天然药物的研究与开发。第一讲

（一）天然药物原生生物活性成分的研究 1、通过调研确定需要开发的天然药物，然后 采用体内的方法对该药进行药效学评价，以便 再次确认该药的开发价值和在有效部位寻找中 所使用的活性测试模型或指标。
2、根据原料药中化学成分的性质将其粗分成
几个部分，按等剂量不等强度的原则对每部分 均进行活性测试，确定有效部位。 （1）如果每部分均有活性，但活性均不强，则 说明粗分失败，需要改用其他方法进行粗分， 直到找到某一部分或几个部分活性强、剩余 部分无活性或活性很弱为止。
大鼠多发性关节炎及耳、尾部的炎症，用于
筛选对类风湿性关节炎有效的药物。
（3）最常用的有效部位粗分方法：将药材中 的化学成分按其极性大小不同分为几个部位。 例如：水煎醇沉原料药材后，依次用石油醚、
氯仿、乙酸乙酯、正丁醇等提取。则分别
得到石油醚部位、氯仿部位、乙酸乙酯部位 、正丁醇部位及水溶性部位等 又如：将原料药材依次直接用石油醚、氯仿、 乙酸乙酯、丙酮、乙醇、水等提取。
或者化学反应起作用的成分。
2、中药有效成分：通常是指有一定生物活性、 具治疗作用，可以用分子式和结构式表示，并 且具有一定物理常数的单体化合物。 (1) 中药特殊化学成分属于有效成分
(2) 中药有效成分含量往往很低。
元胡（总生物碱含量约1% ,其中含二十多种生物碱)
长春花（总生物碱约1%,共分 60多种，抗癌药长春新碱含
（二）天然药物中前体生物活性成分的研究
1、有些化学成分本身无生物活性，但经过体内 代谢后所产生的代谢产物具有很强的生物活性。 2、研究前体生物活性成分常采用体内代谢法. 先将天然药物给动物口服，收集动物的粪便、 尿与胆汁，再分离其中的代谢产物，进而确定 化学结构，最后进行生物活性评价。
（三）天然药物中生物活性成分研究中
（2）植物次生代谢产物：植物在释放能量
过程中所产生，受基因与次生代谢调控。 ※ 植物次生代谢产物：包括生物碱、萜类、 黄酮、醌、木质素及树胶（杂多糖）等。 ※ 次生代谢产物的主要生物合成途经： 乙酸-丙二酸途经、甲戊二羟酸途经、桂皮 酸途经、莽草酸途经、氨基酸途经及混合途经 等。
※ 植物次生代谢产物的特点：结构富于变化，
具抗肿瘤作用
— 驱除蛔虫
二、天然药物的入药方式
1、原生药入药 （1）原生药：要求药材原生、工艺原生、 药品生产环境从外到内无污染。
例如，广东阳春—砂仁；内蒙 — 黄芪；
云南 — 茯苓； 甘肃 — 当归。
（2）特点：质量难以保证，流通不畅
2、粗提物或浸膏（水浸膏与醇浸膏）入药 （1）特点：是在吸取传统加工经验，或在搞清
（3）体外活性筛选方法的特点
※ 所需测试的样品量多、工作量大、费用高。
※ 所用方法必须简易、灵敏、快速、可靠。
※ 本法优点：可大大减少分离工作的盲目性 及在分离过程中造成的活性成分丢失现象， 特别是微量活性成分的丢失。
4、根据理化性质和波谱学数据，结合文献
资料确定所分离单体化合物的结构 （1）采用波谱学方法优先表征单体化合物的 平面结构乃至立体结构. （2）对已明确结构的单体化合物再通过体外 实验法进行活性评价. （3）获得先导化合物
开发Ⅰ类新药的大致过程 （一）临床前研究 1、选定研究对象（根据医学典籍记载或民间经 验或临床观察或文献调查） 2、收集原料（采集或从市场购入） 3、筛选活性：有活性者存留，无活性者淘汰
4、分离追踪活性成分并确认结构(从活性部位中)
5、动物试验
（1）药效试验：包括急性毒性试验、长期毒性
试验、特殊毒性试验（致畸、致癌、致突变
其中不少具有明显的生理活性。 （3）植物异常次生代谢产物：指植物遭受某些 刺激(物理的、化学的、生物的）而产生的物质。
※ 主要有萜类、黄酮、酚类、香豆素及炔类等。
※ 特点：其在植物体内原本很少或没有，经刺
激后迅速大量产生，是一种应激产物，且有保护
作用(被称为植物保卫素).
3、药用植物：开发新药的重要来源 （1）1983-1994年间，全球被批准新药有 520种，其中39%是天然药物或以天然药物 作为前体开发而成的药物。 （2）在抗生素及抗癌药物领域，有近60-80% 的药物来自天然药物。 （3）现今，世界上有近60%的人口还完全依靠 植物药来防治疾病。
依赖试验）
（2）药代动力学试验
6、制剂工业化研究
（1）处方及工艺研究
（2）临床及生产用药品质量研究
（3）原料及制剂稳定性研究
（4）生物利用度或溶出度试验
7、原料保障供应研究 （1）资源调查研究 （2）栽培研究 （3）组织培养
（4）人工合成
（二）临床试验研究
1、据临床前研究成果申报临床研究。 2、Ⅰ期临床试验与Ⅱ期临床试验 （1）Ⅰ期临床目的是在于检验新药对正常健康 人是否有毒性或其他害处。 （2）Ⅱ期临床目的在于检验新药是否有效力.
（2）有效部位的确定最好采用动物体内方法。
例如，有效部位体内抗炎活性筛选模型：
※ 对二甲苯诱发小鼠耳部水肿的影响
※ 对鸡蛋清致炎大鼠足跖肿胀的影响 ※ 对大鼠棉球肉芽肿增生的影响 ※ 对醋酸致小鼠腹腔毛细血管通透性 增高的影响
※ 白细胞游走实验法：用明胶引起小鼠腹腔液 中嗜中性细胞数升高，观察药物抗炎作用。 ※ 急性关节肿实验方法：用蛋清、右旋糖酐、 酵母液、甲醛液等引起大鼠足踝关节肿胀， 观察药物的抗炎性渗出作用。 ※ 佐剂多发性关节炎法：用佛氏完全佐剂引起
4、中药：在中医理论指导下的用药 （属于经方）。 （1）分为单方(如当归、黄芪)与复方
(如乌鸡白凤丸、桂枝茯苓丸等)
《本草纲目》记载中药1892种，《本草纲目
拾遗》补充1021种，目前中药达8000多种.
5、植物药：即来源于植物的天然药物。 也称中草药，包括中药与草药。
人参
甘草
枸杞
6. 民族用药：属中药范畴，包括藏药、傣药、 壮药、苗药、蒙药、朝药等（达3000多种）。
6、通过对天然药物有效成分或生物活性成分
的研究，从中发现有药用价值的活性单体或 潜在药用价值的活性单体（先导化合物）。
例如：黄花蒿 → 青蒿素疟原虫株有特效→
青蒿素在水/油中不溶解→ 合成300多种
青蒿素衍生物→ 蒿甲醚和蒿乙醚溶于油
(抗疟效果分别提高6倍和3倍) → 新型 抗疟药青蒿素诞生。
五、我国从中药或天然药物活性成分
三、天然药物的研究方法
1、按照西药的思路与方法 通过药物筛选组成小方（实验方），提取 有效成分，研究其毒性、药效或作用机制， 最后进行导向性临床试验。 （1）从实验室到临床。 （2）多以单味药为主。
2、按照中药的思路与方法 来源于临床的处方，经修定后做成制剂，再
进行毒理、药效学实验。尔后根据原来的经验
价值的复方中药开发成新药。 （1）缺点：药物有效成分不明确，药品的质量 控制难度较大。 （2）优点：生产工艺不太复杂、成本较低、 比较符合我国国情等特点。
4、对现有剂型进行改造（目前最多） （1）剂型发展过程： 常规 → 长效和肠溶制剂 →控释制剂 （或透皮治疗系统）→靶向制剂。 （2）药物新剂型 ※ 滴丸 ※ 缓释控释制剂
※ 微囊
※ 靶向制剂（热点）
5、在基本上搞清楚了有效部位和有效成分的
基础上，将有效部位开发成新药. 例1：地奥心血康，系从黄山药根茎中提取的 甾体总皂苷，主要含有8种甾体皂苷，用于预 防和治疗冠心病、心绞痛等症。 例2：银杏叶制剂，主要含黄酮苷、银杏内酯 和白果内酯等萜烯，是心脑血管系统植物药 的领先品种。
有效部位的基础上，以粗提物或浸膏制剂形式
作为新药进入市场流通。 （2）优点：用药质量有一定保证。 （3）缺点：药中各成分组成及其含量难以准确 确定。
3、有效成分或活性成分单体入药 （1）特点：是在搞清楚有效成分或活性成分的
基础上，提取分离出有效化合物单体，或进行
人工合成，再做成适当剂型入药。 （2）优点:克服了前两种入药方式的一些缺陷. （3）缺点：研究周期较长、费用较高。
需要注意的几个问题 1、仅对某一个天然药物的活性成分进行研究
不等于就可将其开发成一个创新药物。
2、活性测试方法选择的正确与否是活性追踪
分离能否取得成功的关键。
（1）寻找有效部位宜采用整体动物试验. （2）追踪分离活性成分宜用体外培养法.
3、确保供试药材具有生物活性是分离
追踪到活性成分的前提. 4、在分离过程中要按“等剂量不等强度原则” 对每一阶段所得到组分进行活性定量评估并 与母体比较，以便追踪分离出活性最强的馏分。 （1）如与母体比较所得几个组分活性强弱参差 不齐，则说明活性分离与物质分离平行，预示
3、申请新药证书及生产批文号
（三）生产阶段 1、试生产阶段：Ⅲ期临床试验（安全性考察）
※ 主要目的是检验新药的最适剂量。
2、正式生产阶段
（1）IV期临床试验：新药上市后应用研究阶段。
（2）目的在于考察药物疗效和不良反应，评价
在普通/特殊人群中使用的利益与风险关系以及
改进给药剂量等。
六、天然药物中生物活性成分的研究方法
藏药

龙血树（傣药）
（二）天然药物的化学成分
1、共有成分: 是一般高等植物普遍共有的成
分。如糖类、油脂、蛋白质、色素、树脂及无
机盐等。 2、特殊成分:存在于某些植物的某些器官中。 如生物碱、黄酮类、皂苷类、强心苷、蒽醌类、 挥发油等（大多具有显著生理活性）。
（三）天然药物的化学成分分类
1、有效成分: 指一种混合物中对生物体代谢
量仅3ppm)
3、无效成分:是相对有效成分而言，或者说是 到目前为止还没有发现它具有显著生物活性的 化学成分.
(1) 中药共有成分属于无效成分
例如：氨基酸、蛋白质与多糖类物质
在多数情况下被认为是无效成分。
(2) 有效成分与无效成分的概念是相对的！
鹧鸪菜氨基酸
天花粉蛋白 — 起引产作用
猪苓多糖 —
，故分离后反而导致活性的减弱或消失。
重复临床试验。 （1）从临床到实验室，再回到临床。 （2）特点：临床基础好，且以复方为主。
四、从天然药物中研究开发新药的六种形式
1、经过研究文献资料或调研民间用药或通过 现代药理学的筛选研究（含体内、体外等研究） ，发现某种动物、植物、矿物或微生物中具有
药用价值的物质，将其开发成新药。
2、已知某种成分或某类成分具有药用价值或
第一讲
天然药物的研究开发
天然药物化学学科：谢 扬（教授）
一、天然药物
（一）天然药物：是从植物、动物、微生物及 矿物质等天然资源中开发出来的药物。 1、天然产物：指生物新陈代谢过程中所产生 和积累的物质。 2、植物代谢产物 （1）植物初生代谢产物 ：植物在获取能量过程 中产生，有糖、蛋白质、脂类、核酸和激素等.
可能获得良好的分离效果。
（2）如果某个组分活性显著增强，则表明在 分离过程中可能除掉了某种具有拮抗作用 的物质； （3）如果所得各组分活性明显减弱，即使将 各组分合并，其活性与母体相比也大大 减弱，则提示在分离过程中活性成分
可能发生分解、破坏或产生不可逆吸附。
（4）如果所得各组分活性虽然明显降低，但将 其合并后其活性与母体相当，则提示在 分离过程中活性成分被分散或该药中的 成分存在明显的协同作用（相加或相乘）
3、采用各种色谱方法对有效部位进行分离
（1）每次分离所得组分均做活性测试，弃去 无效组分，只研究有效或有活性的组分，直至 追踪到活性成分。 （2）因所得各组分样品量较少，有关活性测试 常采用体外实验法进行。
例如，分离组分体外抗炎活性筛选模型 ※ 对小鼠巨噬细胞的毒性作用 ※ 对LPS刺激小鼠腹腔巨噬细胞NO生成的影响 ※ 对LPS刺激小鼠腹腔巨噬细胞PGE2的影响 ※ 对LPS刺激小鼠腹腔巨噬细胞TNF-α的影响 ※ 对LPS刺激小鼠腹腔巨噬细胞IL-1β生成影响 ※ 对LPS刺激小鼠腹腔巨噬细胞IL-6 生成影响
已经成为新药，根据动植物的亲缘关系，寻找 含有这种或这类成分的动植物，进而将其开发 成新药。 例如，黄连/黄柏具抗菌消炎作用 — 黄连素 ※ 黄连/黄柏为贵重药材，资源有限。 ※ 三颗针内含黄连素，将三颗针开发成 新药。
3、在不明确有效成分的基础上，将临床疗效
明确的经方、验方或经药效学研究具有开发