以色列魏茲曼科學研究院的研究人員呼籲：應對未來藥物進行一項新型測試，確保演化安全。

需要多少突變才能讓我們或是我們所屬的物種提高生存機會？這個問題沒有單一正確的答案，不過我們可以從創新和保守之間的固有張力來思考。如果突變率高（即當基因組從親代到子代複製時發生更多錯誤）有時對我們是有利的，可以讓我們更快地適應環境，不過這同時可能會付出沉重的代價。然而如果我們選擇更保守的方法（即較慢的突變率），我們確保了現狀的維持，同時我們不會受益於有機會提高生存能力的任何新特徵出現。

雖然許多研究人員曾經問過這些問題，但直到現在都沒有與涉及增加病毒或細菌突變率以消除它們的相關醫療治療方法。相當令人驚訝的是，第一個提出這個疑慮的人不是科學家，而是一個社交媒體使用者，他對於藥品企業默克在冠狀病毒大流行期間做出鼓舞人心的宣布做出了回應。該公司獲得了美國食品藥物管理局對一種名為molnupiravir的新藥給予緊急快速批準，該藥是藉由騙過SARS-CoV-2病毒，使其突變速度加快從而導致其自我毀滅。這個回應的邏輯是：雖然在大多數情況下，加快突變速度對病毒來說是致命的，但病毒可能偶爾會從其基因組的變化中受益，而這可能會給它們帶來改進的能力，導致人類將會遇到更危險的冠狀病毒變種，最終為這種演化創新付出沉重的代價。

來自魏茲曼科學研究院分子遺傳學系的Yitzhak Pilpel教授看到了這則社交媒體文章後，提出問題：藥物在開發和批准過程中，是否忽視一些非常嚴重的缺陷？ Pilpel教授解釋說：「據我所知，這是迄今為止唯一一種透過加速突變率作為其關鍵機制來殺死病毒的藥物，這可能改變致命流行病的傳播方式。由於藥物安全測試通常專注於其對患者本身的影響，或是藥物的生理安全性，看來已經需要一種新的視角來測試藥物安全的系統，這將影響人類群體：演化安全。這樣的測試對於之前開發的加速病毒或細菌突變率的藥物也是相關的，雖然這些藥物加速突變率是意外的產物。」

Pilpel教授與他自己實驗室的博士生Gabriela Lobinska和哈佛大學的Martin A. Nowak教授合作，Pilpel開始挑戰找尋出開發新型測試的方法。研究人員提出了三種測試演化安全性的可能性。第一種是將該測試納入新藥的臨床試驗中。雖然這是一種全面確定病原體與患者之間相互作用的方式，但由於需要追蹤病毒或細菌譜系的多個分支，這可能過於複雜。同時，由於接受醫療治療的測試組的規模有限，測試結果只會反映出一小部分的突變；如果某突變導致病原體滅絕並因此未在患者體內存活，這樣的突變很可能就被錯過了。第二種演化安全性測試系統可以在實驗室中進行，預計將提供更全面的突變子集樣貌，包括在不同類型的治療（如藥物不同劑量）後產生的突變。

然而，研究人員專注於第三種測試系統：使用能夠呈現病毒或細菌譜系的全面樣貌以及它們對醫療治療的反應的數學模型進行理論測試。

科學家制定了一個計算模板，使他們能夠分析冠狀病毒基因組中成千上萬個可能的突變。其目標是評估三種相應的可能情況：對病毒有益但對人類有害的突變，例如提高感染力或增加對現有藥物的抗性的突變；對病毒有害但對我們有益的突變；以及突變不會導致病毒基因組的任何重大變化的情況。

在最近發表於PLOS Biology的科學論文中，研究人員得出結論：默克公司的藥物可能是雙重成功。它治癒了患有冠狀病毒的人，目前的模型表明，在某些條件下，它對人類也可能是有益的，因為它可能降低了新令人擔憂的病毒變種出現的風險。秘訣在於數字。該研究發現，就演化安全性而言，對病毒有益但對人類有害的突變數量顯著的有限。如果一種藥物增加了病毒基因組中的變化數量，但快速減少了其族群數量，則該藥物帶來的演化風險將很低。同時，重要的是要考慮到患者免疫系統的強度以及治療開始的時間也對演化安全性有著重大影響。

「我們敦促監管機構和製藥公司將演化安全性考慮納入新藥的開發和授權過程中」，研究人員表示。「更全面地理解在治療中使用加速突變率的療法，將使這種方法成為消除疾病的有價值盟友。這將幫助我們更準確地預測新變種的出現，並設計既能確保患者康復又對全體人類安全的藥物。」

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資料來源：

https://wis-wander.weizmann.ac.il/life-sciences/evolutionary-safety-first