化学与药物PPT

• 预防、诊断与治疗性疫苗及基因治疗药物的开发。恶性肿 瘤、心血管疾病、神经系统疾病、消化系统疾病和艾滋病 等严重威胁人类生命健康，因此应研究这些疾病的新型疫 苗，诊断试剂和血液替代品大力开发疫苗与酶诊断试剂。 基因治疗方法掀起了一场临床药学革命，我国已有两种基 因药物在全世界批准上市，为目的尚无理想治疗的大部分 遗传病、重要病毒性传染病（如肝炎，艾滋病等）恶性肿 瘤等展示良好的开发应用前景。目前上市的药物约5000个， 制药工业和药物靶点为483，其中45%为细胞膜受体，28% 为酶，其余为激素，离子通道，核受体和DNA等。人类基 因组测序已经完成，约2~3万个基因，药物靶点将增加10 倍，3000~5000个潜在的基因可能成为药物的蛋白质靶点。
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• 加大制药的科研开发投入，研究并拥有自主知识产权的药 物和技术。中国现有常用化学药物4000多种，其中97%属 于仿制国外产品或进口药，自行创制的新药只有3%左右。 中国制药西处于从仿转变为创新的关键时刻。采用组合 生物化学、生物芯片、细胞组织和动物模型等高通量的方 法筛选天然药物，发现新型治疗药物。利用人类基因组、 蛋白质组、代谢组以及病原体的基因组研究结果，把生物 信息学、分子生物学、药物化学、药理学等结合起来，通 过突变、生物演示、嵌合、质谱分析等，进行新药物的辅 助设计和药物筛选，研究并建立新型药物筛选模型及其新 技术、新方法，获得创新药物。
化学在药学中的应用
• 还有许多具体例子说明化学在药学中的应用。（1）胃溃疡患者常常因胃蠕动 和胃酸刺激溃疡表面而疼痛，经测定发现溃疡表面的PH值稍高于正常胃黏膜 的PH。通过体外对胃液中铋离子柠檬酸氯离子体系的化学分析，得知在PH2.5 至3.5范围内三价铋离子显著水解成氢化氧铋沉淀，于是药物研究者创造了柠 檬酸铋抗胃酸药。该药可在PH较高的溃疡表面形成沉淀覆盖住溃疡表面，起 保护作用。而在PH较低的正常胃黏膜上不形成沉淀，因此不影响食欲。为了 提高该药稳定性和疗效，通常还制成PH为10的柠檬酸铋胶体颗粒。（2）在服 用二价铁盐药物治疗缺铁性贫血的时候，药物要经过口腔（PH为7.4），胃 (PH1.6)，最后在十二指肠（PH6至6.5）与空腔（PH6.5至7）中被吸收。在这 样的生理条件下，铁离子的水解聚合、沉淀是不可避免的，为防止铁盐的水 解、聚合和沉淀，含铁药物以稳定的金属配合物形式给药。同时为了提高铁 的吸收，配合物的稳定性要适中，而且所选的配体能与铁在小肠中生成电中 性配合物为好。这样有利于透过肠壁被吸收。另外，考虑到药物溶解性和代 谢产物产物的无毒性等因素，所以临床常用葡萄酸亚铁、乳酸亚铁、柠檬酸 亚铁等作为补铁药物。 • 此外，还可以举出很多例子来说明化学与药学的密切联系以及化学在药学中 的重要作用。随着化学学科和技术的发展，化学与其他学科融合，化学将在 攻克疾病和提高人们生存质量等方面进一步发挥重大作用。化学研究将使人 们从分子水平了解药物作用的机理，形成医和药相结合的病理-药理-靶点-设 计-合成-筛选的新模式，不断创造和研究具有优良疗效的新型药物。化学研 究也将推动我国中医药的现代化，揭示中药的有效成分和多组分药物的协同 作用原理，建立安全有效的中药质量控制方法，加速中医药走向世界。
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生命科学全球的发展
• 二十一世纪是生命科学发展的重要时期，生命科学的发展将揭示许多人类尚 未认识的领域，而对生命的本质、人类的生殖，疾病的发生和发展机制及其 生理、生化基础有更多的了解，将会为新药的研究、设计和开发提供新的理 论基础和靶物质，尤其是计算机科学的发展，将许多新的理论、技术和手段 引入药物化学研究中，这将会给药物化学的发展带来许多新的机遇和挑战。 在不久的将来，制药行业将是一个集约化、国际化程度极高的产业。创新的 畅销药物是与时代性疾病的发生密切相关的。20世纪七八十年代威胁人们健 康的主要疾病为细菌感染性疾病，哮喘与高血压等，世界畅销药基本上以治 疗高血压、胃以及十二指肠溃疡、心血管疾病为主体。20世纪八十年代以后， 由于世界各国工业化进程加快和国民生活水平的普遍提高，高血脂、糖尿病 及抑郁症等精神疾病逐渐成为主要疾病，而细菌感染症已经下降为次要疾病， 世界畅销药出现了降血脂药、抗抑郁药与激素替代药。人口老龄化和新兴的 治疗领域，如精神疾病等，为制药带来新的市场机遇。国外公司在中国设立 研发部门，并把生产制造中心向中国转移。据推测，中国医药市场将迅速发 展，成为继美国、日本、德国和法国之后的世界第五大医药市场。各制药子 行业市场中，化学制药仍在保持，生物制药技术成为新领域，中药制药有很 大发展空间和国际机遇。
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化学基因组学
• 二十一世纪，新一代治疗方法和药物化学有了进一步的发展。其中， 化学基因组学是近年来发展起来的由组合化学、细胞分子生物学和遗 传学相结合并且融入了高通道筛选技术的一门新兴交叉学科，是从一 个全新的视角对生命科学的介入。它通过小分子化合物探针与靶细胞 蛋白之间的特异性相互作用，在基因的转录、加工和翻译等水平上对 细胞的某一特定生命过程进行调控，从而研究靶蛋白以及相关目的基 因的结构和功能，同时发现和确认新的药物作用靶点以及药物先导化 合物。化学基因组学因其可控性，可检测性和可定量性而具有以全新 的方式大规模快速地寻找和发现新基因的功能蛋白质，并研究其功能 性和调控网络的优势，因此它不仅是研究功能基因组学的一条捷径， 而且也是药物发现的有效手段。
化学修饰
• 重组蛋白类药物、寡核苷酸药物、合成肽、小分子抗体等 的化学修饰。改变药带动力学和生物利用度，延长半衰期， 提高疗效，使之成为新一代药物。PEG是一种无毒性、无 抗原性和强去物相容性的蛋白修饰材料，经修饰过的蛋白 质稳定性提高，在人体的时间延长，免疫原性降低，减少 抗体产生。PEG化技术已经取得实质性成果。小分子化学 药物可通过生物大分子的修饰，提高生物利用度和体内活 性。常用的生物大分子有白蛋白、透明质酸、几丁质等天 然产物，近年来不断出现人工合成的新型合成材料。2005 年2月FDA批准了ABI公司的Abraxane，是利用人白蛋白制 成的纳米颗粒结合紫杉醇注射制剂，代替了传统紫杉醇制 剂中容易引起患者过敏反应的有害溶剂，患者无需再注射 肾上腺酮来防止溶剂过敏反应，提高了紫杉醇的效果和安 全性。
化学与药学
• 药学是生命科学的一部分，药物是一种特殊的物质，它作用于人体，以治疗 为目的。在一种新药诞生之前，一般要几个层次进行研究：从分子层次研究 药物是通过哪些化学反应发挥治疗作用，哪些结构特征决定某药物的生物效 应；从细胞层次研究药物分子作用于什么部位，什么生物分子以及细胞作出 哪些反应；从整体实验动物层次研究这种化学物质的疗效和毒性等。总之， 化学式从分子层次研究药物作用的重要手段，在药学中有许多方面的应用。 例如：（1）根据各种化学反应的理论合成有特定生物效应的化合物，研究其 结构性质生物效应的关系，从中筛选出高效低毒的药物。许多药物就是这样 创造出来的。（2）用各种分离和提取方法，从动植物以至人体组织、体液中 分离和提取出有生物活性的物质或有疗效的成分，用分析方法确定其分子结 构，进一步研究它们在体内的代谢过程，了解其性质与活性的关系，有的还 需要利用化学反应进一步结构改造，称为半合成。（3）用化学分析或仪器分 析方法测定药物的组成和结构或测定某种植物药材里含有什么有效成分。按 照药典规定对药物进行定性定量测定，对药物进行严格的质量控制。(4)用化 学热力学和化学动力学方法研究各种反应发生的机理、条件和在体内的调节 和控制，最终用化学的理论、知识和概念解释药物原理。
化学与药物
• 摘要：本论文阐述了化学与药物两者之间 的关系及发展历史，相关领域国内外的发 展状况。在研究过程中出现的一些主要问 题，以及今后这一领域的发展趋势和发展 前景。还有我对这与方面的相关看法。 • 关键词：化学 药物 发展
化学与药物最初的关系
• 有史记载以来，人们对药物的应用是源于天然物特别是植物，我国自 古以来就有几千年的医用中医药的历史。到十九世纪中期，由于化学 学科的发展，人们已不满足于应用天然植物治疗疾病，而是希望从中 发现有效的成分。其中最有影响力的是从阿片中分离出吗啡，从金鸡 纳树皮中提取得到奎宁，从莨菪中提取出阿托品，以及从古柯树皮中 得到可卡因等。这些最早的研究结果表明，天然药物中所含的化学物 质是天然药物产生治疗作用的物质基础。另一方面，在这个时期，由 于化学学科的发展尤其是有机化学合成技术的进步，临床医学家开始 从有机物中寻找对疾病有治疗作用的化合物，如用氯仿和乙醚作为全 身麻醉剂等。由于有机合成化学为生物学实验提供了化合物基础的来 源，人们在总结化合物生物活性的基础提出药效团的概念。指导人们 开始有目的的进行药物合成研究，在十九世纪末发现了苯佐卡因和阿 司匹林等一些化学合成药物，药物化学才真正地逐渐形成一门重要的 独立的学科。
我国药物化学的发展
• 在我国，药物化学的发展主要表现在医学工业和新药研究两个方面。新中国成立之前， 我国的化学制药工业非常落后，基础薄弱，设备落后。1949年全国生产原料药仅40余 种，总产量不足百吨。中华人民共和国成立之后，化学制药工业得到较快的发展，尤 其在改革开放以后得到快速发展，现已形成了科研、教学、生产、质控、经营等比较 配套的工业体系。我国现有医药企业3623家，可以生产化学原料药近1500种，总产量 43万吨，位居世界第二。能生产化学药品制剂34个剂型4000余个品种。2001年化学原 料出口达19.2亿美元。 在新中国成立初期，我国医药的发展战略是以保障人民群众基本医疗用药，满足防病 治病需要为主要目的。先后发展了抗生素和半合成抗生素、磺胺药物、抗结核药、地 方病防治药、解热镇痛药、维生素、菑体激素、抗肿瘤药、心血管药、中枢神经系统 药物等一大批临床治疗药物。化学制药工业的发展形成一定规模之后，而技术进步对 医药工业的发展起到重要作用，科技人员结合生产实际，广泛开展技术革新和工艺改 进，并取得了较为显著的成果。与此同时，我国新药研究工作也受到很大重视，创造 了一些重要类型的化学药。例如：从生长在我国青藏高原的唐古拉山莨菪中分离出新 生物碱山莨菪碱和樟柳碱分别用于治疗中毒性休克、改善微循环障碍和血管性头痛等； 从石杉属植物千层塔中分离出石杉碱甲，可用于治疗老年性痴呆症。在新药分子的设 计中，我国从中药黄花蒿中分离得到青蒿素，并确定其结构为含有过氧桥的倍半萜内 酯，打破了抗疟药的基本结构的传统概念。青蒿素对恶性虐，尤其对氯喹耐药的脑型 疟有较好的疗效。在对五味子中有效成分五味子丙素结构改造的过程中，通过结构简 化，创造出能降低谷丙转氨酶，治疗肝炎的药物联苯双酯。对芬太尼结构改造过程中 得到的新的阿片激动剂羟甲芬太尼等。计算机辅助药物设计、3D-QSAR研究以及组合化 学、高通量筛选技术的应用在我国化学药物研究中也有了较快的发展。经过五十多年 的建设，我国药物化学学科取得了很大成就，形成了一支成熟的研究队伍，建立了较 为完整的科研、教学、生产体系，促进了医药工业的发展，为保障人民健康做出了贡 献。