药物发现和开发
药物开发过程
不同的方法被用来确认化学化合物这可能是开发和销售。的当前状态所需的化学和生物科学制药发展,5000 - 10000年为每个新化合物必须经过实验室筛查药物被批准用于人类。5000 - 10000的化合物筛选,大约250将进入临床前测试和5将进入临床试验。从开发到营销的整个过程的药物可能需要10到15年。本节描述一些使用的过程行业发现和开发新药物。的提供了一个整体的总结这个发展的过程。
研究和发现
药品生产活动的结果由一系列复杂的公共和私人组织从事药物的开发和制造。作为这个过程的一部分,许多公立机构的科学家们开展基础研究等课程化学,生物化学,生理学,微生物学,药理学。基础研究几乎都是针对开发新的天然物质或生理过程的理解,而不是特别针对开发产品或发明。这使得科学家们在公共机构和私人企业将新知识应用到新产品的开发。这个过程的第一步是进行主要由基本的科学家和医生在各种研究机构和大学工作。他们的研究结果发表在科学和医学期刊上。这些结果促进识别潜在的药物发现的新目标。可能是药物的目标受体,一个酶、生物运输过程中,或任何其他身体所涉及的过程新陈代谢。一旦确定目标,大量的剩余的工作参与药物的发现和开发进行或由制药公司。
药物发现的贡献的科学知识
两类抗高血压药物作为的一个例子增强生化和生理知识为一体系统导致了药物开发。高血压(高血压)是发展的一个主要危险因素心血管疾病。预防心血管疾病的一个重要方法是控制高血压。参与的一个生理系统血压控制是肾素-血管紧张素系统。肾素是一种酶生产的吗肾脏。它作用于血液蛋白质产生血管紧张素。这个系统的生物化学和生理学的细节是由生物医学科学家在医院工作,大学和政府研究实验室在世界各地。两个重要步骤生产的生理影响肾素-血管紧张素系统的转换是不活跃的血管紧张素我主动血管紧张素ⅱ通过血管紧张素转换酶(ACE)和与其生理血管紧张素ⅱ受体之间的相互作用,包括AT1受体。血管紧张素ⅱ与AT1受体相互作用提高血压。这个系统的生物化学和生理学知识的科学家建议可以开发新的药物来降低血压异常高。
一种药物,抑制ACE将降低血管紧张素II的形成。反过来,减少血管紧张素II的形成会导致减少AT1受体的激活。因此,它是假定药物抑制ACE能降低血压。这个假设被证明是正确的,和一个类抗高血压药物血管紧张素转换酶抑制剂是发达国家。同样,一旦血压维护AT1受体的作用是理解,假设可能会阻止AT1受体的药物会产生降压效应。再一次,这个假设被证明是正确的,第二个类抗高血压药物,AT1受体拮抗剂发达。受体激动剂药物或天然物质生理激活受体,而拮抗剂是阻断这些受体的药物。在这种情况下,血管紧张素ⅱ是AT1受体的激动剂,抗高血压药物AT1拮抗剂。降压药说明发现新的药物靶点的价值是有用的大规模筛查确定铅化学药物开发。
药物筛选
化合物的来源
筛选化合物潜在的药理作用是一个非常重要的药物发现和开发过程。世界上几乎所有的化学和制药公司有一个图书馆的化合物合成了几十年。从历史上看,许多多样化的化学物质来源于天然产物如植物、动物和微生物。更多的化合物可以从大学的化学家。此外,自动化,高输出、组合化学方法增加了成千上万的新化合物。是否这些数以百万计的化合物的特点,将使他们成为药物还有待发现通过快速、高效的药物筛选。
铅的化学识别
花了保罗•埃尔利希年屏幕胂凡纳明的606种化学物质,导致发展作为第一个有效的药物治疗梅毒。从埃利希(1910)的成功的时候,直到20世纪下半叶,大多数用于新药筛选试验几乎完全依赖屏幕全部动物,如老鼠和老鼠。埃利希筛选化合物与梅毒、老鼠和他的过程被证明是更有效的比他的同时代的人。20世纪后期以来,自动体外筛选技术允许成千上万的化学化合物筛选成为可能功效在一个单一的一天。在大容量体外屏幕,个别化学与药物混合目标小,试管样井的微量滴定板,和理想的相互作用的化学物质的药物靶点识别多种化学技术。药物靶点的屏幕可以(游离酶、药物受体生物,或离子通道),或者他们可以包含培养细菌、酵母、哺乳动物细胞。与药物靶点相互作用的化学物质以理想的方式被称为领导和遭受进一步发展测试。同时,额外的化学物质可能合成如果稍微改变结构复合似乎并不理想。一旦发现铅的化学,它将经过几年的动物研究药理学和毒理学预测未来人类的安全性和有效性。
铅化合物从天然产物
另一个非常重要的方式来寻找新的药物是从天然产物分离的化学物质。洋地黄,麻黄素,阿托品,奎宁,秋水仙碱,可卡因从植物净化。甲状腺激素,皮质醇,胰岛素最初是从动物隔离,而青霉素和其他抗生素来自微生物。在许多情况下植物的产品被用于数百或数千年土著来自世界各地的人民之前,他们来自工业化国家的科学家的“发现”。在大多数情况下,这些原住民学习植物有药用价值相同的方式他们学到哪些植物是安全eat-trial和错误。民族药物学是医学科学的一个分支孤立使用的医药产品或原始人们使用现代科学技术研究。在某些情况下可取的药理性质的化学制品被孤立,最终成为药物与属性识别的自然产物。在其他情况下化学物质具有独特的或不寻常的自然产物化学结构确定。这些新的化学结构进行药物筛选来确定潜在的药物或药用价值。在许多情况下,这样的化学结构及其合成类似物开发与使用药物与天然产品。这样一个化合物是重要的抗癌药物紫杉醇,孤立于太平洋紫杉(水松杂草)。
紫杉醇和太平洋紫杉
的一员紫杉的家庭,紫杉科太平洋紫杉(水松杂草平,常绿针和产生红、berrylike水果。紫杉的家人的毒性是在古老的描述希腊文学。实际上,属名水松来自希腊语toxon可以翻译成毒素或毒药。老普林尼形容人喝酒后死亡,被存储在紫杉木料制成的容器。尤利乌斯•凯撒描述了他的一个敌人,使用紫杉植物Catuvolcus,毒害自己。早期的日本使用紫杉工厂部分诱导堕胎和治疗糖尿病治疗,印第安人用紫杉关节炎和发烧。部分原因是普遍的历史描述明显的生物效应固有的在紫杉的家人,太平洋紫杉样本包含在屏幕潜在的抗癌药物。
这个筛选过程启动之间的合作美国农业部(USDA)和国家癌症研究所(NCI)美国。提取从太平洋紫杉测试两个癌症细胞系和1964年发现有前途的影响。足够量的提取制备后,活性化合物,紫杉醇,于1969年独立。1979年药理学家苏珊·霍维茨和她的同事在叶史瓦大学的阿尔伯特·爱因斯坦医学院的报告独特的对紫杉醇的作用机制。1983年与紫杉醇NCI-supported临床试验开始,到1989年NCI-supported临床研究人员约翰霍普金斯大学报道非常积极的治疗效果卵巢癌。1989年NCI达成协议百时美施贵宝增加生产、供应、销售的紫杉醇。紫杉醇治疗卵巢癌的营销始于1992年。百时美施贵宝紫杉醇应用于商标的名字,成为紫杉醇®,通用名称成为紫杉醇。
最初,紫杉醇的唯一来源是太平洋紫杉树皮,本地原始森林沿着美国和西北海岸英属哥伦比亚。这导致了相当多的公众争论。环保团体担心紫杉的收获会危及其生存。树皮三到十花了100岁的植物足够的药物治疗一个病人。也有担心收获紫杉会导致环境破坏的地区,可能会破坏濒危斑点猫头鹰的栖息地。经过数年的争论,百时美施贵宝采用生产紫杉醇的半合成过程。这个过程使用一个前体,这是化学转化为紫杉醇。的前身是从针头(可再生生物质)中提取的水松baccata生长在喜马拉雅山脉和在欧洲。尽管有一些政治争议周围的紫杉醇的发现和发展,其发展的故事和营销提供了公共和私人企业的另一个例子可以合作发展的新发现和新药物。