構建藥物分子的化學結構是新藥創(chuàng)制的核心。
《藥物創(chuàng)制范例簡析》以上市藥物為范例,從藥物化學視角闡述研發(fā)的成功路徑,詮釋藥物化學的原理、規(guī)則、技術和方法在新藥創(chuàng)制中的應用。
《藥物創(chuàng)制范例簡析》所討論的內(nèi)容都是自2014年以來在《藥學學報》的專欄上分期發(fā)表過的,發(fā)表之前,經(jīng)過了國內(nèi)專家審評和編輯部的編審。書中除艾瑞昔布項目是作者指導并參與研發(fā)外,其余條目皆出自于文獻和專利,在敘事中還間或加入作者的一些分析和判斷。
《藥物創(chuàng)制范例簡析》可供從事新藥創(chuàng)制的科技人員、相關專業(yè)的教師和研究生參考閱讀。
新藥創(chuàng)制是復雜的智力活動,涉及科學研究、技術創(chuàng)造、產(chǎn)品開發(fā)和療效評價等多個維度的內(nèi)容。由于人體的復雜性和疾病的千差萬別,每一個新藥的研發(fā)都是獨特的,有自身的研發(fā)軌跡,具有不可復制性。在這當中,構建化學結構是最重要的環(huán)節(jié),因為藥物的分子結構承載并涵蓋了藥物的所有屬性:療效、安全性、藥代動力學和生物藥劑學等。本書以藥物化學視角,對代表性藥物的研發(fā)過程加以剖析和解讀,通過闡述一些藥物實例的成功之路,加深對新藥創(chuàng)制的理念、策略、途徑、原理和方法的理解和運用。
1 理念
1.1 全部屬性寓于分子結構之中
藥物的屬性可區(qū)分為兩類:生物學屬性和藥學屬性。生物學屬性主要體現(xiàn)于安全性和有效性,若深化細分,又包括良好的藥效,適宜的藥代,盡可能低的不良反應;藥學屬性包含穩(wěn)定性、可控性和易得性等。生物學和藥學屬性都寓于分子結構之中,化學結構包含了藥效、藥代、安全性和生物藥劑學等全部性質,因而構建分子結構是創(chuàng)制化學藥物的核心環(huán)節(jié)。研制的成敗優(yōu)劣,其決定因素取決于是否是精準的化學結構。
新藥創(chuàng)制作為多維度的科學技術活動,其難度在于,藥物與其他產(chǎn)品不同,它的優(yōu)劣直接關乎人的生命與健康,治病需救人。人體結構與功能復雜多變,內(nèi)在相互制約,判斷藥物的安全有效性過程漫長:由體外過渡到體內(nèi),由實驗動物轉換到人體,有許多未知因素和盲區(qū),成功的概率是很低的。從構建結構的困難性分析,人們不可能窮盡化合物的全部生物學和藥學數(shù)據(jù),在有限的信息中難以預料和把握全息性質,加之組成分子的原子和基團間發(fā)生相互影響,為優(yōu)化某一性質而作的結構變換,會影響已優(yōu)化好的其他性質,分子的完整統(tǒng)一性引起“牽一發(fā)而動全身”,常常顧此失彼,難以達到極致。因而許多成功的藥物往往經(jīng)過了反復的結構變遷,而對于屬性間的相互通融,常取中庸之道。
郭宗儒,生于1938年,河北正定人,藥物化學家,中國醫(yī)學科學院藥物研究所研究員,博士生導師。1958年畢業(yè)于北京醫(yī)學院藥學系,1965年中國協(xié)和醫(yī)科大學研究生畢業(yè)。1979-1981年于美國Pomona College化學系任訪問學者,師從QSAR創(chuàng)始人Hansch教授。主要從事藥物分子設計和化學合成,將傳統(tǒng)藥物化學和現(xiàn)代科學技術相結合,提出藥物的宏觀性質與微觀結構的理念,分子多樣性、互補性和相似性構成藥物分子設計的基礎等,指導創(chuàng)新藥物研究。在國內(nèi)外期刊發(fā)表論文100余篇,是抗炎藥物艾瑞昔布的主要研制者。著書《藥物化學總論》《藥物分子設計》《藥物設計策略》和《藥物化學專論》等。
Ⅰ以天然活性物質為先導物的藥物研制
1.青蒿素類抗瘧藥的研制
2.從冬蟲夏草到免疫調(diào)節(jié)藥物芬戈莫德
3.源自根皮苷的降血糖藥坎格列凈
4.首創(chuàng)的降脂藥物洛伐他汀
5.從生物堿到抗血栓藥物沃拉帕沙
6.全合成催生的抗癌藥物艾日布林
7.由山羊豆堿研制的二甲雙胍
Ⅱ以內(nèi)源性物質為先導物的藥物研制
8.穿腸而過的治療腸易激綜合征藥物依盧多林
9.底物十肽演化成抗丙肝藥物特拉匹韋
10.底物六肽演化成抗丙肝藥物西米匹韋
11.由組胺到抗?jié)兯幬鬟涮娑〉睦硇栽O計
12.從ATP結構到心血管藥物替格瑞洛的演化軌跡
Ⅲ基于作用機制的藥物研制
13.模擬過渡態(tài)研制的HIV蛋白酶抑制劑“那韋”藥物
14.基于靶標結構的理性設計扎那米韋和奧塞米韋
15.針對HIV整合酶首創(chuàng)藥物雷特格韋
Ⅳ共價結合和配位結合的藥物研制
16.百年老字號藥物阿司匹林
17.含有機硼的抗腫瘤藥物硼替佐米
18.含硼外用藥他伐硼羅和克立硼羅的研制
Ⅴ基于靶標結構的理性設計
19.化學生物學與藥物化學相繼研發(fā)的托伐替尼
20.基于代謝活化設計的抗丙肝藥物索非布韋
21.選擇性抑制COX-2的重磅藥物塞來昔布
22.基于藥效團和骨架遷越研發(fā)的艾瑞昔布
23.基于片段長成的黑色素瘤治療藥維羅非尼
24.基于骨架遷越研制的降血糖藥阿格列汀
25.基于酶結構量體裁衣式研制的克唑替尼
Ⅵ經(jīng)典藥物化學方法創(chuàng)制的藥物
26.治療黑色素瘤的達拉非尼
27.模擬天然配體結構的抗過敏藥孟魯司特
28.由農(nóng)藥研發(fā)的新型抗菌藥利奈唑胺
29.首創(chuàng)的FXa抑制劑利伐沙班
30.多維度優(yōu)化的防治靜脈栓塞藥阿哌沙班
31.基于QSAR方法首創(chuàng)的諾氟沙星
32.結構類型不同的跟隨性抗阿爾茨海默病藥多奈哌齊
33.基于構效分析和試錯反饋研制的首創(chuàng)藥物維莫德吉
34.第一個蛋白.蛋白相互作用抑制劑venetoclax
35.作用于多靶標的抗腫瘤藥物尼達尼布
36.首創(chuàng)的“跟隨性”藥物色瑞替尼的研制
37.活性與成藥性多維優(yōu)化的馬拉韋羅
38.后來居上的降脂藥阿托伐他汀
39.構效關系指導的首創(chuàng)藥物托伐普坦
40.經(jīng)典藥物化學方法首創(chuàng)的氯沙坦