先导化合物的优化与候选药物的确定

先导化合物的概念及发现途径.
先导化合物（lead compound）是指在药物研发过程中，作为药物候选的化合物。

它通常具有一定的生物活性，并且可以通过化学修饰或优化来进一步开发成为更有效的药物。

发现先导化合物的途径有以下几种：
1. 高通量筛选（HTS）：使用自动化设备对大规模化合物库进行快速筛选，检测化合物与特定生物靶点之间的相互作用，并确定具有一定活性的化合物。

2. 细胞系筛选：使用细胞系进行药物筛选，检测化合物对细胞增殖、存活或其他生物学效应的影响，找到具有生物活性的化合物。

3. 虚拟筛选（in silico screening）：利用计算机辅助药物设计（computer-aided drug design）方法，通过模拟化合物与靶点之间的相互作用，预测和筛选具有潜在生物活性的化合物。

4. 经验性发现：通过对自然产物、药物衍生物或相关化合物的研究，发现具有一定生物活性的化合物。

5. 报道的先导化合物：参考已发表文献中报道的具有一定生物活性的化合物，进行进一步研究和开发。

这些途径常常结合运用，以发现具有潜在药理活性的先导化合物，为进一步的研发和优化提供基础。

药物化学●生物技术药物与传统药物相比特点（21）1.生物技术药物绝大多数为生物大分子内源性物质，即蛋白质或多肽类药物2.稳定性差，在酸碱环境或体内酶存在下极易失活3.分子量大，以多聚体形式存在为主，难以透过胃肠道黏膜上皮细胞层，吸收少，不口服一般注射给药，对于长期给药的病人而言，是很不方便的4.临床使用剂量少，药理活性高，副作用少，过敏反应少5.体内半衰期短，从血中消除较快，作用时间短，没有充分发挥其作用●先导化合物发现途径（22:药物研发，答了这个知识点）1.从天然产物得到先导化合物，青霉素是从药用植物黄花蒿中分离出来的含有过氧桥的倍半萜内酯化合物2.以现有药物作为先导化合物：(1)由药物副作用发现先导化合物：吩噻嗪类抗精神失常药氯丙嗪及其类似物是由结构类似的抗组胺药异丙嗪的镇静副作用发展而来(2)通过药物的代谢研究发现先导化合物：羟布宗是保泰松的活性代谢物(3)以现有突破性药物作为先导化合物：兰索拉唑是以奥美拉唑为先导化合物结构改造得到的，其活性比奥美拉唑更强3.用活性内源性物质作先导化合物：以炎症介质5-羟色胺为先导化合物研发了抗炎药吲哚美辛4.利用组合化学和高通量筛选得到先导化合物：通过一定的合成模块组合构建大量不同结构的化学物，高通量筛选具有生物活性的化合物，再确定其结构5.利用计算机进行靶向筛选得到先导化合物：以生物靶点为基础，利用计算机软件对华和我进行靶向合理筛选●简要说明药物代谢在药物研究中的作用并举例从药物代谢中发现的新药1.作用（1）设计和发现新药：寻找和发现新的先导化合物，对先导化合物的结构修饰，对新药研究的指导作用（2）优化药物的药动学性质：通过修饰缩短或延长药物的作用时间，指导设计适当的剂型（3）解释药物的作用机制2.举例（1）羟布宗是保泰松的活性代谢物（2）奥沙西泮是地西泮的活性代谢物新药研发的方法1.新药发现通常分为治疗靶分子的确定和选择，靶分子的优化，先导化合物的治疗靶标后，获得与所选择的靶标能相互作用的具有确定生物活性的化合物；先导化合物的优化，即对先导化合物的结构进行修饰和改造，提高化合物的活性和选择性，降低毒性，建立构效关系，理解分子的作用模式，评估化合物的药代动力学性质，确定候选药物2.对候选药物进行开发，即按照规定要求进行较为系统的临床前研究和临床研究。

先导化合物的优化与候选药物的确定
靶向非编码RNA（ncRNA）的制备先导化合物可以为药物开发提供更
多的有利条件，其中包括靶向ncRNA可以改善药物的活性，提高靶基因的
特异性，以及ncRNA被认为是调节关键靶标的潜在调节蛋白。

然而，目前
没有足够有效的方法来确定有效的靶向非编码RNA先导化合物和药物候选。

优化靶向非编码RNA先导化合物的方法主要集中在以下几个方面。

首先，应该利用合成化学方法优化ncRNA先导化合物的可溶性、可吸收、可
掩盖等特性，在药物发掘中起到显著作用。

其次，应该通过利用感兴趣ncRNA的结构信息来进行先导化合物设计及结构优化，以获得更高的ncRNA靶向效率和药物候选的特异性。

此外，应该利用分子模拟方法，运
用模拟软件对先导化合物的结构进行优化，根据模拟结果，可以有效地改
善ncRNA靶标特异性和药物活性。

同时，应该考虑基于抗原-抗体互作和
复合物科学的策略，改善ncRNA靶点的特异性和药物活性。

经过上述优化先导化合物的研究，可以确定药物候选。

首先，应根据
分子水平和全局水平考虑对ncRNA靶向药物的具体药理作用，并结合药物
的特异性、活性、稳定性等特性，从而确定有效的ncRNA靶向药物。

CXO行业包括CROCMOCDMOCXO行业情况：CXO行业包括CRO/CMO/CDMO，即合同研发服务组织、合同生产业务组织、合同研发与生产业务组织，通过合同外包形式，接受制药企业或者生物科技公司委托，在药物研发过程中提供专业化研发服务，提供产品生产时所需要的工艺开发、原料药及中间体的生产、制剂生产等。

其中，CRO可以分为临床前CRO和临床CRO两大类。

临床前CRO业务主要针对药物临床前研究阶段，包括靶点确定、先导化合物的发现与优化、候选药物的确定、动物试验等。

国内从事临床前CRO 业务的A股公司有药明康德、康龙化成、量子生物、美迪西、昭衍新药等。

临床CRO主要是针对药物临床试验阶段，国内从事临床CRO 业务的A股公司包括泰格医药、博济医药等。

国内从事CDMO/CMO 业务的A股公司有药明康德、凯莱英、博腾股份等以及部分原料药企业。

CRO业务的核心产能是员工数量，CDMO/CMO业务的核心产能是固定资产数量。

CXO行业景气度持续提升，主要受益于全球新药研发投入持续高速增长、受成本等因素影响，海外研发外包需求持续向亚太地区转移、国内药事政策倒逼药企加大创新研发投入。

首先，CXO行业收入来自于药企和生物科技公司的研发支出。

过去几年，全球前30大药企研发投入持续保持在5%左右增速。

而生物科技公司的研发投入意愿主要取决于其融资情况。

17-19年，美国医疗行业投融资额分别达到177、224、198亿美元，较此前几年平均100-120亿美元有较明显的增长。

其次，CXO行业存在的价值首先就是能够帮助药企在药物研发及生产过程中降低成本，因此CXO产业链必然会逐渐向低成本地区转移。

根据弗若斯特沙利文数据，预计北美CRO全球份额将从2015年的50%降到2021年的44.8%，而亚太地区份额将从2015年的12.9%增长到2021年的19.1%。

随着国内具有本科及以上学历毕业生数量的高速增长，高学历人才数量的高速增长，预计CXO产业将受益于国内工程师红利，不断向国内转移。

制药行业创新药物研发与质量控制方案第1章创新药物研发概述 (3)1.1 药物研发的意义与挑战 (3)1.2 创新药物研发流程及关键环节 (3)第2章药物靶点的筛选与确证 (4)2.1 药物靶点的筛选方法 (4)2.1.1 文献调研 (4)2.1.2 生物信息学分析 (4)2.1.3 高通量筛选 (5)2.1.4 疾病模型研究 (5)2.2 靶点确证与评估 (5)2.2.1 靶点活性验证 (5)2.2.2 靶点选择性评估 (5)2.2.3 靶点成药性分析 (5)2.3 靶点相关生物标志物的发觉与应用 (5)2.3.1 生物标志物的筛选与验证 (5)2.3.2 生物标志物在药物研发中的应用 (5)2.3.3 生物标志物在临床诊断与治疗中的应用 (6)第3章先导化合物的设计与合成 (6)3.1 先导化合物设计策略 (6)3.1.1 计算机辅助设计 (6)3.1.2 基于靶点的先导化合物设计 (6)3.1.3 类药性先导化合物设计 (6)3.2 合成方法与工艺优化 (6)3.2.1 绿色合成方法 (6)3.2.2 工艺优化 (6)3.2.3 合成路线的设计 (6)3.3 先导化合物的筛选与评价 (7)3.3.1 筛选方法 (7)3.3.2 生物活性评价 (7)3.3.3 安全性评价 (7)第4章生物技术在药物研发中的应用 (7)4.1 基因工程技术在药物研发中的应用 (7)4.1.1 基因克隆 (7)4.1.2 基因重组 (7)4.1.3 蛋白质表达 (7)4.2 细胞培养与表达系统 (7)4.2.1 原理与分类 (8)4.2.2 应用 (8)4.3 蛋白质工程与抗体技术 (8)4.3.1 蛋白质工程 (8)4.3.2 抗体技术 (9)第5章药物分子的优化与改造 (9)5.1 药物分子优化策略 (9)5.1.1 基于结构的优化 (9)5.1.2 基于性质的优化 (9)5.1.3 基于生物信息的优化 (10)5.2 结构改造方法与应用 (10)5.2.1 基于片段的药物设计 (10)5.2.2 构象限制法 (10)5.2.3 生物电子等排体替换 (10)5.3 生物电子等排体替换与药效团融合 (11)5.3.1 生物电子等排体替换 (11)5.3.2 药效团融合 (11)第6章药理毒理学研究 (11)6.1 药理作用机制研究 (11)6.1.1 药物作用靶点的筛选与确证 (12)6.1.2 药物与靶点相互作用研究 (12)6.1.3 信号通路调控研究 (12)6.1.4 作用机制验证实验 (12)6.2 毒理学评价与安全性评估 (12)6.2.1 急性毒性评价 (12)6.2.2 亚慢性毒性评价 (12)6.2.3 慢性毒性评价 (12)6.2.4 遗传毒性、生殖毒性及致癌性评价 (12)6.3 作用靶点的验证与药物分子的优化 (12)6.3.1 作用靶点验证 (12)6.3.2 药物分子优化 (13)6.3.3 生物标志物研究 (13)第7章药物质量控制 (13)7.1 药物质量标准的制定与修订 (13)7.1.1 制定原则 (13)7.1.2 修订流程 (13)7.1.3 关键控制点 (14)7.2 药物分析方法与验证 (14)7.2.1 选择原则 (14)7.2.2 验证方法 (14)7.2.3 应用实例 (14)7.3 药物稳定性研究 (15)7.3.1 研究意义 (15)7.3.2 研究方法 (15)7.3.3 影响因素 (15)第8章制剂研究 (15)8.1 制剂设计原理与策略 (15)8.1.1 制剂设计原理 (15)8.1.2 制剂设计策略 (16)8.2 固体分散体与纳米粒制剂 (16)8.2.1 固体分散体 (16)8.2.2 纳米粒制剂 (16)8.3 靶向给药系统与缓释给药系统 (16)8.3.1 靶向给药系统 (16)8.3.2 缓释给药系统 (17)第9章药物临床试验 (17)9.1 临床试验设计与实施 (17)9.2 Ⅰ期临床试验 (17)9.3 Ⅱ/Ⅲ期临床试验与生物等效性试验 (17)9.3.1 Ⅱ期临床试验 (17)9.3.2 Ⅲ期临床试验 (17)9.3.3 生物等效性试验 (17)第10章药品注册与监管 (18)10.1 国内外药品注册流程 (18)10.1.1 国内药品注册流程 (18)10.1.2 国外药品注册流程 (18)10.2 注册申报资料要求 (18)10.2.1 药品注册申报资料的基本要求 (18)10.2.2 不同注册阶段的申报资料要求 (18)10.3 药品监管政策与法规更新 (18)10.3.1 我国药品监管政策与法规概述 (19)10.3.2 国外药品监管政策与法规更新 (19)10.3.3 我国药品监管政策与法规更新动态 (19)第1章创新药物研发概述1.1 药物研发的意义与挑战药物研发是推动医药行业发展、提高人类健康水平的重要驱动力。

博士□基地班硕士□硕博连读研究生□兽医硕士专业学位□学术型硕士☑工程硕士专业学位□农业推广硕士专业学位□全日制专业学位硕士□同等学力在职申请学位□中职教师攻读硕士学位□高校教师攻读硕士学位□风景园林硕士专业学位□西北农林科技大学研究生课程考试试卷封面（课程名称：分子模拟与计算机辅助药物设计）学位课□选修课☑研究生年级、姓名 8 研究生学号 6所在学院（系、部） 5专业学科 4任课教师姓名 3考试日期考试成绩评卷教师签字处创新药物的研发过程与药物发现的途径摘要：文中详细介绍了新药在研发过程中所需要经历的必要步骤和流程，同时介绍了药物的开发上市中需要的过程，展示了创新药物的研发是十分耗时耗资的，也体现了新药开发的重要性。

此外从模拟创新在新药创新方面的应用，以及提出并介绍了现代生物学对新药研发的几种重要途径。

关键词：新药研发上市，模拟创新，现代生物学Innovative Drug R＆D Process and Drug Discovery PathwaysAbstract：In this paper, the necessary steps and processes of the new drugs in the development process are introduced in detail. At the same time, the process of drug development and listing is introduced. It shows that the research and development of innovative drugs is very time consuming and costly. It also reflects the importance of new drug development . In addition, from the application of analog innovation in the innovation of new drugs, and put forward and introduced the modern biology of new drug research and development of several important ways.Key：new drugs，analog innovation，modern biology一、概述创新药物在国际上一般是指含有新化学实体(NCE)的药物。

《药物设计学》课程考试考前辅导资料第二部分考试相关概念、知识点归纳名词解释：（1）受体：是细胞在进化过程中形成的生物大分子成分，能识别周围环境中极微量的某些化学物质，并与之结合，引发生理反应或药理效应。

（2）组合化学：是将一些基本小分子构建模块（如氨基酸、核苷酸以及各种各样的化学小分子）通过化学或者生物合成的手段，将他们系统地装配成不同的组合，由此得到大量具有结构多样性特征的分子，从而建立化学分子库的方法。

（3）创新药物：通常是指新研制的临床医疗中尚没有的药物品种，其中包括新剂型、新用途、新作用机制和新化合物，可以为临床医疗提供新的具有治疗作用的药物。

（4）药物筛选：就是对可能作为药用的物质进行初步药理活性的检测和试验，以求发现其药用价值和临床用途，为发展新药提供最初始的依据和资料。

（5）竞争性抑制剂：具有与底物相似的结构，通常与正常的底物或配体竞争酶的结合部位，形成无活性的酶-抑制剂复合物，减少酶与底物作用。

（6）靶向药物：指利用对某些组织细胞具有特殊亲和力的分子作载体，与药物偶联后将其定向输送到作用的靶器官部位的一种药物设计方法，是前体药物的一种特殊形式，它是以受体与配体特异性结合为基础的。

（7）苗头化合物：苗头是指对特定靶标或作用环节具有初步活性的化合物。

（8）脱靶效应：某些药物对特定的治疗靶标之外的酶或受体产生的抑制作用会诱导产生不同程度的毒副作用。

（9）分子靶向性治疗：以肿瘤细胞过度或特异性表达的某些标志性分子为靶点，选择针对性的阻断剂，有效干预受该标志物分子调控并与肿瘤发生密切相关的信号传导通路，从而抑制肿瘤生长、发展和转移。

即增加特异性、选择性，避免一般化疗药物的无选择性、毒副作用和耐药性。

（10）定向筛选：是以特异生物活性为指标，针对先导物优化研究的衍生物，以期找到生物活性更优的先导物。

没有先导物的发现，定向筛选就没有根据。

（11）基于结构的药物设计：SBDD,以计算机辅助药物设计为手段，其方法分为基于靶点的直接药物设计和基于配体的简介药物设计两类，运用受体学说和分子识别原理，设计对受体进行调控的先导物，或根据已有药物作用力大小和构效关系判断来推测新化合物的药效，达到发现活性分子的目地。