药物化学的基本定义课件

,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,药物化学,第五讲,主讲教师：周小平学时：,16,药物化学第五讲主讲教师：周小平,1,药物化学,药学导论,药物化学药学导论,2,研究内容,第一节,第二节,第三节,药物化学的基本定义、研究内容和任务,药物化学的历史与现状,药物化学在新药研究与开发中的作用,研究内容第一节第二节第三节药物化学的基本定义、研究内容和任务,3,第一节 药物化学的基本定义、研究内容和任务,药,物,化,学,1,药物,2,定义,3,研究内容,4,主要研究任务,5,与其他学科的关系,第一节 药物化学的基本定义、研究内容和任务药1,4,1,）定义,1.1,药 物,中华人民共和国药品管理法,：,药物是用于,预防,、,治疗,、,诊断,人的疾病,有目的地调节人的生理机能并规定有,适应症,、,用法,和,用量,的物质,.,预防,治疗,诊断,物 质,疾病,改善人们的健康，延长人类的寿命。,1）定义1.1 药 物中华人民共和国药品管理法：预防物,5,2,）药物分类,按来源分类,天然药物,合成药物,生物技术药物,未经加工或仅经过简单加工的物质，如中草药、动物药、矿物药和微生物发酵产生的抗生素等,采用化学合成方法制得的药品，品种很多，化学结构比较复杂，目前使用的药物当中占比重大。,通过细胞工程、基因工程、酶工程和发酵工程等新技术生产的药物，如甲型,H1N1,流感疫苗等。,2）药物分类按来源分类天然药物合成药物生物技术药物未经加工或,6,2,）药物分类,按用途分类,预防药物,治疗药物,诊断药物,未经加工或仅经过简单加工的物质，如中草药、动物药、矿物药和微生物发酵产生的抗生素等,未经加工或仅经过简单加工的物质，如中草药、动物药、矿物药和微生物发酵产生的抗生素等,未经加工或仅经过简单加工的物质，如中草药、动物药、矿物药和微生物发酵产生的抗生素等,2）药物分类按用途分类预防药物治疗药物诊断药物未经加工或仅经,7,2,）药物分类,按给药途径分类,口服药,注射药,外用药,2）药物分类按给药途径分类口服药注射药外用药,8,2,）药物分类,4,）按作用机制分类：从作用机制来看，有的药物对疾病的病因进行治疗，有的药物是补充体内某些物质的不足，有的药物则只能减轻疾病的症状。,病因疗法药物：,即直接作用于疾病病因的药物，也称做“真药”。目前这类药的大多数是化学疗法药物，用于治疗感染性疾病（抗细菌药、抗病毒药）和寄生虫病。这类药的作用机制是具有选择性，也就是说对宿主无损害作用，只杀灭寄生的菌。,替代药物：,是补充体内某些物质的不足。维生素缺乏症；糖尿病患者胰岛素不足，更年期雌性激素不足。,对症疗法药物,:,用于减轻或消除疾病的症状，如消除发热、疼痛和失眠等一般症状。如心血管系统疾病、神经性精神病、呼吸系统和消化系统疾病等。,2）药物分类4）按作用机制分类：从作用机制来看，有的药物对疾,9,2,）药物分类,5,）按疾病的性质分类,世界卫生组织要求各成员国以“国际疾病分类指南第九改定版”中的分类方法对疾病进行分类，相应药物也就分成,17,类。,2）药物分类 5）按疾病的性质分类 世界卫生组,10,是最有效也是最有用的分类方法，这种分类方法对前几种方法进行了折中，根据药物作用的体内系统将药物分成十四大类，每一大类又可以根据药物治疗的疾病等进行分类，最后再以化学结构进行分类。,2,）药物分类,6),解剖,-,治疗,-,化学分类法,是最有效也是最有用的分类方法，这种分类方法对,11,药物活性与一系列物理化学现象有关，这种现象是从药物活性分子进入机体开始的，当药物活性分子达到作用部位时，机体反应达到最大。,一般认为影响药物在体内的活性发挥主要有,3,个阶段,:,药剂学阶段,药动学阶段,药效学阶段,3,）药物作用的,3,个主要阶段,药物活性与一系列物理化学现象有关，这,12,3,）药物作用的,3,个主要阶段,阶 段,内 容,目 的,药剂学阶段,给药途径的选择,最佳剂型的制备,优化分布,易于吸收,消除药物的不良感官性质,药代动力学阶段,药物的体内动态：吸收、分布、代谢、排泄,调节生物利用度投药量与作用部位药物浓度的比率，即时效关系,药效学阶段,药物,-,受体相互作用的质量机体反应的性质与增强,最大活性,最大选择性,最小毒性,3）药物作用的3个主要阶段阶 段内 容目 的优,13,4,）药物的名称,每一种药物都有它特定的名称，相互间不能混淆。,在,20,世纪,50,年代，由于大批新药上市，许多国家都出现了,药品,名称混乱的问题。同物异命，异物同名，或者药名与治疗作用相联系，这种状况极易发生差错和事故，给处方、配药、使用造成了许多困难。,因此一些国家在制订本国的药事管理法规时，将,新药命名,列为政府审批新药的内容之一，同时在新药审批和,药品,整顿工作中均将,药品,名称作为重要内容。,4）药物的名称 每一种药物都有它特定的名称，,14,4,）药物的名称,专利名称,按照,中国新药审批办法,规定：,中国药品通用,名称（,CADN,）,国际,非专利,药品名称,(INN),正式名称（通用名）,化学名称,商品名,中文,英文,卫生部药典委员会编写,INN,是新药开发者在新药申请时向政府部门提出的正式名称，不能取得专利及行政保护，任何该产品的生产都可以使用的名称，也是文献、教材及资料中以及在药品说明书中标明的有效成分的名称。,4）药物的名称专利名称按照中国新药审批办法规定：中国,15,4,）药物的名称,1,4-,二氢,-2,6-,二甲基,-4-,（,2-,硝基苯基）,-,吡啶,-3,5-,二羧酸二甲酯,1,4-Dihydro-2,6-dimethyl-4-,（,2-nitrophenyl,）,-pyridin-3,5-dicarboxylic acid dimethyl ester,通用名,商品名,化学名,拜耳医药保健有限公司,上海现代制药股份有限公司,欣然,拜新同,4）药物的名称1,4-二氢-2,6-二甲基-4-（2-硝基苯,16,第一节 药物化学的基本定义、研究内容和任务,药,物,化,学,1,药物,2,定义,3,研究内容,4,主要研究任务,5,与其他学科的关系,第一节 药物化学的基本定义、研究内容和任务药1,17,1.2,药物化学定义,生命科学,解剖学,细胞学,生物学,遗传学,生理学,药理学,分子生物学,解释药物作用的理论,化 学,研究物质的组成、结构、性质、以及变化规律的科学；是人类用以认识和改造物质世界的主要方法和手段之一。,阐明药物内在本质，,揭示药物具有什么样的化学结构和性质等,。,药物化学,1.2 药物化学定义生命科学化 学药物化学,18,1.2,药物化学定义,药物化学涉及生理活性物质的发现、开发和鉴定，以及在分子水平对生理活性物质作用机制的研究。药物化学主要是以药物研究为主，对一般生理活性物质也进行研究，同时也包括对药物及其关联物质代谢物的研究、鉴定和合成。,预防,诊断,治疗,人和动物疾病,化合物,设计,制造,学科,药物化学的正式定义是由国际纯粹和应用化学联合会特别委员会提出的。,1.2 药物化学定义 药物化学涉及生理活性物质的发现、开发,19,第一节 药物化学的基本定义、研究内容和任务,药,物,化,学,1,药物,2,定义,3,研究内容,4,主要研究任务,5,与其他学科的关系,第一节 药物化学的基本定义、研究内容和任务药1,20,1.3,药物化学研究内容,构,效,关,系,药物,作用,机理,和,作用,方式,合,成,提取,分离,及,结构,鉴定,质量,控制,化学,结构,改造,临床药物化学,制药化学,药物化学,如何得到一个安全有效的药物？,怎样发现一个安全有效的药物,1.3 药物化学研究内容 构药物合提取质量化学临床药物化学制,21,第一节 药物化学的基本定义、研究内容和任务,药,物,化,学,1,药物,2,定义,3,研究内容,4,主要研究任务,5,与其他学科的关系,第一节 药物化学的基本定义、研究内容和任务药1,22,1.4,药物化学的主要研究任务,1.4.1,为有效利用现有化学药物提供理论基础,（,1,）理化性质与化学结构的定性与定量关系；,药物稳定性方面的探讨。,目的：确保药物的质量，为制剂剂型的选择,分析检验和药物流通过程中药物的贮存条件奠定化学基础。,1.4 药物化学的主要研究任务1.4.1 为有效利用现有化学,23,（,2,）结构与生物活性之间的关系,目的：为临床药学研究中配伍禁忌和合理用药，新药研究和开发过程中药物的结构改造奠定化学基础。,1.4,药物化学的主要研究任务,1.4.2,为生产化学药物提供经济合理的方法和工艺,1.4.3,不断探索开发新药的途径和方法,创制新药已成为近代药物化学的首要任务。,（2）结构与生物活性之间的关系目的：为临床药学研究中配伍禁忌,24,第一节 药物化学的基本定义、研究内容和任务,药,物,化,学,1,药物,2,定义,3,研究内容,4,主要研究任务,5,与其他学科的关系,第一节 药物化学的基本定义、研究内容和任务药1,25,1.5,与其他学科的关系,药物化学是建立在多种化学学科和生物学科基础之上，设计、合成和研究用于预防、诊断和治疗疾病药物的一门学科。,在过去的,20,年中，这个领域已经成长为不仅包含了所有复杂合成和有机化学技术进展，也包含了众多生物科学主要进展的综合性学科。人类基因组图谱已经为药物化学家提供了大量新的生物靶点，有望用于更合理的药物设计（计算机辅助药物设计）。,化学类,生物类,其他,有机化学、无机化学、分析化学、量子化学和物理有机化学等,生理学、病理学、药理学、毒理学、生物化学、分子生物学、分子药理学、药物代谢动力学、基因学和生物工程学等,X-,射线结晶学、计算化学、计算机图形学、数学和物理学,1.5 与其他学科的关系 药物化学是建立在多种化学学科,26,研究内容,第一节,第二节,第三节,药物化学的基本定义、研究内容和任务,药物化学的历史与现状,药物化学在新药研究与开发中的作用,研究内容第一节第二节第三节药物化学的基本定义、研究内容和任务,27,第二节 药物化学的历史与现状,19,世纪，作为一门学科，统称为药物学,药物化学,天然药物化学,药理学,药剂学,药物化学的发展史就是,药物,研究和开发的历史,从药物学中独立出来,粗,盲目,经验性的实验,精,自觉,科学的合理药物设计,一、药物化学的历史,第二节 药物化学的历史与现状19世纪，作为一门学科，统称为药,28,分三个阶段：,发现阶段（,discovery,）,发展阶段（,development,）,设计阶段（,design,）,第二节 药物化学的历史与现状,药物发展简史从植物提取物到基因技术的变迁。,分三个阶段：第二节 药物化学的历史与现状 药物发展简史从,29,(,一,),发现阶段,公元前,16,世纪,-,埃伯斯伯比书,埃伯斯紙草文稿,(Ebers papyrus),癌症的治疗,哮喘的治疗,记述许多用于帮助治疗的咒文和祷文,;,包含众多的处方和配制方法。其中包括多种植物药,:,鸦片,大麻,肉桂,芦荟,大蒜等植物药。,是最早记录有关医疗实践的书籍,(一)发现阶段公元前16世纪-癌症的治疗哮喘的治疗,30,埃及人还熟知其他治疗技术,:,如精神疗法,按摩,手术以及药草和食物的广泛用途。,西元,1928,年 化妆品科学家 雷内,摩莉斯,盖特佛塞首次提出了,芳香疗法,(Aromatherapy,),并在第一次世界大战的时候,得到许多临床经验。,另外两位芳疗先师；加提,(Gatti),和开久拉,(Cajola),透过,吸嗅法,，释放病患的记忆与情感，也证实精油对心理治疗上的效果。,伦敦保养专家马格利特,摩利 首度将芳香疗法与按摩手技相结合，针对病患的心理需求及症状选择适合的,植物精油,。,(,一,),发现阶段,埃及人还熟知其他治疗技术:如精神疗法,按摩,手术以及药草和食,31,(,一,),发现阶段,芳香疗法,(Aromatherapy),，又名香薰疗法,是指借由芳香植物所萃取出的,精油,(essential oil),做为媒介，并以,按摩,、,泡澡,、,薫香,等方式，经由呼吸道或皮肤吸收进入体内，来达到舒缓精神压力与增进身体健康的一种,自然疗法,。,香薰疗法,=,香薰,SPA,SPA,一词源于拉丁文,(Solus-ParAqua),，,Solus,是健康，,Par,为经由，,Aqua,是水的意思，所以,SPA,就是健康之水。,SPA,的,“家族成员”,SPA,的,“功效,”,促进血液循环，令皮肤光滑柔嫩。另外也可以改善气喘、慢性支气管炎、消化不良、感冒、胃痛、静脉曲张等等。,(一)发现阶段芳香疗法(Aromatherapy)，又名香薰,32,(,一,),发现阶段,希腊人承袭了古埃及的药草医学，持续深入的研究，并产生许多新的发现。希腊人已了解哪些植物能提振精神、哪些植物使人昏昏欲睡。现代意义的医学是从摆脱了远古的宗教与魔术的阴影之后才真正起步的,這一历史性的转变,归功於一位希腊名医,希波克拉底（,Hippocrtes,）,“,医学之父,”,希波克拉底,解析三百多种药草，将药草分类为温热、寒凉、湿润、干燥；运用系统组织的方式分类及索引,。,“医生最重要的是不能伤害人”；,“让药物变成你的食物，让食物成为你的药物”,(一)发现阶段 希腊人承袭了古埃及的药草医学，持续深入,33,(,一,),发现阶段,希波克拉底的继承者盖 伦,是一位重要希腊药草学家。所著的,400,多部著作中有,83,部流传至今。最主要的,药草学,是他的代表性成果,描述了,473,种来源于植物,动物和矿物的药物。认为只有一种性质的药物归类为单性药,具有多种性质的药物归类为复性药。沿袭了体液病理学理论。该理论统治着西方医学度过了整个中世纪。,起源于希波克拉底或盖伦的药物学延续到,18,世纪末期一直是一种经验科学。,(一)发现阶段 希波克拉底的继承者盖 伦,起源于,34,(,一,),发现阶段,到了,19,世纪初叶，由于科学技术的迅猛发展，药物开始成为工业产品。,药物的合成在经过了天然成分（主要是植物）的提取和纯化时期之后，开始通过工厂或生物技术制备（发酵或基因技术），然后再合理设计进行实验室研究。,在,19,世纪前半叶，当时的目的是从植物中分离活性分子，但由于当时的煤炭工业和石油工业的发展导致有机化学的诞生，药物学家被逐渐引导利用有机化学合成药物，这也正是实验室研究药物的新理念。,(一)发现阶段到了19世纪初叶，由于科学技术的迅猛发展，药物,35,(,一,),发现阶段,19,世纪初,植物,天然产物中的有效成分,阿片,吗啡,镇痛,金鸡纳树皮,奎宁,抗疟疾,颠茄,阿托品,解痉止痛,古柯叶,古柯碱,镇痛,为药物化学的形成提供了基础。,化学方法,(一)发现阶段19世纪初植物天然产物中的有效成分阿片吗啡镇痛,36,有机化合物,病人,熟人,实验,药物,乙醚、氯仿,全身麻醉药,(,一,),发现阶段,在麻醉药使用以前，外科手术是极其痛苦的事情。忍受疾病折磨还是选择手术治疗，成为一种艰难选择。有不少病人选择了轻生，因为在他们看来，这痛苦是生命不可承受之重，不如选择了结。当时的外科手术只能切除表面的瘤子,截肢,拔牙等手术,病人的剧痛限制了外科学的发展。,有机化合物 病人实验 药物乙醚、,37,(,一,),发现阶段,1846,年,9,月,30,日，,威廉,莫顿,成功应用乙醚为病人拔除了坏牙。其后有利用乙醚为麻醉剂，成功切除病人的颈部血管瘤。宣示了乙醚麻醉获得成功。,英国著名的产科医生,雅各,辛普森,爵士一直为产妇分娩时的剧痛所困扰，他听说了乙醚无痛外科手术成功之后，非常兴奋。但是外科手术时间短，分娩却需要很长的时间。,1847,年，一个骨盆畸形的病人分娩，他决定使用乙醚，获得了成功。,有的产科医生认为,乙醚,麻醉应该应用在个别特殊情况的分娩。辛普森自己也有所保留，因为乙醚气味让人讨厌，而且具有爆炸性和燃烧性。因此，他决定寻找代替乙醚的新的麻醉剂。,辛普森找了几个朋友,试验几种液体,在试验氯仿时,首先氯仿的香甜气味让晚会的参加者喜欢,大家欣快而健谈,晚会气氛热烈,但过了一会儿大家都被麻倒了。,(一)发现阶段1846年9月30日，威廉莫顿成功应用乙醚为,38,(,一,),发现阶段,辛普森先用氯仿做小手术,然后又用于产科。均得到了满意的结果。于是将氯仿用于外科手术中。氯仿与乙醚相比，不易燃,没有爆炸性,没有刺激性,有令人愉快的气味,作用比乙醚强,使用简单。但是，氯仿具有严重的肝脏毒性和心血管功能抑制作用。然而,氯仿在临床上作为可供选择的麻醉药物使用了近,100,年的时间。,麻醉药的成功使用，使外科手术不再痛苦，得到了飞速的发展，过去不敢想象的部位，有了麻醉药，都可以手术，,病人再也不要受放血、被勒得窒息、被击昏之苦了,，,外科医生也可以长时间地做很复杂的手术，这就形成了互相促进的良性循环。,在临床外科手术中引人全身麻醉术是,19,世纪最伟大的治疗学革命之一,。,(一)发现阶段 辛普森先用氯仿做小手术,然后又用于,39,(,一,),发现阶段,药物化学作为一门学科开始形成。,阿司匹林是世界上最常用的，也是历史最悠久,药物,。,它的,传奇的历史和人类文明几乎一样悠长,。,在,1828年，法国药学家和意大利化学家成功地从柳树皮里分离提纯出了活性成分水杨酸,。,后来德国化学家赫尔曼科尔贝（Herman Kolbe）成功实现了它的人工合成。,1897年，德国拜耳公司的化学家费利克斯霍夫曼给水杨酸分子加了一个乙酰基，发明了乙酰水杨酸，这种药物被正式命名为阿司匹林（Aspirin）。,它是世界上第一个畅销药物。,(一)发现阶段药物化学作为一门学科开始形成。阿司匹林,40,有机化学工业发展,有机合成技术,各种母核类型的化合物,(,一,),发现阶段,实验药理学,用动物,代替人,药物筛选,药效学试验,降低冒险性,拓宽药物筛选的范围,加快找到新化合物的速度和成功机会,分离手段,的完善,层析方法的多样化,光谱技术,IR,NMR,MS,药物化学的基础理论得以迅速发展,有机化学工业发展有机合成技术各种母核类型的化合物(一)发现阶,41,药物化学的基本定义课件,42,1,）定义,1.1,药 物,中华人民共和国药品管理法,：,药物是用于,预防,、,治疗,、,诊断,人的疾病,有目的地调节人的生理机能并规定有,适应症,、,用法,和,用量,的物质,.,预防,治疗,诊断,物 质,疾病,1）定义1.1 药 物中华人民共和国药品管理法：预防物,43,1.2,药物化学定义,药物化学涉及生理活性物质的发现、开发和鉴定，以及在分子水平对生理活性物质作用机制的研究。药物化学主要是以药物研究为主，对一般生理活性物质也进行研究，同时也包括对药物及其关联物质代谢物的研究、鉴定和合成。,预防,诊断,治疗,人和动物疾病,化合物,设计,制造,学科,药物化学的正式定义是由国际纯粹和应用化学联合会特别委员会提出的。,1.2 药物化学定义 药物化学涉及生理活性物质的发现、开发,44,分三个阶段：,发现阶段（,discovery,）,发展阶段（,development,）,设计阶段（,design,）,第二节 药物化学的历史与现状,药物发展简史从植物提取物到基因技术的变迁。,分三个阶段：第二节 药物化学的历史与现状 药物发展简史从,45,(,二,),发展阶段,药物化学的发现阶段开始于,19,世纪末到,20,世纪,30,年代。其特征是从动植物体中分离、纯化和测定到许多天然产物，这些天然产物具有某种生理或药理活性，直接作为药物使用。,而药物化学发展阶段大致是在,20,世纪,30,年代到,60,年代。其特点是合成药物的大量出现，内源性生物活性物质的分离、鉴定和活性筛选，酶抑制剂的临床应用等。,与有机化学理论和实验技术密切相关,(二)发展阶段 药物化学的发现阶段开始于19世纪末到2,46,由于煤、石油蒸馏技术的发明使新型化学药品的研究和开发得到了迅猛的发展。在第一次化学革命之后，有机化学的诞生对于化学药品工业的发展也起到了推波助澜的作用。,19,世纪,40-60,年代，在对煤油进行提炼后，有关碳衍生物化学逐渐发展起来，且由此开发出一大类的工业产品,;,燃料与药物的天然联系开始成为发明和挖掘药物的最多、最快、最好的途径。,例如，由苯胺燃料衍生得到了,N-,乙酰苯胺,也就是,退热冰,开始了,苯胺类解热镇痛药的研究。,(,二,),发展阶段,由于煤、石油蒸馏技术的发明使新型化学药品的研究和开发,47,20,世纪,20,年代,解热镇痛药,用于临床,麻醉药,用于临床,30,年代,维生素类,工业生产,磺胺类药物,用于抗感染性疾病,40,年代,青霉素,天然抗生素的发展,各种维生素,应用于临床,链霉素,抗结核病药,(,二,),发展阶段,20世纪20年代解热镇痛药用于临床麻醉药用于临床30年代维,48,50,年代,氯丙嗪,抗精神病药,甾体激素类（皮质激素）,抗炎及免疫抑制,心脑血管疾病,阻滞剂,钙通道阻滞剂,血管紧张素转化酶抑制剂,各种半合成抗生素,应用于临床,抗肿瘤药物,氮芥,(,二,),发展阶段,2001,年世界卫生报告,说，全世界有约,4.5,亿各类精神和脑部疾病患者，抑郁症目前已成为世界第四大疾患，到,2020,年，抑郁症可能成为仅次于心脏病的第二大疾病。,50年代氯丙嗪抗精神病药甾体激素类（皮质激素）抗炎及免疫抑制,49,1924,年 硝酸甘油治疗心绞痛；,1953,年 利血平降压药上市；,老龄化及心脑血管疾病,成为人类第一死亡因素。,1964,年,受体阻断剂；,1979,年 钙通道阻滞剂硝苯地平；,1981,年 血管紧张素转化酶,(ACE),抑制剂卡托普利，溶栓药,物及小剂量阿司匹林；,90,年代 心脑血管疾病新药的研究,占全世界新药研制的,30%,以上。,(,二,),发展阶段,(二)发展阶段,50,沙立度胺,(,三,),设计阶段,“反应停”事件,沙立度胺最早由德国格仑南苏制药厂开发,用这种药治疗妇女妊娠反应,因此，此药又被叫作“反应停”。,1961,年，被证实其导致许多出生的婴儿都是“海豹肢畸形”。受其影响的婴儿已多达,1.2,万名。检查机构并未仔细检查其可能产生的副作用。,硅酮事件,80,年代，硅酮作为乳腺填充材料使用，后发现其具有致癌作用。,世界各国卫生部门规定：,新药,致畸,致突变,致癌,成本和经费,增加,改进研究方法，进行合理药物设计。,涉及人体对象医学研究的道德原则,“,赫尔辛基宣言,”,沙立度胺(三)设计阶段“反应停”事件 沙立度胺最早由,51,20,世纪,计算机信息科学,分子生物学,生物技术,计算机辅助药物设计,酶及受体进行药物筛选,组合化学,使新手段、新技术、新方法成为现实,动物模型,细胞水平,1-2,万个化合物,新药,70-80,年代,(,三,),设计阶段,20世纪计算机信息科学计算机辅助药物设计使新手段、新技术、新,52,现代药物化学以分子生物学及计算机科学为支撑，表现出以下特点：,受体,离子通道,靶,酶,核酸,(,三,),设计阶段,现代药物化学以分子生物学及计算机科学为支撑，表现出以,53,1,、以受体作为药物的作用靶点,以受体作为靶点进行新药研究,激动剂,拮抗剂,2,、以酶作为药物的作用靶点,以酶的活性部位作为药物作用靶点,酶抑制剂,高度亲和力,特异性,(,三,),设计阶段,1、以受体作为药物的作用靶点以受体作为靶点进行新药研究激动剂,54,4,、以核酸作为药物作用的靶点,3,、以离子通道作为药物作用的靶点,钙离子通道，钾离子通道，钠离子通道，氯离子通道等作为药物的作用靶点。,以核酸为靶点的新药研究主要是寻找新的抗肿瘤及抗病毒药。,(,三,),设计阶段,4、以核酸作为药物作用的靶点3、以离子通道作为药物作用的靶点,55,药物化学,的发展,合理药物设计,组合化学,受体筛选模型,转基因药物,应用于,新药设计,(,三,),设计阶段,仿制,创新,药物化学合理药物设计组合化学受体筛选模型转基因药物应用于新药,56,二、药物化学的发展现状,先导化合物：,指最初发现的具有特定生理活性,和全新结构的化合物，可作为进,行结构修饰的模板，通过构效关,系、定量构效关系和三维定量构,效关系研究，以获得预期药理作,用的理想药物。,二、药物化学的发展现状先导化合物：指最初发现的具有特定生理活,57,新药先导化合物的发现主要有,4,种方法：,第一、既存生理活性物质的修饰和改良；,第二、利用某些特定的生物学评价方法对任意,选定的化合物进筛选。,第三、充分利用生物学,、,医学领城的新发现及,偶然发现的各种生物信息；,第四、以与病理学异常有关的分子知识为基础。,对新的生理活性物质进行合理的设计。,二、药物化学的发展现状,新药先导化合物的发现主要有4种方法：二、药物化学的发展现状,58,既存药的改良,是以市售药物为先导化合物，通过结构修饰，物理和化学性质的改良，保持或提高药物的治疗效果。实际上就是既存药的模仿品，被称为,“模仿新药”（,me-too,）,。,me-too,药,因为缺乏创造性经常受到谴责。对于制药企业来所，由于不断激烈的竞争和经济上的原因，采用这种方法探索新药也是不得已的。对销售额高又有专利和商标保护的独占药品，其他制药企业也只能改良既存药。,新药创新,在发展中国家一般要经过仿制、仿制创新、参与新药研发的外包、最终自主创新等几个阶段。目前，我国制药业正积极参与到新药研发的外包之中。,二、药物化学的发展现状,既存药的改良是以市售药物为先导化合物，通过结构修饰，物理和化,59,2007,年，国家食品药品监督管理局针对,2005,年版,药品注册管理办法,实施两年多来存在的突出问题，正式颁布了新修订的,药品注册管理办法,，简称新,办法,）。新,办法,对创新新药，以及治疗疑难危重疾病的新药给出了明确的鼓励政策，对符合规定的创新药还将实行,“特殊审批”,，而对简单改剂型和仿制药品的申报则出台了较严厉的措施予以遏止。新,办法,对不具有新药研发实力的医药企业带来冲击，简单仿改药申报的技术服务公司将隐退，而为创新药研发提供系列服务的,CRO,机构,将会得到发展机遇，他们将在创新药基础性研究、化合物筛选、动物试验、临床试验的各个环节，试图改变中国在制药研发领域的被动境遇。,二、药物化学的发展现状,2007年，国家食品药品监督管理局针对2005年版药品注册,60,何谓,CRO,？,合同研究组织或称为合作研发外包，即,CRO,，是上个世纪,70,年代后期在美国兴起的医药研发外包公司，最初的工作是接受医药公司的委托，承接新药研发中最耗时、费力的临床试验任务。,据统计，全世界约有,500,多家,CRO,公司,。许多国外的,CRO,公司进入中国，想借发展中国家多病源、低人力成本来进一步降低新药研发的费用。,目前,新药研发外包,的项目不仅从,临床试验,向前延伸到,临床前研究,，包括分子优化，先导化合物筛选、动物试验，还有众多药品上市的辅助工作。例如，临床文件、政策法规咨询，生产和包装甚至还有药品的推广、市场销售，药物经济学、商业咨询及药效追踪等都有相关的,CRO,公司提供服务。而在这些领域，国内,CRO,市场的发展潜力是很明显的。,药物研发外包公司药明康德、华大天源生物公司等,.,二、药物化学的发展现状,何谓CRO？合同研究组织或称为合作研发外包，即CRO，是上,61,二、药物化学的发展现状,虽然中国作为新药研发中心的优势已经具备，但中国至今还没有一家企业有能力成为大型的原创制药公司。据了解，除了与知识产权保护关系密切之外，还与我国长期的新药研发体制有关。,在制药发达国家，新药研发的,主体,是企业，新药的研发是以,市场,为最终目标，而大学、研究院主要进行基础研究。,在我国，新药研究主要由,大专院校,和,国家的科研院所,来承担。我国新药研发的主体不是,企业,而是,国家,，绝大多数制药企业规模不大，难以承担新药研发的高风险，尚不能成为医药技术创新的主体，造成新药研制与市场间的脱节。,二、药物化学的发展现状虽然中国作为新药研发中心的优势已经具备,62,研发具有自主知识产权的新药，是我国从,制药大国,走向,制药强国,的必由之路。,新药的研制有两种思路：一种是,独创某种新药,，也就是自主创新，而不是对已有药品结构的改造；另一种是,模仿性创新,，从模仿性创新最终走向自主创新,另一方面，拥有自己产品的企业也会不断地进行新类似物的合成，力争对自己的产品采取最大的专利保护，保持在这一领域的领先地位。,因此，对,既知,生理活性物质进行化学,变换,是新药研究中应用最广泛的方法。,二、药物化学的发展现状,研发具有自主知识产权的新药，是我国从制药大国走向制药强国的必,63,原药物的类似物可以分成两类，一类为早期阶段类似物,(early-phase analogues),，是在原药物上市之前而发现的结构类似药物，由于是在原药物的早期阶段就对其进行研究，所以得到的类似物也往往非常相似。,血管紧张素,II,受体拮抗剂：氯沙坦（,losartan,）的早期阶段类似物,eprosartan,依普沙坦,valsartan,缬沙坦,candesartan,坎地沙坦,irbesartan,依贝沙坦,telmisartan,替米沙坦,二、药物化学的发展现状,原药物的类似物可以分成两类，一类为早期阶段类似物(earl,64,二、药物化学的发展现状,第二类为药物类似物（,drug analogues),，是在原药物上市之后对其类似物进行研究而发现的结构类似药物。,咪康唑,（,miconazole,）,硫康唑,（,sulconazole,）,奥苷康唑,（,oxiconazole,）,酮康唑,（,ketoconazole,）,芬替康唑,（,fenticonazole,）,氟康唑,（,fluconazole,）,依曲康唑,（,itraconazole,）,西特康唑,（,setraconazole,）,二、药物化学的发展现状第二类为药物类似物（drug anal,65,用动物和生物学试验对合成或天然新化合物进行系统的筛选。,系统筛选有两种方法：一种是对少数结构复杂的独特化合物进行彻底的药理评价，也就彻底筛选（,Extensive screening,）；,另一种是用特定的药理学评价方法对大量化合物进行筛选，选择出具有药理活性的化合物，这种方法也就随机筛选（,Random screening,）,二、药物化学的发展现状,用动物和生物学试验对合成或天然新化合物进行系统的筛选。二、药,66,二、药物化学的发展现状,彻底筛选通常用于通过独立研究或天然物提取得到的全新化合物。也就是对限定的化合物进行彻底的研究，也叫“垂直筛选”。,通常需要大量的投资，通过广泛的药理学研究（中枢神经，心血管，消化，抗病毒，抗菌等），确定是否具有令人感兴趣的药理活性。,彻底筛选成功与否，很大程度上取决于药物化学家的能力和知觉，还有能选择适当评价方法的药理学家的能力。,成功的例子：独特而强力的抗癌药紫杉醇的发现。,二、药物化学的发展现状彻底筛选通常用于通过独立研究或天然物提,67,如果决定了要筛选药物的治疗方向，那么和彻底筛选相对应的就是用有限的试验模型对大量化合物进行的随机筛选。,新抗生素的发现就是利用这种方法，对从世界各地收集的土壤标本进行选择性抗细菌或抗真菌活性筛选。,随机筛选由于缺乏合理的先导化合物，就如同是钓鱼。这种方法在寻找新的抗疟药和抗肿瘤药方面没有什么效果，但在发现抗生素方面却表现出优势。,二、药物化学的发展现状,如果决定了要筛选药物的治疗方向，那么和彻底筛选相对应的就是用,68,随着机器人工程学的进步和体外试验的小型化，进入,20,世纪,80,年代，可以将彻底筛选和随机筛选两种方法联合使用，也就是说，可以用很多种生物学靶体对数千种化合物进行筛选，即高通量筛选。,高通量筛选通常用于放射性标记配体的置换试验和酶抑制试验，目前荧光测定有取代放射性标记配体测定的趋势。,高通量筛选法可以快速鉴别先导化合物，但高通量筛选法用于药物发现也存在着很多局限性，这主要是由化合物库的性质决定的。典型的化合物库拥有,10-50,万个化合物，但是化合物的结构多样性差，从而减少了成功的机会。另外，得到的先导化合物的“生物药学质量”也差。,随着机器人工程学的进步和体外试验的小型化，进入20世纪80年,69,高通量筛选的局限性,1,）结构多样性差 ；,2,）成功率低,3,）质量差 ；,4,）成本高,化合物的筛选是昂贵和非常花费时间的。例如筛选,15,万个化合物，假如每一个筛选平均花费,2,美元，在一个浓度水平上筛选就要,30,万美元，每周可进行,1-2,次筛选，因此，每年可能要花掉数百万美元。,目前的趋势是利用小化合物库，特别是药物样化合物库。,高通量筛选的局限性,70,研究内容,第一节,第二节,第三节,药物化学的基本定义、研究内容和任务,药物化学的历史与现状,药物化学在新药研究与开发中的作用,研究内容第一节第二节第三节药物化学的基本定义、研究内容和任务,71,第三节 药物化学在新药研究与开发中的作用,世界,新药研究开发,经历了一百多年的历程，构建了规模庞大的世界制药工业，世界制药工业发展的历史表明，世界制药工业是一个长盛不衰的朝阳产业。新药研究与开发的成就是制药工业发展的里程碑。,世界范围内现有药物虽然很多，包括,有机合成药物，生化和微生物药物,等，在多种疾病上有较好的治疗效果，但是。一些常见病或危害较大的疾病，如肿瘤，脑血管疾病，中枢神经系统疾病，病毒和严重感染等方面的药物，还需要进一步努力研究,高效，毒副作用小,的新药。,第三节 药物化学在新药研究与开发中的作用 世界新药研究,72,新化合物的设计及合成,传统的新药研究与开发的模式,现有有机化合物,(,如染料、植物提取物,),进一步药效学实验,进一步药理学实验,临床试验,药物,对先导化合物,进行结构修饰,体外,动物模型,进行初筛,第三节 药物化学在新药研究与开发中的作用,新化合物的设计及合成传统的新药研究与开发的模式现有有机化合物,73,第三节 药物化学在新药研究与开发中的作用,随着分子生物学和结构生物学的发展，许多受体生物大分子的三维结构已经被测定，在此基础上可以用数据库搜索或全新药物设计等方法设计新的先导化合物。,第三节 药物化学在新药研究与开发中的作用 随着,74,第三节 药物化学在新药研究与开发中的作用,新药研究与开发的过程,1-2,年,(1,万多,),2-3,年,(1,万,),3-4,年,(6-8,万多,),2-3,年,(50-60,万多,),第三节 药物化学在新药研究与开发中的作用新药研究与开发的过程,75,第一节,第二节,第三节,药物化学的基本定义、研究内容和任务,药物化学的历史与现状,药物化学在新药研究与开发中的作用,小结,第一节第二节第三节药物化学的基本定义、研究内容和任务药物化学,76,