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现代药理学的研究发展方向初探

时间:2006-11-26栏目:医药卫生论文

  现代药理学的研究发展方向初探
  
  作者:王会玲 彦彤
  
  药理学作为生理科学的分支学科,是一门应用基础学科,交叉性和综合性非常强。是连接药学与医学、基础医学临床医学、化学与生命科学的桥梁学科,药理学科的发展是随着医学科学的进步、药学科学的发展及人类防病治病和健康的维护等同时发展的。
  
  药理学的研究由早期的整体药理学,器官药理学,向着细胞药理学,分子药理学,基因组药理学的方向发展,随着其他学科的发展,现代药理学已经完成了由以药物为中心的传统研究模式,越来越多地向以疾病靶点为中心的现代模式转变。本文从现代药理学的研究发展特点到引入干预分子在新药研究领域中的作用,从以下几方面进行阐述。
  
  1  传统研究模式:以药物为中心
  
  在早期,药理学对象均为文献记载或者民间经验等被认为有效的天然物质,研究的主要程序是,通过化学、分析等手段,对其进行分离提纯、鉴定,结合生理、生化效应的观察每一组分的作用,最后提纯有效单体化合物,制备成为药品,这一类研究最大的特点是,在研究开始阶段,科学家们已经掌握了研究对象足够多的信息,已经对研究对象可能的作用或者活性有了初步的了解,它有足够的文献记载或者它有足够的临床应用基础,例如:阿司匹林,公元前400 年,希伯格拉底推荐使用一种黄色的叶子可以镇痛,在18世纪科学家们发现柳树的叶子可以镇痛和退热,并且从中提取得到有效成分水杨酸,但是水杨酸对胃肠道和口腔有非常严生的刺激作用。后来经过德国科学家Felix Hoffmann 的努力,合成了刺激作用较小的乙酰水杨酸,也就是今天的阿司匹林。
  
  2  现代研究模式:以疾病为中心
  
  随着生命科学的不断发展,人们对各种疾病的发生,发展等过程有了进一步的认识。很多在某些疾病发生和发展过程中起重要作用的关键调控分子被揭示出来,通过干预或者调解这些关键分子,治疗和预防疾病的治疗手段也应运而生。这种以疾病为中心的药物研究模式已经成为现代药理学研究的趋势。其主要特点有以下三方面:
  
  2.1  寻找靶点
  
  人类整个基因组的基因数量在3——8 万之间,但90%以上的基因功能尚不明确。在这些基因序列中,出现了大约5000 个药物作用靶点,科学家们预言,将来会发现超过几千种与疾病有关的有效靶点,通过识别这些靶基因,有可能会发掘出几万个疗效更高,作用更专一的新药,因此,对于现代的药物开发科学家来说,首要的任务是将这些未知功能的基因功能明确化,并进一步寻找到有治疗前景的药物靶点基因。到目前为止,已经有数千个靶点类蛋白被克隆纯化。其中,细胞膜受体类是主要的一类药物靶点,其中主要为GPCRS.大多数激素、神经多肽,神经递质的受体都是GPCRS,这类受体构成传导细胞生长信号的最主要通路之一,约60%的药物作用于GPCRS.目前有约200 种已知的GPCRS,占了所有药品的四分之一,全球每年销售达到900 亿美元。
  
  2.2  组和化学的运用
  
  组合化学是一门将化学合成、组合理论,计算机辅助设计及机械手结合一体,并在短时间内将不同构建模块用巧妙构思,根据组合原理,系统反复连接,从而产生大批的分子多样性群体,形成化合物库,然后,运用组合原理,以巧妙的手段对库成分进行筛选优化,得到可能的有目标性能的化合物结构的科学。
  
  药物的开发是一个耗时间耗经费的过程。据报道,在美国,一种新药从开始研制到上市,需8——10 年的时间,研究费用高达2——5 亿美元。药物的研制历程之所以这样长,其中一个很重要的原因是先导化合物的发现与优化速度缓慢。组合化学能够大大加快化合物库的合成及筛选速度,从而大大加快了新药的研制速度,经过十几年的发展,组合化学方法已成为新药研制的必由之路,它的出现被誉为近年来药物合成领域的最显著的进步之一。所以,组合化学在有机领域最引人注目的成就是对传统药物合成化学的冲击。
  
  2.3  高通量筛选成为主要手段
  
  近年来,由于自动化技术特别是机器人的应用,在新药研究中出现了高通量筛选技术。该技术将化学,基因组研究,生物信息,以及自动化仪器等先进技术,有机组合成一个高程序,高自动化的新模式,从而创造了发现新药的新程序,由于该技术具有快速,高效等特点,因而成为发现、研制新药的主要手段。
  
  高通量筛选技术是将多种技术方法有机结合而形成的一种新技术体系,它以微板形式作为实验工具载体,以自动化操作系统执行实验过程,以灵敏快速的检测仪器采集实验数据,以计算机对数以千计的样品数据进行分析处理,从而得出科学准确的实验结果和特色效用,英国学者AlanD研究提示,一个实验室采用传统的方法,借助20 余种药物作用靶位,1 年内仅能筛选75000 个样品。1997 年高通量筛选技术发展初期,采用100 余种靶位,每年可筛选100 万个样品,1999 年高通量筛选技术进一步完善后,每天的筛选量就高达10 万种化合物。高通量筛选方法作为新药发现的手段具有选择范围广、筛选成本较低、结果可靠等特点,是新药研究的重要手段。
  
  高通量筛选的实验方法分子水平和细胞水平的实验方法是实现药物高通量筛选的技术基础,由于药物高通量筛选要求同时处理大量样品,实验体系必须微量化,而这些微量化的实验方法应根据新的科研成果来建立。药物高通量筛选模型的实验方法,根据其生物学特点,可分为以下几类:受体结合分析法、酶活性测定法、细胞分子测定法、细胞活性测定法、代谢物质测定法、基因产物测定法等等,这些实验方法,均已广泛用于药物高通量筛选中。
  
  由此可见,药理学的发展是随着生产力的发展和科技的进步而发展的,随着人们对生命活动太疾病的认识逐步深入及新技术在制药方面的应用,药理学的研究也会趋于细致、合理。
  
  参考文献
  
  [1] 吕圭源。药理学[M].中国中医药出版社。
  
  [2] 吴镭。药学科学前沿与发展方向[M].中国医药科技出版社
  
  [3] 杜冠华。新药发现与高通量药物筛选[J].医药导报

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