生物药物的研究发展前景
生物医学行业现状及发展前景分析怎么写

生物医学行业现状及发展前景分析引言生物医学领域作为一门涵盖生物学、医学和工程学等多个学科的交叉学科,已经在过去几十年中取得了显著的发展。
本文将对生物医学行业的现状进行分析,并展望其未来的发展前景。
1. 生物医学行业现状生物医学行业是以应用科学和技术来改善人类的健康和生活质量。
在当今的社会中,随着人们对健康关注度的提升和科技进步的推动,生物医学行业逐渐成为一个重要的发展领域。
以下是生物医学行业的一些主要现状:1.1. 基因治疗与个体化医疗基因治疗是生物医学行业的一个重要方向,它涉及使用基因工程技术来修复或替代人体缺陷基因。
通过基因治疗,疾病的治疗方法可以更加精准和个体化,增加疗效的同时减少副作用。
1.2. 生物材料与仿生器官生物医学行业也在不断发展各种新型的生物材料和仿生器官,用于组织修复和替代。
通过合成材料和细胞培养技术的结合,生物医学领域已经实现了一些重要的突破,如人工血管、人工皮肤等。
1.3. 医疗设备技术的革新随着技术的不断进步,生物医学行业也在不断涌现新的医疗设备技术。
这些技术包括医学成像技术、无创监测技术、远程医疗技术等。
这些新技术的引入,使得诊断和治疗更加准确和方便。
2. 生物医学行业的发展前景生物医学行业的发展前景非常广阔,以下是几个可能的发展方向:2.1. 个性化药物治疗随着基因组学和生物信息学的快速发展,个体基因组数据的获取和分析已经成为可能。
将个体基因组数据与药物反应和疾病发展的关系进行研究,可以实现更精确的个性化药物治疗,提高疗效同时减少药物的副作用。
2.2. 精准医学的推广与应用精准医学是建立在个体医学基础上的新型医疗模式,它通过组合多种技术手段,利用大数据、基因组学、生物标志物等信息,实现对个体的精确诊断、个性化治疗和预防。
未来,精准医学将在疾病早期预防、诊断和治疗方面发挥重要作用。
2.3. 生物科技的突破与创新未来,生物科技有望在治疗癌症、糖尿病等重大疾病方面取得突破。
生物制药技术及其市场前景

生物制药技术及其市场前景随着世界人口的增长,人们对健康的关注程度也不断提高。
近年来,生物制药技术在医疗领域的应用越来越广泛,成为了当今医药界的热门研究领域。
在当今世界科技发展的浪潮中,生物制药技术备受瞩目,有着广泛的市场前景。
一、生物制药技术的概述生物制药技术是一种综合性的学科,其从生物化学、分子生物学、生物物理学、遗传学和免疫学等方面进行研究和应用。
生物制药技术主要是利用生物体内的生物大分子(如蛋白质、抗体等)进行疾病的诊断和治疗。
最常见的生物制药技术包括基因工程技术、细胞培养技术、蛋白质纯化技术和生物反应器技术等。
二、生物制药技术的应用领域生物制药技术已经广泛应用于临床医学,可以用于治疗多种疾病。
以下是几种常见疾病的治疗方式:1. 肿瘤治疗:肿瘤治疗是生物制药技术的一个重要领域。
目前,有多种生物药物可以用于治疗肿瘤,如重组人源单克隆抗体等。
这些药物经过多年的研究和临床应用,已经证明了其安全性和疗效。
2. 血友病治疗:血友病是一种常见的遗传性疾病,主要是因为血浆中凝血因子缺乏所导致的。
生物制药技术可以使用基因工程技术制备人工凝血因子,用于治疗血友病患者。
3. 合成蛋白治疗:在生物制药技术领域,还有一些通过合成蛋白来治疗疾病的药物,如胰岛素的合成蛋白。
这些生物药物因为具有较高的特异性和生物相容性,所以在治疗糖尿病、贫血等疾病时效果很好。
三、市场前景分析随着生物技术的不断发展,生物制药技术的市场前景越来越广阔。
市场上已经有很多生物制药产品,如重组纤维蛋白、单克隆抗体等,这些产品因为具有生物相容性、无毒副作用和长效性等优点,近些年来销售额不断增长。
据市场调查机构预测,未来数年中,生物制药技术的整体市场规模将继续增长。
其中,生物制药的主要应用领域是制药领域,而制药领域有望成为生物制药技术的主要市场。
由于生物制药技术具有独特的技术壁垒,所以在市场竞争中依然具有较高的份额和利润。
虽然在生物制药技术领域还存在一些问题,如研究成本高、技术门槛大等,但由于其治疗效果显著、安全性高、具有良好的生物相容性等优点,未来市场前景可谓是非常广阔的。
生物制药及其发展前景

基因泰克Genentech
2000 - TNKase(tenecteplase) - 治疗严重心肌梗塞的溶栓用药。 2003 - Xolair(omalizumab) - 用于中度到严重的哮喘患者。 2003 - Raptiva(efalizumab) - 抗体,用于阻止T细胞激活、再激活造成的银屑病。 (由于引发进行性多灶性白质脑的报告,2009年撤出市场) 2004 – Avastin(安维汀) - 结肠或直肠转移性癌的抗VEGF单克隆抗体。 2006年,被核准用于局部蔓延、复发、转移性非小细胞肺癌。 2008年,与化疗的结合,治疗蔓延性HER2-阴性乳腺癌 2009年,用于胶质母细胞瘤的治疗;用于转移性肾细胞癌的治疗。 2004 - Tarceva(厄洛替尼)- 用于局部蔓延或转移性非小细胞肺癌与胰腺 2006 - Lucentis(兰尼单抗注射),核准用于治疗新生血管性老年黄斑病变 2010- Actemra(tocilizumab),是第一个被FDA批准以抑制IL-6受体来治疗类风湿性关节(RA)的单克隆抗体。 2012- Perjeta (Pertuzumab),用于HER-2阳性乳腺癌患者的治疗 TDM-1(Trastuzumab Mmtansine):装备抗体,由赫赛汀与一种强大的化疗药物组成。已完成III临床试验, 治疗HER-2阳性性乳腺癌。
未来10年,一批基因治疗方案、生物药将进入应用阶段。
癌症、心脏病、高血压、糖尿病、神经系统疾病等重大疾病,取得200个生物新药证书,开发近200种生物药,近400个生物药进入临床试验阶段。生物制药成为我国新兴产业,形成化药、中药、生物药三足鼎立的药物新格局。
国内生物药前景
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生物制剂的研究与应用现状

生物制剂的研究与应用现状随着生物技术的不断发展和应用,生物制剂成为了新型高科技产品中的重要一员。
生物制剂是指利用生物技术和分子生物学方法制备的一类新型药物,其产生的过程严格规范化、高精度化,能够更好地满足人们日益增长的保健需求。
本文将介绍生物制剂的研究与应用现状。
一、生物制剂的基本概念生物制剂是一类大分子药物,与传统的化学合成药物不同,其主要来源于厌氧菌、真菌、细菌、动物和植物的生物体内或外部发酵液、细胞培养液、胞外液和纯化产物等。
生物制剂通常包括两类:一类是微生物发酵产生的如重组蛋白等,另一类则是动物细胞培养产生的生物类似物等。
由于生物制剂来源复杂多样,因此其研究与应用也具有极高的挑战性。
二、生物制剂的研究现状生物制剂的研究范畴非常广泛,可以涉及基础科学、公共卫生、临床医疗等多个领域。
当前,国内外在生物制剂研究领域的主要热点包括:(1)新型蛋白质药物的研究当前,重组蛋白制备技术越来越成熟,可以通过突变、表达、纯化等多种手段产生理想的蛋白质药物。
同时,针对目标蛋白质和代谢产物的分子修饰和修饰技术也在不断提升,使得生物制剂能够更好地达到预期效果。
(2)生物制剂稳定性研究生物制剂的稳定性是实现其长期应用和推广的关键之一。
当前,研究人员正在开展如氨基酸序列优化、分子改造、缓冲剂策略等多种技术措施来提高生物制剂的稳定性。
(3)生物制剂药物交付和用量的优化研究生物制剂的药物交付方式和用量问题至关重要。
通过优化载体等多种途径,可以提高生物制剂的吸收效率和药效时间,为其长期应用打下基础。
三、生物制剂的应用现状生物制剂的应用涵盖了医疗、保健、农业等多个领域。
生物制剂的临床医学应用目前主要体现在以下几个方面:(1)抗体类药物抗体类药物是当前最具市场前景的生物制剂之一。
这类药物主要通过选择性作用于特定结构的抗原体,从而实现疾病的治疗。
市场上已经有很多关于抗体类药物的案例,如赛诺菲公司的亨廷顿病治疗药和雅培公司的双抗体药物等。
生物制药技术的发展现状及前景

生物制药技术的发展现状及前景随着现代生物技术的不断发展,生物制药技术已经成为了一种非常重要的制药技术,也是目前制药业中的一个重要领域。
生物制药技术是利用现代生物技术手段,通过人工改造、改良、转化或者重组,将天然的生物学分子(包括蛋白质、抗体、肽等)制备出来,并用于治疗、预防和诊断疾病。
近年来,生物制药技术在制药产业中的地位逐渐上升,并得到了广泛应用。
据统计,目前全球生物制药市场规模已达到4000亿美元以上,其中抗体类制剂占据了相当大的比重。
这一市场规模的增长,主要得益于生物制药技术的快速发展与日益完善。
其中,刚刚通过了全球首个基因编辑药物的治疗靶向性乳腺癌的药物Zynteglo在法国上市,标志着生物制药技术取得了重大进展。
生物制药技术的发展现状生物制药技术的发展离不开现代生物技术和生物化学技术的不断进步。
近年来,随着基因测序和基因编辑技术的不断成熟,高通量和高效率的蛋白质表达以及蛋白质纯化技术应运而生,从而大大促进了生物制药技术的进一步发展。
同时,新型材料在生物制药技术中的应用也逐渐得到了发展。
例如,半导体/金属纳米材料可以用于生物传感器、抗癌药物载体等领域;多孔材料可以用于制备分子筛、膜等材料;智能材料可以用于制备药物缓释系统等。
除了新型材料,现代分析技术在生物制药技术中的应用也越来越广泛。
分析技术可以更全面地评估生物制剂的纯度、活性、含量、一致性等指标,包括高效液相色谱、质谱、核磁共振等现代技术,可以有效地提高生物制剂的质量和稳定性。
生物制药技术的前景作为一种新型的制药技术,生物制药技术未来有着广阔的发展前景。
预计未来几年内,生物制药市场总体规模将继续增长,其中重组蛋白质和抗体药物将是市场最为火热的领域。
同时,对于药物生产、质量控制和标准化的需求不断增长,将进一步推动生物制药技术不断完善。
例如,新型生物发酵工艺、新型生产设备和新型质控标准等,将进一步提高生物制剂的产量、活性和纯度,开发出更加优质、稳定、安全的生物制剂,同时降低药物的成本和高峰生产时制剂数量的歉收问题。
生物医药行业发展前景分析

生物医药行业发展前景分析生物医药行业是指以生物技术为基础,应用于医学领域的产业。
随着人口老龄化和慢性疾病的增加,生物医药行业正在迎来快速发展的机遇。
首先,生物医药行业在药物研发方面具有巨大的潜力。
传统的化学合成药物往往会出现副作用和耐药性等问题,而生物技术可以通过基因工程和蛋白质工程等方法,生产出更具针对性和高效性的药物。
这些新型药物不仅可以提高治疗效果,还可以减少患者的副作用和痛苦,提高生活质量。
其次,生物医药行业在个性化医疗方面有着广阔的应用前景。
随着基因测序技术的不断进步,人们可以更加准确地了解个体的基因信息和疾病风险。
基于个体的基因信息,医生可以制定更具针对性的治疗方案,提高治疗效果,并降低治疗成本。
个性化医疗不仅可以提高患者的生存质量和生活质量,还可以为医疗机构和医药企业带来更高的经济效益。
第三,生物医药行业在生物材料和医疗器械方面有着广阔的发展空间。
随着生物技术的进步,新型的生物材料和医疗器械不断涌现。
这些生物材料可以用于修复和替代病理组织,解决传统医疗器械的局限性和副作用。
同时,生物材料和医疗器械也可以应用于医学检测、诊断和监测领域,提高医疗技术的精确性和便捷性。
最后,生物医药行业在生物制药和生物工程方面也有着巨大的发展潜力。
随着全球范围内对健康和生活质量的重视,生物制药和生物工程在治疗和预防疾病方面具有巨大的市场需求。
通过生物技术的手段,可以生产出更高质量、更安全、更有效的生物药物,满足不同疾病患者的治疗需求。
综上所述,生物医药行业具有广阔的发展前景。
随着科技的进步和人们对健康的重视,生物医药行业将得到进一步的推动和发展。
然而,在发展过程中,我们也需要关注生物伦理、法律和安全等方面的问题,确保生物医药行业的可持续发展。
合成生物学在生物制药中的应用及前景

合成生物学在生物制药中的应用及前景生物制药是一种新型的、高效的药物生产方式,相较于传统的化学合成药物具有更高的安全性、疗效和耐受性。
近年来,生物制药的领域不断拓展,特别是与合成生物学的结合,进一步加快了生物制药的发展速度。
本文旨在探讨合成生物学在生物制药中的应用及前景。
一、合成生物学的概念合成生物学是指利用生物学、化学和工程学等多学科交叉的知识,系统地设计和构建新型功能生物系统的一门学科。
它通过对基因、代谢网络和物质转运等方面的优化,设计和构建具有特定功能的人造生物系统。
主要应用于生命科学、能源、环境和医药等领域。
二、合成生物学在生物制药中的应用1. 蛋白质表达系统优化蛋白质是细胞中重要的生物大分子,是许多生物制药的主要活性成分之一。
合成生物学通过改造基因表达系统来优化蛋白质表达,提高生产效率和蛋白质纯度。
例如,利用基因编辑和基因调控技术,改造大肠杆菌表达系统,优化外源蛋白表达和分泌,提高了重组人胰岛素的产量和纯度,为糖尿病患者治疗提供了更好的选择。
2. 代谢通路调控代谢过程是生物体内重要的能量转换和物质合成过程。
利用合成生物学调控代谢通路可以改变微生物生长和代谢途径,从而增加特定代谢产物的产量和纯度。
例如,将代谢通路中的限速酶进行修饰或调控,可增加针对特定生物类别或代谢产物的生产效率。
此外,在中药开发中,利用合成生物学调控方便和快捷,可以在合成代谢途径上得到更高产率的生物类胡萝卜素和其他类生物活性化合物。
3. CRISPR基因编辑技术CRISPR基因编辑技术是通过切割、粘贴或替换特定基因序列来改变生物基因组的一种新技术。
利用它可以改变微生物基因组中对生产药品相关的基因领域的代表性氨基酸序列,提高生产效率和药品质量。
例如,在抗肿瘤药物奥曲肽中,通过CRISPR技术改变基因组中的代表性氨基酸序列,提高奥曲肽生产效率和质量,进一步缩短了生产工艺。
三、合成生物学在生物制药中的前景随着生物技术的飞速进步,合成生物学的应用在生物制药中的潜力将越来越大。
生物制药和工艺专业的发展前景

生物制药和工艺专业的发展前景生物制药和工艺专业是近年来兴起的一门新兴学科,随着生物科技的迅速发展和人们对健康需求的不断提高,生物制药行业正在蓬勃发展,而生物制药和工艺专业的发展前景也日益广阔。
生物制药是将生物工程技术应用于药物制造的学科,它将生物技术和药物制造相结合,生产出符合人体需求和物质作用机制的药物。
随着科学技术的不断进步,越来越多的新药开始从实验室走向临床,为人们的健康提供更好的保障。
生物制药行业对于新药的研发和生产需求巨大,需要大量高素质的专业人才。
而生物制药和工艺专业为学生提供了相关的知识和技能培训,使他们能够胜任相关工作。
因此,生物制药和工艺专业毕业生的就业前景非常广阔。
生物制药和工艺专业的发展前景可见一斑。
首先,随着人们对健康的重视度不断提高,新药的需求量也在不断增加。
而生物制药专业的毕业生具备研发新药和药物制造方面的专业技能,他们可以在制药企业从事药物研发和生产工作,为人们的健康做出贡献。
其次,生物制药技术的不断革新也为生物制药和工艺专业的发展提供了新的动力。
随着生物技术的发展,越来越多的新药开始应用于临床,而这需要专业人才不断提高自己的技术水平,适应新药的研发和生产需求。
再者,生物制药行业也面临着新药品种多样化、疫苗生产能力提升等方面的挑战,这为生物制药和工艺专业提供了更多的就业机会。
生物制药和工艺专业的发展前景受到多个因素的影响。
其中之一是政府的支持和鼓励。
政府对于生物制药行业的发展十分重视,通过出台相关政策、提供资金支持等方式,促进生物制药行业的发展。
这为生物制药和工艺专业提供了良好的发展环境和机会。
此外,生物制药行业对于高素质专业人才的需求也是生物制药和工艺专业发展的重要因素。
随着生物制药行业的快速发展,越来越多的企业需要专业人才来参与新药的研发和生产工作。
这为生物制药和工艺专业提供了充足的就业机会和发展空间。
综上所述,生物制药和工艺专业的发展前景非常广阔。
随着生物科技的不断发展和人们对健康需求的提高,生物制药行业将会迎来新的药物研发和生产的机遇。
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生物药物的研究发展前景 摘要:生物技术制药是以基因工程为基础的现代生物工程,即利用基因工程技术、细胞工程技术、微生物工程技术、酶工程技术、蛋白质工程技术、分子生物学技术等来研究和开发生产出传统制药技术难以获得的生物药品。生物制药业是目前生物技术发展最活跃,进展最快的产业之一,21世纪是生物制药行业飞速发展的时代。有些学者认为,20世纪的科学技术是以物理学和化学的成就占主导地位,而21世纪的科学技术是以生物学的成就占主导地位。无论这种说法是否得到普遍的认同,生物技术是当今高技术中发展最快的领域似乎是不争的事实。 关键字:生物技术制药;研究进展;现代生物技术;新技术 引言:生物技术药物(biotech drugs0)或称生物药物(biopharmaceutics)是集生物学、医学、药学的先进技术为一体的,以组合化学、药学基因(功能抗原学、生物信息学等高技术为依托,以分子生物、生物物理等基础学科的突破为后盾形成的产业[1]。传统化学制药的黄金时代结束。新化学药品数量下降,而生物技术药物已成为当今最活跃的发展最迅速的领域。随着基因组和蛋白质研究的深入,越来越多与人类疾病发展相关的靶标被确定,生物制药将有更多的机会获得突破性发展[2]。
正文
1 生物制药的定义[3]
生物技术药物与传统的化学药物不同,其产生和构思是生物药学和生物医学
学科理论和实验发展的产物,每类和每个生物技术药物有各自的理论、假设或作用机制的背景,有“深思熟虑”的创新特点。传统的药物主要是小分子化合物,而生物技术药物主要是大分子物质,如基因重组蛋白、基因重组多肽、单克隆抗体、核酸、细胞或组织、灭火(减毒)病毒或细菌等。生物技术目前没有统一的界定,比较广义的生物技术药物的一般概念是利用生物技术生产的在生物体内存在的天然活性物质。
2 生物技术制药现状 现代生物技术是以基因为源头,基因工程和基因组工程为主导技术,与其他高技术相互交叉、渗透的高新技术。比尔·盖茨预言:下一个首富可能是从事生物技术的投资者。生物技术制药可以分为二类:一类是生化药物,主要是运用生物化学方法从生物体中分离.纯化得到的一些生物活性物质,如维生素、酶、核酸、激素等;另一类是生物医药,主要是以微生物、生物组织、人或动物的血液等原料采用物理方法和生物化学工艺制得的生物活性制剂、血液制品、抗血清、抗毒素等。 2.1国际生物制药产业发展概况
生物制药产业的发展是随着生物技术的发展而发展的,自从美国发明了生物技术以后,该技术就迅速被应用到新型药物的研制上,并取得了极大的成功。自1971年世界上第1家生物制药公司诞生以来,世界上很多国家都在发展生物制药产业,并将此作为国民经济的重要内容。从当前实际情况来看,生物制药产业市场广阔,但是主要集中于美国、日本和欧洲[4-5]。 作为现代生物技术的发源地,又是首次应用该技术的国家,美国在生物制药产业发展方面领先于世界各国。美国目前已有超过1 000家的生物技术企业,约占世界总量的2/3;生物技术市场资本总额超过了400亿美元,每年的科研经费超过了50亿美元;已经成功研发出30多个重要的治疗药物,正式投放市场的生物工程药物也达到了40多个。这些药物广泛应用于癌症、糖尿病、肝炎等疾病的治疗方面,给社会创造了极大的价值。 欧洲在生物制药方面整体落后于美国,但是发展迅猛。英、法、德、俄等国在开发研制和生产生物药品方面成绩斐然,在生物技术的某些领域甚至赶上并超过美国。如俄罗斯科学院分子生物学研究所、莫斯科大学生物系、莫斯科妇产科研究所及俄罗斯医学遗传研究中心等多个科研机构近年来在研究和应用基因治疗方面都取得了重大进展。 日本在生物制药产业上也发展较快,并将生命科学相关的产业作为21世纪重点扶植培养的产业,从而能够增加同美国和欧盟等的竞争力;同时重点展开生物信息技术及纳米生物技术等的基础研究、疾病相关遗传基因及其产生的蛋白质结构研究等,以“基因新药”为目标来推动日本的生物技术产业。目前,日本已有65%的生物技术公司从事于生物医药研究,部分公司的技术实力已经跻身世界前列。 日本之外的其他亚太国家在生物制药产业方面也发展较快,尤其是澳大利亚、中国、印度等国家在政策引导下,不断吸纳世界范围内的投资,在世界范围的市场正不断拓展壮大。
2.2我国生物制药产业发展现状
我国生物制药产业起步比较晚,经过了将近20年的发展,以基因工程药物为核心的研制、开发和产业化已经颇具规模。目前,全国注册的生物技术公司超过了200家,主要分布于环渤海、长三角、珠三角等经济发达的地区。近10年来,我国开发出了一大批新的特效药物,解决了过去用常规方法不能生产或者生产成本特别昂贵的药品的生产技术问题,这些药品对肿瘤、心脑肺血管、免疫性、内分泌等严重威胁人类健康的疑难病症起到了较好的治疗效果,且副作用明显低于传统药品[6]。 与世界先进国家的生物医药产业相比,我国生物医药产业还处于比较落后的状态,但是国家和地方政府都在不断加大对该产业的发展力度,从政策和资金等各方面不断加大投入。当前,我国已将生物制药作为经济发展的重点建设行业和高新技术的支柱产业来发展。当前一些科技发达或经济发达地区正在不断建立国家级生物制药产业基地,并初步形成了初具规模的生物医药产业集群,这对我国的生物医药产业发展起到了很好的带动作用。总体而言,中国生物制药产业未来充满希望,前景看好,中国的生物制药产业将呈继续增长态势[7]。
3 非基因工程生化物 此类药物有脑蛋白水解物注射液、玻璃酸钠、分子肝素钙、分子肝素钠、促肝细胞生长素、蚓激酶、甘糖酯等共97种。
3.1 先导化合物 以天然产物为先导化合物,通过组合化学技术合成大量结构相关的物质,建立有序变化的化合物库,供药物筛选和药效关系研究用。
3.2 生化制药中先进分离分析技术的运用 多种层析(如亲和层析、高效液相层析)、超速离心等技术的运用,可成功地制得高纯度的生化药物。如尿激酶、胰岛素、重组人胰岛素、激肽释放酶、辅酶A、肝素钠等都是通过这种技术使药效得到较大的提高。
3.3 应用生物技术、化学合成、结构后修饰研究开发新药 应用上述技术系统综合研制开发的新药,主要有以下各类药物:1)多糖类,如玻璃酸钠、香菇多糖、低分子肝素等;2)酶及酶抑制剂类,如门冬酚胺酶、葡激酶、人胰蛋白酶抑制剂、胶原酶、降纤酶等;3)多肽类,如人降钙素、鲑鱼降钙素等;4)细胞因子类,如白介素-6、肿瘤坏死因子、神经生长因子、血小板生成素等;5)结构后修饰类,如修饰门冬酚胺酶、修饰超氧化物歧化酶等。
3.4 应用生物技术改造传统制药工艺 微生物发酵是制药工业生产微生物药品的重要手段。微生物转化是利用微生物产生的特异酶完成特定的生化反应,使有机物转变成工业产品。由于生物药品具有疗效好、副作用小、且可大规模生产、利润极高、无环境污染等优点,受到各国政府重视,行业前景十分广阔。 4生物制药研究新进展 4.1 计算机辅助药物设计技术发展 计算机技术的发展和向药物化学学科的渗透,促进了药物设计的发展。20 世纪90年代计算机辅助药物设计取得突破性进展,现已成为药物研究和开发的重要方法和工具。
计算机辅助药物设计利用了计算机快速、全方位的逻辑推理功能、图形显示控制功能,并将量子化学、分子力学、药物化学、生物化学和信息科学结合起来,研究受体生物分子与药物结合部位的结构与性质、药物与受体复合物的构型和立体化学特征、药物与受体结合的模式和选择性、特异性、药物分子的活性基团和药效构象关系等,从药物机理出发,改进现有生物活性物质的结构,快速发现并优化先导化合物,使其尽早进入临床前研究,减少传统的新药研究的盲目性,缩短新药研制的时间[8]。
计算机辅助药物设计有两类方法,一类是基于机理的药物设计(MBDD),另一类是基于结构的药物设计(SBDD),基于机理的药物设计要针对药物作用机理,从靶点出发,考虑药物与受体的作用过程,并要模拟药物在体内的吸收、转运、代谢等动态过程,比基于结构的药物设计更合理,但该法还不成熟。目前的计算机辅助药物设计主要还是基于结构的药物设计,今后的计算机辅助药物设计的目标是向基于机理的药物设计方向发展。相信随着生命科学和计算机科学的发展,考虑药物不同作用机理和全部作用过程的计算机辅助药物设计技术将逐步建立并不断完善。
4.2 组合化学与高通量筛选技术发展 组合化学是近20年发展起来的一种合成大量化合物的新方法,它是建立在高效平行的合成之上,在同一个反应器内使用相同条件同时制备出多种化合物,建立各类化合物库的策略。组合化学通常采用操作、分离简便的固相化学合成。液相化学合成技术也在快速发展和完善中。
在药物研究过程中,通过化合物活性筛选而获得具有药物活性的先导化合物是新药研究的基础。随着分子水平的药物筛选模型的建立,筛选方法和技术都发生了根本性的变化,出现了高通量筛选的新技术,大大加快了先导化合物的寻找和发现,并促进了高通量有机合成[9]。近年来,组合化学与高通量筛选结合,使组合化学的化合物库种类、数量不断扩大,筛选的先导化合物数量和种类也在不断地增多,使新药的种类和数量也在不断地增加。组合化学实现的自动化合成仅20世纪90年代后得到的各类化合物总和已超过了人类有史以来所发现化合物的总和,故有人把组合化学与高通量筛选结合技术称为“新药发现的高速公路”,据文献记载,1992年~1998年的几年,经过组合化学化合物库与高通量筛选,确定的候选药物已有46个,并已进入人体测试阶段。显然,组合化学与高质量筛选的结合技术,大大地加快了新药研制的步伐。虽然如此,组合化学建立的大型化合物库,为筛选也带来了困难,因此,利用组合化学设计,构建具有结构多样性的小型而便于筛选的组合化合物库,结合化学信息学和高通量筛选,将是组合化学与高通量筛选结合的一项重要课题。
4.3 药物手性合成技术发展 化学合成技术在新药发现过程中发挥着十分重要的作用。近年来由于有机化学学科新理论、新反应、新技术不断发现,使得合成反应具有化学选择性成为现实,并促进了药物合成技术的快速发展,其中手性合成技术使新药研制的领域不断扩大。
手性是自然界的本质属性。在生物体手性环境,如酶、受体、离子通道、蛋白质、载体中,分子之间手性匹配是分子识别的基础,受体与配体的专一作用,酶与底物的高度、区域、位点和立体催化专一性,抗原与抗体的免疫识别都与手性有关,同时药物的生物应答常受到手性影响,包括药物在体内的吸收、转运、分配、位点活性的作用以及代谢和消除[10]。所以,手性药物的开发是当前医药界重点研究的热点之一,并取得了令人注目的成就。目前已上市的药物中手性药物约占1/3,如2000年全球手性药物销售额达1233亿美元。