文档介绍：第二节新药开发的基本途径与方法
徐文方教授
13章新药设计与开发
有目的的研究一个新药,首先要确定其治疗用途,药物在体内可能作用的靶点和判定药物活性的药理模型,在这些基础上进行药物化学的研究工作。
新药的药物化学研究通常分为两个阶段,一是发现先导化合物,二是对先导化合物进行结构优化。
一、先导化合物的发现
先导化合物是现代新药研究的出发点。先导化合物是指有独特结构且具有一定生物活性的化合物。它可能因为活性太小,选择性不高,或药代动力学性质不好,不能作为新药开发;但可以在该化合物结构的基础上,进行一系列的结构改造或修饰,得到符合治疗要求的新药。
先导化合物大体是通过四个途径发现的,即:
从天然产物中得到;
以现有的药物作为新药研究的基础;
用药理模型筛选新药;
根据生理病理机制设计药物。
1、从天然资源得到先导化合物
从中药青蒿中分离出的抗疟有效成分青蒿素,对耐氯喹的疟原虫有极高的杀灭作用。后采用结构修饰的方法合成了抗疟效果更好的蒿甲醚和青蒿素琥珀酸酯,疗效比青蒿素高5倍,且毒性比青蒿素低。
从微生物资源的开发中,能获得新药和供研究用的先导化合物,近代应用超敏菌株与特异靶方法发现了许多新的抗生素。
例如用对β-内酰胺类抗生素特别敏感的菌株,并用不同β-内酰胺酶作区别实验,发现了克拉维酸和硫霉素等强力抑制β-内酰胺酶活性的药物。
如近年从土壤链霉菌MC974-A5发酵液中,分离得到苯丁亮氨酸抑制细胞膜上的碱性磷酸酶和氨肽酶N,能增强机体的免疫功能,其中苯丁亮氨酸已上市,用于恶性肿瘤的免疫辅助治疗。
2、以现有的药物作为先导物
已有的药物中有些可被选作先导物,进一步优化得到新药。这可有以下的几种类型。
(1)由药物副作用发现先导化合物:在某些情况下,一药物的毒副作用可能对另一种疾病有治疗作用。例如吩噻嗪类抗精神失常药氯丙嗪及其类似物,是由结构类似的抗组胺药异丙嗪的镇静副作用发展而来的。
(2)通过药物代谢研究得到先导物:药物通过体内代谢过程,可能被活化,也可能被失活,甚至转化成有毒的化合物。采用这类先导物,得到优秀的药物的可能性较大,甚至直接得到比原来药物更好的药物。例如,抗抑郁药丙咪嗪和阿米替林的代谢物去甲丙咪嗪和去甲阿米替林,抗抑郁作用比原药强,且有副作用小、生效快的优点。
(3)以现有突破性药物作先导:近年来随着生理生化机制的了解,得到了一些疾病治疗的突破性的药物,称原型药物(Prototype Drug)。随之出现了大量的“Me-too”药物。“Me-too”药物特指具有自己知识产权的药物,其药效和同类的突破性的药物相当。这种旨在避开“专利”药物的产权保护的新药研究,大都以现有的药物为先导物进行研究。例如兰索拉唑及其它的拉唑的研究是以奥美拉唑为先导物的,其活性比奥美拉唑活性更强。
3、用活性内源性物质作先导化合物
现代生理学认为,人体被化学信使(生理介质或神经递质)所控制。体内存在一个非常复杂的信息交换系统,每一个信使都各具特殊的功能,并在其作用的特定部位被识别。患病时机体失去了平衡,而药物治疗,就是用外源性的化学物质(信使),来帮助机体恢复平衡。
根据对生理病理的了解来研究新药,被称作合理药物设计(Rational Drug Design)。通常是针对与该生理活动有关的酶或受体来设计药物。
于是内源性的神经递质,内源性的受体激动剂就顺理成章的成了药物研究的先导化合物。
例如氟脲嘧啶的研究以DNA或RNA合成的核苷酸尿嘧啶作为先导化合物,将5位的氢换成氟,使之成为生物体的正常代谢物的代谢拮抗剂,用做抗肿瘤药。