近五年国内外天然药物化学发展方向

近五年国内外天然药物化学发展方向

【摘要】:随着中药现在化与国际化的发展趋势，天然药物化学在中药现代化进程中发挥着前所未有的重要作用其重要性越来越引起人们的重视。目前我国天然药物化学依其目的不同分为3个方面：以阐明天然动物、植物、矿物、海洋天然产物等有效成分，获得具有新结构的化合物或具有生物活性的单体为目的，进行提取分离条件、结构鉴定、一般活性研究；以解决自然资源有限的活性化合物或其前体的来源为目的，进行半合成、全合成及生物转化研究；以获得高效低毒的创新药为目的，以天然活性化合物为先导，合成一系列类似物进行构效关系研究，由此创制具有自主知识产权的新药。天然药物研究已经从最初对天然来源活性化合物被动全盘接受到积极主动地改进，研究水平不断提高创新能力大大增加。【关键词】：天然药物化学活性研究合成新药

天然药物化学是运用现代科学理论与方法研究天然药物中化学成分的一门科学。天然药物化学在中药现代化进程中发挥着十分重要的作用，并成为医药院校中许多专业的必修课程。中药材在天然药化开始是从中药材开始的，中药经历了几千年的传承，其疗效是长期临床中医学实践证明的。然而，由于中药的复杂性，其治病机理一直模糊不清，以至于影响了中药当今的发展。中药现代化，多年来一直是药学人士苦苦追求的目标，也是中药及其制剂以药品的名义走出国门，进入国际医药市场的关键。21世纪将是天然药物化学有史以来发展最快的时期，其主要任务包括：（1）用现代科学技术方法对传统药物进行再评价，使经验实验化、定性和定量化，质量标准制定的化学和生物活性“指纹”化。（2）生药基源动物、植物、矿物和近源物种化学成分的研究，并探讨其生物活性（包括有效性和毒性）的差异，开发新的药用资源，走可持续性利用之路。（3）以经验和生物活性为线索，寻找创新药物研究的候选化合物。（4）以天然化合物为工具，探讨生物活性作用靶点，发展新的天然药物筛选模型。（5）以天然化合物为工具药物，服务于疾病的发生和发展机制的探讨。（6）以有生物活性的化合物为工具，指导天然化合物提取、分离和纯化的合理工艺设计。（7）根据天然化合物的亲缘性和生物合成途径及模拟生物酶催化机制，进行仿生合成设计。（8）根据化学物

种的进化，从分子水探讨生物进化。（9）研究天然化合物在动物、人体等的吸收、分布、代谢、排泄和有效性/ 毒性，进行合理的药物设计。对有用药物代谢酶进行体外异源表达，发展先导化合物结构的体外生物酶优化工艺。（10）充分利用天然手性化合物资源，开展手性药物研究。总之，20世纪末和21世纪世界科学技术的发展为天然药物化学发展创造了前所未有的机遇，促进了天然药物化学学科发展新的变迁。我将重点从三个方面进行相关的介绍。

1.以阐明天然动物、植物、矿物、海洋天然产物等有效成分，获得具有新结构的化合物或具有生物活性的单体为目的，进行提取分离条件、结构鉴定、一般活性研究

1.1天然药物研究概述

天然药物是一种广义的概念，实际上包括来自植物、动物、矿物、海洋生物以及微生物等多种物质。天然药物包括中药、草药、民族药物及民间药、地方习惯用药等。在我国，天然药物一般都指我国的中药，由于中药中绝大部分都是植物类药物，且古代的称谓是“本草”，所以又称中草药，具有我国自己的特点，与中医共同构成了中国民族文化的瑰宝，是中华民族五千年以来繁衍昌盛的一个重要因素，也是全人类的宝贵遗产。而且，中药多单用，大多数是按照一定的组方配伍应用，构成复方(或方剂)。同样的药材，由于组方配伍不同，在疗效及副作用方面都会有所差别，这一点可以说是中药最大的特点。现在有据可查的中药总数6000余种(实际常用中药仅300余种)，但由之构成的中药复方(方剂)数量则大约是它的十余倍[1]。目前，从天然药物中获取新药已经在全球范围内形成了有组织、有计划的创新行为，来自天然药物活性成分的新药已经在临床上大范围使用，全球药品市场中天然来源的药物制剂已经占临床药物的30％青蒿素、紫杉醇等已经成为临床不可或缺的一线药物。同时，越来越多的研究工作更注重于天然产物的生物活性研究。

1.2生物活性成分研究

天然成分的提取、分离、结构鉴定及药理用的研究在中药化学研究中占较大比重。其中，既有在传统中药原有药用功能的基础上进行活性成分提取、分离的研究工作，也有在主要活性成分已清楚的传统中药中，发现新的活性成分并进行提取、分离的研究工作。对上述两类工作中得到的化合物单体进行结构鉴定，并选用适

当的药理模型开展进一步试验，进行活性评价及作用机理探讨，寻找作用靶点。将药物结构和作用机理有机地结合起来，以阐明其活性，为新药研发奠定基础。此外，植物化学成分的研究在天然药物活性成分研究中也占较大比例，包括地产药材化学成分的提取分离、结构鉴定，以搞清其含有的成分类型；活性化合物的合成旨在探索含量极微而生物活性强、疗效好的化合物的合成或半合成方法，以解决天然动植物资源有限、供需不足的矛盾。

1.3分离方法的研究

一种先进的技术方法的突破，往往可以极大地推进该学科的发展。寻找简单易行、选择性强、可定向分离目标化合物的方法，是天然药物研究的重要内容之一。天然药物的一般研究路线为：提取一粗分离(不同极性的几个部分)一药理筛选一分离活性部位(或单体一结构鉴定一构效关系研究／药理作用(机理)研究。具体项目由于研究目的不同，对此过程会有所取舍。随着科学技术的发展，在这一个过程中除了使用植物化学研究常用的提取分离技术和结构鉴定技术外，许多新的、精密准确的分离方法不断发明和发展起来，质谱和核磁新技术近年也有较大发展。这些方法和技术的研究，使得许多结构复杂的微量成分也可获得纯品并确定其化学结构，这极大地丰富了天然药物的来源。

2 以解决自然资源有限的活性化合物或其前体的来源为目的，进行半合成、全合成及生物转化研究

我们进行新药的开发，则需要大量的原料进行加工，而天然产物十分有限，更何况从天然产物中提取出来的量极少且不能满足研究。那么我们需要从别的途径来获得，比如半合成、全合成及生物转化研究。

2.1半合成与合成

时至今日，以植物药物为主的天然产物仍然在包括中国在内的许多文明历史比较悠远的国家与地区为疾病防治和健康保健起着重要作用。天然产物同时还孕育了近代医药，是新药研发重要的物质基础。天然产物还以其复杂新颖的化学结构为有机和药物化学家提供了极佳的研究内容。生物活性的天然产物经常作为“先导化合物”而进入创新药物研究领域，并发挥着独特的作用，与组合化学平分秋色。值得一提的是，在遗传和分子生物学特别是病毒和毒理学研究过程中，一些活性天然产物还被作为“生物探针”为研究一些疾病的发病机理、治疗机制及其它一