现代制药综述及制药业展望

小学期化学生物课程论文

现代制药流程综述及制药业展望

Abstract：

本文对现代制药流程进行了综述，即从药物发现、药物发展到批准及产业化；并具体分析了其中两个现代自然科学在制药中的应用，即酶科学与生物信息学。随后将传统化学制药与相对应的生物制药进行对比，并对制药业得发展进行展望。最后谈了谈对USTC小学期化学生物课程的收获及感想。

Key Words:

传统化学制药生物制药酶科学生物信息学

Content：

引言

一、现代制药基本流程概述

A.药物发现（Drug Discovery）

B.药物改进（Drug Development）

C.药物批准及产业化（Approval & Commercialism）

二、现代自然科学的应用

A.酶科学（Enzymology）——for Drug Discovery

B.生物信息学（Bioinformatics）——for Drug Target Identification

三、前景展望

A．传统化学制药

B．生物制药

C．发展趋势

四、收获感想

结语

参考文献

引言

传统药物来源于自然界药材的发现与精炼，其黄金时代起源于20世纪之前。如当时西方人所说，“God had specially marked everything reveal its purpose”, 人们相信一切疾病都能在自然界找到能“以毒攻毒”的相应药物。药物化学在此过程中逐渐萌发。而人类主动寻找药物是创造和应用药物发现技术的开始。

早期的药物化学以化学学科为主导，包括天然和合成药物的性质、制备方法和质量检测等内容。随着科技发展，天然药物化学、合成药物化学和药物分析等学科相继建立。现代药物化学是化学和生物学科相互渗透的综合性学科，主要任务是创制新药、发现具有进一步研究开发前景的先导物①。药物化学是一门历史悠久的经典科学，具有坚实的发展基础，积累了丰富的内容，为人类的健康做出了重要的贡献。

在科技发达、对生活质量要求愈发曾高的今天，一种新药的上市却不仅涉及到药物化学（当然这是基础），还囊括了临床试验、数据统计及分析等诸多方面。投资大、耗时长正是制药业的风险所在。

全面了解现代制药流程，不仅为了解甚至加入制药业打下了基础，其中的分析思想、学科交叉、严密要求也是非常值得我们借鉴的。

一、现代制药基本流程概述

A．药物发现（Drug Discovery）

作为药物研发（R&D）过程中的第一步，Drug Discovery是找到能有预期生物活性的分子，并且要求此分子的毒性在可接受的范围内。大致分为：①靶点鉴定（Target Identification）、②靶点确认(Target Validation)、③化验(Assay & Hit)、④引物产生（Lead Generation）、⑤药物完善（Lead Optimization）。

①、②步主要集中在药物靶点上。药物靶点是能够与特定药物特异性结合，并产生治疗疾病、调节生理功能作用的生物大分子或生物分子结构，其在现代药物发现过程中扮演着十分重要的角色。寻找分子靶点并证明其与疾病的相关性是药物发现的基础②。靶点的确认标准是发现特异作用于该靶点的化学分子或抗体分子。在生物制药中，常用靶点有酶（Enzyme）（见技术应用的A部分）、受体（Receptor）、离子通道（Iron Channel）、运载体（Transporter）、DNA等。

③Assay & Hit一般需要半年到一年的时间。此步骤即利用生物化学、已知的化合物做以结构为基础的药物设计。已知的分子一般来源于自然界药材，如咖

啡因（右图）、奎宁等。

第④步考虑到药物的活性（Potency）、专一性

（Selectivity）、溶解性（Solubility），即所说的SAR

（Structure-Activity-Relationship）对引物进行选择与改性。随后在第⑤步（2~3年）利用动物模型研究药物在体内的效果，研究其药代动力（Pharmacokinetics & Pharmadynamic，PK&PD）、毒性等，再进一步完善。

B．药物改进（Drug Development）

药物改进，即将某种候选药物，通过一系列的临床试验，来阐明其对人类的安全性与有效性，从而获得批准及产业化。一般分为四个阶段。

Phase Ⅰ目的：对药物的安全性与代谢性（ADME，absorption，distribution，metabolism，exquisition）进行评估。方法：对少部分健康人进行用药、观察，一般持续几个月。

Phase Ⅱ目的：找到剂量与药效之间的关系，与剂量的上下限。方法：对病人进行随机分组，在病人不知情的情况下（避免心理因素的影响），分别使用待评估药物与已知药物（或空白药物，Vc片等）；根据反馈情况达到目的。

Phase Ⅲ目的：在更广的患者群体中验证药效与剂量上限，获得更可信的安全性数据，寻找可能存在的罕见的副作用。方法与phase Ⅱ大致相同，区别在于研究人数（本步骤涉及患者应过千人）。

Phase Ⅳ上市后的调查，目的在于考查不可控的、真实生活中的药效情况，寻找可能存在的罕见的或长期副作用。

C．药物批准及产业化（Approval & Commercialism）

达到这一步时，除了后期市场调查外，历经千难万阻的新药研发基本告成。

二、现代自然科学的应用

制药业是一个以技术为中心的行业，涉及几乎所有的学科领域，其综合性令人叹为观止。

例如，转化科学（Transitional Science）几乎成为从药物发现到药物改进的支柱理论。利用临床前动物模型试验预测临床试验，再由临床试验结果指导模型试验；从药物靶点到预期生物效应再到临床反应，及其过程中的反馈指导，都有转化科学的影子。再比如，临床实验结果的数据分析（Statistical Issue in Clinical