智能化学
千禧制药公司成立于10年前,药物研发及临床试验部门的高级副部长彼得?斯密斯博士介绍说,该公司有能力建立研发模型,而不受行业偏见的左右,“在决定是否进行某个药物的开发之前,我们会掂一掂这个分子的价值,这方面我们做得相当好。”他们和化学家、生物学家合作,确定分子的内在问题,重新回到实验室设计新的分子,然后再进行测试。“这是一项重复的工作,不求数量,但求质量。当我们决定进行某个分子的开发工作之时,该分子的成功几率较高。”
方法的关键是被称做DABS的方案,即阶段性检查测试。在分子设计的每个阶段,研究者们都会进行一系列的试验,对先导化合物的ADME-Tox(吸收、分布、新陈代谢、排泄和毒理)性质进行测试,以帮助他们决定是否对此分子进行下一步研究。例如,在先导化合物阶段,他们会进行早期的动物药代动力学实验、筛选对hERG离子通道有干涉的药物、进行早期的基因副作用测试以及在动物模型中检测血液中的药物含量来研究其药理性质等等。史密斯评价说:“对我们来说,加速精确地决定分子的可研究性将会是一个巨大的帮助,因为这将告诉我们是否需要加速研究,并投入更多资金来启动项目,或者是干脆放弃。”
早期计算机检验
史密斯介绍了千禧公司在早期阶段对分子进行体外筛选,以避免不良候选药物进入动物实验阶段。他们用分离出的肝细胞进行实验,观察它们的表达情况并建立一个数据库。“当我们参考那些已确定有副作用或性能不好的化合物分子的表达情况时,我们就能避免重蹈覆辙,可以确定是否继续研究那些分子。”但尽管体外试验技术的发展比体内技术快很多,体外试验毕竟有诸多限制,它无法精确模拟有机体内的复杂环境,因此其预测能力也会随之大打折扣。
加州的Hurel公司提供了一种微流体生物芯片技术,用一个个分离的但却可以靠液体的流动相互联系的小间来模拟动物的“器官”或“组织”。每个小间内都注入活细胞生长所需的培养液;培养液或是直接从动物器官组织中提取,或是在成分和功能上模拟相应组织器官中的组织液;小间之间有类似血管的小液流管,提供培养液的循环流通。这个设备又被称做是Hurel。把药品加到流动的培养液中,把它带到各个“器官”的小间中,被细胞吸收;然后对细胞死亡、分化、免疫反应、新陈代谢紊乱或信号传导途径受阻等生理效应进行检测和监控,来观察此化合物的药效。
baidu
其他一些公司并不只局限于芯片层次上,他们设想的更大。今年早些时候,马萨诸塞州沃尔瑟姆市的热电子公司引进了LeadStream系统--一个检测新药ADME-Tox的完整解决方案。该系统包括三大独立模块:进行ADME-Tox阵列测试的全自动模块化平台WorkCell、为WorkCell提供在线样品准备的Reformatter及一套液相色谱/质谱系统。LeadStream还包括采集实验室中流动样品数据的软件Orchestrator。
国立医学研究所(NIGMS)是美国国立卫生研究院的一部分,它资助的一个项目的部分资金就用来发展新的ADME-Tox筛选技术,以方便进行体外检测。今年,此研究所将打算用200万美元对4~7个项目进行为期4年的研究。“我们真诚地希望我们的研究团体会考虑开辟新领域,使得我们预测
ADME性质和药物副作用的水平更上一个台阶。”NIGMS药物学、生理学和生物化学部门的项目领导理查德?冲田博士如是说。