2020-2021淺析藥物臨床前研究過程分析報(bào)告

2020-2021淺析藥物臨床前研究過程分析報(bào)告引言近幾十年來，隨著藥物作用靶點(diǎn)不斷涌現(xiàn)、藥物篩選和優(yōu)化技術(shù)不斷創(chuàng)新，全球小分子和大分子藥物市場均保持著穩(wěn)定較快的成長。同時(shí)，新藥研發(fā)成本持續(xù)提升逐步成為行業(yè)常態(tài)，新藥研發(fā)難度持續(xù)加大、新藥研發(fā)成功率不斷降低。因此，臨床前研究作為新藥發(fā)現(xiàn)的核心環(huán)節(jié)，重要性日益加深。而國內(nèi)市場方面，在近年政策驅(qū)動(dòng)下，藥品行業(yè)正處于深刻變革進(jìn)程中，“鼓勵(lì)創(chuàng)新、接軌國際”將是未來的大趨勢。在這種環(huán)境下，me-too類的創(chuàng)新藥將逐步喪失生存的土壤，向Me-better/Best-in-class過渡，最終開發(fā)First-in-class的藥物，將是我國創(chuàng)新藥市場的必經(jīng)之路?；诖?，新藥臨床前開發(fā)將至關(guān)重要。本篇報(bào)告著眼于新藥臨床前研究的細(xì)節(jié)過程，通過對化學(xué)藥和生物藥類別特性和相關(guān)法規(guī)的介紹；通過對藥物發(fā)現(xiàn)、藥物臨床前生產(chǎn)、藥物臨床前評價(jià)三個(gè)方面的細(xì)節(jié)分析，初探化學(xué)藥和生物藥臨床前研究各步驟的研究內(nèi)容、目標(biāo)和具體方法。目錄藥物類別特性和相關(guān)法規(guī)01藥物發(fā)現(xiàn)02藥物臨床前生產(chǎn)03藥物臨床前評價(jià)0401藥物類別特性和相關(guān)法規(guī)1.1 化學(xué)藥的定義和特性化學(xué)藥是指通過合成或者半合成的方法制得的原料藥及其制劑；天然物質(zhì)中提取或者通過發(fā)酵提取的新的有效單體及其制劑；用拆分或者合成等方法制得的已知藥物中的光學(xué)異構(gòu)體及其制劑?；瘜W(xué)藥多為小分子藥物，結(jié)構(gòu)比較容易鑒定，同時(shí)以口服為主，可直接進(jìn)入細(xì)胞產(chǎn)生藥效。隨著生物藥越來越多應(yīng)用于臨床治療，化學(xué)藥在醫(yī)藥市場的占比正逐步降低，但仍是當(dāng)前候選藥物的最主要來源。化學(xué)制藥產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈包括基礎(chǔ)化工原料、醫(yī)藥中間體、化學(xué)原料藥和化學(xué)制劑。圖1、化學(xué)制藥產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈國家食品藥品監(jiān)督管理總局規(guī)定化學(xué)藥品新注冊分類共分為5個(gè)類別：1.1 化學(xué)藥的類別1類境內(nèi)外均未上市的創(chuàng)新藥含有新的結(jié)構(gòu)明確的、具有藥理作用的化合物，且具有臨床價(jià)值的藥品。2類境內(nèi)外均未上市的改良型新藥在已知活性成份的基礎(chǔ)上，對其結(jié)構(gòu)、劑型、處方工藝、給藥途徑、適應(yīng)癥等進(jìn)行優(yōu)化，且具有明顯臨床優(yōu)勢的藥品。3類境內(nèi)申請人仿制境外上市但境內(nèi)未上市原研藥品的藥品該類藥品應(yīng)與原研藥品的質(zhì)量和療效一致原研藥品指境內(nèi)外首個(gè)獲準(zhǔn)上市，且具有完整和充分的安全性、有效性數(shù)據(jù)作為上市依據(jù)的藥品。4類境內(nèi)申請人仿制已在境內(nèi)上市原研藥品的藥品該類藥品應(yīng)與原研藥品的質(zhì)量和療效一致。5類境外上市的藥品申請?jiān)诰硟?nèi)上市1.2 生物藥的定義和特性特性內(nèi)容藥理活性高藥理學(xué)特性治療針對性強(qiáng)毒副作用較少生理副作用常有發(fā)生生物材料中的有效物質(zhì)含量低，雜質(zhì)種類多且含量相對較高理化特性生物活性物質(zhì)組成結(jié)構(gòu)復(fù)雜，穩(wěn)定性差生物材料易染菌，腐敗生物藥物制劑有特殊要求生物藥是指運(yùn)用生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、生物化學(xué)等的研究成果，利用生物體、生物組織、細(xì)胞、體液等制造的一類用于預(yù)防、治療和診斷的藥物。生物藥尤其是抗體藥優(yōu)點(diǎn)在于靶向性高、選擇性好，因此療效確切、副作用小；缺點(diǎn)有膜透過性差（不易進(jìn)入細(xì)胞，很難突破血腦屏障）、部分具有免疫原性等。表1、生物藥特性生物藥包括氨基酸及其衍生物類、多肽和蛋白質(zhì)類、核酸及其衍生物類、糖類、脂類、激素類、生物制品類（疫苗、細(xì)胞因子、生長因子、抗毒素及抗血清、血液制品、抗體、酶和輔酶等）WHO

INN已發(fā)展和建立了近40種生物藥的INN藥學(xué)分類，包括單抗、抗體受體融合蛋白、各種多肽藥物、重組蛋白酶等。表2、生物技術(shù)藥物部分種類統(tǒng)計(jì)1.2 生物藥的類別1.2 生物藥的類別表4、預(yù)防用生物制品注冊分類列表表3、治療用生物制品注冊分類列表2017年10月，國家食品藥品監(jiān)督管理總局起草《藥品注冊管理辦法(修訂稿)》，按照產(chǎn)品成熟度不同分別將預(yù)防用生物制品和治療用生物制品分別分為5個(gè)大類，新的注冊分類更加側(cè)重于是否原創(chuàng)，未對生物制品屬性、制備和處方工藝、劑型、給藥途徑等進(jìn)行分類，更方便注冊申報(bào)。1.3 化學(xué)藥和生物藥區(qū)別區(qū)別化學(xué)藥生物藥分子量大多為小分子，通常分子量<1000Da大多為蛋白質(zhì)，其分子量巨大，通常>5000Da，蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)復(fù)雜結(jié)構(gòu)復(fù)雜度相對簡單相對復(fù)雜研發(fā)生產(chǎn)和仿制難度相對小相對大原料來源有機(jī)合成或天然產(chǎn)物分類發(fā)酵、單體克隆、生物半合成核心技術(shù)化學(xué)合成生物合成（菌種和細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)）相關(guān)法規(guī)《藥品注冊管理辦法》（局令第28號）對于臨床前的規(guī)定：第二十一條

為申請藥品注冊而進(jìn)行的藥物臨床前研究，包括藥物的合成工藝、提取方法、理化性質(zhì)及純度、劑型選擇、處方篩選、制備工藝、檢驗(yàn)方法、質(zhì)量指標(biāo)、穩(wěn)定性、藥理、毒理、動(dòng)物藥代動(dòng)力學(xué)研究等。生物制品還包括菌毒種、細(xì)胞株、生物組織等起始原材料的來源、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、保存條件、生物學(xué)特征、遺傳穩(wěn)定性及免疫學(xué)的研究等。第二十二條 藥物臨床前研究應(yīng)當(dāng)執(zhí)行有關(guān)管理規(guī)定，其中安全性評價(jià)研究必須執(zhí)行《藥物非臨床研究質(zhì)量管理規(guī)范》(GLP)。圖2、新藥研發(fā)歷程1.4相關(guān)法規(guī)1.4藥品不同階段的相關(guān)規(guī)范：階段規(guī)范內(nèi)容藥品臨床前研究《藥物非臨床研究質(zhì)量管理規(guī)范》(GLP)非臨床安全性評價(jià)試驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)施、查驗(yàn)、記錄、歸檔保存和報(bào)告等組織管理過程的質(zhì)量體系。藥品臨床研究《藥品臨床試驗(yàn)管理規(guī)范》(GCP)藥物臨床試驗(yàn)全過程的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，包括方案設(shè)計(jì)、組織實(shí)施、監(jiān)查、稽查、記錄、分析總結(jié)和報(bào)告。藥品廠家生產(chǎn)《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》（GMP）藥品生產(chǎn)和質(zhì)量管理的基本準(zhǔn)則，適用于藥品制劑生產(chǎn)的全過程和原料藥生產(chǎn)中影響成品質(zhì)量的關(guān)鍵工序。藥品經(jīng)營《藥品經(jīng)營質(zhì)量管理規(guī)范》(GSP)在藥品流通過程中，針對計(jì)劃采購、購進(jìn)驗(yàn)收、儲(chǔ)存、銷售及售后服務(wù)等環(huán)節(jié)而制定的保證藥品符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的一項(xiàng)管理制度。藥品使用《藥品使用質(zhì)量管理規(guī)范》(GUP)醫(yī)療機(jī)構(gòu)在藥品使用過程中，針對藥事管理機(jī)構(gòu)設(shè)置、人員素質(zhì)制度職責(zé)、設(shè)施設(shè)備，藥品的購進(jìn)、驗(yàn)收、儲(chǔ)存、養(yǎng)護(hù)和調(diào)劑使用，藥品不良反應(yīng)監(jiān)測、信息反饋、合理用藥等環(huán)節(jié)而制定的一整套管理標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程?！端幬锓桥R床研究質(zhì)量管理規(guī)范》

(GLP)：非臨床安全性評價(jià)試驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)施、查驗(yàn)、記錄、歸檔保存和報(bào)告等組織管理過程的質(zhì)量體系。開展非臨床藥物安全性評價(jià)的機(jī)構(gòu)需要有GLP認(rèn)證資質(zhì)。GLP認(rèn)證分為申請與受理、資料審查與現(xiàn)場檢查以及審核與公告三大環(huán)節(jié)。要點(diǎn)：申請?jiān)囼?yàn)項(xiàng)目應(yīng)滿足《認(rèn)證管理辦法》要求組織管理體系設(shè)置應(yīng)合理實(shí)驗(yàn)設(shè)施及儀器設(shè)備能滿足開展試驗(yàn)的需要實(shí)驗(yàn)動(dòng)物飼養(yǎng)管理應(yīng)規(guī)范,記錄應(yīng)完整參加研究的人員必須訓(xùn)練有素從始至終必須有嚴(yán)格的管理和監(jiān)督實(shí)驗(yàn)的各個(gè)環(huán)節(jié)都必須制訂出SOP（標(biāo)準(zhǔn)操作程序）且具有可操作性供試品的管理記錄應(yīng)完善相關(guān)法規(guī)1.4相關(guān)法規(guī)1.4NMPAFDAOECD法律地位法規(guī)強(qiáng)制執(zhí)行的法規(guī)原則，不是強(qiáng)制執(zhí)行的項(xiàng)目管理需要提前進(jìn)行認(rèn)證，只有進(jìn)行提前認(rèn)證并且通過后才可以開展相關(guān)試驗(yàn)無提前認(rèn)證需要提前進(jìn)行認(rèn)證，只有進(jìn)行提前認(rèn)證并且通過后才可以開展相關(guān)試驗(yàn)被檢單位的選擇定期檢查為主，對已經(jīng)通過認(rèn)證的機(jī)構(gòu)不定期飛行檢查以風(fēng)險(xiǎn)為基礎(chǔ)，不定期的檢查定期對已經(jīng)通過認(rèn)證的單位進(jìn)行檢查，通常每兩年一次檢查方式重點(diǎn)對試驗(yàn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢查，確定被檢的試驗(yàn)機(jī)構(gòu)及其所進(jìn)行的試驗(yàn)符合GLP的程度針對課題的檢查重點(diǎn)對試驗(yàn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢查，確定被檢的試驗(yàn)機(jī)構(gòu)及其所進(jìn)行的試驗(yàn)符合GLP的程度質(zhì)量保證體系質(zhì)量保證部門審核研究方案，定期檢查檔案管理、實(shí)驗(yàn)設(shè)施、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備。質(zhì)量保證部門審核研究方案并保存所有的研究方案及修訂，負(fù)責(zé)監(jiān)測試驗(yàn)研究而來的設(shè)施、設(shè)備、人員、方法、操作、記錄和控制的管理不要求質(zhì)量保證部門必須簽署研究方案，但要求有所有的研究方案及研究方案的修訂的拷貝。有計(jì)劃，有目的，有步驟的對試驗(yàn)項(xiàng)目、設(shè)施、過程的檢查和對供應(yīng)商或承包商進(jìn)行審查。標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程需經(jīng)過質(zhì)量保證部門的檢查，部門負(fù)責(zé)人簽字確認(rèn)，經(jīng)機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)。對SOP的制定、管理和實(shí)施有明確的條款要求。要求試驗(yàn)場所有足夠保證研究質(zhì)量和數(shù)據(jù)完整性的SOP。操作偏離SOP要求項(xiàng)目負(fù)責(zé)人員進(jìn)行審查和評判，并形成原始記錄。需經(jīng)過質(zhì)量保證部門的檢查要求試驗(yàn)機(jī)構(gòu)擁有一套完善的標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程要求SOP系統(tǒng)應(yīng)覆蓋面全、試驗(yàn)操作一致性高、可用性強(qiáng)，集中對SOP進(jìn)行管理。操作偏離SOP要求項(xiàng)目負(fù)責(zé)人員進(jìn)行審查和評判并形成原始記錄。檔案的管理和存儲(chǔ)檔案的保存期限為藥品上市后的至少五年保存最短期限在向FDA提交申請后的5年或者研究/上市申請批準(zhǔn)后的2年檔案的保存期限沒有明確的規(guī)定，但對于易腐壞的標(biāo)本，應(yīng)保存至其不再具有保存價(jià)值為時(shí)限?？偨Y(jié)性報(bào)告不需要附有質(zhì)量保證部門的監(jiān)管記錄需要總結(jié)性報(bào)告中附有質(zhì)量保證部門的監(jiān)管記錄不需要附有質(zhì)量保證部門的監(jiān)管記錄，視其為機(jī)構(gòu)內(nèi)部工作文件，一般情況下不應(yīng)提供給監(jiān)管當(dāng)局，可以鼓勵(lì)機(jī)構(gòu)質(zhì)量保證部門誠實(shí)的報(bào)告所有發(fā)現(xiàn)，無需擔(dān)心因監(jiān)管記錄的泄漏而損壞實(shí)驗(yàn)室的名譽(yù)。由于各國對藥品注冊管理上的差別,所制定的GLP規(guī)范也有所不同。非臨床藥物安全性評價(jià)GLP認(rèn)證資質(zhì)頒發(fā)機(jī)構(gòu)主要包括我國國家食品藥品監(jiān)督管理總局(NMPA)、美國食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)、經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織(OECD)。藥品出口必須憑相關(guān)國際機(jī)構(gòu)GLP認(rèn)證實(shí)驗(yàn)室出具的安全性評價(jià)數(shù)據(jù)到相關(guān)部門登記注冊。表5、NMPA、FDA、OECD

GLP規(guī)則異同比較02藥物發(fā)現(xiàn)藥物靶點(diǎn)發(fā)現(xiàn)及選擇先導(dǎo)化合物發(fā)現(xiàn)先導(dǎo)化合物優(yōu)化藥物臨床前研究過程2藥物臨床前研究藥物發(fā)現(xiàn)藥物靶點(diǎn)發(fā)現(xiàn)及選擇先導(dǎo)化合物發(fā)現(xiàn)先導(dǎo)化合物優(yōu)化藥物臨床前生產(chǎn)三階段：實(shí)驗(yàn)研究、小量試制、中間試制化學(xué)藥生產(chǎn)生物藥生產(chǎn)藥物臨床前評價(jià)藥代動(dòng)力學(xué)研究藥效學(xué)研究安全性評價(jià)2新藥研發(fā)過程與CXO關(guān)系藥物靶點(diǎn)的發(fā)現(xiàn)及選擇2.1尋找疾病相關(guān)的生物分子線索對相關(guān)的生物分子進(jìn)行功能研究，以確定候選藥物作用靶標(biāo)針對候選藥物作用靶點(diǎn)，在分子、細(xì)胞和整體動(dòng)物水平進(jìn)行藥理學(xué)研究，驗(yàn)證靶標(biāo)的有效性。選定一種潛在的可治療性疾病作為研究目標(biāo)之后，就需要識別與疾病相關(guān)的靶分子，即確定有特殊生物活性且有潛在治療作用的分子（通常是蛋白質(zhì)）。鑒定出在普通及特殊細(xì)胞中起關(guān)鍵作用的多種蛋白，形成如何調(diào)節(jié)特定的疾病相關(guān)蛋白的功能的假說。這些假說的基礎(chǔ)可以是一個(gè)科學(xué)理論，也可能是由特殊疾病組織的基因分析所獲得的信息。建立假說的過程稱為靶點(diǎn)確認(rèn)。根據(jù)人類基因組學(xué)計(jì)劃研究成果估計(jì)，人體內(nèi)可能的藥物作用靶點(diǎn)大約有5000個(gè)以上，更多的藥物作用靶點(diǎn)有待于進(jìn)一步挖掘。圖3、藥物靶點(diǎn)發(fā)現(xiàn)與確證流程藥物靶點(diǎn)的發(fā)現(xiàn)2.1技術(shù)種類內(nèi)容基因組學(xué)技術(shù)包含差異基因表達(dá)（DGE）、表達(dá)序列標(biāo)簽（EST）等技術(shù)蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)在蛋白質(zhì)水平上研究疾病狀態(tài)以及正常狀態(tài)下的細(xì)胞或組織的蛋白質(zhì)差異變化，可以發(fā)現(xiàn)潛在的藥物靶蛋白比較分析研究化合物的基因表達(dá)、蛋白組譜、表型的多參數(shù)分析、細(xì)胞毒性數(shù)據(jù)形成數(shù)據(jù)庫，可通過相似性比較識別當(dāng)前小分子的靶標(biāo)。副作用報(bào)告系統(tǒng)化學(xué)小分子靶標(biāo)的鑒定可用于闡明相關(guān)化合物的作用方式，也可用來識別“脫靶”蛋白，即化學(xué)小分子作用的靶標(biāo)以外的蛋白。藥物小分子與“脫靶”蛋白結(jié)合，產(chǎn)生不良反應(yīng)甚至生物毒性。靶基因和靶蛋白與疾病間的關(guān)系尚不清楚，但是作為潛在的藥物靶點(diǎn)并不影響其對小分子配體的親和選擇作用，在疾病細(xì)胞或動(dòng)物模型的活性檢測及臨床研究中可以進(jìn)一步了解靶點(diǎn)與疾病間的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)對靶基因或蛋白的功能分析，從分子水平上揭示疾病機(jī)理及其治療機(jī)制。表6、藥物靶點(diǎn)的發(fā)現(xiàn)技術(shù)藥物靶點(diǎn)的發(fā)現(xiàn)2.1結(jié)構(gòu)特異性藥物與受體結(jié)合，大多數(shù)臨床應(yīng)用的藥物屬于此類，產(chǎn)生生物活性的類型和強(qiáng)度主要是因?yàn)樗幬锓肿优c特異的生物大分子在空間發(fā)生互補(bǔ)的相互作用或復(fù)合而發(fā)揮藥理作用，主要包括受體、酶、離子通道、轉(zhuǎn)運(yùn)體、核酸等。這些大分子是現(xiàn)代新藥研究與開發(fā)的關(guān)鍵，需要尋找、確定和制備藥物篩選靶點(diǎn)。圖4、兩種藥物的作用方式結(jié)構(gòu)非特異性藥物不與受體結(jié)合，作用主要取決于分子的物理或物理化學(xué)性質(zhì)，如甘露醇改變滲透壓產(chǎn)生利尿作用。藥物靶點(diǎn)的發(fā)現(xiàn)：蛋白質(zhì)組學(xué)方法2.1蛋白質(zhì)組學(xué)主要是尋找小分子作用的蛋白質(zhì)，分離純化，確定小分子的靶標(biāo)，為其作用方式提供直接證據(jù)。蛋白質(zhì)差異表達(dá)的應(yīng)用

化學(xué)小分子作用前后細(xì)胞蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量發(fā)生了變化，通過對差異表達(dá)的檢測可以估計(jì)小分子的作用方式，篩選出相應(yīng)靶標(biāo)。熒光差異二維凝膠電泳技術(shù)相對于普通凝膠電泳，可在一塊聚丙烯凝膠上直接比較兩種蛋白質(zhì)樣本，避免了兩塊凝膠比較時(shí)可能產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差。可以定量分析大量修飾過的蛋白，提供結(jié)構(gòu)和翻譯后修飾信息，使重要生物系統(tǒng)變化的鑒定和蛋白功能闡述得以實(shí)現(xiàn)可以定量分析截短的或部分降解的蛋白質(zhì)。色譜共洗脫配體-靶標(biāo)復(fù)合物在高效液相色譜共洗脫加上配體-靶蛋白結(jié)合導(dǎo)致化合物色譜滯留時(shí)間的特征性轉(zhuǎn)移可用高效色譜液相法-質(zhì)譜/質(zhì)譜法來確定靶蛋白。2.1蛋白質(zhì)親和特性的應(yīng)用

親和純化是利用生物分子間的特異性結(jié)合進(jìn)行蛋白質(zhì)的分離和純化。利用蛋白質(zhì)親和特性研究藥物與靶蛋白的結(jié)合，需要對藥物分子進(jìn)行構(gòu)效關(guān)系研究，但無需了解藥物與靶蛋白之間可能發(fā)生的某些特定的細(xì)胞或生化反應(yīng)。研究可能受藥物小分子衍生產(chǎn)物的限制,合適的作為陰性對照的化學(xué)小分子藥物也較難得到。藥物靶點(diǎn)的發(fā)現(xiàn)：蛋白質(zhì)組學(xué)方法細(xì)胞培養(yǎng)穩(wěn)定同位素標(biāo)記法在細(xì)胞培養(yǎng)過程中利用穩(wěn)定同位素標(biāo)記的氨基酸結(jié)合質(zhì)譜技術(shù)對蛋白的表達(dá)進(jìn)行定量分析的一種體內(nèi)代謝標(biāo)記技術(shù)。目前標(biāo)記的氨基酸的種類已擴(kuò)展到亮氨酸、精氨酸、賴氨酸、甲硫氨酸以及酪氨酸等。小分子探針小分子探針主要由報(bào)告基團(tuán)、連接基團(tuán)以及活性基團(tuán)組成作用原理是小分子活性基團(tuán)部分與靶標(biāo)緊密結(jié)合，而報(bào)告基團(tuán)部分可有效標(biāo)記靶標(biāo)生物大分子，之后通過親和層析、凝膠電泳和質(zhì)譜分析等手段確認(rèn)靶標(biāo)蛋白。蛋白質(zhì)芯片技術(shù)將一個(gè)蛋白質(zhì)庫以二維可設(shè)定位置的網(wǎng)格格式固定在一個(gè)載玻片或芯片上，可測定親和力低和含量低的蛋白質(zhì)。由于蛋白會(huì)變性，制造過程中要保證蛋白的構(gòu)象和功能，并且要表達(dá)和純化大量正確折疊且有活性的蛋白，蛋白質(zhì)芯片耗時(shí)長，實(shí)驗(yàn)要求高，制造難度遠(yuǎn)高于基因芯片。2.1蛋白質(zhì)穩(wěn)定性的應(yīng)用

基于靶蛋白與小分子結(jié)合后穩(wěn)定性變化，包括抗酶解活性、熱穩(wěn)定性等，發(fā)展出了一系列小分子靶標(biāo)的篩選鑒定方法。藥物靶點(diǎn)的發(fā)現(xiàn)：蛋白質(zhì)組學(xué)方法蛋白質(zhì)抗酶解活性小分子化合物的結(jié)合可能會(huì)掩蓋蛋白酶的剪切位點(diǎn)或結(jié)合小分子后的靶蛋白局部或整體構(gòu)象的穩(wěn)定性增加，對蛋白酶的易感性下降，導(dǎo)致結(jié)合小分子的靶蛋白可能較未結(jié)合狀態(tài)的靶蛋白不易被蛋白酶降解。氧化速率的蛋白穩(wěn)定性(SPROX)SPROX與藥物親和反應(yīng)的靶點(diǎn)穩(wěn)定性（DARTS）類似，DARTS利用的是蛋白質(zhì)不同的水解特性，而SPROX利用的是不同的折疊狀態(tài)和熱力學(xué)穩(wěn)定性。小分子化合物與靶蛋白結(jié)合后可能對靶蛋白的折疊狀態(tài)以及熱動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性產(chǎn)生影響而使靶蛋白發(fā)生變化。蛋白質(zhì)熱穩(wěn)定性臨床藥物作用于細(xì)胞裂解液中不同的靶蛋白時(shí)，所有的靶蛋白都有其獨(dú)特的熔解曲線，當(dāng)已知可結(jié)合到這些蛋白上的藥物加入細(xì)胞裂解液中，可觀測到明顯的熔解曲線移動(dòng)，根據(jù)這一原理開發(fā)出細(xì)胞熱轉(zhuǎn)移(CETSA)方法可以直接測量藥物到達(dá)靶細(xì)胞的程度，檢測小分子在細(xì)胞裂解液甚至完整細(xì)胞組織中的作用。2.1藥物靶點(diǎn)的發(fā)現(xiàn)：基因組學(xué)方法基因組學(xué)方法主要分析化學(xué)小分子對基因組表達(dá)水平的影響，獲得小分子作用的特征表達(dá)譜，通過分析確定分子靶標(biāo)。但由于基因表達(dá)與蛋白質(zhì)表達(dá)之間的對應(yīng)關(guān)系存在一定的不確定性，不能直接確定藥物靶標(biāo)，因此存在一定的局限性?；蛐酒夹g(shù)在DNA測序、基因表達(dá)分子與基因調(diào)控機(jī)制研究、基因藥物設(shè)計(jì)與篩選等方面應(yīng)用廣泛，利用基因芯片技術(shù)和雙重?zé)晒夥?，通過分析檢測正常組織和癌細(xì)胞中MicroRNAs（miRNAs）的差異表達(dá)，獲得miRNAs癌癥表達(dá)譜，并進(jìn)一步確定程序性細(xì)胞死亡因子?；蛐酒夹g(shù)基因表達(dá)譜存在較多無效信息和干擾信息，通過一定的選取可發(fā)掘在相應(yīng)組織(如腫瘤組織)

中特異表達(dá)的基因和藥物治療的靶序列。特征基因集合建立后，聯(lián)合人工構(gòu)建菌株技術(shù)，用這些基因構(gòu)建相關(guān)預(yù)測菌株，這些預(yù)測菌株的基因表達(dá)可直接揭示相關(guān)藥物的作用機(jī)制。特征基因及人工構(gòu)建菌株在基因組中，由一個(gè)基因突變引起的表型改變可被其他基因的過表達(dá)消除，該現(xiàn)象是生化抑制策略的基礎(chǔ)。生化抑制策略是用化學(xué)抑制劑作為“突變基因”，而其他部分純化的蛋白混合物作為一種“過表達(dá)蛋白”，以此研究相關(guān)化學(xué)抑制劑的作用方式與靶標(biāo)。生化抑制策略藥物發(fā)現(xiàn)中的靶點(diǎn)選擇過程是由科學(xué)、醫(yī)學(xué)、市場、法規(guī)及戰(zhàn)略性思考間的復(fù)雜平衡。藥物失敗的一個(gè)主要原因就是開發(fā)初期對藥物靶點(diǎn)生物學(xué)功能的認(rèn)識不足或錯(cuò)誤理解。因此，確定靶點(diǎn)，識別并確認(rèn)其生理學(xué)、病理學(xué)特征是藥物開發(fā)階段極其重要的一個(gè)部分。藥物靶點(diǎn)的選擇2.1靶點(diǎn)選擇考慮因素靶標(biāo)的有效性，靶標(biāo)與疾病相關(guān)且通過調(diào)節(jié)靶標(biāo)的生理活性能有效地改善疾病癥狀靶標(biāo)的副作用，無論與疾病多相關(guān)，如果對靶標(biāo)的生理活性的調(diào)節(jié)不可避免地產(chǎn)生嚴(yán)重毒副作用，將其選作靶標(biāo)也不合適舊靶點(diǎn)與新靶點(diǎn)、已有藥物與尚無藥物、靶點(diǎn)作用單一與靶點(diǎn)作用復(fù)雜、靶點(diǎn)作用在上游與靶點(diǎn)作用在下游等多因素的影響及優(yōu)劣化學(xué)藥先導(dǎo)化合物的發(fā)現(xiàn)2.2苗頭化合物是指一個(gè)對特定靶點(diǎn)有活性的化合物，可能是天然配體或從文獻(xiàn)中選取的分子。把篩選中發(fā)現(xiàn)的“苗頭化合物(hits)”變成“先導(dǎo)化合物”（Hit

to

Lead），先導(dǎo)化合物可能是篩選出的一個(gè)苗頭化合物或者一系列的同系物，也可能是來源于文獻(xiàn)的化合物。對于高通量篩選，可能會(huì)產(chǎn)生離散的、多個(gè)系列的苗頭化合物，這就需要選擇其中一個(gè)系列繼續(xù)研究。圖5、先導(dǎo)化合物的發(fā)現(xiàn)流程化學(xué)藥先導(dǎo)化合物的發(fā)現(xiàn)2.2發(fā)現(xiàn)方式內(nèi)容和特點(diǎn)廣泛篩選獲得先導(dǎo)化合物的傳統(tǒng)方法，是在眾多研究的基礎(chǔ)上獲得生物活性物質(zhì)的過程。意外發(fā)現(xiàn)對意外發(fā)現(xiàn)的化合物進(jìn)行構(gòu)效研究，開發(fā)出一系列的新藥。根據(jù)疾病的發(fā)病原因和藥物作用機(jī)理針對其關(guān)鍵環(huán)節(jié)及限制性步驟，同時(shí)考慮藥物在體內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)和代謝設(shè)計(jì)化學(xué)藥物，稱為摹于機(jī)理的藥物設(shè)計(jì)。在疾病機(jī)理的基礎(chǔ)上對信號分子的作用機(jī)理進(jìn)行研究從而發(fā)現(xiàn)和獲得新的先導(dǎo)化合物。通過化合物庫世界上大型藥物研究和開發(fā)組織都有自己的化合物庫：包括天然產(chǎn)物提取分離、結(jié)構(gòu)測定所得的天然產(chǎn)物庫，化學(xué)合成特別是用組合化學(xué)技術(shù)形成的化學(xué)分子庫，通過蛋白質(zhì)表達(dá)建立的基因工程庫等。高通量虛擬篩選利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的計(jì)算能力。采用三維藥效基團(tuán)模型或分子對接的方法，在化合物數(shù)據(jù)庫中尋找可能的活性化合物的方法。在找到一些潛在的活性分子之后，可以通過向有關(guān)公司訂購、合成或提取分離的方法得到樣品，并進(jìn)行藥理測試?；瘜W(xué)藥先導(dǎo)化合物的發(fā)現(xiàn)2.21、廣泛篩選：獲得先導(dǎo)化合物的傳統(tǒng)方法，是在眾多研究的基礎(chǔ)上獲得生物活性物質(zhì)的過程。初期的新藥尋找和先導(dǎo)化合物的獲得都是以這種方法進(jìn)行的。早期的篩選是從天然藥用植物中提煉有效成分為特點(diǎn)。隨著化學(xué)方法的日益進(jìn)步和醫(yī)療需求的不斷提高，促使人們進(jìn)行大規(guī)模廣泛的藥理篩選，發(fā)現(xiàn)了大批有醫(yī)療價(jià)值的化學(xué)藥品。2、意外發(fā)現(xiàn)：獲得先導(dǎo)化合物和藥物的方法之一，如抗菌藥青霉素、抗腫瘤藥順鉑和viagrat21等，人們隨后對其進(jìn)行構(gòu)效研究，開發(fā)出一系列的新藥。化學(xué)藥先導(dǎo)化合物的發(fā)現(xiàn)2.2由藥物副作用發(fā)現(xiàn)新的先導(dǎo)化合物?？蓮囊阎幬锏亩靖弊饔贸霭l(fā)找到新藥或?qū)⒍靖弊饔门c治療作用分開而獲得新藥。在某些情況下，某藥物的毒副作用能對另一疾病有治療作用，例如吩噻嗪類抗精神失常藥氯丙嗪及其類似物是由結(jié)構(gòu)類似的抗組胺藥異丙嗪的鎮(zhèn)靜副作用發(fā)展而來的。通過化合物代謝研究得到新的先導(dǎo)化合物藥物通過體內(nèi)代謝過程可能被活化，也可能被失活。甚至轉(zhuǎn)化成有毒的化合物?？梢赃x擇其活化形式或考慮口服以避免代謝失活或毒化的結(jié)構(gòu)作為藥物的先導(dǎo)物。運(yùn)用這類先導(dǎo)化合物，得到優(yōu)秀的藥物的可能性較大，甚至直接得到比原來更好的藥物。如奧沙西泮就是地西泮的活性代謝物。以現(xiàn)有突破性藥物作為新的先導(dǎo)化合物近年來隨著對生理生化機(jī)制的了解，得到疾病治療的突破性藥物稱為原形藥物。以原形藥物為先導(dǎo)化合物，通過生物電子等排等方法獲得了大量的“Me-too”藥物。通過代謝產(chǎn)物尋找新的先導(dǎo)化合物對動(dòng)物的排泄物和分泌物等的研究，如抗瘤酮A10是一個(gè)從人的血液和尿液中分離出來的天然小分子抗癌活性物質(zhì)。作為尋找無毒抗癌藥物的新的先導(dǎo)化合物，抗瘤酮A10是一個(gè)理想的分子，其抗瘤結(jié)構(gòu)類似物的設(shè)計(jì)、合成和構(gòu)效關(guān)系的研究，國內(nèi)外已有大量報(bào)道。3、根據(jù)疾病的發(fā)病原因和藥物作用機(jī)理針對其關(guān)鍵環(huán)節(jié)及限制性步驟，同時(shí)考慮藥物在體內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)和代謝設(shè)計(jì)化學(xué)藥物，稱為摹于機(jī)理的藥物設(shè)計(jì)。它是先導(dǎo)化合物發(fā)現(xiàn)的有效捷徑。人的機(jī)體是由細(xì)胞組成，細(xì)胞的活性受外部信號控制。外部信號傳導(dǎo)到細(xì)胞內(nèi)部，引起細(xì)胞內(nèi)的一系列反應(yīng)：信號傳導(dǎo)途徑一旦發(fā)生差異，就會(huì)導(dǎo)致平衡失調(diào)。這是疾病機(jī)理的基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)上對信號分子的作用機(jī)理進(jìn)行研究。從而發(fā)現(xiàn)和獲得新的先導(dǎo)化合物?；瘜W(xué)藥先導(dǎo)化合物的發(fā)現(xiàn)2.24、通過化合物庫獲得世界上大型藥物研究和開發(fā)組織都有自己分離、合成或收集的化合物儲(chǔ)備，形成化合物庫：包括天然產(chǎn)物提取分離、結(jié)構(gòu)測定所得的天然產(chǎn)物庫，化學(xué)合成特別是用組合化學(xué)技術(shù)形成的化學(xué)分子庫，通過蛋白質(zhì)表達(dá)建立的基因工程庫等。天然產(chǎn)物是先導(dǎo)化合物發(fā)現(xiàn)的有效途徑、主要有動(dòng)植物和微生物發(fā)酵產(chǎn)物兩方面。天然產(chǎn)物又稱次級代謝產(chǎn)物，其蘊(yùn)藏資源非常豐富，特別是海洋生物資源。天然產(chǎn)物在抗腫瘤、抗病毒、抗菌、治療心腦血管疾病以及抗衰老等領(lǐng)域具有優(yōu)勢。從特殊生態(tài)環(huán)境下生長的植物(如高原高寒、高鹽．高壓等地區(qū)的生物)以及有毒植物、低等植物和真菌等中發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)新穎的活性天然產(chǎn)物的機(jī)率也比較高。組合化學(xué)和化合物組合庫是一種合成策略將一些基本的小分子(稱為構(gòu)造砌塊，如氨基酸、核苷酸、單糖以及各種各樣的化學(xué)小分子)通過化學(xué)或生物合成的程序系統(tǒng)地裝配成不同的組合，目的是得到大量的、具有多樣性特征的化合物，建立大容量的化合物庫?；衔飵旖Y(jié)合群集篩選方法用于新藥研究和開發(fā)中的先導(dǎo)化合物的發(fā)現(xiàn)，基本原理足在芯片或合成珠等同體相載體材料表面，通過連接功能進(jìn)行原位合成、原位篩選?；蛑亟M技術(shù)合成結(jié)構(gòu)復(fù)雜的天然化合物及利用微生物產(chǎn)生新結(jié)構(gòu)類型活性物組成基因重組庫。將一些靶酶的活性中心、受體或受體的亞基等在微生物中大量表達(dá)，滿足了大規(guī)模篩選樣品的需要，并且可以用來確定一些尚不清楚的藥物作用靶位?；瘜W(xué)藥先導(dǎo)化合物的發(fā)現(xiàn)2.25、高通量虛擬篩選利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的計(jì)算能力。采用三維藥效基團(tuán)模型或分子對接的方法，在化合物數(shù)據(jù)庫中尋找可能的活性化合物的方法。在找到一些潛在的活性分子之后，可以通過向有關(guān)公司訂購、合成或提取分離的方法得到樣品，并進(jìn)行藥理測試?；谒幮Щ鶊F(tuán)的數(shù)據(jù)庫搜索模型一種重要的間接藥物設(shè)計(jì)方法。藥效基團(tuán)通常是指那些可以與受體結(jié)合位點(diǎn)形成氫鍵相互作用、靜電相互作用、范德華相互作用和疏水鍵相互作用的原子或官能團(tuán)。藥效基團(tuán)及藥效基團(tuán)元素在空間的分布（距離限制）構(gòu)成三維藥效基團(tuán)。三維藥效基團(tuán)模型一般是通過對一組有生物活性的化合物進(jìn)行結(jié)構(gòu)活性關(guān)系分析，找出其共同的特征結(jié)構(gòu)來建立的。還可以通過活性化合物與其靶標(biāo)的復(fù)合物結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析得到三維藥效基團(tuán)模型?；诜肿訉拥奶摂M篩選分子對接技術(shù)指分子模擬環(huán)境中，兩個(gè)或兩個(gè)以上的分子模型通過幾何形狀、化學(xué)環(huán)境及能的匹配形成最佳結(jié)合的技術(shù)。分子對接的虛擬篩選需要靶標(biāo)生物大分子和小分子化合物的三維結(jié)構(gòu)信息。首先要建立大量化合物(例如幾十個(gè)甚至上百個(gè)化合物)的三維結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫。然后將庫中的分子逐一與靶標(biāo)分子進(jìn)行“對接”，通過不斷優(yōu)化小分子化合物的位置(取向)以及分子內(nèi)部柔性鍵的面角(構(gòu)象)，尋找小分子化合物與靶標(biāo)大分子作用的最佳構(gòu)象，計(jì)算其相互作用及結(jié)合能。化學(xué)藥先導(dǎo)化合物的優(yōu)化2.3先導(dǎo)化合物的優(yōu)化是選擇一個(gè)先導(dǎo)化合物對其進(jìn)行臨床前評估，將其轉(zhuǎn)化為候選藥物的過程：修飾先導(dǎo)化合物時(shí)，關(guān)注其物理化學(xué)性質(zhì)的變化對于沒有選擇性的化合物，考慮脫靶效應(yīng)/毒性密切關(guān)注臨床前研究要求圖6、先導(dǎo)化合物的臨床前評估因素圖7、先導(dǎo)化合物的優(yōu)化方法2.3 化學(xué)藥先導(dǎo)化合物的優(yōu)化：生物電子等排生物電子等排體是具有相似的分子形狀和體積、相似的電荷分布，并由此表現(xiàn)出相似的物理性質(zhì)(如疏水性)，對同一靶標(biāo)產(chǎn)生相似或拮抗的生物活性的分子或基團(tuán)。藥物設(shè)計(jì)中常用的生物電子等排體如表所示。采用生物電子等排體替換法優(yōu)化得到的新化合物往往會(huì)與先導(dǎo)化合物具有類似的或具有相反的生物活性。表7、藥物設(shè)計(jì)中常用的生物電子等排體化學(xué)藥先導(dǎo)化合物的優(yōu)化：前藥修飾2.3前藥是指一些在體外活性較小或者無活性的化合物，在體內(nèi)經(jīng)過酶的催化或者非酶作用，釋放出活性物質(zhì)從而發(fā)揮其藥理作用的化合物，其常常指將活性藥物(原藥)與某種無毒性化合物以共價(jià)鍵相連接而生成的新化學(xué)實(shí)體，即前體藥物。前藥應(yīng)具備以下三個(gè)條件：一是根據(jù)具有生物活性的藥物分子性質(zhì)，按治療需要進(jìn)行化學(xué)改造；二是進(jìn)入機(jī)體后，不論是否需要酶的作用，要保證恢復(fù)原來的藥物分子；三是本身不顯示生物活性。前藥修飾目的：提高藥物選擇性增強(qiáng)藥物穩(wěn)定性延長藥物作用時(shí)間改善藥物吸收，提高生物利用度改善藥物溶解性降低毒副作用2.3 化學(xué)藥先導(dǎo)化合物的優(yōu)化：軟藥、硬藥、孿藥軟藥：本身有生物活性的藥物，在體內(nèi)起作用后，經(jīng)預(yù)料的和可控制的代謝作用，轉(zhuǎn)變?yōu)闊o活性和無毒性化合物。因?yàn)樗幬镆坏┑竭_(dá)作用位點(diǎn)，呈現(xiàn)了預(yù)期的藥效反應(yīng)后，就應(yīng)經(jīng)代謝途徑以適宜的速度排出體外，否則會(huì)繼續(xù)保留在體內(nèi)，產(chǎn)生的藥效長于預(yù)期時(shí)間，會(huì)造成藥物在體內(nèi)蓄積，導(dǎo)致細(xì)胞毒性。目的：在原藥藥物分子中設(shè)計(jì)極易代謝失活的部位來設(shè)計(jì)安全而溫和的藥物。軟藥縮短了藥物在體內(nèi)的過程，避免了有毒的代謝中間體的形成，使毒性和活性得以分開，減輕藥物的毒副作用，提高了治療指數(shù)。條件：分子結(jié)構(gòu)中含有易代謝的部位；代謝過程清晰，即代謝方式和代謝的速率須按預(yù)期進(jìn)行。硬藥：與軟藥相反，是具有發(fā)揮藥物作用所必需的結(jié)構(gòu)特征，在體內(nèi)不能被代謝，直接從膽汁或腎排泄的藥物或者不易代謝、需經(jīng)過多步氧化后排出體外的藥物。硬藥可以解決藥物代謝產(chǎn)生毒性產(chǎn)物的問題，因此使用安全。但在實(shí)際的藥物開發(fā)中，由于體內(nèi)酶的作用很強(qiáng)，使得開發(fā)成功的硬藥數(shù)量非常有限。只有親水或疏水性極強(qiáng)的化合物，或者由于功能基的位阻較大，不易代謝的化合物，才符合硬藥的定義。、孿藥：將兩個(gè)相同或不同的先導(dǎo)化合物或藥物經(jīng)共價(jià)鍵連接，綴合成一個(gè)新的分子，經(jīng)體內(nèi)代謝后，生成以上兩種藥物而產(chǎn)生協(xié)同作用，增強(qiáng)活性或產(chǎn)生新的藥理活性、或者提高作用的選擇性。2.3 化學(xué)藥先導(dǎo)化合物的優(yōu)化：計(jì)算機(jī)輔助運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)行先導(dǎo)化合物優(yōu)化，較之前藥理學(xué)家借助各類模型或者藥物化學(xué)家對大量化合物展開合成等方式展開規(guī)模較大的篩選，可以全面提升整體工作效率。計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)在先導(dǎo)化合物優(yōu)化上的應(yīng)用,主要包括基于結(jié)構(gòu)的藥物設(shè)計(jì)、基于配體的藥物設(shè)計(jì)、高通量虛擬篩選等技術(shù)在先導(dǎo)化合物優(yōu)化上的應(yīng)用。基于結(jié)構(gòu)的藥物設(shè)計(jì)根據(jù)藥物靶點(diǎn)結(jié)構(gòu)，研究受體和小分子之間的相互作用，設(shè)計(jì)與活性口袋互補(bǔ)的新分子或?qū)ふ倚滦拖葘?dǎo)化合物的技術(shù)。基于配體的藥物設(shè)計(jì)從已有的活性小分子結(jié)構(gòu)出發(fā)，通過建立藥效團(tuán)模型或定量構(gòu)效關(guān)系，預(yù)測新化合物活性或指導(dǎo)原有化合物結(jié)構(gòu)改良。高通量虛擬篩選針對靶點(diǎn)的三維結(jié)構(gòu)或已建立的藥效團(tuán)模型、QSAR模型，從化合物數(shù)據(jù)庫中，將符合條件的小分子挑選出來，進(jìn)行生物活性測試。2.3 化學(xué)藥先導(dǎo)化合物的優(yōu)化：定量構(gòu)效關(guān)系定量構(gòu)效關(guān)系（簡稱QSAR），QSAR研究基于生物活性變化與一組化合物中的結(jié)構(gòu)和分子變化相關(guān)聯(lián)，從相關(guān)性產(chǎn)生統(tǒng)計(jì)模型，以開發(fā)數(shù)學(xué)模型預(yù)測新型化合物的生物學(xué)特性。圖8、QSAR模型基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)目的將結(jié)構(gòu)特征改變與其各自生物活性變化相關(guān)聯(lián)的嘗試；設(shè)計(jì)新的候選藥物；有助于預(yù)測化合物的毒性；有時(shí)有助于闡明酶的化學(xué)-生物相互作用的機(jī)制；預(yù)測設(shè)計(jì)、不可用化合物和未測試活性化合物的生物活性。2.4 生物藥先導(dǎo)化合物的發(fā)現(xiàn)類型 特點(diǎn)和評價(jià)多為功能活性明確，作用位點(diǎn)清楚并且局限，對符合適應(yīng)癥的特殊疾病群體具有不可替代性，甚至部分需要終生依賴服用。激素及治療性酶制劑類藥物 盡管隨著功能基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)等研究的深入，越來越多的蛋白質(zhì)與疾病的關(guān)系將被揭示，但可作為該類藥物開發(fā)的候選蛋白分子仍將越來越少。具有微量強(qiáng)效、作用快速、多短期使用等特點(diǎn)，可滿足如增強(qiáng)造血及免疫功能、止血及抗凝血、平衡內(nèi)分泌紊亂、調(diào)節(jié)生育細(xì)胞因子和生長因子 及生長過程等臨床需求，臨床效果顯著。多數(shù)在體內(nèi)生物活性廣泛、作用靶點(diǎn)多元，其藥學(xué)作用延伸可引起復(fù)雜的生物效應(yīng)，甚至毒副作用，將限制其成為藥物的潛能。而目前已知的作用位點(diǎn)單一的分子（如刺激紅細(xì)胞生成、促進(jìn)白細(xì)胞增殖的細(xì)胞因子等）多數(shù)已經(jīng)開發(fā)成為藥物。包括某些有新功能的外源蛋白及只在特定時(shí)間或機(jī)體特定部位發(fā)揮功能的內(nèi)源蛋白。例如，對大分子酶促降解的膠原酶、透天然存在的非人源蛋白質(zhì)藥物 明質(zhì)酸酶，對小分子代謝物酶促降解的聚乙二醇化天冬酰胺酶，將血漿酶原降解為血漿酶的鏈激酶，凝血酶抑制劑重組水蛭素等。未來發(fā)展主要依賴于人類生理及藥理學(xué)功能方面的進(jìn)一步認(rèn)識。較高的免疫原性將一定程度限制該類藥物的開發(fā)及應(yīng)用。單克隆抗體及抗體融合蛋白 直接干擾靶分子或靶組織功能，針對靶點(diǎn)范圍廣泛、療效確切，已經(jīng)涉及到腫瘤及相關(guān)疾病、自身免疫性疾病、感染性疾病、（免疫球蛋白相關(guān)分子） 器官移植、過敏性疾病、血液疾病、呼吸性疾病等多種疾病領(lǐng)域，具備較大的發(fā)展前景。表8、先導(dǎo)化合物類型及優(yōu)缺點(diǎn)靶點(diǎn)的生物學(xué)功能明確后，必須找到與靶點(diǎn)準(zhǔn)確結(jié)合的藥物并與該靶分子進(jìn)行生物學(xué)效應(yīng)實(shí)驗(yàn)。先導(dǎo)化合物將被發(fā)現(xiàn)和篩選出來并優(yōu)化成符合藥物特性的形式在分子、細(xì)胞和整體動(dòng)物水平進(jìn)行藥理學(xué)研究，在人類疾病的動(dòng)物模型中觀察療效并進(jìn)行安全評價(jià)，驗(yàn)證靶標(biāo)的有效性。圖9、生物藥的研發(fā)流程作為藥物初步結(jié)構(gòu)類型和線索物質(zhì),發(fā)現(xiàn)先導(dǎo)化合物并進(jìn)行結(jié)構(gòu)變換和修飾,可得到具有優(yōu)良藥理作用的藥物。選擇何種類型先導(dǎo)化合物對藥物開發(fā)成功率有較大影響。2.4 生物藥先導(dǎo)化合物的發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)方式內(nèi)容和特點(diǎn)傳統(tǒng)的制備手段，獲得的抗體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，親和力較好，但也存在周期長和遺傳異質(zhì)性的缺點(diǎn)。有兩次雜交瘤平臺(tái)篩選過程，第一次是使用選擇性培養(yǎng)基選出雜交瘤細(xì)胞，第二次是進(jìn)一步選出能產(chǎn)生需要的抗原特異性抗體的雜交瘤細(xì)胞。通過對已有的雜交瘤細(xì)胞測序，獲得抗體的基因序列，即可利用體外重組技術(shù)表達(dá)抗體。噬菌體天然抗體文庫目前體外篩選人類重組抗體最常用的技術(shù)，技術(shù)成熟穩(wěn)定，可獲得更大的庫容量。構(gòu)建噬菌體文庫，經(jīng)過數(shù)輪吸附-洗脫-擴(kuò)增分離出具有最高親和力和穩(wěn)定性的展示抗體的噬菌體。轉(zhuǎn)基因小鼠具有較高的靶結(jié)合親和力,且時(shí)間較短、費(fèi)用較低。但存在免疫耐受，且存在鼠源抗體干擾和對毒性抗原較難進(jìn)行免疫的問題?？贵w生成從鼠抗體生成基因被相應(yīng)人基因所取代的小鼠開始，最終由單克隆抗體的雜交瘤分泌出全人序列的抗體。酵母展示平臺(tái)建立全人非免疫單鏈抗體酵母展示文庫，可以快速針對不同靶標(biāo)篩選高親和力全人抗體序列。真核表達(dá)使得其展示的抗體折疊更完全，可有效與流式細(xì)胞術(shù)結(jié)合，提高篩選通量，并可將定量鑒定引入了篩選過程。B細(xì)胞克隆通過免疫動(dòng)物細(xì)胞分離獲得漿細(xì)胞，找到產(chǎn)生所需抗體的克隆并擴(kuò)增克隆的基因到表達(dá)載體中，酶聯(lián)免疫吸附測定（ELISA）篩選表達(dá)好的克隆進(jìn)行測序，用體外重組技術(shù)生產(chǎn)抗體。2.4 生物藥先導(dǎo)化合物的發(fā)現(xiàn)雜交瘤平臺(tái)雜交瘤技術(shù)是傳統(tǒng)的制備手段，其獲得的抗體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，親和力較好，但也存在周期長和遺傳異質(zhì)性的缺點(diǎn)。有兩次篩選過程，第一次是使用選擇性培養(yǎng)基選出雜交瘤細(xì)胞，第二次是進(jìn)一步選出能產(chǎn)生需要的抗原特異性抗體的雜交瘤細(xì)胞。通過對已有的雜交瘤細(xì)胞測序，獲得抗體的基因序列，即可利用體外重組技術(shù)表達(dá)抗體。表9、雜交瘤與其他技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)比較圖10、雜交瘤平臺(tái)2.4 生物藥先導(dǎo)化合物的發(fā)現(xiàn)噬菌體天然抗體文庫目前體外篩選人類重組抗體最常用的技術(shù)，將單鏈抗體（scFv）或抗原結(jié)合片段（Fab）展示于噬菌體表面，并構(gòu)建數(shù)百萬甚至數(shù)十億個(gè)展示出抗體片段的噬菌體，得到一個(gè)數(shù)以千計(jì)的噬菌體文庫，每個(gè)噬菌體攜帶不同的抗體，經(jīng)過數(shù)輪的“吸附-洗脫-擴(kuò)增”，最終分離出具有最高親和力和穩(wěn)定性的展示抗體的噬菌體。評價(jià)：技術(shù)成熟穩(wěn)定，可獲得更大的庫容量，強(qiáng)大和完善的大腸桿菌表達(dá)系統(tǒng)和文庫的可測量性，可設(shè)計(jì)多樣化的篩選策略獲得識別突變抗原的特異性的抗體，通過選擇和對篩選條件的控制可針對特定的抗原構(gòu)象或表位產(chǎn)生抗體，如加入競爭物可以篩選靶向指定表位的抗體。表10、噬菌體天然抗體文庫與雜交瘤平臺(tái)特點(diǎn)比較圖11、噬菌體天然抗體文庫篩選過程2.4 生物藥先導(dǎo)化合物的發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因小鼠抗體生成從鼠抗體生成基因被相應(yīng)人基因所取代的小鼠開始。要求人的抗體基因片段在小鼠體內(nèi)進(jìn)行有效的重排與表達(dá)且能與小鼠細(xì)胞的免疫系統(tǒng)信號機(jī)制相互作用，使小鼠在受抗原刺激后，人抗基因片段能被選擇，表達(dá)并活化B細(xì)胞分泌人抗體。采用在鼠胚胎干細(xì)胞（ES）中的同源重組來使得鼠原有基因缺失，再通過顯微注射等技術(shù)將重建的人源抗體胚系基因微位點(diǎn)轉(zhuǎn)入小鼠體內(nèi)，最終由單克隆抗體的雜交瘤分泌出全人序列的抗體。由于抗體是在體內(nèi)產(chǎn)生，經(jīng)歷正常裝配和成熟過程，保證成品具有較高的靶結(jié)合親和力,且時(shí)間較短、費(fèi)用較低。但存在免疫耐受，雖然可以通過免疫佐劑的使用和免疫方法的改進(jìn)來提高免疫反應(yīng)強(qiáng)度，但對于一些人類抗原仍然較難獲得高親和力抗體，且存在鼠源抗體干擾和對毒性抗原較難進(jìn)行免疫的問題。圖12、

轉(zhuǎn)基因小鼠流程2.4 生物藥先導(dǎo)化合物的發(fā)現(xiàn)酵母展示平臺(tái)建立全人非免疫單鏈抗體酵母展示文庫，可以快速針對不同靶標(biāo)篩選高親和力全人抗體序列。利用從未免疫的健康人群的外周淋巴細(xì)胞中獲取的Naive可變區(qū)cDNA片段，通過基因工程技術(shù)構(gòu)建于酵母表面展示重組載體上，構(gòu)建完成非免疫scFv酵母展示文庫。配合高通量篩選的流式細(xì)胞術(shù)，在8-10周內(nèi)得到初篩序列，4-6周內(nèi)得到親和力成熟至pM級別的候選全人抗體序列。其優(yōu)點(diǎn)在于：1）真核表達(dá)使得其展示的抗體折疊更完全；2）可有效與流式細(xì)胞術(shù)結(jié)合，提高篩選通量，并可將定量鑒定引入了篩選過程。圖13、酵母展示平臺(tái)2.4 生物藥先導(dǎo)化合物的發(fā)現(xiàn)B細(xì)胞克隆免疫動(dòng)物細(xì)胞分離獲得漿細(xì)胞，使用流式細(xì)胞術(shù)將它們彼此分離。篩選分離的細(xì)胞以找到產(chǎn)生所需抗體的克隆，并擴(kuò)增克隆的基因克隆到表達(dá)載體中，通過酶聯(lián)免疫吸附測定（ELISA）篩選表達(dá)較好的克隆。然后進(jìn)行測序，利用體外重組技術(shù)生產(chǎn)抗體。圖14、基于單個(gè)B細(xì)胞的單克隆抗體篩選平臺(tái)2.5 生物藥先導(dǎo)化合物的優(yōu)化嵌合或人源化降低免疫原性：基于抗體結(jié)構(gòu)模型的基礎(chǔ)上，兼顧活性、免疫原性和產(chǎn)量，可以進(jìn)行抗體人源化設(shè)計(jì)。通過嵌合或人源化，使抗體更接近人類抗體。人-鼠嵌合抗體是將鼠抗體可變區(qū)基因片段連接到人抗體恒定區(qū)基因上。人源化抗體是將鼠抗體的互補(bǔ)決定區(qū)（CDR）移植到人抗體的相應(yīng)部位，這樣人源化程度可達(dá)90%以上。嵌合抗體:利用DNA重組技術(shù)將異源單抗的輕、重鏈可變區(qū)基因插入含有人抗體恒定區(qū)的表達(dá)載體中，轉(zhuǎn)化哺乳動(dòng)物細(xì)胞表達(dá)出嵌合抗體，表達(dá)的抗體分子中輕重鏈的V區(qū)是異源，C區(qū)是人源，減少了異源性抗體的免疫原性，同時(shí)保留了親本抗體特異性結(jié)合抗原的能力。全人源化抗體:將人類抗體基因通過轉(zhuǎn)基因或轉(zhuǎn)染色體技術(shù)，將人類編碼抗體的基因全部轉(zhuǎn)移至基因工程改造的抗體基因缺失動(dòng)物中，使動(dòng)物表達(dá)人類抗體，達(dá)到抗體全人源化的目的。圖15、鼠抗、嵌合抗體、人源化抗體、全人源抗體2.5 生物藥先導(dǎo)化合物的優(yōu)化對天然蛋白結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造或修飾：各種修飾多從改變重組蛋白質(zhì)的性狀入手，如增加分子量、減緩蛋白酶降解、降低免疫原性、提高生物及化學(xué)穩(wěn)定性等，進(jìn)而改善其體內(nèi)藥代動(dòng)力學(xué)性質(zhì)，彌補(bǔ)某些體內(nèi)功能蛋白的缺陷或增加蛋白在人體內(nèi)的功能，延長體內(nèi)半衰期或加速體內(nèi)的釋放，降低中和抗體產(chǎn)生率，提高患者適應(yīng)性及治療效果等。性質(zhì)優(yōu)化：抗體基因胚系化，以減少免疫原性表達(dá)水平，可溶性，生產(chǎn)可行性免疫球蛋白IgG類型轉(zhuǎn)換，抗體片段化，蛋白融合，骨架化抗體特異性優(yōu)化：為提高抗體的靶向性，需要對抗體進(jìn)行工程改造以優(yōu)化其特異性。隨機(jī)誘變和靶向誘變是常用優(yōu)化抗體特異性的方法。2.5 生物藥先導(dǎo)化合物的優(yōu)化體外親和力成熟：對于治療性抗體來說，抗體親和力的提高有助于降低用量和毒副作用?？贵w體外親和力成熟策略來源于體內(nèi)抗體成熟過程。構(gòu)建集中突變或特點(diǎn)突變的小容量抗體庫，或?qū)⑼蛔円氲皆伎贵w的可變區(qū)域，通常是互補(bǔ)決定區(qū)，通過表面展示技術(shù)篩選出高親和力抗體，提高抗體對靶點(diǎn)的結(jié)合能力，一般可得到10倍的親和性改善。模擬體細(xì)胞高頻突變：通過細(xì)胞突變和展示抗體蛋白篩選對抗原高親和的抗體。合適的B細(xì)胞系可以作為工具細(xì)胞，用于抗體的親和力成熟。在具體應(yīng)用中，可以將特定的抗體模板基因插到細(xì)胞的免疫球蛋白基因位點(diǎn)，然后進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)和高親和力細(xì)胞群的篩選?；诳贵w庫：基于抗體庫的抗體親和力成熟與基于抗體庫的抗體篩選均為體外高親和力抗體篩選，重點(diǎn)仍是庫的構(gòu)建和篩選系統(tǒng)的選擇。區(qū)別在于后者所用的庫在構(gòu)建或合成時(shí)無偏向性或只具有針對某抗原的有限的偏向性；而前者所用的庫是基于確定的抗體序列模板所構(gòu)建的。突變區(qū)域的選擇主要是基于抗原抗體復(fù)合物的結(jié)構(gòu)信息或胚系基因熱點(diǎn)的預(yù)測。突變策略主要包括易錯(cuò)PCR、鏈置換、定點(diǎn)突變、DNA改組。2.5 生物藥先導(dǎo)化合物的優(yōu)化抗體成藥性的改善：提高熱穩(wěn)定性：熱穩(wěn)定性差可能導(dǎo)致抗體聚集和低表達(dá)。提高抗體的熱穩(wěn)定性，可通過優(yōu)化疏水性核心和帶電荷簇殘基、可利用數(shù)據(jù)庫的點(diǎn)突變研究和計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)來優(yōu)化。提高溶解度：作為臨床候選藥物的抗體應(yīng)具有良好較佳的溶解性和黏度。提高抗體溶解度的主要方法是去除表面疏水性。提高化學(xué)穩(wěn)定性:機(jī)體內(nèi)的化學(xué)降解常常會(huì)導(dǎo)致治療性抗體的效力降低,抗體蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)表面上的酶解位點(diǎn)也會(huì)影響抗體的化學(xué)穩(wěn)定性，可應(yīng)用晶體結(jié)構(gòu)或計(jì)算機(jī)構(gòu)建的3D模型結(jié)構(gòu)來研究并改良抗體結(jié)構(gòu)表面的特性，或通過噬菌體/酵母/哺乳動(dòng)物文庫進(jìn)行隨機(jī)或靶向突變這些方法來進(jìn)行改善。降低異質(zhì)性:蛋白翻譯后的糖基化、N-焦谷氨酰胺環(huán)化修飾引起抗體蛋白的異質(zhì)性，也會(huì)引起不同生產(chǎn)批次之間抗體質(zhì)量的不一致。可采用“靶位點(diǎn)突變”去除可以引起抗體異質(zhì)性的氨基酸。降低聚合性：主要方法有改變抗體框架、抗原結(jié)合環(huán)和結(jié)合域結(jié)合界面。2.5 生物藥先導(dǎo)化合物的優(yōu)化恒定區(qū)（Fc）修飾增強(qiáng)效應(yīng)功能和半衰期：對Fc區(qū)域的修飾可以對特定抗體的藥理作用產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，延長抗體的半衰期。Fcγ受體(FcγR)是免疫球蛋白G（IgG）Fc段受體,主要表達(dá)于免疫細(xì)胞膜上,在特異性抗體和效應(yīng)細(xì)胞功能間象橋梁使體液免疫和細(xì)胞免疫緊密關(guān)聯(lián)。補(bǔ)體依賴的細(xì)胞毒性（CDC）是補(bǔ)體系統(tǒng)被激活后在靶細(xì)胞表面形成膜攻擊復(fù)合體,導(dǎo)致靶細(xì)胞溶解的效應(yīng)。典型方法：點(diǎn)突變增強(qiáng)與FcγR的結(jié)合，根據(jù)需要將突變引入抗體的Fc結(jié)構(gòu)域糖基化工程改善抗體與FcγR結(jié)合通過交換不同抗體亞型Fc結(jié)構(gòu)域增加與FcγR的結(jié)合（亞型交叉抗體）IgG多聚化以提高與FcγR的結(jié)合點(diǎn)突變提高與血清補(bǔ)體(C1q)的結(jié)合以及增強(qiáng)補(bǔ)體依賴的殺傷作用插入或缺失突變引起的與C1q結(jié)合增強(qiáng)及補(bǔ)體依賴的細(xì)胞毒性(CDC)作用的增強(qiáng)交叉抗體亞型提高與C1q的結(jié)合IgG1六聚化形式增強(qiáng)與C1q結(jié)合和CDC作用2.5 生物藥先導(dǎo)化合物的優(yōu)化雙特異性抗體(BsAb)：通過基因工程手段將兩個(gè)分別靶向不同抗原的抗體片段組合在一起，所以具有兩種抗原結(jié)合位點(diǎn)，發(fā)揮協(xié)同作用，進(jìn)而提高治療效果。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能有效地改善抗體藥物在體內(nèi)的藥物代謝動(dòng)力學(xué)過程，增強(qiáng)臨床治療效果。同時(shí)識別兩種分子提高了抗體的選擇性和功能性親和力，改善了藥物的安全性和有效性，與兩種單克隆抗體藥物聯(lián)合用藥治療相比減少了開發(fā)和臨床試驗(yàn)成本。制備方法：化學(xué)偶聯(lián)法：該方法于1985年首次被使用，其原理是通過化學(xué)偶聯(lián)劑將兩個(gè)單抗或Fab片段偶聯(lián)成一種雙特異性抗體。雙雜交瘤融合法：將兩種雜交瘤細(xì)胞通過細(xì)胞融合的方法，合成雙雜交瘤細(xì)胞株，篩選出具有兩種抗體功能的穩(wěn)定靶細(xì)胞株。基因工程法：利用基因工程技術(shù)對抗體進(jìn)行改造，從而形成多種形式的雙特異性抗體。03藥物臨床前生產(chǎn)階段：實(shí)驗(yàn)研究、小量試制、中間試制類別：化學(xué)藥生產(chǎn)、生物藥生產(chǎn)基礎(chǔ)性研究，取得制造和質(zhì)量檢定的基本條件和方法理化性質(zhì)如分子式、結(jié)構(gòu)式、解離度、PH值、熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、冰點(diǎn)、滲透壓工藝流程如反應(yīng)條件、生產(chǎn)工藝、精制方法、原料規(guī)格、結(jié)構(gòu)確證、雜質(zhì)研究（來源機(jī)理分析、合成分離制備、結(jié)構(gòu)確證）、晶型研究（選擇依據(jù)、晶型及粒度影響因素、晶型及粒度控制方法）。路線篩選如終產(chǎn)品的收率、雜質(zhì)種類，結(jié)合理論選擇最優(yōu)研究預(yù)算如各研究階段成本和預(yù)計(jì)周期生物藥研究還包括生產(chǎn)用菌、毒種和細(xì)胞株的構(gòu)建、培養(yǎng)、遺傳穩(wěn)定性和生物組織選擇，有效成分的提取，純化及其理化特性、結(jié)構(gòu)與生物特征分析等研究。3.1 階段一：實(shí)驗(yàn)研究探索性開發(fā)和優(yōu)化方法，對實(shí)驗(yàn)室原有的合成路線和方法進(jìn)行全面的、系統(tǒng)的優(yōu)化，提出一條基本適合于中試生產(chǎn)的合成工藝路線。研究重點(diǎn)應(yīng)圍繞影響工業(yè)生產(chǎn)的關(guān)鍵性問題，如縮短合成路線，提高產(chǎn)率，簡化操作，降低成本和安全生產(chǎn)等，確定結(jié)構(gòu)、反應(yīng)參數(shù)、工藝過程后處理方式、物料控制、物料屬性。根據(jù)實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果：3.1 階段二：小量試制確定配方及給藥方式建立制備工藝和檢定方法實(shí)驗(yàn)小批量樣品進(jìn)行臨床前初步安全性和有效性的實(shí)驗(yàn)制定制造與檢定基本要求確定目的化合物具有新藥的可能性驗(yàn)證和使用方法，把實(shí)驗(yàn)室研究成果擴(kuò)大成中試規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，采用的工藝路線基本與實(shí)驗(yàn)室工藝規(guī)程一致。中試規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)三批產(chǎn)品，要求工藝穩(wěn)定，質(zhì)量穩(wěn)定，有工藝規(guī)程和質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)。三批產(chǎn)品的總量要達(dá)到:自檢和中檢所全部檢用量，加上臨床前動(dòng)物試驗(yàn)全部用量和I、I期臨床試驗(yàn)用量。如果臨床劑量大、療程長，需要產(chǎn)品量大，要根據(jù)不同產(chǎn)品來確定中試規(guī)模。3.1 階段三：中間試制工藝路線優(yōu)化記錄記錄各步的體積、濃度、純度、回收率等中間產(chǎn)品質(zhì)量控制要求主藥與輔料相互作用研究依據(jù)《中國藥典》制劑通則的要求進(jìn)行制劑穩(wěn)定性試驗(yàn)研究必須在NMPA認(rèn)證過的廠房內(nèi)生產(chǎn)生產(chǎn)工藝基本定型，產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)率相對穩(wěn)定，并能放大生產(chǎn)。有產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、檢定方法和保存穩(wěn)定性資料，并有測定效價(jià)的參考品或?qū)φ掌贰Ｈ?、系統(tǒng)地完成臨床前研究工作，包括藥物化學(xué)研究，藥理學(xué)研究(主要藥效學(xué)研究、一般藥理學(xué)研究、藥物代謝動(dòng)力學(xué)研究），毒理學(xué)研究，以及生物等效性、生物利用度研究和耐受性、依賴性試驗(yàn)等。提供自檢和檢定所復(fù)檢報(bào)告及能滿足臨床試驗(yàn)研究用量的連續(xù)三批產(chǎn)品。制定較完善的制造檢定試行規(guī)程和產(chǎn)品使用說明書(草案)。在新藥臨床前研究項(xiàng)目中，最重要的是新藥的安全性及其有效性是否優(yōu)于已知藥物，因此取得臨床試驗(yàn)批件的最重要資料是滿意的藥理學(xué)學(xué)和毒理學(xué)研究結(jié)果。3.1 階段三：中間試制化學(xué)藥生產(chǎn)——CMC（化學(xué)成分生產(chǎn)和控制）3.2CMC(Chemical，Manufacturing

and

Control)主要是指生產(chǎn)工藝、雜質(zhì)研究、質(zhì)量研究，穩(wěn)定性研究等藥學(xué)研究資料，是藥物研發(fā)的重要方面，CMC申報(bào)也是藥品申報(bào)資料中非常重要的部分。在臨床前研究階段，CMC的研究重點(diǎn)有：化合物的性質(zhì)確定全面了解化合物的性質(zhì)可以為選擇劑型、處方提供重要的依據(jù)。如溶解度、粉體學(xué)性質(zhì)、pH值（等電點(diǎn)等）、引濕性、穩(wěn)定性研究等。明確化合物的結(jié)構(gòu)可以保證化合物的穩(wěn)定，保證后續(xù)研究藥物的一致性。劑型、處方和規(guī)格確定由于該階段屬于藥物研發(fā)的初期階段，隨著研究的深入劑型、處方均有可能變化?；衔锏囊?guī)格沒有明確，因此劑型和處方的設(shè)計(jì)在保證安全性的前提下需要保證制劑質(zhì)量的一致及雜質(zhì)的可控。工藝研究，在此階段由于化合物的開發(fā)價(jià)值尚未明確，因此，研發(fā)的重點(diǎn)在于制備充足的原料和制劑，滿足藥理毒理和I期臨床的研究，同時(shí)也要滿足CMC的研究需要。工藝的研究基本上在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行一般情況下沒有必要對工藝進(jìn)行優(yōu)化，但是要對工藝中產(chǎn)生的雜質(zhì)，如反應(yīng)副產(chǎn)物、有機(jī)溶劑、重金屬等進(jìn)行有效的控制，初步確定處方工藝。3.2CMC申報(bào)中原料藥中常見問題：雜質(zhì)未定義明確，包括工藝雜質(zhì)、制劑雜質(zhì)、容器中浸出雜質(zhì)或殘留溶劑等；對原料藥的了解不夠充分；遺傳毒性研究不充分；缺乏藥物與安全相關(guān)的臨床與臨床前關(guān)聯(lián)評價(jià)；方法及放行標(biāo)準(zhǔn)不適用。CMC申報(bào)中制劑中常見問題：方法及放行標(biāo)準(zhǔn)不適用；處方組成中輔料的了解程度不夠；沒有足夠的穩(wěn)定性數(shù)據(jù)支持臨床周期；設(shè)備適用性問題包材相容性問題。化學(xué)藥生產(chǎn)——CMC（化學(xué)成分生產(chǎn)和控制）化學(xué)藥生產(chǎn)流程——原料藥生產(chǎn)3.2化學(xué)合成原料藥是指工業(yè)生產(chǎn)中各種化學(xué)原料在一定條件下通過化學(xué)反應(yīng)得到具有一定藥效的產(chǎn)品，再經(jīng)過結(jié)晶、干燥等工序使其達(dá)到藥品的各種指標(biāo)的原料藥生產(chǎn)方法。化學(xué)合成原料藥生產(chǎn)工藝發(fā)酵是原料藥生產(chǎn)工藝的重要方式之一，尤其是抗生素類原料藥如青霉素類、頭孢類等，通常是通過發(fā)酵和化學(xué)合成結(jié)合的半合成方式得到的。首先通過生物發(fā)酵得到目標(biāo)化合物的主要結(jié)構(gòu)，如青霉素特定的3-內(nèi)酰胺結(jié)構(gòu)，再進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾，得到最終的目標(biāo)化合物；最后經(jīng)過精制重結(jié)晶得到最終的原料藥產(chǎn)品。發(fā)酵過程一般需要經(jīng)過培養(yǎng)基的制備、消罐處理、接種、發(fā)酵、破壁、過濾、沉淀、離心、干燥等過程。發(fā)酵類原料藥生產(chǎn)工藝自然界是天然的化合物寶庫，動(dòng)物或植物通過自身新陳代謝，產(chǎn)生了許多目前無法合成卻對治療疾病有重大意義的化合物，因此動(dòng)植物提取是獲取目標(biāo)原料的途徑。動(dòng)植物提取類原料藥生產(chǎn)工藝化學(xué)藥生產(chǎn)流程——制劑生產(chǎn)3.2制劑生產(chǎn)流程：化學(xué)藥生產(chǎn)流程——化合物的性質(zhì)確定3.2對物理化學(xué)和生物性質(zhì)的研究，有助于劑型的確立和處方篩選化學(xué)藥生產(chǎn)流程——?jiǎng)┬汀⑻幏胶鸵?guī)格確定3.2化學(xué)藥生產(chǎn)流程——?jiǎng)┬?、處方和?guī)格確定3.2制劑研究的總體目標(biāo)是通過一系列研究工作，保證劑型選擇的依據(jù)充分，處方合理。處方選擇：根據(jù)藥物理化性質(zhì)、穩(wěn)定性試驗(yàn)結(jié)果和藥物吸收等情況，結(jié)合所選劑型的特點(diǎn)，確定適當(dāng)?shù)闹笜?biāo)，選擇適宜的輔料，進(jìn)行處方篩選和優(yōu)化，初步確定處方。表11、劑型、處方和規(guī)格開發(fā)化學(xué)藥生產(chǎn)流程——?jiǎng)┬?、處方和?guī)格確定3.2劑型選擇：藥品申請人通過對下列因素的考察，根據(jù)需要選擇適宜的劑型。1）原料藥理化性質(zhì)及生物學(xué)性質(zhì)；2）臨床治療的需要:疾病種類和特點(diǎn)、給藥途徑、用藥部位、吸收快慢要求等；3）臨床用藥的安全性：正常使用藥品后，人體產(chǎn)生毒副反應(yīng)的程度；4）臨床用藥的順應(yīng)性：藥物劑型與臨床應(yīng)用的適應(yīng)性。表12、主要?jiǎng)┬图捌浠驹u價(jià)項(xiàng)目化學(xué)藥生產(chǎn)流程——工藝研究3.2由于原料藥本身的可壓性和流動(dòng)性均較差，因此劑量較小的藥物，可以忽略原料藥的可壓性和流動(dòng)性而直接采用直接壓片。而對于劑量較大的藥物，可以通過濕法制粒來改善其流動(dòng)性和可壓性。直接壓片工藝關(guān)鍵在于輔料的選擇主要考查混合均勻性，流動(dòng)性和可壓性等，也包括其它必檢項(xiàng)目如含量，雜質(zhì)，溶出等。濕法制粒選擇合適的混合設(shè)備和批量，預(yù)混時(shí)間，制粒所需的潤濕劑用量，制粒終點(diǎn)的確定，水分的限度，干燥溫度的選擇，干燥時(shí)間和水分的量化關(guān)系等。顆粒的測試和片的檢測項(xiàng)目項(xiàng)目同直接壓片。工藝研究及優(yōu)化

:對影響制劑產(chǎn)品質(zhì)量的工藝參數(shù)等進(jìn)行研究，如：混合工藝、制粒用的篩網(wǎng)大小、壓片的初步工藝、包衣工藝、包衣增重等。確認(rèn)兩個(gè)或三個(gè)最佳處方工藝，分別作出小樣，初步確定處方工藝。一個(gè)藥物的合成工藝路線通?？捎扇舾蓚€(gè)合成工序組成，每個(gè)合成工序包含若干個(gè)化學(xué)單元反應(yīng)，每個(gè)單元反應(yīng)又包括反應(yīng)和后處理兩部分，后處理是產(chǎn)物的分離、精制的物理處理過程，只有經(jīng)過適當(dāng)而有效的后處理才能得到符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的藥物?；瘜W(xué)藥生產(chǎn)流程——工藝研究3.2，反應(yīng)影響因素內(nèi)容配料比參與反應(yīng)的各物料之間物質(zhì)量的比例，也稱投料比。凡屬可逆反應(yīng)，可采取增加反應(yīng)物之一的濃度（即增加其配料比）

，或從反應(yīng)系統(tǒng)中不斷除去生成物之一的辦法，以提高反應(yīng)速率和增加產(chǎn)物的收率。當(dāng)反應(yīng)生成物的生成量取決于反應(yīng)液中某一反應(yīng)物的濃度時(shí)，則應(yīng)增加其配料比。最適合的配料比應(yīng)在收率較高，同時(shí)又是單耗較低的某一范圍內(nèi)。倘若反應(yīng)中有反應(yīng)物不穩(wěn)定，則可增加其用量以保證有足夠量反應(yīng)物參與主反應(yīng)。當(dāng)參與主、副反應(yīng)的反應(yīng)物不盡相同時(shí)，應(yīng)利用這一差異，增加某一反應(yīng)物的用量，以增加主反應(yīng)的競爭能力。為防止連續(xù)反應(yīng)和副反應(yīng)的發(fā)生，有些反應(yīng)的配料比小于理論配比，反應(yīng)進(jìn)行到一定程度后停止反應(yīng)。需要重視反應(yīng)機(jī)理和反應(yīng)物的特性與配料比的關(guān)系。作為化學(xué)反應(yīng)的介質(zhì)，反應(yīng)溶劑性質(zhì)和用量直接影響反應(yīng)物的濃度、溶劑化作用、加料次序、反應(yīng)溫度和反應(yīng)壓力等。在藥物合成中，絕大部分化學(xué)反應(yīng)都是在溶劑中進(jìn)行的，溶劑溶劑還是一個(gè)稀釋劑，它可以幫助反應(yīng)散熱或傳熱，并使反應(yīng)分子能夠均勻分布，增加分子間碰撞的機(jī)會(huì)，從而加速反應(yīng)進(jìn)程。采用重結(jié)晶法精制反應(yīng)產(chǎn)物，也需要溶劑。在化學(xué)反應(yīng)或在重結(jié)晶條件下，溶劑應(yīng)是穩(wěn)定而惰性的。盡量不要讓溶劑干擾反應(yīng)，不要在反應(yīng)物、試劑和溶劑之間發(fā)生副反應(yīng)或在重結(jié)晶時(shí)溶劑與產(chǎn)物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。溶劑直接影響化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率、反應(yīng)方向、轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物構(gòu)型等。在選用溶劑時(shí)還要考慮如何將產(chǎn)物從反應(yīng)液中分離。為了使反應(yīng)能成功地按預(yù)定方向進(jìn)行，必須選擇適當(dāng)?shù)娜軇?。溫度常用類推法選擇反應(yīng)溫度，即根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道的類似反應(yīng)的反應(yīng)溫度初步確定反應(yīng)溫度，然后根據(jù)反應(yīng)物性質(zhì)作適當(dāng)改變，綜合各種影響因素，進(jìn)行設(shè)計(jì)和試驗(yàn)。如果是全新反應(yīng)，一般從室溫開始，用薄層層析法追蹤發(fā)生的變化，若無反應(yīng)發(fā)生，可逐步升溫或延長時(shí)間；若反應(yīng)過快或激烈，可降溫或控溫緩和進(jìn)行。常用冷卻介質(zhì)有冰/水、冰/鹽、干冰/丙酮和液氮。加熱溫度可通過具有適當(dāng)沸點(diǎn)的溶劑予以固定，也可用蒸汽浴、控溫油浴將反應(yīng)溫度恒定在某一溫度范圍。選擇最佳反應(yīng)溫度，應(yīng)先了解溫度與活化能、反應(yīng)速率及反應(yīng)平衡之間的關(guān)系。反應(yīng)溫度升高，反應(yīng)速率相應(yīng)增大，在高溫條件