药物毒理学研究新进展

药物毒理学是现代毒理学中研究药物的毒副作用机制、评价新药安全性的分支学科,主要目的在于指导药物合成和临床合理用药,降低药物的毒副作用及减少因毒性导致的新药研发失败。现就药物毒理学研究的新思路、发现毒理学的发展和全程式新药安全性研究评价新模式的特征以及药物毒理学研究的新方法作简要阐述。     

新药研发过程中的毒理学

目前在已形成体系的药物毒理学研究包括有发现毒理学、一般毒理学、安全性药理学、毒性病理学、生殖与发育毒理学、遗传毒理学、毒代动力学、临床病理学等。药物毒理学与药理学其实并没有本质的差别,都是关注药物在体内的药动学与药效动力学过程,只不过毒理学观察的范围更广泛,包括药物对各个系统的影响,大剂量药物对人体的影响等。然而在药物的发现阶段必须要建立短期高效毒性优化筛选系统,包括体内、体外毒性筛选,一般毒性筛选和特殊毒性筛选,涵盖原核和真核毒性筛选系统。通过早期毒性优化筛选,筛选出更合适研发的化合物,提高候选药物的质量,减少药物开发循环的时间;通过对(基因表达、蛋白质、代谢产物)数据系统性分析,建立更加适合于毒性预测的动物模型;选择更精确的剂量和确定安全域MOS(margin of safety),为新药研发中毒理学的检测提供可靠坚实依据。     

遗传毒性早期初筛试验方法的研究进展

遗传毒性评价是药物临床前安全性评价研究的重要环节,目前ICH推荐的的标准试验组合基本能够满足新化学实体注册遗传毒理学实验数据的需求。然而随着全程式毒理学研究模式的推进,各制药公司越来越重视在创新药物研发早期进行遗传毒性初筛,及早发现具有潜在遗传毒性的候选化合物,降低新药开发的风险。作为在新药研发早期用于遗传毒性初筛的试验方法,除了要求灵敏、快速、经济外,还必须尽量减少化合物的用量,逐步实现高通量和自动化的要求。文中综述了目前研究比较广泛的早期体外遗传毒性初筛试验方法的原理、检测终点和应用进展,为候选化合物的早期遗传毒性初筛工作的深入开展提供技术指导。     

高内涵分析在新药发现毒理学中的应用进展

在新药发现早期开展发现毒理学研究是提高新药研发效率的重要策略之一。高内涵分析(HCA)是基于高效新药筛选需求发展起来的一项新技术,其主要特点是基于活细胞、多参数、实时、高通量,能够实现化合物多种生物活性、毒性的早期、快速地检测,为发现毒理学研究提供了高效的技术手段。目前,HCA已用于多种靶器官细胞毒性、遗传毒性、神经毒性、血管毒性、生殖毒性等检测以及毒理学分子机制的研究,本文就HCA在新药发现毒理学方面的应用进展进行综述。     

计算毒理学与中药毒性预测的研究进展

计算毒理学近几年受到美国及欧盟相关立法及研究机构的重视,被越来越多地应用于新药毒性预测及环境化合物的安全评价。化合物毒性预测方法可分为两大类:一类是以化合物本身为基础的计算方法,主要是研究结构与毒性的定量关系;另一类是以毒性靶分子结构为基础的方法,又被称为分子机理法。我国在环境化合物的毒性预测、算法及建立构效模型上取得进展,将计算毒理学应用于新药研发已经起步,但尚未见到计算毒理学用于中药及其化合物毒性的研究。而国外在天然化学成分的毒性预测、结构毒性关系的研究上取得了一些进展。由于中药化学成分与人工合成化合物在化学空间的差别,同时中药是多组分的混合物,毒性预测有较大的挑战性。随着组学技术被更多地应用于化合物毒性的研究,计算毒理学在中药毒性研究中的应用也有新的机遇。     

药物毒性数据库与监管科学

药物毒性数据库的开发和计算毒理学新模型研究已逐渐成为21世纪药物毒性评价的新范式.通过数据挖掘技术和计算机预测技术,可以快速了解、分析和评估药物毒性、作用机制或暴露特征等相关信息.药物毒性数据的分析与预测结果也成为支持药品研发或监管决策的重要新手段.世界发达国家许多毒理研究机构都开发和建立了各自特点的毒理学数据库.本文...     

药物毒理学技术方法研究进展

药物是否安全和有效是药物研发成功与否的决定性因素。就药物研发的整个流程而言,毒性是终止药物研发的重要原因之一。药物毒理学研究贯穿于新药发现阶段、临床前安全性评价和上市后跟踪监督的全过程,因此药物的毒理学研究至关重要。简要综述了药物毒理学研究过程中所涉及的技术方法以及研究新动向,并主要介绍了组学技术的发展。     

毒理学替代方法及其在新药安全性评价中的应用

目的药物安全性是决定新药研发成功与否的关键性因素之一。近年随着实验动物使用的4Rs(减少、替代、优化和可靠)原则的倡导与实施,整体动物试验面临严重挑战。毒理学替代法使用其他方法而不用动物进行实验,其范围包括用组织学、胚胎学、细胞学或计算机等方法取代整体动物实验,以低等动物取代高等级动物等。替代方法中采用离体细胞和培养的组织,完全脱离了整体稳态和内分泌调控,在投药的准确性和结果定量上均显示出其优越性。但其方法的建立和认可过程精细繁杂,近年国际上虽然开展了大量研究,但真正成熟的替代方法并不多。本研究对目前毒理学替代方法进行概述,并应用毒理学替代方法对DCK系列化合物的早期毒性进行评价,主要包括对其一般毒性和特殊毒性的筛选与检测。方法DCK(3′,4′-di-9-o-(-)-camphanoyl-( )-cis-khellactone,DCK)系列化合物是本所研发的一类具有三环香豆素骨架结构,起源于天然植物产物suksdorfin,能有效抑制HIV-1型病毒DNA-DNA双链的合成,且与其他药物有良好的协同作用,对耐药性病毒株有较好的抑制作用,具有良好的开发前景。本次研究采用MTT法观察化合物对CHL细胞的毒性作用,并利用细胞毒性IC50值对急性毒性LD50值进行预测;上下法检测其对小鼠的急性毒性;Ames波动试验、体外微核试验及胚胎中脑和肢芽细胞微团法检测其遗传毒性和致畸性。结果DCK(554、426、2016)系列化合物对CHL细胞的半数抑制剂量(IC50)分别为0.43、0.49和0.18mg/ml。急性毒性LD50的预测值分别为2093.6、2041.2和1316.4mg/kg。对小鼠的急性毒性LD50实测值均大于2000mg/kg。提示体外细胞毒性数据对化学物质的体内急性毒性具有良好的预测性。无论有无S9的代谢活化,3种新化学物质均未显示出遗传毒性。体外致畸性研究显示,3种化合物中,仅2016化合物能严重抑制胚胎中脑和肢芽细胞的分化,存在潜在的致畸性。对DCK系列化合物的药效学及毒理学结果进行综合分析,426毒性较低且对HIV具有较高的抑制活性。结论毒理学替代法从不同的毒性终点对新化学实体进行比较和筛选,在药物早期毒性评价中具有重要的作用,细胞毒性数据对化学物质的体内急性毒性具有良好的预测性。     

体外细胞三维培养技术在药理毒理学研究中的应用

体外细胞三维培养技术能模拟体内细胞之间以及细胞胞外基质间信号转导的微环境,既能保留体内细胞微环境的物质结构基础,又可体现细胞培养的直观性及条件可控性。近年来,体外细胞三维培养技术在药理毒理学研究中有着广泛应用,是外源化合物遗传毒性、肿瘤多细胞耐药、抗肿瘤药物高通量筛选、皮肤毒理学研究以及药物代谢与毒性试验等研究的有力工具。本文就体外细胞三维培养技术在药理毒理学研究中的应用作简要综述。     

药物毒理学研究新技术与新方法

药物研发成功与否主要取决于药物是否安全和有效。综观整个药物研发流程,毒性是终止药物研发的重要原因之一。伴随科学技术的发展,大量新方法、新技术涌入到新药研发中,促使药物毒理学研究得到巨大发展,研究思路也发生了根本性的改变,药物毒理学研究贯穿于新药发现阶段、临床前安全性评价和上市后监督与跟踪的整个过程中,形成了全程式新药安全性研究评价新模式。     

Case Histories in Drug Discovery and Design 2001

The Society for Medicines Research (SMR) held a one-day symposium, entitled "Case Histories in Drug Discovery 2001," on December 6, 2001, at the National Heart and Lung Institute in London. The talks shared one common theme: success stories in drug discovery that have led to new and improved products for therapeutic use. With an emphasis on individual contributions to drug research, each story was considered in the context of an ever-changing, high-risk industry in which research processes are complicated, the success rate is low and costs are extreme. Also incorporated in the meeting was the presentation of the "SMR Award for Drug Discovery," an award given in recognition of outstanding achievement in and contribution to drug discovery. (c) 2002 Prous Science. All rights reserved.     

新药发现阶段药物毒理学研究的策略与方法

随着重大创新药物创制专项的实施,我国创新药物研发的数量将步入稳定上升期。纵观整个药物研发流程,从药物发现、临床前研究、临床研究直到药物上市,药物毒理学研究贯穿始终,并起着非常重要的作用。鉴于创新药物发现阶段药物毒理学地位和作用的日益突出,文中就相关研究的策略与方法作简要阐述。     

Genotoxicity screening: the slow march to the future

Genetic toxicology testing in drug discovery and development is slowly moving into the age of high-throughput screening (HTS). This has been helped by the development of new tools, as well as validation studies and data analysis to support their use in hit-to-lead or lead optimisation decisions. This review provides an overview of the current genetic toxicology methodologies and a few HTS methodologies. Comparisons are made between the predictivity of carcinogenesis that can be achieved in screening strategies as well as by the battery of regulatory tests. The importance of false-positive and false-negative calls at different stages in development is considered. There is a good prospect that in genetic toxicology, as in other areas of ADME-Tox, HTS will reduce the growing costs of carrying compounds with undesirable characteristics too far along the drug development process.     

新冠病毒SARS-CoV-2主蛋白酶3CLpro抑制剂的多步虚拟筛选

目的 通过构建多步虚拟筛选模型和方法,寻找有效筛选新冠状病毒SARS-CoV-2主蛋白酶3CLpro抑制剂的方法,为抗击COVID-19提供去潜在的候选药物。方法 利用Discovery Studio Client 2016和AutoDock Vina 1.5.6软件对ZINC 数据库共5811个化合物进行基于结构的虚拟筛选,然后基于配体的药效团模型,选取最佳模型后进行基于配体的虚拟筛选,最后基于构效关系筛选出与抗病毒有关的药物。结果 经过3步筛选最终得到11个具有高亲和力、高拟合值和适当药理作用的化合物。结论 通过3种不同方法的多步筛选可以快速寻找出具有高活性的候选化合物,表明构建的虚拟筛选的方法和模型有效,为今后抗COVID-19药物研究提供了潜在的研究工具。     

In-silico drug discovery science--research and education

Following the completion of Human Genome Project, new discipline of drug discovery has emerged, namely Novel Drug Discovery based on IT. Novel Drug Discovery based on IT would be of importance in performing "Personalized Medicine" based on pharmacogenomics. Also, this must be critical for Japan to keep the leadership in drug discovery science.     

实验鱼类在药学研究中的应用

实验鱼类作为模式生物已经被广泛地应用于药学研究,其中犹以斑马鱼为经典。斑马鱼因其独特的优点,被建立人类重大疾病模型和药物筛选平台,取得了许多有价值的研究成果。另外,青鳝、虹鳟、剑尾鱼、稀有觞鲫、红鲫、金鱼、鲤鱼等实验鱼类也具有在药物开发与应用研究的优势。本文综述了近年来国内外实验鱼类在药物毒理学与安全性评价、环境化合物安全性评价、药物筛选与新药发现、药物药理学研究、药物代谢研究、药物制剂学研究、中药研究、再生药物研究等药学研究的一些事例,为药学研究中实验动物的选择积累有价值的资料,并为实验鱼类应用研究提供新的启示。     

The role of genetic toxicology in drug discovery and optimization

Genetic toxicology data is used as a surrogate for long-term carcinogenicity data during early drug development. The aim of genotoxicity testing is to identify potentially hazardous drug candidates. Results from genetic toxicology tests in combination with acute and subchronic animal data are used as the basis to approve clinical trials of drug candidates. With few exceptions, mutagenic compounds are dropped from development and clastogenic compounds result in unfavorable labeling, require disclosure in clinical trial consent forms, and can impact the marketability of a new drug. Therefore, genetic toxicology testing in drug discovery and optimization serves to quickly identify mutagens and remove them from development. Additionally, clastogenicity can delay drug development by requiring additional testing to determine in vivo relevance of in vitro clastogenic responses. Clastogenicity screening is conducted so any additional testing can be planned and perhaps integrated into other toxicity studies to expedite progression of drugs into the clinic. Commercially available genotoxicity and carcinogenicity predictive software systems used for decision support by ICSAS, FDA/CDER is described along with the strengths and weakness of each system. The FDA has concentrated on using a consensus approach to maximize certainty for positive predictions at the expense of sensitivity. The consensus approach consists of requiring 2 complementary software packages, such as MC4PC and MDL QSAR models, to agree that a compound has a genotoxic or carcinogenic liability. Mutagenicity and clastogenicity screening tests are described along with advantages and disadvantages of each test. Several testing strategies are presented for consideration.