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导语：智能化时代已经到来。人工智能已被许多国家列为核心技术加以研发，抢占这一制高点。中国政府已公布首批包括自动驾驶、城市大脑、医疗影像、智能语言 4 大人工智能开放创新平台。凡此均为运用计算机的编程技术以（机器人）自动操控取代传统的人工职业岗位。而智能药物的设计和研制与此同理异工编程直至成药。但其作用集中在微观世界里。当新药进入机体细胞之后，将基于分子生物学的作用机制，自动遵循既定的制导程序步步精准靶向进击，直至疗效最大化、毒副作用最小化。这一点同上述 4 大工程殊途同归，归于智能操控；但作用机制十分不同。本人带领本团队经 31 年奋斗——先后 34人在智力与体力两个方面付出了艰辛的劳动，获得了 16 项我国发明专利授权。主要工作集中在两个方面：一是融合蛋白的去向限制以求实现准确靶向作用的智能化设计；二是对毒素基因实行准确的去向限制与特异性的表达限制以求实现精准杀伤的智能化设计。现已初步选择首批 3 项加以进一步研制：即根治白血病、根治艾滋病、显效治疗急慢性心功能不全与被认为无药可治的家族性心脏病等智能药物。只有有关领导的支持、年轻才俊的接手并坚持到完胜，才能真正治病救人，并使医药学异彩纷呈。
1986 年初本人自美归来，经申请获准参加国家“863”生物技术规划一项关于“人心钠素（小肽）基因工程研制”课题的合作研究，其后成为该课题的负责人。在完成该课题上游研究并转让兄弟单位继续下游研发的同时，开展了相关的智能药物的基因设计与实验研究。
这里所指的智能药物的基因设计（De Novo Designing Genes），也就是本《导语》所说的“同理异工编程”：实际上就是已知的相关基因的从头重新设计与已知功能片段的重新组合，从而形成（1）精准靶向的新药；或（2）相关基因片段的重新组合从而形成准确靶向的非病毒载体与限制性表达的功能（毒素）基因重组体相结合而成的新型的复合药物。这两种新型的智能药物正是经重新编程后承载着制导程序的元件组合。
人手所能及的只限于宏观世界；但人的知识与智慧可以通过基因的重新设计、功能片段的重新组合而形成操控在微观世界里的精准制导程序-这是人的智慧的施展与人手的延长，从而构建成一组又一组的在微观世界里能起到有序制导作用的程序，并包含在新构建而成的各种智能药物之中。智能药物在进入机体细胞（微观世界）之后，就会像电子机器人那样，遵循已设定的制导程序全自动地、有条不紊地、按部就班地、步步精准靶向地发挥作用，从而完成其强效治疗疾病且毒副作用最小化的使命。
实际上，这些基因重组克隆构建新型智能药物的过程，也正是根据分子生物学的原理，设计与研制制导程序的编程过程。
我们确定的该专项研究的战略方针是：首先横向铺开，即验证多种智能化药物的发明设计方案是否可行；而非纵向发展，即仅验证一种发明设计方案是否可行，还要继续验证该智能化的新药在工业试制方面与在临床上是否可用及其有何突出的优点与有何问题。采取这个横向铺开决策的意图是，在当前国内外开展智能药物的设计与研制均处于初始阶段、都不掌握堪称权威的谋略的形势下，采取我们的战略决策开展研究，有利于积累经验、及时发现问题，及时调整或修改设计方案，逐步形成与完善全新的智能药物的设计指导思想与指导原则；有利于推动新一代智能药物学的形成与发展。当然，我们的知识与技术基础是分子生物学，因此，我们的着眼点是基因设计（De Novo Designing Genes）。它显著区别于化学合成药物与药用植物的新药设计的着眼点。这就是我们的战略思维，现予公开，以向同行专家与年轻同行朋友们请教。
时光荏苒，流年似水，一晃居然 31 年过去了：这一专项研究的初步结果获得了我国知识产权局先后颁发的计 16 项发明专利证书授权。其设计方案与初步的研究结果大部曾在不同场合发表过。当然这些知识产权均属参与人员所在的研究所。这些研究曾获得国家《攀登计划》、国家《医药重大专项》前期预备性研究项目、国家《973 计划肿瘤项目》、国家自然科学基金、北京市自然科学基金以及心钠素基因工程研制上游研究成果转让创收费等不同程度的经费支持，本人与本团队对此心怀感恩之情，且作为探索者与劳动者为有机会开展此类探索深感荣幸，并坚持“节省每一个铜板为了科研工作的需要”的自律品格。本专著拟将 31 年来所获得的此 16 项发明专利的证书与国家知识产权局最后确认的并已向社会公开的相关发明内容及实验证据汇集成册，以便同行专家与青年才俊的阅览与讨论，以期在比较全面了解了本专项研究的设计思想与实验结果后，集思广益，研制出一类可应用于临床防病治病的前所未有的特异性与疗效高强、包括一些可用于治疗迄今未能治愈的疾病的根治且毒副作用已被最小化的新型药物，从而发展岀新一代的医药学，以期为促进人类的健康与文明做出应有的贡献。
关于“智能药物”，几十年来出现了多元的概念。如为解决致病菌的耐药性问题，采取了 2 种、甚至 3种的抗生素（其一具备杀灭耐药菌的能力）合并一次用药的施用办法，从而扩大了抗菌谱，提高了疗效。这是体现医者设计意图的药物组合，因此，这类合并使用多于一种的抗生素，被称为“智能药物”。
继之，曾设计了抑制编码血管生长因子基因的表达、从而“饿死”恶性肿瘤细胞的药物，这样的药物与用药策略，也被称为“智能药物”。
最近约 20 年来，靶向融合蛋白的设计与功能研究多了起来，直至当今发展成精准制导或称准确靶向设计。这样的发展来源于Clever Bomb（聪明的炸弹——智能炸弹）引申为Clever Drug（聪明的药物——智能药物）：这是由precision-guided bomb（精确制导炸弹）一词演绎而成的precise targeting-准确靶向（精确制导），以作为界定新型生物技术药物的特征的新概念。它反映了生物技术发展的时代技术特征：主旨在于准确击中靶点，获得强效低毒（毒副作用最小化）的治疗效果。
例如一组二个靶向融合蛋白：使用人源基因片段，采取受体与配体的结合或抗原与抗体的结合的设计策略，研制出：
1.Etanercept（hTNFαRⅡ胞外域与IgG1-Fc fusion）。
2.Infliximab（TNF α单抗可变区与IgG1-Fc fusion）。
这里，其主要的适应证是：类风湿关节炎，银屑病，银屑病关节炎，节段性肠炎等自身免疫病。
此二药物确实是准确靶向的智能药物。这是因为，患有上述疾病的患者，其血液中大量增加TNFα的含量，并导致肿胀、疼痛等症状的岀现；而上述两药物中的hTNFα的TNF胞外域，或TNFα单抗可变区均能特异性地结合与中和此过量的TNFα、使之失效，从而减弱或消除患者肿胀、疼痛等难忍的症状；而IgG1-Fc的作用，仅在于延长此融合蛋白的半衰期。看来，这两种药物的确是准确靶向的智能药物，但显然，这两种药物并不能真正治愈类风湿关节炎等自身免疫病，即所谓“治标不治本”的药物。由此亦可知，人们大声疾呼的“智能药物”不见得都是可以治愈某一类疾病的特效的好药。为治愈类风湿关节炎等自身免疫病尚需寻求可以治愈甚至可以根治此类疾病的新药，或另类的智能药物。
下面简要概述本人与本团队在此学术氛围之中、在初步完成了 16 项智能药物的基因设计并取得发明证书之后，本人所能认识到的正反两个方面的经验与体会。
总的看来，本 16 项智能药物的多数不仅仅体现了准确靶向设计，还出现了另一些符合预先推测的重要结果，因此在学术用语上，我们更喜欢称之为“Intelligent Drugs”（智能药物）。
第 1 和第 2 发明专利（见目录）表明：白细胞介素 2（IL2）可用于对恶性肿瘤等多种疾病的治疗，但在临床用药时是限量的。因为过量的IL2 将会有引起急性心衰与急性肾衰等毒副作用。而人心钠素（hANP）则有舒张血管、利钠利尿、调节水电平衡、降低血压等功能。hANP的突出弱点是半衰期短，只有2.5 分钟。在搞清二者各自的长短处之后，运用基因突变技术、包括盒式突变技术，分别对二者进行结构改造，之后把二者经由基因重组加以融合，以达到所期望的融合蛋白的功能最大化、毒副作用最小化的目的：该融合蛋白克服了高剂量IL2 所引起的室性期前收缩（早搏）与急性少尿肾衰的毒副作用。仅就心钠素ANP而言，sANP1 的利尿活性是ANP的 2 倍，降压活性为ANP的 2.7 倍，降压持续时间为ANP的 4.3 倍，半衰期为ANP的 2 倍（5 分钟）。
再者，现在科学研究的进展取得了意外的结果，有报道称：ANP等心脏激素具有导致癌症自愈的功能。本发明研究早已确定白细胞介素 2 的突变衍生物IL2a与心钠素ANP或其突变衍生物sANP1 的融合蛋白DFP1 与DFP3 能起到防止与抵御原位癌扩散的作用。现在看来，这不仅有IL2 的贡献，还应有心钠素及其衍生物sANP1 等的贡献。
与此同时，各组成元件可分可合，从而构成了“一菌三肽”的全新结局，也初次体现了“模块”可分可合的智能化设计的基本战术指导原则。
上述设计的成功突出反映出“知识”与“巧思”在智能化设计中的重要作用。
第 3 发明专利（目录）是一项关于基因治疗的研究结果，主要内容是把编码 28 肽 ANP 或 22 肽 ANP1 、 BNP （脑钠素）或 ANP1 ＋ BNP 等表达型基因重组体DNA分别导入三种动物模型分别测试各种基因在治疗慢性心功能不全、肾病综合征及高血压的疗效。结果，三个方面的疗效都是肯定的。而且，把 ANP 表达型DNA重组体导入体内就等于把无数微型制药厂建于体内，进而连续不断地生产出所需要的药物ANP。这就在客观上大大地降低了心钠素半衰期短的尖锐性。因此，采取该基因疗法明显优于常规的疗法。
*本节两组病理切片照片显示了 ANP 基因导入动物模型后分别对肾病综合征与慢性心功能不全的疗效（中国医学科学院基础所细胞病理室刘玉琴等提供）。
事实上，对慢性心功能不全迄今缺乏特效药；而且该基因疗法维持其治疗作用的时间比同类的化学药物要长得多。如采用体内外制备法（ex vivo）获得DNA重组体药物，一次施药，其疗效一般可维持半年左右，即使采用便捷的体内法（in vivo）获得重组体药物，疗效一般也可维持3 个月左右。这就意味着病人用药的次数与用药的剂量被大大减少。这是一个显著的技术进步。
更重要的是，在实施此类基因疗法之前，要首先分清所针对的是一般的无家族遗传背景的疾病、还是有家族倾向性与易感性的疾病（Polygenic Disease-多基因疾病）。在本课题研究中，只有高血压动物模型SHR大鼠是经培育而成的高血压模型，而且是可传代的。这就说明SHR的高血压是有家系遗传背景的，是一种多基因疾病，停止基因药物的治疗，必然导致高血压病的复发。因此，必须终生坚持接受这一基因疗法，才能保障该大鼠终生不患高血压病。至于其他两种疾病的动物模型：一是急性肾功能不全；二是慢性心功能不全的动物模型，都是人为制造成的：前者是对大鼠注射阿霉素（多柔比星）造成的，后者是用机械损伤的方法造成的，都不具有家族遗传背景，因此，相信如对此两种动物模型采取本基因疗法，则该两种模型的相关疾病在被治愈后，将不会复发。然而，在人类社会的现实中实际存在着具有家族背景的心脏病。对于这样的病人必须坚持对其采用本基因疗法的终生治疗，才能保障此类病人有正常的心脏功能，从而健康长寿。也正是基于上述原因与复杂情况，本发明专利称此疗法为“表型基因治疗——并没有纠正或修复其多个突变基因的基因结构”。然而，此类心脏病一直被认为是“无药可治”的疾病。这等于患者被判了死刑。这个说法似乎符合客观实际情况。据本人所知，曾有兄弟姐妹 4 人先后都死于家族性心脏病，年龄最大的 62、最小的 34。这个现实太残酷了。而本研究的动物模型研究的初步结果表明此病“有药可治”： ANP 基因导入心功能不全动物模型后，已不正常的心电图岀现明显恢复正常的趋势，心肌病理切片同样显示出了康复的趋势，ATP与Pcr（磷酸肌酐）能量积累明显增加，代谢废弃物乳酸积累明显减少。凡此，仅为“表型基因治疗”；必须坚持终生治疗。而在当前，在“基因编辑疗法”被否定后，更不可小觑本疗法了。理由很简单：因为它能救命、能使病人不至于因患此病而死亡。当然，本疗法无疑还要继续改进。实际上，在人世间，存在着带病长寿的人群。因此可以期望，那些因采用本 ANP 基因终身疗法而长期存活的家族性心脏病患者成为带病长寿的新族群。
凡此种种，也说明了开展这一类型基因疗法研究的积极意义与价值。
另外，本发明研究开展得较早，当时用于构建基因治疗的DNA重组体的载体流行使用逆转录病毒。后来由于担心逆转录病毒载体有致癌性、腺病毒载体在导入细胞之后，载体本身的个别基因可能得以表达，以致有可能出现人体异源蛋白质，并将引起免疫过敏反应，严重者进而导致病人休克，甚至死亡。因此，为避免此类意外灾难，学术界逐步把此类病毒载体改为非病毒载体或工程化的非病毒载体。
本课题研究至此，经过了一番基因设计与改造之后，展示出了如下可能的发展前景：把原来只能用于治疗急性心衰、而不能用于治疗慢性心功能不全、也不能用于治疗急性或慢性肾衰、更无人愿意花高价去每天打一针以治疗高血压的心钠素ANP，变为既有可能用于治疗急性心衰又有可能用于治疗慢性心功能不全（特别是家族性心功能不全）的良药；同时，将之变为既有可能用于治疗急性肾衰、又有可能用于治疗慢性肾功能不全的良药；还有可能将之变为可合情合理地用于治疗经久不愈的高血压的良药。凡此，既是智能药物设计的使命，也是智能药物设计的魅力；但对上述目标的追求，迄今仍然走在路上。
在关于心钠素智能药物的研究告一段落之后（遗留了一个未了的重要课题：曾经的一位博士研究生参加当时西安医科大学刘治全教授带领的研究队伍，从陕西汉中地区采集了 100 例盐敏感高血压人群血样并进行DNA序列分析发现： ANP 基因 5’调控区-147 位多了一个G的突变、并导致心功能改善等初步结果，但未能深入加以研究。显然，本专题研究的结果很可能为“基因变异是物种进化的动因”这一经典性论点提供一个分子水平上的有力论据），但，本人同本团队不得不转入攻克恶性肿瘤与攻克艾滋病的智能药物的基因设计与研究。
说句大白话：彻底灭了恶性肿瘤细胞及其干细胞而不伤及正常细胞且不复发，不就是真正治好了恶性肿瘤这个病吗？这也就是本研究的战略决策了。
为此，实施了两条平行的技术路线：基因治疗的技术路线与靶向融合蛋白的技术路线。
首先必须指出，作为人用药物的基因工程蛋白质，其任何组成的蛋白质片段都必须是人源的。当然，其编码基因均必须来自人类染色体DNA。这种限制性的规则，是绝对不可逾越的。因此，在设计靶向融合蛋白药物中，作为杀伤功能基因或其片段只能限于人体内源基因或其片段。显然，这是为了避免出现免疫过敏反应问题；除非采取特别措施以绕过这个限制。
我们当然知道，美国采用纳米颗粒包装人体外源毒素蛋白质用于治疗恶性肿瘤取得了突破性成功的重大进展。但我们不考虑仿效这条技术路线。本研究决定直接采取工程化的准确靶向的非病毒载体与限制性表达的毒素基因重组体相结合以成为复合药物的技术路线。迄今未见国内外任何团队采取与本团队这一技术路线完全相同的技术路线的报道。所谓非病毒载体主要由肿瘤细胞表面的受体的配体-DNA结合蛋白-核定位序列三元件组成，并用基因工程的方法加以研制。
所谓限制性表达的毒素基因重组体，乃指运用一些特定的转录因子在肿瘤细胞中起作用而在正常细胞中不起作用的差别，以限制与控制其下游的弱启动子如 miniCMV （削帽缩短的 CMV ）启动子是否被激活、进而后者是否驱动其下游的人体异源毒素基因的表达。
按既定的条件在试管中把非病毒载体重组蛋白质与限制性表达的毒素基因重组体DNA按一定的条件与比例加以混合，此时，非病毒载体上带正电荷的DNA结合蛋白必然与带负电荷的毒素基因DNA相结合而成为复合物。当把此复合物加到恶性肿瘤细胞中或注入试验动物或肿瘤患者血循环之后，非病毒载体上的受体配体必与肿瘤细胞表面的受体相结合，事实上，肿瘤细胞表面的受体在数量上远多于正常细胞，由于竞争性结合的道理，表达性毒素基因重组体进入正常细胞的机会是很少的。在设计方面，对毒素基因重组体实行了双重限制-俗称为设了两个“开关”：一是设置了受体与配体的特异性结合，实现了准确靶向的要求，以达到去向限制的目的；二是把毒素基因的表达限制在既定的条件之下：在完成了第一步之后，整个复合物将被内吞进入细胞。毒素基因进入细胞后，核定位序列将引导毒素基因重组体进入细胞核，毒素基因上游的启动子将被相应的转录因子激活，从而转录出毒素的 mRNA 并出核，且 mRNA 在核糖体上合成出毒素蛋白质，从而杀灭该肿瘤细胞。例如第 4（目录）发明专利的设计：在肿瘤细胞中毒素基因可否表达是在CEA（癌胚抗原）启动子的控制之下的。两株乳腺癌细胞株：一株是MCF-7（GRPR ＋ CEA ＋ ——这里的GRPR是胃泌激素释放肽的受体），另一株是乳腺癌细胞MDA-MB231（GRPR ＋ CEA - ）。对前者，两种非病毒载体的任一种上的P2G（串联在一起的酪氨酸磷酸酶的聚集了阳性氨基酸的二片段）均能结合毒素DNA成为复合物，复合物上的GRP均能与肿瘤细胞表面的GRPR ＋ 相结合，从而被内吞进入细胞，之后进入细胞核，继之毒素基因上游的CEA启动子在细胞内USF-1 转录因子的激活下驱动其下游毒素基因表达出毒素蛋白质从而杀灭该细胞。对于后者，全过程大致与前者相似，但毒素基因并无被任何转录因子所激活的启动子去驱动其表达，则该乳腺癌细胞不会被杀伤。上述两个过程的每一步都是严格遵循已设定好的程序自动按部就班地进行的。这同机器人的工作原理与程序实际上是十分相似的。有鉴于此，认为按分子作用机制原理经基因重组构建与研制成功的新型药物便是一个又一个的“智能药物”。
这也就是说，“智能药物”在进入机体细胞之后，之所以能够像一般电子机器人那样，制导新药物中的相关程序（新药的组成片段）有条不紊地、按部就班地、步步精准地发挥作用，皆因按最初所设计的总体方案而进行各基因元件的重新组合与构建成功之时，就已确定了自动化进程与最终精确击中靶点的结局。
遵循上述技术路线，下面简介另外一些实例。
——如第 5（目录）的发明专利。其基因设计的依据是，肿瘤细胞是厌氧细胞，正常细胞是好氧细胞。运用了“缺氧反应元件”进行智能药物的设计，使所设计的智能药物，只杀伤肿瘤细胞，而不杀伤正常细胞。
——另 2 智能药物的发明设计《第 13 与第 15（目录）》，运用了NF-kB核因子（转录因子）的作用原理，也满足了正常细胞（NF-kB - ）完全不被杀伤的要求。
——在第 12 发明专利（目录）中，使用了肿瘤特异性启动子SCP（survivin core promoter）。这一举措，对避免毒素的毒副作用具有重要意义。
正是此类设计，实现了精确靶向（precise targeting）的要求。
现在知道，新药的“机器人高通量筛选”的办法并不尽如人意，从数十万样品中筛选出一个所需的样品是常见的情况，而且，所得到的样品还往往在药理活性方面与毒副作用方面不尽如人意。而在自然界（包括陆地和海洋中的植物、动物、微生物-特别是病毒）中存在着上千种的人体异源毒素蛋白质。这是一个巨大的药物资源库。只要设计得当，就可以将之转变为强效的新型药物。为此，智能药物的基因设计应是一个强有力的手段。在本系列关于抗肿瘤与抗艾滋病基因治疗的设计中，所用的杀伤因子绝大多数是毒素基因所表达的毒素蛋白质。本人与本团队自定的任务之一，便是开发与应用人体异源毒素蛋白质，以扩大药物资源。本发明专利列表中的第 4 与第 5 发明专利（目录）复合药物，铜绿假单胞菌（绿脓杆菌）第Ⅲ功能域的强毒突变型 PE Ⅲ mut 的动物试验结果表明：在抗癌活性方面，二者比经典的环磷酰胺均强 280倍，而且毒副作用已被最小化。
该动物试验的结果如下述两组图表（郭蕾与杨奎提供）：
顺便提及：铜绿假单胞菌（绿脓杆菌）毒素（PE）是毒素中毒力最强的；其第Ⅲ功能域的强毒突变型的毒力比PE本身还要强 20 倍。这就是毒素蛋白质的魅力。而且，已经证明，把人体异源的双链DNA片段引入人体血循环将不会引起全身性的免疫反应。这个举措比此前对毒素蛋白质进行其氨基酸组成一个又一个的置换以探求避免毒素的免疫原性的尝试，实在是简便而有效得多。然而，精准靶向设计，则是智能药物的基因设计中的技术核心的核心、关键的关键。任何情况下，都切不可掉以轻心。
但在第 4 与第 5（目录）发明专利所运用的两个非病毒载体的基因重组体的表达水平都不高：为 12％左右细胞总蛋白，这必然导致药物的最终造价相对昂贵。这是研究者应予解决的问题。对此，在考虑组成非病毒载体三元件的编码基因的选择时，应当添加一个关于该基因可否高表达的因素加以综合考虑。关键在于改造相关基因本身的结构组成而不改变它的功能；另外，在基因片段重组的过程中，在难以表达的基因片段的上游添加一段无活性但容易高表达基因片段，有时能够带动其下游难表达基因片段的表达。这仅仅是经验之谈而已。这些思考已贯穿在本团队其他 11 个发明专利的设计之中，结果除第 14 专利（目录）——颗粒酶基因难以高表达之外，其他 10 种融合基因均已获得了高表达。
大家知道，使用受体的配体作为靶向药物的靶向头，是确定该药物攻击目标靶点的决定性元件；同时也决定了该靶向药物的作用范围。由此可见其重要性。本专项研究安排了 4 个课题使用GnRH（Gonadotrophin Releasing Hormone-促性腺激素释放肽）作为靶向头，这是基于什么考虑呢？一句话，GnRH的覆盖面广。就现在所知，在人体内，GnRH的受体分布在垂体、脑、乳腺、卵巢、子宫内膜、睾丸、肾上腺、前列腺、胰腺、结肠、肺、肾及肝等组织器官的腺癌上。同时，腺癌不仅分布广泛，而且难以治愈，据统计，每年死于腺癌的人数超过死于恶性肿瘤总人数的 1/2。我们安排 4 个课题来研究GnRH的作用，意在寻找治疗腺癌的特效药物，并其在治疗恶性肿瘤方面的使用范围最大化。在第 10 号（目录）发明专利中，运用了表皮生长因子（53 个氨基酸）中的C环 22 个氨基酸作为配体靶向头，也是考虑其对癌症的覆盖面广的特点。在所有癌症中，鳞状上皮癌占 40％～50％。同时，采用这个靶向头不应有致癌的风险，因为它仅仅是表皮生长因子的一部分。
第 6（目录）发明专利：GnRH-TNFαm的抗瘤谱比TNFα本身的抗瘤谱宽是可以预期的。这是因为GnRH的抗瘤谱比TNFα的抗瘤谱宽得多。
该研究的重要性在于，已在细胞水平上的生物活性检测结果表明该融合蛋白可杀灭胰腺癌细胞。众所周知，胰腺癌迄今被认为是无药可治的癌症。患有此病者必死无疑。现在，本研究的初步结果是一片曙光初露。抓住这一复合物加以深入，可望取得一个重要的突破，但当前尚嫌前期积累不足，需要更多的探测才能决定如何前行。
专利第 10（目录）的发明专利中的颗粒酶B基因，本团队与国外一些实验室均未能使其高表达，这是个问题。另一个解决办法是弃之而改用其他人体内源的杀伤因子。据初步调查，大致还有 100 余种：
——TNF家族成员和TNF超家族成员；
——来源于免疫系统的人体的穿孔素、补体成分C9 及颗粒溶解素，人体的颗粒酶家族的颗粒酶A、B、C，丝氨酸酯酶；
——与引发凋亡有关的蛋白激酶C、蛋白激酶A、天冬氨酸激酶、细胞色素或人源DNA核酸内切酶。
恶性肿瘤干细胞、包括白血病干细胞的存在，是恶性肿瘤（包括白血病）无法根治（彻底治愈而不复发）的根本原因。肿瘤干细胞处于G 0 期，等于处于潜伏状态，对一般的化疗与放疗不敏感；一般的靶向药物也很难有效清除之。现在，对白血病的临床治疗已经达到很好的疗效了，但依然不能彻底治愈而总还是要复发。为要根治白血病，既要彻底杀灭一般白血病细胞（IL2R ＋ IL3R ＋ ），又要彻底杀灭白血病干细胞（IL2R ＋ IL3Rα ＋ ），同时不伤及正常细胞。有鉴于此，必须研制智能化设计的新型药物。
按第 13 与第 15（目录）发明专利，经 5 种非病毒载体与限制性表达的毒素基因重组体组成的 5 种复合物的功能比较，选定如下一种复合物加以深入研究：IL2mIL3m3SON3/6x NFBS-miniCMV-PE Ⅲ mut ：其中IL2m是IL2 的一种突变型、IL3m3 是IL3 的一种突变型、SON3 是一种DNA结合蛋白、 NFBS 是NF-kB（核因子）的结合位点、 miniCMV 是已被削帽缩短的 CMV 的弱启动子、 PE Ⅲ mut 是绿脓杆菌毒素第Ⅲ功能域的强毒突变型。白血病细胞是NF-kB ＋ 细胞，当此复合物进入白血病细胞之后，NF-kB将结合到 NFBS 上，此转录因子将激活 miniCMV 去驱动其下游的 PE Ⅲ mut 的表达，进而继续遵循既定的程序行进、最后杀灭白血病细胞与白血病干细胞。当前本研究已在细胞水平上揭示出该复合物既能杀灭一般的白血病细胞、又能杀灭白血病干细胞、而不杀伤正常细胞的结果，现在就看往后动物水平的活性检测、药代动力学研究、急性毒性与远期毒性研究及临床试验的结果而确定该智能药物可否被宣称为可根治白血病（血癌）的突破性药物。
又及，鉴于类风湿关节炎与器官移植时出现的免疫排斥，相关细胞都是NF-k B ＋ 细胞，因此，认为运用本复合药物予以治疗必奏良效。
另外，在人工智能设计思想指导下，“模块”使用的灵活性多处得到了体现。如第 12 号发明专利（目录）说明：非病毒载体与限制性表达毒素基因强毒突变体二者可以组装起来成为复合药物，也可以拆开，使该非病毒载体成为独立的药物。又如第13 与第15（目录）两发明专利十分相似，二者的差别只在于非病毒载体：后者多了一个IL3 作为配体。但二复合物的功能不相同：前者可特异性强烈杀灭白血病细胞，但不见得可以根治白血病；而后者的非病毒载上多了一个IL3 配体。细胞水平上的复合物的活性检测说明该复合物既可杀灭一般白血病细胞，又可杀灭白血病干细胞，展示了根治白血病的前景。同时，其中的毒素基因的限制性表达的重组体作为“模块”，在二复合物中是可以共用的。
在使用本发明所研制的一系列用于治疗恶性肿瘤的智能药物前，坚持“个体化诊断与个体化治疗”的方针是十分必要的，可以避免误用看似相同而其实不同的智能药物。
再者，在本研究的后期，复合药物中禁用脂质体，只在个别对照实验中加以使用。这是因为不管是国产或进口脂质体均能对正常细胞造成伤害。只要在非病毒载体的设计中使用不少于 20 个的碱性氨基酸，在实验操作的全过程，就不会出现复合物解联的问题。
艾滋病的病原是逆转录病毒HIV-1 和HIV-2。前者是主要的。如何攻克艾滋病？再说一句大白话：彻底灭了艾滋病患者及带毒者体内的受HIV感染的细胞与在血循环中游离的HIV，以及潜伏在患者体内的原HIV（pro-HIV）、而不伤及正常细胞、使艾滋病不复发，不就是治好了艾滋病了吗？这也就是我们的战略方针了。
第 7 号与第 11 号（目录）发明专利表明，HIV病毒通过其表面的糖蛋白gp120/gp41 结合细胞表面的受体CD4 或其辅助受体CXCR4 或CCR5 而实现其对细胞的感染。这是引发艾滋病关键的第一步。
本研究尝试了多种靶向性非病毒载体与限制性表达毒素基因重组体的复合物。关键在于如何把毒素基因的表达限制在受HIV/SIV感染的细胞内、而不表达在正常细胞内，从而达到只特异性杀灭受感染细胞而不杀伤正常细胞的目的。
如下图（陈伟京提供）所示：在毒素基因的上游插入一个HIV的 5′LTR的片段而不用miniCMV等启动子，就可以达到这个目的。这是因为 5′LTR序列中含有Tar启动子，它必须在HIV/SIV的转录因子TAT蛋白质的激活下才能有启动子的活性，才能驱动其下游毒素基因的表达，从而杀灭该细胞、并使病毒不能复制与繁殖；同时正常细胞内因无HIV/SIV，便无TAT转录蛋白，毒素基因不会表达出毒素蛋白质。这样，正常细胞不会被杀灭；细胞的生长与繁殖则依然可以照常进行。即使毒素基因进入了正常细胞，不表达的毒素基因也会被细胞内的溶酶体所降解而被清除。凡此，也就是智能化设计的魅力了。
据第 10～11 专利（目录），复合物计 3 型 7 组 14 种。3 型为H型（组蛋白型）、S型（SON型）与XR型（XE-RN型）；还将CD4、CXCR4、CCR5 等加以改造，仅保留它们结合gp120/gp41 部分、删除其他不相关或次要部分，然后与DNA结合蛋白经基因重组表达、纯化出非病毒载体；各非病毒载体再分别同限制性表达毒素基因重组体混合而成为复合物。之后，一一进行对受感染细胞的杀伤活性、结合并中和失活游离的HIV/SIV等活性的检测，以便择优录用。
继之，建立公式以计算出各复合物对受感染细胞的杀伤率；再通过检测，以揭示病毒滴度的下降情况；还建立公式以计算出在不同浓度不同复合物的作用下，细胞群体中有多少（％）细胞可以受到保护而免受HIV/SIV的感染，即保护率。同时，还检测了受感染细胞的凋亡与坏死情况。
总体看，所构建的复合物显示出了良好的正结果，并其毒副作用已被最小化。
按第 8 与第 9 发明专利（目录）：这里的杀细胞因子选用TNFαm1 与TNFαm2。前者是在其第一个氨基酸Val之前增加 2 个氨基酸Gly与Thr，其后增加 3 个氨基酸Arg、Gly、Pro；后者是在其N端切除 7 个氨基酸，并将其Pro8、Ser9、Asp10 分别突变为Arg8、Lys9、Arg10。据报道，二者均可显著降低原型TNFα的毒副作用。其后构建了一系列的靶向融合蛋白：CD4V1-TNFαm1、CD4V1-TNFαm2、XE-TNFαm1、XETNFαm2、RN-TNFαm1 等。试验结果表明，它们分别均可结合HIV/SIV的gp120/gp41，均具有两个功能：杀灭受HIV/SIV感染的细胞、而不伤及正常细胞；均可中和失活游离的HIV/SIV，显示了临床应用的前景。它们即使还有毒副作用，也要比鸡尾酒疗法（HAART）所用的化学合成的药物低得多。
当前的客观形势是：连一个较好的治疗艾滋病的药物都没有，又如何妄想去根治艾滋病呢？此话符合事实，没有错。但没有人禁止你去闯关、更没有人禁止你去创新。本研究在上述抗艾滋病靶向融合蛋白研究的基础上，开展了关于清除潜伏HIV的研究（见附件）：
制备了工程化靶向融合蛋白XE-TNFαm2。其中，XE为HIV/SIV辅助受体CXCR4 的第二胞外域。TNFαm2 是经突变改型的一种TNFα，其毒副作用已降低 18 倍、活性已提高 2.5 倍，已试用于临床治疗恶性肿瘤。本研究所用的整合有HIV的标准细胞株是J-Lat Tat-GFP（H2/9855），为美国NIH艾滋病试剂中心所赠送。其中，一个经缺失突变后的HIV被整合在Jurket细胞的染色体上，成为 5′LTR-Tat-GFP-3′LTR。不同剂量的XE-TNFαm2 加于一定量的Jurket H2/9855 细胞后，流式细胞仪检测结果表明，荧光蛋白GFP的表达量随着处理时间的延续而增加，并有XE-TNFαm2 剂量的依赖关系。这一结果表明，XE-TNFαm2 可强力激活潜伏于细胞染色体中的HIV，使之重新繁殖起来。鉴于己有的研究表明，XE-TNFαm2 可杀灭受HIV/SIV感染的细胞。据此，当重新繁殖起来的HIV开始出芽时，其gp120 必然出现在宿主细胞表面，且此gp120必然被XE-TNFαm2 中的XE所结合，并其TNFαm2 的杀伤信号将被转导进入细胞。这样，这些宿主细胞将被杀灭。细胞的死亡导致未成熟HIV繁殖的中止。最后，在重新繁殖且逐渐成熟起来的HIV导致细胞破碎并释放出细胞之前，细胞内尚无感染力的未成熟HIV将同死亡的宿主细胞一起被清除。
这样，我们初步认为，上述 5 种靶向融合蛋白均具有 3 个功能：①杀灭受HIV/SIV感染的细胞、而不伤及正常细胞；②中和失活游离的HIV/SIV；③激活潜伏的HIV并使其宿主成为新的受感染细胞，最后被杀灭。这样，艾滋病就被根治了-被彻底治愈而不复发了。
顺便提及：国外早有报道，TNFα可激活潜伏的HIV；但由于其毒副作用过大，未能应用于临床治疗艾滋病；而本研究所用的突变改型的TNFαm1、TNFαm2 的毒副作用已被大幅降低，则可用于治疗艾滋病、包括激活潜伏的HIV。参看上述 9 发明名称的附件。
31 年的奋斗到此告一段落了。本文如实记载了本人与本团队采取了多少基因设计的技术措施，把一些原本的“不可能”变为“可能”：经统计，本团队设计并研制了 11 种准确靶向融合蛋白、设计并研制了 27种准确靶向非病毒载体与限制性表达的毒素基因重组体的复合物，这些设计涉及心血管疾病、恶性肿瘤以及艾滋病。这两批研究结果的相互印证与相互对比表明：这些智能药物的准确靶向的生物学活性已被最大化、其毒副作用已被最小化，完全符合最初的设计意图，全都展示了进一步研制的光明前景，并可称为“生物大分子机器人”。特别是 27 种准确靶向非病毒载体与限制性表达的毒素基因重组体的复合物之间研究结果的相互对比与相互印证表明：采取本设计方案去应用人体外源毒素是精准强效与安全可行的，既不会有不可忽视的毒副作用问题，也不会有不可忽视的免疫原性问题（研究工作中所设置的对照组的实验结果当然除外）。这条技术路线已到了可以被认可的时候了。有鉴于此，本人认为，本 16 项发明专利所展示的技术路线是可信、可行的、可以继续推进，特别是可望取得重大突破的 3 项新型智能药物的研制亟须集中优秀力量一战到底，直至完胜。当前最感紧迫的是优秀的青年才俊的接手，而且要坚持到完胜，才能真正在防治重大疾病方面做出突破性的卓越贡献，并使医药学异彩纷呈。
*附言：关于有的说明书在文本计算机传递过程中，其坐标图或DNA酶解后的电泳图有些模糊与失真，以及受SIV/HIV感染细胞群体经杀伤药物处理后或中和试验后细胞集落的形态（显微照片）亦有些失真，而凡此又都是次要的实验结果，因此决定予以删除。但一些重要坐标图则加以精细准确的重新绘制并对原图取而代之。又及，DNA序列分析现已成为常规技术。本专著中的所有DNA均已进行了序列分析。其结果全都符合原设计的要求，但所得实验图谱这里将全部不予公布，以节省本专著的篇幅。
*本专著所载的发明专利大部行将超出保护期，唯本人备有预案以使行将继续深入研究的项目的专利权继续受到专利法的保护。
*综观本 16 项发明的研究结果，本人认为，实施智能药物的基因设计的战略路线将可能获得极其诱人的研究成果。未来各专题进一步研究的最终结果将更加有力地证实这一判断。
*我们深切感谢中国协和医科大学出版社领导及编辑、王敏与其同事，以及本院基础所Dr.李涛副研究员在本专著成书过程中所给予的大力帮助。
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推窗只见窗外阳光明媚，自省廉颇仍能饭，却也乐于击盘而歌曰：烛影摇红待后生。
嗟乎，风雨冰雪本寻常，焉阻壮士险峰攀？待到青老共悬壶，除妖济世有良方。
君不见，神农生死百草尝，本草经典四海扬，炎黄子孙多巧思，以毒攻毒是真传。
卢圣栋
July 2019