我們總是看到報道說藥物研發需要經歷一個漫長的過程,即候選藥物研發→臨床前研究→臨床試驗(Ⅰ~Ⅲ期)→新藥申請、批准上市和上市後監測(Ⅳ期臨床試驗),不禁會疑惑,這每一步都具體做些什麼?又要花費多久的時間?別急,接下來帶你了解這四個階段都在做什麼事兒。
https://pic.baikemy.com/obj/project-l-cdn/apgc/notice/2020-02-21/f77094b3-a6b3-43f4-9856-bacd9c89412d.png "image"
1.疾病確定、靶標確定。
要研發一個藥物,先要確定它要治療哪一種疾病,這種疾病的發病機制又是什麼,然後根據疾病的發病機制去確定藥物作用靶點。直白點說就是打仗得先知道往哪兒打,目標在哪裡。比如此次2019冠狀病毒病,要抑制病毒就要先弄清楚病毒在體內侵入細胞、複製和釋放的機制,這些過程中的信號分子、酶結合位點都可以作為靶點,研究人員需要確定哪個作用點是更有效的,然後繼續下一步研究。
2.發現先導化合物。
前面確定了藥物作用的靶點,接下來就要找到一個對這個靶點有作用的化合物。這個先導化合物可能來自天然產物,研究人員對動物、植物和海洋生物中的天然活性物質進行挖掘;也可能來自對已知藥物的改進。這一步通常會用到高通量篩選、計算機模擬篩選、合理設計等方法,通過細胞實驗研究哪些化合物具有藥用開發價值。
3.優化先導化合物。
只是找到先導化合物還不算完成這第一階段,我們得知道這個「武器」是否能滿足基本需求。研究人員需要分析先導化合物的化學結構與療效之間的關係,對先導化合物進行結構優化,讓它能更有效地發揮作用。得到的一個最優化合物,也就是我們的「候選藥物(candidate)」
通過第一階段,我們在實驗室里研發出的「武器」具備治療疾病的作用,但是這個「武器」是否對人體有效?對我們人體是否有傷害?以什麼樣的工藝製造才能批量化生產?這就需要第二階段——臨床前研究。
1.化學合成。
在之前的步驟中,研發部門設計出一條合成路徑來得到最優化合物,但是我們需要足夠多量的化合物才能滿足後續的研究和臨床試驗,這就需要工藝部門了。工藝部門會根據需要設計出藥物合成路線、不斷調整工藝來滿足研究需求。這也是我們常說的藥物製備工藝。畢竟「武器」也不能粗製濫造,得不斷改進、完善,得到一條合格的生產線。
2.藥代動力學。
生產出「武器」,還得了解怎麼用它才能充分發揮作用。研究人員可以通過動物模型了解藥物在體內的吸收(absorption)、分布(distribution)、代謝(metabolism)和排泄(excretion)過程,這就是經常被提到的藥代動力學過程。藥代動力學的研究數據可以指導我們制定初步的給藥方案。藥物是經口服吸收好還是靜脈注射吸收好?要是治療鼻炎,是不是經鼻吸入方式會更好,其他給藥方式能不能讓藥物分布到鼻部?一日給藥多少次?藥物代謝快,是不是要增加給藥頻率?藥物排泄是不是經由腎臟,腎功能不全的患者使用時要不要減量?等等這些問題都要看藥代動力學的研究結果。
3.藥物安全性。
我們知道了「武器」怎麼合成、怎麼用,那麼它除了治療目標疾病外,還會不會對機體其他部位產生作用,這就要進行安全性研究。比如,如果新藥有止咳作用,那它對整個呼吸系統和肺部會不會有副作用?所以我們還需要評估藥物在療效以外可能產生的作用,尤其是對心血管、神經系統、臟器等重要部位的影響。
4.藥物毒理學研究。
藥物長期服用會有毒性嗎?癌症藥物會導致其他惡性腫瘤嗎?這些慢性毒性、致癌性、生殖毒性等藥物毒理學研究是必不可少的。畢竟傷敵一千、自損八百的做法不大明智,沒有到萬不得已的地步,在藥物研發階段要儘量避免將毒性反應嚴重的藥物納入進一步的研究計劃。
5.處方研究、製劑開發。
在第一階段我們研究出一個有用的「武器」,在第二階段的前面部分,我們知道怎麼合成、安全地使用讓「武器」發揮最大作用,最後的製劑部門就要根據這些結論來研究出最終的「武器」——真正可以上市使用的新藥。研究人員在這一步需要綜合考慮各方面因素。比如,有的藥口服吸收不好,就要考慮做成注射劑;有的藥目標人群是兒童,可不可以通過添加甜味劑、改變顏色等方式讓兒童易服;有的藥需要持續平穩地釋放藥物,就要考慮做成緩釋製劑。最終確定的新藥生產工藝,一旦通過有關部門批准,就不能擅自做修改,任何小小的改進都要重新申報審批。
理論和實踐是兩回事兒,無論是多麼嚴謹的醫學理論和藥物治療模型都可能無法在現實中完全實現。對細胞和動物等模型有效,也不能代表對人體治療有效。經過前面兩個階段優勝劣汰得到的新藥都要經過臨床試驗的檢驗,完整的Ⅰ~Ⅲ期臨床試驗通常需要至少5年的時間。
Ⅰ期臨床試驗是招募健康志願者(20~100人),給予不同劑量的新藥,觀察人體對新藥的耐受程度和藥代動力學。Ⅰ期臨床試驗通常需要幾個月或一年的時間,這個時間要根據新藥的品種來看。比如有些抗腫瘤的新藥Ⅰ期臨床試驗要求用患者而不是健康人,所以病例可能不太好找就無法進行試驗;有的新藥品種幾個月就可以完成Ⅰ期臨床試驗。
Ⅱ期臨床試驗是通過小範圍的患病志願者(100~300人),初步研究藥物的安全性和有效性,通常需要幾個月至兩年的時間。
Ⅲ期臨床試驗在較大範圍的患病人群中進行(300~3000人),更廣泛地考察新藥對人體的有效性、安全性以及使用過程中合併用藥等問題,通常需要1~4年。
先由新藥持有人向國家藥品監督管理局(national medical products administration,nmpa)遞交新藥申請資料。獲得批准後,新藥就可以上市進行銷售。但是該新藥在上市使用過程中還要同時進行Ⅳ期臨床試驗,考察藥物廣泛使用後的療效和不良反應,新藥持有者需及時上報nmpa修訂藥品說明書。也就是在更大範圍人群使用後,哪些基礎病的人群容易發生嚴重不良反應、新藥和其他藥物合用又會有什麼作用、又出現了哪些在之前小樣本患者中沒出現過的副作用。這些情況都需要上市後監測進行補充更正,有些嚴重副作用的藥物可能會被要求退市、不再使用。
整個藥物研發過程就是大浪淘沙,通常需要經歷10年左右才能完成一個新藥的研發和上市。每一步都必不可少,任何一步出現錯誤都會前功盡棄。
https://pic.baikemy.com/obj/project-l-cdn/apgc/notice/2020-02-21/2f2eeceb-33ff-4d1c-8128-05999e0e75af.png "image"
[1] https://mp.weixin.qq.com/s/-vhbon4p4zz7mtcrbawpja
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1.疾病確定、靶標確定。
要研發一個藥物,先要確定它要治療哪一種疾病,這種疾病的發病機制又是什麼,然後根據疾病的發病機制去確定藥物作用靶點。直白點說就是打仗得先知道往哪兒打,目標在哪裡。比如此次2019冠狀病毒病,要抑制病毒就要先弄清楚病毒在體內侵入細胞、複製和釋放的機制,這些過程中的信號分子、酶結合位點都可以作為靶點,研究人員需要確定哪個作用點是更有效的,然後繼續下一步研究。
2.發現先導化合物。
前面確定了藥物作用的靶點,接下來就要找到一個對這個靶點有作用的化合物。這個先導化合物可能來自天然產物,研究人員對動物、植物和海洋生物中的天然活性物質進行挖掘;也可能來自對已知藥物的改進。這一步通常會用到高通量篩選、計算機模擬篩選、合理設計等方法,通過細胞實驗研究哪些化合物具有藥用開發價值。
3.優化先導化合物。
只是找到先導化合物還不算完成這第一階段,我們得知道這個「武器」是否能滿足基本需求。研究人員需要分析先導化合物的化學結構與療效之間的關係,對先導化合物進行結構優化,讓它能更有效地發揮作用。得到的一個最優化合物,也就是我們的「候選藥物(candidate)」
通過第一階段,我們在實驗室里研發出的「武器」具備治療疾病的作用,但是這個「武器」是否對人體有效?對我們人體是否有傷害?以什麼樣的工藝製造才能批量化生產?這就需要第二階段——臨床前研究。
1.化學合成。
在之前的步驟中,研發部門設計出一條合成路徑來得到最優化合物,但是我們需要足夠多量的化合物才能滿足後續的研究和臨床試驗,這就需要工藝部門了。工藝部門會根據需要設計出藥物合成路線、不斷調整工藝來滿足研究需求。這也是我們常說的藥物製備工藝。畢竟「武器」也不能粗製濫造,得不斷改進、完善,得到一條合格的生產線。
2.藥代動力學。
生產出「武器」,還得了解怎麼用它才能充分發揮作用。研究人員可以通過動物模型了解藥物在體內的吸收(absorption)、分布(distribution)、代謝(metabolism)和排泄(excretion)過程,這就是經常被提到的藥代動力學過程。藥代動力學的研究數據可以指導我們制定初步的給藥方案。藥物是經口服吸收好還是靜脈注射吸收好?要是治療鼻炎,是不是經鼻吸入方式會更好,其他給藥方式能不能讓藥物分布到鼻部?一日給藥多少次?藥物代謝快,是不是要增加給藥頻率?藥物排泄是不是經由腎臟,腎功能不全的患者使用時要不要減量?等等這些問題都要看藥代動力學的研究結果。
3.藥物安全性。
我們知道了「武器」怎麼合成、怎麼用,那麼它除了治療目標疾病外,還會不會對機體其他部位產生作用,這就要進行安全性研究。比如,如果新藥有止咳作用,那它對整個呼吸系統和肺部會不會有副作用?所以我們還需要評估藥物在療效以外可能產生的作用,尤其是對心血管、神經系統、臟器等重要部位的影響。
4.藥物毒理學研究。
藥物長期服用會有毒性嗎?癌症藥物會導致其他惡性腫瘤嗎?這些慢性毒性、致癌性、生殖毒性等藥物毒理學研究是必不可少的。畢竟傷敵一千、自損八百的做法不大明智,沒有到萬不得已的地步,在藥物研發階段要儘量避免將毒性反應嚴重的藥物納入進一步的研究計劃。
5.處方研究、製劑開發。
在第一階段我們研究出一個有用的「武器」,在第二階段的前面部分,我們知道怎麼合成、安全地使用讓「武器」發揮最大作用,最後的製劑部門就要根據這些結論來研究出最終的「武器」——真正可以上市使用的新藥。研究人員在這一步需要綜合考慮各方面因素。比如,有的藥口服吸收不好,就要考慮做成注射劑;有的藥目標人群是兒童,可不可以通過添加甜味劑、改變顏色等方式讓兒童易服;有的藥需要持續平穩地釋放藥物,就要考慮做成緩釋製劑。最終確定的新藥生產工藝,一旦通過有關部門批准,就不能擅自做修改,任何小小的改進都要重新申報審批。
理論和實踐是兩回事兒,無論是多麼嚴謹的醫學理論和藥物治療模型都可能無法在現實中完全實現。對細胞和動物等模型有效,也不能代表對人體治療有效。經過前面兩個階段優勝劣汰得到的新藥都要經過臨床試驗的檢驗,完整的Ⅰ~Ⅲ期臨床試驗通常需要至少5年的時間。
Ⅰ期臨床試驗是招募健康志願者(20~100人),給予不同劑量的新藥,觀察人體對新藥的耐受程度和藥代動力學。Ⅰ期臨床試驗通常需要幾個月或一年的時間,這個時間要根據新藥的品種來看。比如有些抗腫瘤的新藥Ⅰ期臨床試驗要求用患者而不是健康人,所以病例可能不太好找就無法進行試驗;有的新藥品種幾個月就可以完成Ⅰ期臨床試驗。
Ⅱ期臨床試驗是通過小範圍的患病志願者(100~300人),初步研究藥物的安全性和有效性,通常需要幾個月至兩年的時間。
Ⅲ期臨床試驗在較大範圍的患病人群中進行(300~3000人),更廣泛地考察新藥對人體的有效性、安全性以及使用過程中合併用藥等問題,通常需要1~4年。
先由新藥持有人向國家藥品監督管理局(national medical products administration,nmpa)遞交新藥申請資料。獲得批准後,新藥就可以上市進行銷售。但是該新藥在上市使用過程中還要同時進行Ⅳ期臨床試驗,考察藥物廣泛使用後的療效和不良反應,新藥持有者需及時上報nmpa修訂藥品說明書。也就是在更大範圍人群使用後,哪些基礎病的人群容易發生嚴重不良反應、新藥和其他藥物合用又會有什麼作用、又出現了哪些在之前小樣本患者中沒出現過的副作用。這些情況都需要上市後監測進行補充更正,有些嚴重副作用的藥物可能會被要求退市、不再使用。
整個藥物研發過程就是大浪淘沙,通常需要經歷10年左右才能完成一個新藥的研發和上市。每一步都必不可少,任何一步出現錯誤都會前功盡棄。
https://pic.baikemy.com/obj/project-l-cdn/apgc/notice/2020-02-21/2f2eeceb-33ff-4d1c-8128-05999e0e75af.png "image"
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