?
TTFields為何能迅速上位?
與傳統治療方式相比,TTFields沒有那麼「暴力」——不用血淋淋的手術,亦大規模「放毒」化療,只要將特製的電極,用電場貼片貼在頭部特定部位,持續放電就行。
事實上,在2003年,以色列人就開始了基於TTFields理論的動物試驗;2004年,以色列研究人員卡爾森等人發表了第一篇有關TTFields治療黑色素瘤的論文 [10],並很快確定了對腦膠質瘤模型的有效性[11] ;2012年,研究人員全面闡述了TTFields治療腫瘤的主要原理[12]。
在閱讀這三篇論文後,我們嘗試用人話來解釋一下TTFields的抗癌原理。
儘管美國FDA在2011年就已批准了TTFields作為復發性腦膠質瘤的治療方案,但首篇三期臨床試驗數據論文,到2012年才由瑞士洛桑大學的Roger Stupp等人發表。[13]。
在原發性中樞神經系統惡性腫瘤中,有80%是腦膠質瘤。九成以上的病例發展速度極快,此前膠質母細胞瘤的標準療法是:標準治療手段為手術+同步放化療+替莫唑胺。但該病復發率極高,生存期短,僅有14.6個月,患者在後期基本喪失正常意識。
另外需要指出的是:放療和化療所造成的脫髮、嘔吐、乏力、消化道出血和失憶等症狀也成為患者標配。這些在TTFields療法中都是不存在的。
TTFields以破竹之勢獲得承認,並在2013年寫入美國國立綜合癌症網絡的《癌症診療臨床實踐指南》時,包括專家、病人及家屬都對此熱情不高,業內對試驗方法和最終結果還有些許疑慮。[14]
這事兒不難理解:一方面,電場治療是通過物理方式治療癌症,和傳統的醫學治療原理完全不同,臨床醫生和專家很難像理解新藥一樣接受它;另一方面,如果一種不增加病患痛苦指數的療法,在加入治療方案後,能明顯延長病人總生存期,人們還發現效果不僅不受病人性別、年齡、體力狀況影響,還與腫瘤切除程度、關鍵指標轉移酶數據無關。[15]那是不是……
「這麼好的事兒,容我再想想……?」
事情轉機出現在2017年。這一年,《美國醫學會雜誌》發布了關於TTFields的最新臨床試驗數據[16]。
這篇多達29名作者聯合署名的研究,將695名受試者分為兩組,一組使用默沙東研製的靶向藥替莫唑胺化療,另一組使用替莫唑胺+電場治療聯合聯合療法。試驗結果顯示,TTFields與化療的聯合使用效果,比單用化療延長了近5個月的生存期。
到2018年,新版的NCCN指南已將腫瘤電場治療列為1類推薦。這意味著,腦膠質瘤患者可以在手術之後,通過「常規放療+同步和輔助TMZ 化療+電場治療」延長壽命。
真正功臣:近20年研究背後的公司
在過去15年中,TTFields能在癌症治療界快速上位,離不開各位努力的研究者及其背後醫藥研究體系的日益完善。
一個有趣的事實是:醫學界對TTFields原理的研究成果中,相當一部分都由同一家公司支持和推動;TTFields只是一種療法,它需要實體器械來實現相關功能,而目前世界上只有一家公司能生產這種具備TTFields功能的設備。
這家公司就是Novocure。
約拉姆·帕爾迪是TTFields理論的提出者,也是Novocure的創始人,在目前所見的大多數相關研究論文的作者列表中,他是常客;而常以第一作者身份發表論文的卡爾森,則是該公司的首席科學官和研發主管。
所以,TTF理論的研究完善,和Optune升級換代的全過程,基本也是這家公司的發展史。
2000年,以色列理工教授帕爾迪和威廉·道爾成立了Novocure,此後在2009年9月,Novocure曾進行過一輪融資,投資方包括輝瑞、強生和指數創投,而金額則未透露;2015年9月,TTF被美國FDA批准用作新診斷腦膠質瘤治療前夕,Novocure在美國納斯達克上市。上市後,這家公司在2018年先後進行了兩輪再融資,額度分別為1.5億美元和200萬美元。
2011年,Optune被FDA正式批准用於復發腦膠質瘤的治療時,是第一代產品,重量達到2.7千克,2016年第二代則輕至1.2千克[17]。
事實上,兩代產品工作原理沒有變化。因為選用了和特斯拉同款電芯,兩代之間明顯的差別主要是鋰電池重量及續航時間。
目前使用Optune的患者,每月由專業服務團隊定期到家中,通過插線連接方式下載治療數據,再將之上傳至以色列海法的治療中心;海法的醫療專家根據從儀器傳來的數據進行分析,並針對頭部貼片的位置、病情進展為當地醫生和病人給出改進治療的建議。而值得期待的可能是還在開發中的、具備IoT功能的第三代產品,只需通過5G網絡即可上傳數據,隨時改進治療方案。
Optune目前只在美國、歐洲、日本等國家和香港地區被獲批用於膠質母細胞瘤的治療。
除了數據明顯優於化療,基本上不會造成更多痛苦——當然,也有其缺點:
事實上,Optune不乏模仿者,比如日本人仿製的「電場服」ECCT。但在2019年3月的一次媒體會上,Novocure的董事會執行主席威廉·道爾就直言不諱地批評ECCT沒有任何意義,是個騙局。
「對日本電場服我想做一點評論,這本身就是個騙局,沒有任何數據,政府也並沒有批准,沒有接觸皮膚施加電場,對病人也沒有最終效果,對癌細胞也不會達成任何的治療效果。
「這是一個非常不幸的事情,這個騙局的發起者是在利用消費癌症患者絕望的心情,雖然他們號稱收費比較低,但賣的卻是沒有任何效果的產品,相反把病人最後的一點希望給拿去了,在賺亡命錢。」
Novocure的2018年度財報顯示,該公司在2018財年總營收2.5億美元,淨收入6970萬美元,研發投入5000萬美元,淨虧1563.1萬美元。使用Optune的病人數量為2383人,同比增長30%。
事實上,Novocure為研究和開發該療法投入了超過6億美元,至今未盈利。這家公司在用戶數僅有兩千多人的情況下實現了近7000萬美元的收入,這意味著Optune並不便宜。事實上正是如此,數據顯示,即使在國外,Optune的價格也並非所有患者都能承受。比如,在美國,未使用商業保險的治療價格為2.1萬美元/人/月,150368美元/人/生命年,198032美元/人/質量調整壽命年[18]。
即便治療費用如此高昂,美國也有40%的新診斷病人選擇電場療法。事實上,Novocure的董事會執行主席威廉·道爾介紹稱,日本已可獲得政府醫保的全額報銷,而德國政府醫保則可報銷70%。納入美國政府醫保的談判還在進行中,今年有望納入。
一方面,只有少部分患者承受得起;另一方面,目前FDA和歐洲、日本等地批准的適應症也只有腦膠質瘤,如果Optune僅止步於此,則市場規模並不很大。
不過,作為一種物理治療手段,TTFields已經成為繼手術、放療、藥物治療之後的全新方案, Novocure還在進行中的研究包括TTFields對非小細胞肺癌、腦轉移、胰腺癌等的治療。
其中,在2018年財報裡,Novocure報告了Optune相關適應症的2019年的研發進度:
惡性胸膜間皮瘤(
復發性卵巢癌三期臨床試驗
與再鼎醫藥合作的二期胃癌臨床試驗
其中,再鼎醫藥是Novocure在獨家商業化與開發合作的中國公司。
下一個幾十億美元市場?
本文開頭提到香港上市的電場療法,其獨家商業化和開發合作方正是總部位於上海的再鼎醫藥。
2018年9月,再鼎醫藥與Novocure籤訂了Optune在大中華區的獨家商業化和開發協議。Novocure在2018年第三季度提交的財報文件顯示,再鼎為本次獨家授權合作支付了1500萬美元,加上後續研發支持等費用,最終將達到7800萬美元,分成約為淨銷售額的10%~15%。
再鼎醫藥成立於2014年,三年後的2017年9月即在美上市。儘管此前有外界分析稱,再鼎醫藥的商業模式為VIC模式,但再鼎醫藥大中華區總裁、首席商務官梁怡對虎嗅明確表示,他們並非VIC模式。
「我們除了引進,還要參與研發,但研發很難有捷徑。一款藥從形成化合物,到最終形成一款藥,機率不到2%,很多國外大公司甚至使用人工智慧篩選藥物分子。人體實驗也無法替代,很多時候在二期成功,到三期失敗的也很多。」梁怡稱,「即使批准了,商業化成功的機率也是50%。」
一款新藥從零研發到上市,通常需要十幾年,但對一家2013年成立的公司來說,十幾年後才開賣新藥顯然不現實。再鼎醫藥於2018年10月在香港上市了一款引進Tesaro公司的藥物則樂,國家藥品監督管理局也於當年12月受理了該款新藥的上市申請,而Optune則是再鼎醫藥在大中華區引進的第二款產品。
引進外國新藥獲得現金流,是再鼎醫藥支持自研藥的重要手段。「引進合作的標準很明確,同類首創新藥或者同類最佳。」這也是「巧實力」,梁怡認為,「另外一個標準,是在這個疾病領域必須有巨大的、未被滿足的臨床需求。」再鼎首席醫學官黑永疆博士向虎嗅表示,如果腫瘤電場治療換作是一種藥物,有真實的數據,並且能夠證實延長患者的生命,那將是價值幾十億美金的產品。
一邊加緊內部研發, 一邊與外部合作商業化,成為當下新興醫藥公司的新選擇。
需要指出的是,與香港地區新藥與療法的「備案制」上市方式不同,Optune要進入大陸市場,依然要經過NMPA的審批。不過,梁怡估計,如果大陸地區的免臨床試驗上市申請獲得通過,那麼最快今年內就會在中國大陸上市。
如果電場治療在其它實體瘤的全球三期臨床結果令人滿意,那麼也會計劃在中國進一步拓展適應症,即將啟動二期臨床試驗的胃癌,是我國常見的惡性腫瘤。Globocan 2018的數據顯示,2018年,中國地區胃癌是僅次於肺癌的第二大癌症類型,佔年度新發癌症總數的11.12%,新發病例達到456124人。如果電場治療能在胃癌研究中獲得突破,那麼再鼎將收穫一個巨大的市場。
這不僅出於市場考慮,更是對二十年努力探索的檢驗。電場治療需用更多適應症來證明自己。再鼎醫藥的醫學部人士告訴虎嗅:「一種全新療法被世人廣泛接受,通常都是伴隨一個較大的適應症的開發和獲批,比如免疫治療在拿下肺癌適應症之前,也並不為外界所接受。」
「我認為,超級單抗、雙抗、電場療法,是未來醫藥行業發展的三大趨勢。」梁怡預測道,「如果哪家公司能在這三個領域取得成績,未來會很可觀。」
TTFields會是下一個免疫療法麼?