新药研发技术前沿
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新药研发技术前沿 2. 彭雷 08.12. 检测. 把未知信号或者现象与已知信号(多用电信号)相关联,尤其是寻找到线性关联部分,用以对未知信号的计量。. FPLC 全称为快速蛋白液相色谱( Fast protein liquid chromatography ),其原理与高效液相色谱理论类似,是由经典的液体柱层析引入气相色谱理论,并且对相体进行了改革,配用高压输液泵,采用高灵敏检测器、梯度洗脱装置、自动收集装置和微机等发展起来的现代液相色谱。

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检测

  • 把未知信号或者现象与已知信号(多用电信号)相关联,尤其是寻找到线性关联部分,用以对未知信号的计量。


  • FPLC全称为快速蛋白液相色谱(Fast protein liquid chromatography),其原理与高效液相色谱理论类似,是由经典的液体柱层析引入气相色谱理论,并且对相体进行了改革,配用高压输液泵,采用高灵敏检测器、梯度洗脱装置、自动收集装置和微机等发展起来的现代液相色谱。

  • FPLC是专门用来分离蛋白质、多肽及多核苷酸的系统,是HPLC近年来的一项重要革新,它不但保持了HPLC的快速、高分辨率等特性,而且还具有柱容量大、回收效率高及不易使生物大分子失活等特性。因此在近年来在分离蛋白质、多肽及寡核苷酸等方面得到了广泛应用


  • 非损伤微测技术(Non-invasive Micro-test Technique, NMT)或称无损微测技术,是一种选择性离子和分子检测技术,诞生于1990年 [1]。非损伤微测技术因其独有的测量方式逐渐应用到生命科学的诸多领域。

  • 非损伤微测技术是由电脑自动控制离子和分子选择性微电极,在不接触活体样品的情况下,获得进出样品的各种离子和分子浓度、流速及其三维运动方向的信息。

  • 目前,非损伤微测技术可以测量H+,Ca2+,K+,NH4+,Al3+,Na+,Cd2+,NO3-,Cl-及O2,CO2,NO,氨基酸等五十多种离子和分子,为获得生物样品离子和分子信息提供了良好的实验平台[2,3]。被测样品可以是单细胞、细胞层、组织、器官甚至整个生物体。测量方便、快捷、三维和实时,对样品不会产生任何伤害,从而获得其他技术难以测到的生理特征和生命活动规律,在理论研究和应用领域方面产生前所未有的重大突破。


  • 高通量分析随着生命科学领域的研究者对于自动化检测和高通量筛查提出了越来越高的要求,能够自动进行高通量检测的流式细胞系统也应运而生。专业流式细胞仪生产厂家BD开发的FACSArray 生物分析仪就是一个典型的例子。

  • 样本采集的速度达到15000个/秒,尤其适用于高通量筛选。FACSArray 生物分析仪不仅可以应用于传统的流式细胞分析领域,而且还可以和BD公司开发的CBA技术(Cytometric BeadArray)结合,用于多重蛋白检测。


药理毒理

  • 新的模型。主要有基因敲除或基因嵌入模型筛选特定基因相关疾病。另外还有模式生物,如用线虫观察凋亡,果蝇观察遗传,裸鼠观察肿瘤。

  • 计算毒理学,依据数据预测(定量)构效关系。


左图:GSNO浓度与NO产生的线性相关性

右图:血管腔内纳米金颗粒诱导产生NO的示意图

J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 40-41


热点

  • 目前,有400种抗癌药物正在对志愿者进行试验,这些药物的治疗目标既有结肠癌、乳腺癌和肺癌等常见癌症,也有像遗传性甲状腺瘤或骨髓纤维瘤这样的罕见病。

  • 许多药物都是攻击一种被称为胰岛素样生长因子1(IGF-1)的细胞受体。


药剂

  • 新的辅料

  • 一些辅料如胆酸钠、HP-CD、  丙二醇、聚乙二醇400等,可以促进难溶性药物的口服吸收;很多辅料如可以显著抑制P-GP的外排作用,提高药物的吸收。此外,很多药用辅料对注射剂的药物动力学也有很大影响,如环糊精可以和体内脂质如脂蛋白、胆固醇相互作用,它与药物的结合及水中的释放对药物血液药物动力学影响较大。同时,更值得注意的是,一些药用辅料还具有辅助治疗作用,例如油酸、-亚麻酸可以抑制乳癌基因Her-2/neu的表达,因此,油酸用在贺赛汀(Herceptin)的配方中,木糖醇可用在牙科中。


药物传输系统

  • 缓释控释这使得吸收、等方面提高。

  • 靶向技术

  • 纳米金微粒,银微粒与HIV-I病毒的作用。

  • 研究人员在北卡罗莱纳州立大学成功地修改一个共同的植物病毒药物只能提供特定细胞在人体内,而不会影响到周围组织。这些微小的“智能炸弹” ,每一个几千倍小于头发丝粗细的,可能导致更有效的化疗与大大减少,甚至消除副作用。


Nanomedicine
纳米医学(Nanomedicine)

  • CytImmune 纳米金颗粒运载肿瘤药物

  • NucrystAntimicrobial wound dressings using silver nanocrystals

  • Nanobiotix纳米微粒与X线结合杀死肿瘤细胞

  • Oxonica纳米微粒发现生物标志(靶标)

  • Nanotherapeutics纳米微粒载药系统(口服,吸入等)

  • NanoBio Nanoemulsions for nasal delivery to fight viruses (such as the flu and colds) and bacteria

  • BioDelivery Sciences Oral drug delivery of drugs encapuslated in a nanocrystalline structure called a cochleate

  • NanoBioMagnetics(纳米微粒)磁性反应用药物靶向治疗

  • Z-Medica Medical gauze containing aluminosilicate nanoparticles which help bood clot faster in open wounds.


计算机虚拟研发

  • 中科院上海药物研究所沈建华等,研究人员针对高通量虚拟筛选(一种用计算机筛选活性化合物的技术)计算量和数据量大的特点,发展了药物设计网格的各种关键技术,建立了“新药研发应用网格”技术平台。

  • 目前,上海、北京和香港地区的多个超级计算机和计算机机群等计算资源已经加入这一平台,形成了超过每秒万亿次浮点运算能力的应用网格系统。上海药物所将自己开发的高通量虚拟筛选软件进行了异机(不同型号的计算机之间)并行化,安装在该技术平台上。同时,在该平台上安装了含有120万个化合物信息的数据库和各类药物靶标蛋白结构数据库。


芯片实验室

  • 微流控芯片已被广泛用于提供小批量和流体连接,并有可能最终超越常规使用机器人自动处理。


一个集成的微流体系统。 ( a )一个微恒化设备含有高密度芯片阀用于研究微生物生长(b)示意图:芯片实验室设备在微通道连接独立的环形微井筛选候选药物。 ( [Nature] ( Whitesides , 442 : 368-373 )2006 )。


中药单体

  • 全国第一个中药组分库由天士力集团建成。用6年的时间从282种药材和18个中成药制剂中制备出10661个组分235个化合物,并正在着手研发4种新药,主要用来治疗糖尿病、心脑血管疾病、脑神经疾病和失眠等。



医药行业新的模式创新工作室和进程工厂。每个创新工作室负责计划的发现。团队是多学科性和创造性为驱动力。

  • 采用 IP+CRO+VC(即知识产权、研发外包服务、风险投资相结合)的模式


基础创新工作室和进程工厂。每个创新工作室负责计划的发现。团队是多学科性和创造性为驱动力。

  • 医药的基础是生物学作用

  • 疾病发生的机制

  • 生命不可避免的新陈代谢

  • 寿命延长本身即为医药提供了发展的平台


前景创新工作室和进程工厂。每个创新工作室负责计划的发现。团队是多学科性和创造性为驱动力。

  • 在生物技术的飞速发展之下, 从80年代基因重组技术开始,干细胞技术,多能干细胞诱导技术,疫苗技术。

  • 但这些50年之内不可能取代药物,药物的使用量随着人寿命的延长增加。


参考文献创新工作室和进程工厂。每个创新工作室负责计划的发现。团队是多学科性和创造性为驱动力。

  • A case study of lean drug discovery: fromproject driven research to innovationstudios and process factories. Fredrik Ullman and Roman Boutellier. Drug Discovery Today Volume 13, Numbers 11/12 June 2008.

  • The impact of systems approaches on biological problems in drug discovery. Hood, L., Perlmutter, R.M.. Nat. Biotechnol. 22 (10),2004.

  • A new approach for drug discovery from glycobiology and phage-displayed peptide library technology. Takao Taki et.al. Biochimica et Biophysica Acta 1780 (2008) 497–503.

  • A roadmap for drug discovery and its translation to small molecule agents in clinical development for tuberculosis treatment. H.D. Hollis Showalter, William A. Denny. Tuberculosis (2008) 88 Suppl. 1, S3-S17.

  • Application of LC/MS and related techniques to high-throughput drug discovery. Alfonso Espada. Et.al. Drug Discovery Today Volume 13, Numbers 9/10 May 2008


谢谢创新工作室和进程工厂。每个创新工作室负责计划的发现。团队是多学科性和创造性为驱动力。!


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