优秀的人有其特质,优秀的药物也无一例外!
近年来,由于国家政策的支持,我国的生物医药产业正在成为发展最活跃的产业,医药研发进展可谓日新月异。鉴于药监局的监管政策不断鼓励新药研发,从事新药研发的企业和人员越来越多。But真正有过新药研发全周期经验的人少只甚少,小编根据自己几年的新药研发经验,将新药研发的基本流程做一个简单梳理。
首先生物学家登场,研究致病机理,确认靶点,进行结构解析,然后设计体外实验模型,再利用高通量筛选或计算机虚拟筛选寻找苗头化合物。接着药物化学家登场,在苗头化合物(Hit compounds)的基础上,进行初期的验证性实验,进而优选几个系列的化合物作为先导化合物(Lead compounds),进行构效关系研究。这期间平均每个项目需要合成5000-10000个化合物,并且这个阶段需要与生物学家、药理专家、毒理专家、制剂专家等紧密配合,进行各种性质测试、PK/PD及毒性测试。通过测试——修改结构——再测试——再修改结构,持续地改进性质,使得一个小分子可以尽可能地满足成药性的需求。如果一个小分子可以幸运地通过所有的测试,那真是凤凰涅磐,就可以向临床推进了。再一不小心,顺利的通过3期临床,新药也就成功上市了。
优秀的人有他的特质,优秀的药物同样有。
1
PD
活性范围0.1μmol/L~1μmol/L(酶活或细胞活性)范围内
存在剂量与活性的相关性
2
PK
口服生物利用度>10%
消除半衰期≥30min
与CYP450低结合
在治疗窗口下,几乎无毒性
肝微粒体清除率<23μL/min/mg
分布容积Vd>0.5L/kg
血浆蛋白结合率<99.5%
3
物理化学性质
相对分子量<500
水溶性>10μg/mL
脂水分配系数logP 0-3.0
4
候选化合物确定
候选化合物确定(任何一项出问题应停止药物开发):
药效原则性应强于临床药物
优秀的药代动力学性质(生物利用度、药物分布、适宜的半衰期、较低的血浆结合率、与CYP450低结合)
良好的物理化学性质(水溶性、分配性、化学稳定性、多晶型)
安全性预实验:致畸致突变、心脏hERG毒性、大鼠和犬的多剂量耐受性及蓄积性试验
5
候选药物确定后,新药研发就进入开发阶段(development),药物开发第一阶段的目标就是完成临床前的毒理学研究,向药监部门提交“实验用新药”(investigational new drug, IND )申请。新药开发需要多学科的协作,比如合成工艺(process chemistry),毒理学,药理学,药代动力学,制剂,等等各学科的协作,另外,所有专业都需要分析化学的支持。
1. 化学、制造和控制(Chemical Manufacture and Control, CMC)
新药开发工作的第一步是原料药合成工艺研发(Process R & D),这是一个不断改进、完善的过程。第一批提供的原料药主要用于毒理研究(100—1000g),要求是越快越好,成本不是主要考虑因素。因此,只要药化路线能够实现毒理批合成,工艺研发部门就会采用。但随着项目的推进,工艺部门会根据需要设计全新合成路线,开发合理生产工艺来满足从I—III期临床用药与商业化的需求;同理,制剂部门首先也会以最简单的形式给药,完成毒理研究,然后不断完成处方工艺研究,开发出商业化的制剂工艺。
2. 制剂开发
制剂开发是药物研发的一个重要环节。早期制剂研究并不需要完整的处方开发,所有研究围绕毒理学研究和一期临床时方便给药即可,目的是将候选药物尽快推向临床。随着项目推进,给药方式和处方研究就越来越全面。比如,有的药胃肠吸收很差,就需要开发为注射剂。有的药对在胃酸里面会失去活性,就需要开发为肠溶制剂。有的化合物溶解性不好,也可以通过制剂来部分解决这个问题。
3. 药代动力学(Pharmacokinetics, PK)
了解药物在动物体内的吸收、分布、代谢、排泄(ADME),这些数据可以指导临床研究以何种形式给药(口服、吸入、针剂),给药频率与剂量。
4. 安全性药理(Safety Pharmacology)
证明该化合物针对特定目标疾病具有生物活性,同时评估药物对疗效以外的作用,比如可能的副作用,尤其是对心血管、呼吸、中枢神经系统的影响。
5. 毒理研究(Toxicology)
毒理研究种类较多,包括急性毒性、亚急性毒性、慢性毒性、生殖毒性、致癌性、致突变性等。为了加速新药能及早验证是否有疗效,尤其是对一些抗癌药,有些耗时费钱的毒理实验(如致癌性、生殖毒性)是可容許在临床试验阶段再进行。
前面这些内容都统称为临床前研究,是药物开发的第一阶段。临床前各个实验的步骤可不是严格按照上述这个顺序展开,而是一个相互包容、相互协调的关系。比如,原料药工艺研发部门,完成毒理批样品合成后,就必须立即开展合成路线的选择,开发新的合成工艺,提供足够量的原料药以满足制剂部门制剂研究用原料药和9-12个月后开展I期临床用药的需求。
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心似平原走马,易放难收。
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