第十一章 藥物開發(fā)課件

第十一章

天然藥物的開發(fā)第十一章藥物開發(fā)第一節(jié)概述

2l世紀已經(jīng)到來,在新的世紀,具有我國傳統(tǒng)文化特色和獨特優(yōu)勢的中藥，正面臨著前所未有的發(fā)展機遇和挑戰(zhàn)：一方面，隨著社會的發(fā)展，人類疾病譜已悄然發(fā)生改變，醫(yī)療模式已由單純的疾病治療轉(zhuǎn)變?yōu)轭A防、保健、治療、康復相結(jié)合的模式，各種替代醫(yī)學和傳統(tǒng)醫(yī)學正發(fā)揮著越來越大的作用。生存環(huán)境的不斷惡化，人類“回歸自然”的呼聲越來越高，傳統(tǒng)醫(yī)藥倍受青睞。第十一章藥物開發(fā)

另一方面，隨著全球經(jīng)濟一體化進程的加快，特別是我國已經(jīng)正式加入WTO，中國醫(yī)藥市場融入國際醫(yī)藥大市場的廣度和深度將進一步加劇，將面臨強大跨國醫(yī)藥集團的激烈競爭以及日本、韓國、印度等亞洲國家傳統(tǒng)醫(yī)藥產(chǎn)品和德國、法國等歐洲國家植物藥的巨大沖擊，我國生產(chǎn)的眾多傳統(tǒng)中藥產(chǎn)品由于尚不能符合國際醫(yī)藥市場的標準和要求，目前僅3%的國際市場銷售份額還有可能進一步萎縮。我國是世界上植物資源最為豐富的國家，約有30000余種高等植物。我國有從熱帶、亞熱帶、溫帶到寒帶的多種植物資源，其中特有種占50％以上，其豐富的生物多樣性是世界上其他國家所不能及的，蘊藏著巨大的開發(fā)潛力。為從事天然藥物研究提供豐富的研究材料。

第十一章藥物開發(fā)注冊分類

1、未在國內(nèi)上市銷售的從中藥、天然藥物中提取的有效成份及其制劑。

2、未在國內(nèi)上市銷售的來源于植物、動物、礦物等藥用物質(zhì)制成的制劑。

3、中藥材的代用品。

4、未在國內(nèi)上市銷售的中藥材新的藥用部位制成的制劑。

5、未在國內(nèi)上市銷售的從中藥、天然藥物中提取的有效部位制成的制劑。

6、未在國內(nèi)上市銷售的由中藥、天然藥物制成的復方制劑。

7、未在國內(nèi)上市銷售的由中藥、天然藥物制成的注射劑。

8、改變國內(nèi)已上市銷售藥品給藥途徑的制劑。

9、改變國內(nèi)已上市銷售藥品劑型的制劑。

10、改變國內(nèi)已上市銷售藥品工藝的制劑。

11、已有國家標準的中成藥和天然藥物制劑。

第十一章藥物開發(fā)選擇確定作為開發(fā)對象的目標化合物工業(yè)化探討（大量制備）臨床試驗用樣品上市銷售（GSP)現(xiàn)代創(chuàng)新藥物研究開發(fā)的大致過程合成情報

提取、結(jié)構測定

活性篩選藥理

生化特殊毒性毒性藥效藥理一般藥理藥物動態(tài)吸收排泄代謝作用機理急性毒性亞急性毒性慢性毒性致畸致癌

致癮生殖毒性

理化學性質(zhì)、制定質(zhì)量標準穩(wěn)定性配伍變化試驗方法試驗規(guī)格工業(yè)制備方法探討合成提取精制發(fā)酵制劑化探討III期：毒性、藥效（多數(shù)病人，多點觀察）

II期：毒性、藥效（少數(shù)病人）

I期：毒性（健康人群）申請臨床試驗(GCP）申請生產(chǎn)許可(GMP)創(chuàng)新藥物源頭研究階段(GLP)

雜志公開發(fā)表接受公眾檢驗申請專利第十一章藥物開發(fā)第二節(jié)天然藥物中開發(fā)新藥途徑

一、經(jīng)驗積累

中藥的研究離不開祖國醫(yī)學長期實踐所積累的經(jīng)驗，是尋找新藥的極為重要的源泉和基礎。古代，人類在尋找新藥的漫長歷史中，在親身“嘗試”中不斷積累各種藥物知識，即神農(nóng)嘗百草的方法。在天然藥物的研究過程中，要注重經(jīng)典文獻的調(diào)研，如根據(jù)中醫(yī)經(jīng)驗和歷代醫(yī)書上記載中藥青蒿對“截瘧”有效。東晉葛洪著《肘后備急方》中記載，“青蒿一握，水二升漬，絞取汁盡服之”，說明青蒿中含有抗瘧有效成分，且加熱易破壞，故將青蒿低溫提取獲得抗瘧有效成分青蒿素，用于抗瘧具有顯著的特點，又通過構效關系研究合成了新的衍生物，療效顯著提高，且水溶解性更強。文獻是前人積累的寶貴經(jīng)驗，通過查閱文獻了解近緣植物的研究概況。只有了解前人成功的經(jīng)驗和方法，才能最大限度的借鑒和利用前人的經(jīng)驗開展新的研究十少走彎路，節(jié)省人力、物力和時間。

第十一章藥物開發(fā)二、偶然發(fā)現(xiàn)

偶然發(fā)現(xiàn)在新藥研究和發(fā)現(xiàn)中是較常見的，最典型的例子是青霉素的發(fā)現(xiàn)，1928年，英國細菌學家弗萊明一次在研究葡萄球菌的實驗中偶然發(fā)現(xiàn)那次培養(yǎng)的細菌有些菌落沒有生長，仔細觀察發(fā)現(xiàn)，在這次實驗中，培養(yǎng)基被霉菌污染所致，后來從這種霉菌中發(fā)現(xiàn)了能殺滅細菌的物質(zhì)青霉素，開辟了抗生素治療疾病的新領域。

第十一章藥物開發(fā)三、藥物普篩

本世紀初，特別是30年代以來，世界各國開展了在特定藥理模型的基礎上篩選藥物的工作，對天然藥物的篩選，導致了許多新藥的發(fā)現(xiàn)。藥物的篩選有兩種方法：

1．分離純化得到純品化合物，然后再進行活性測試。優(yōu)點：(1)目標清楚，方法簡捷，指標明確，標準同一。(2)分得標準品后可進行多種藥理活性的測試。缺點：(1)如果選擇的分離方法不當，活性化合物丟失的可能性極大。(2)對于極微量活性化合物，這種方法很容易漏檢。

第十一章藥物開發(fā)2．在活性篩選方法的指導下進行化合物的分離提取(BioassayDirectedSeparation)。在供試樣品的活性確定以后，選用簡易、靈敏、可靠的活性測試方法作指導；在分離的每一階段對分離所得的各個組分進行活性定量研究和評價，跟蹤其中活性的部分。缺點：(1)活性測試的樣品及工作量均大大增加；(2)要求分離工作者與活性測試人員兩個方面的配合。優(yōu)點：(1)由于分離過程中，沒有化合物類型的框框限制，只以活性為指標進行追蹤，故發(fā)現(xiàn)新化合物的可能性很大。(2)如果分離過程的某一階段，如因分離方法或材料選擇不當，導致活性化合物的分解變化或流散時，還能迅速查明原因，并可采取相應的措施進行補救。對天然活性化合物的分離來說，這是一種較好的方法。

第十一章藥物開發(fā)例抑制前列腺素合成酶的藥物篩選

第十一章藥物開發(fā)追蹤分離天然活性化合物時的注意事項

1．關鍵在于選擇、建立先進的生物活性測試方法

天然活性化合物的追蹤分離能否取得成功，關鍵在于有無好的生物活性測試體系．試驗模型可以有整體動物、器官、組織、細胞、酶或受體以及體內(nèi)生物活性物質(zhì)等。近來并已開始注意在基因調(diào)控水平上建立起新的篩選體系。無疑，采用整體動物進行的試驗與人比較相近，但是實驗費時費錢，現(xiàn)象復雜，加以動物個體差異以及病理模型難于建立等因素，作為指導分離過程的活性篩選方法不太適宜。目前在實際工作中多采用的是那些靈敏、簡便、可用于微量樣品的體外活性測試方法。其中，利用對酶、受體或體內(nèi)生物活性物質(zhì)的抑制或促進作用，以及利用基因調(diào)控影響進行的活性測試方法因為簡便易行又可定量，更是受到青睞，得到越來越廣泛的應用。但是有時這種體外活性測試方法所得結(jié)果與藥物實際在體內(nèi)的作用并不平行，故實踐中也應予以注意。

第十一章藥物開發(fā)2．確保供試材料具有活性

這是追蹤分離活性化合物的前提。為了確保活性成分離工作在可靠的基礎上進行，對供試天然藥物或中藥有時須采用多項指標、體內(nèi)外進行測試加以確認。

例美國國立癌癥研究中心篩選抗腫瘤活性植物或動物粗提取物方法本方法的優(yōu)點是：①活性低或含量少的化合物不至于丟失②增加了檢出新化合物的機會；③可能分離得到不同作用機制的化合物

第十一章藥物開發(fā)3.在眾多生物活性中力求找出最本質(zhì)的作用

天然藥物或中藥在臨床治療上可能作用于多個靶點，因而具有多種療效，即表現(xiàn)出多方面的活性。研究者應當力求找出其中最本質(zhì)的作用，選擇建立反映臨床治療作用特點、且效果與之平行的活性測試體系，才有可能追蹤分離出目的活性成分或甚至有效成分。

中藥或天然藥物名稱

生理活性活性篩選體系

目標活性物質(zhì)

烏頭

(Aconitumspp.)強心、利尿興奮、鎮(zhèn)痛Yagi-Hartung法（離體蛙心）

去甲基烏藥堿（Higenamine)

烏頭堿類大黃（Rheumcoreanum及R.palmatum的雜交種）健胃、緩瀉

致瀉活性(小鼠)番瀉苷(sennoside)

茵陳蒿

(Artemisiacapillaris)利膽、抗炎膽汁分泌促進作用茵陳色原酮

(capillarisin)等

貝(日本產(chǎn))(Babyloniajaponica)口渴、視力減退、瞳孔散大、言語障礙、便秘atropine定量法（小鼠散瞳率試驗)

surugatoxin軟紫草

(Arnebiaeuchroma)止血、抗炎、抗菌、抗病毒、抗癌前列腺素PGE2生合成抑制活性arteriolearnibinonearnebifuranone

shikonins類

第十一章藥物開發(fā)4．注意正確比較并判斷各個餾分的活性

分離過程中總是按“等劑量不等強度原則”對每一階段得到的餾分進行活性定量評估，并與母體作比較，追蹤活性最強餾分。一般，如與母體比較，所得幾個子體活性強弱參差不齊，則示活性分離與物質(zhì)分離平行，預示可能得到良好的分離效果；如某個子體活性顯著增強，則示分離過程中可能除去了某種拮抗作用物質(zhì)；如果所得各個子體活性均明顯減弱，則提示活性成分可能分解、流散、或因吸附劑發(fā)生不可逆吸附所致，或因該藥的活性原本為多組分的綜合作用(相加或相乘)，故分離后反而導致活性的減弱或喪失。具體問題宜作具體分析，并在查明原因后采取相應對策處理。

分離過程中常配合采用各種分離手段以求獲得良好的分離效果，并應盡量避免采用可能導致活性成分分解或不可逆吸附的方法或試劑。

第十一章藥物開發(fā)四、代謝研究

(1)藥物的代謝研究結(jié)果又往往給新藥研究提供信息。

由于藥物的體內(nèi)過程不同，有些藥物轉(zhuǎn)化后，活性更高，有些轉(zhuǎn)化后則失活，從而可以幫助我們提供新藥設計的重要知識。

(2)植物成分的生物轉(zhuǎn)化，可為一些化合物的結(jié)構修飾提供思路，提供新穎的先導化合物。

第十一章藥物開發(fā)五、天然藥物的化學修飾或結(jié)構改造

從天然藥物或中藥中篩選追蹤得到活性化合物只是一類創(chuàng)新藥物研究的前期階段。不少天然活性化合物因為存在某些缺陷而難以直接開發(fā)利用：

(1)藥效不理想；

(2)存在一定的毒副作用；

(3)含量太低，難以從天然原料中取材；

(4)或因結(jié)構過于復雜，合成也十分困難；

(5)水溶性差、生物利用度差等等因此，我們只能以它們?yōu)橄葘Щ衔?在經(jīng)過一系列的化學修飾或結(jié)構改造后，對得到的衍生物進行定量構-效關系的比較研究，才有可能發(fā)現(xiàn)比較理想的活性化合物，并開發(fā)成新藥。

第十一章藥物開發(fā)例青蒿素的構效關系研究

第十一章藥物開發(fā)六、其他領域的研究

(1)在新藥的研究中，深入開展藥物作用機制的研究，也能為新藥的發(fā)現(xiàn)提供重要的線索。(2)利用藥物的毒副作用發(fā)現(xiàn)新藥。

第十一章藥物開發(fā)六、其他領域的研究

(1)在新藥的研究中，深入開展藥物作用機制的研究，也能為新藥的發(fā)現(xiàn)提供重要的線索。(2)利用藥物的毒副作用發(fā)現(xiàn)新藥。

第十一章藥物開發(fā)第十一章藥物開發(fā)研究實例二喜樹堿的發(fā)現(xiàn)

第十一章藥物開發(fā)第三節(jié)

天然藥物化學研究方法

在開展某一天然藥物的研究中，研究開始前，必須進行充分的調(diào)查研究。這其中包括實地調(diào)查，資源調(diào)研和文獻調(diào)研三個方面。

實地調(diào)查

包括臨床療效的考察和實際應用效果(民間使用情況)：(1)由于影響植物藥功效的因素較多，在確定其功效的基礎上第一步就是確定品種類別，由于植物或中藥同名異物和同物異名現(xiàn)象較多；植物的科、屬不同，成分各異，藥效作用也有很大差別，品種的鑒別、鑒定顯得尤為重要，如果品種沒有鑒別準確，實驗結(jié)果很難會有好的重現(xiàn)性。(2)考察其生長環(huán)境，采收季節(jié)，加工與炮制方法等，這些因素都會影響藥物的療效。同時，這些因素的考察，還會為研究有效成分的提取、分離方法提供參考。

.第十一章藥物開發(fā)

資源調(diào)查

植物的生長環(huán)境、資源分布、品種的多少都是研究天然藥物要考慮的因素。對于資源少的植物藥材，在研究的開始階段，就要考慮到如何解決資源缺乏的問題。

文獻調(diào)研

當確定了要研究的對象后，有關該植物本身的研究；相關近緣植物的研究等都可以通過文獻的調(diào)研得到解決，通過文獻的調(diào)研，可以了解該植物中或其近緣植物中所含有的化合物類別，研究方法，為接下來的研究提供研究思路和啟示。

第十一章藥物開發(fā)二、植物化學分預試

預試就是利用各類化學成分的溶解特征、化學反應特征來初步判斷某類化學成分有無的預備性試驗。植物中化學成分復雜，類型繁多，在研究植物有效成分時，無論是重復文獻方法制備已知成分或是探索未知成分，在提取分離之前都應對樣品中所含成分及特性，存在狀態(tài)及數(shù)量有初步的或者盡可能全面的了解，然后根據(jù)所含成分的性質(zhì)設計化合物提取與分離的具體方法。

預試驗的結(jié)果可以幫助我們選擇和建立合理的檢查方法，作為提取過程中對特定成分的追蹤和向?qū)А?/p>

第十一章藥物開發(fā)化學成分的預試方法有兩類:

一類為單項預試法，即根據(jù)工作的需要有重點地從某植物中檢查某一類成分。如水蒸氣蒸餾法直接檢查揮發(fā)油類成分；用微量升華法檢查葸醌類升華成分；利用強心苷的特征反應和動物實驗檢查植物中強心苷的存在；利用皂苷的發(fā)泡性和溶血性能檢查皂苷的存在。

另一類方法為系統(tǒng)預試，系統(tǒng)預試的目的在于盡可能詳盡而全面的檢查植物中存在的成分。

第十一章藥物開發(fā)三、化學成分的分離

1．部位分離

即利用極性由小到大的各種有機溶劑連續(xù)提取，將化學成分分為極性不同的各個部位。

部位分離法有許多種，如Dragendoff提出的石油醚、乙醚、氯仿、乙醇、水、酸性水、堿性水七部位法。刈米達夫提出的石油醚、苯、醋酸乙酯、乙醇四部位法，Stahl提出的石油醚、氯仿、乙醚、丙酮、甲醇的五部位法。這些方法各有特點，但基本原理都是利用極性不同的有機溶劑依次提取藥材并分成不同極性的部位。由于使用的溶劑系統(tǒng)不同，分離的部位也有多有少。

近年來，部位分離更多地采用