范文一：天然抗癌药物开发

天然抗癌药物开发

作者:刘建民,陈延丽 作者单位:内蒙古乌兰浩特，乌兰浩特市人民医院药剂科

【关键词】 天然抗癌药物

使用天然药物治疗癌症已经有很长的历史了。据报道超过3000种植物可用于治疗癌症[1]。但这些病例的数据资料经常不够完整清晰准确，例如经常采用脓肿、鸡眼、疣、息肉等传统医学或民间的描述方法。因此许多病例的有效性判断值得怀疑。尽管如此，天然产物仍是有效抗癌药物的重要来源，现今临床使用的抗癌药物中超过60%来源于天然，包括植物、海洋生物、微生物[2,3]。从植物中寻找抗癌药物始于20世纪50年代，那时发现了长春花生物碱类(vinca alkaloids)和鬼臼毒素类(podophyllotoxins)。随后在1960年，美国国立癌症研究所(the United States National Cancer Institute，NCI)启动了一项大型研究计划，在温带地区的植物中寻找有效抗癌药物。从研发到临床应用经过30年的努力，出现了许多具有细胞毒性的化合物[4]，包括紫杉烷类(taxanes)、喜树碱类(camptothecins)。1986年NCI又将研究范围扩大到热带和亚热带植物，近年来虽有多个药物进行着临床前研究，但至今还没有新的天然抗癌药物在临床广泛使用。

1临床使用的天然抗癌药物

第一个临床应用的天然抗癌药物是从夹竹桃科植物长春花(Catharanthus roseus G. Don.)中分离得到的长春花生物碱类(vinca alkaloids)，如长春碱(vinblastine, VLB)、长春新碱(vincristine, VCR)。在早期传统医学中用于治疗糖尿病[5]。在以口服降糖药进行研究中发现此提取物对大鼠具有降低白细胞计数和骨髓抑制的作用。随后分离出活性成分VLB 和VCR，它们的发现可以说完全来自于对植物的非相关治疗用途的研究。最近这些药物的半合成同系物长春瑞滨(vinorelbine，VRLB)和长春地辛(vindesine，VDS)，临床与其他化疗药物合并使用治疗多种癌症，包括白血病、淋巴瘤、睾丸癌、Kaposi’s肉瘤。美洲宽叶鬼臼Podophyllum peltatum Linnaeus以及来自印度次大陆的Podophyllum emodii Wallich是一开始就用来治疗癌症，并具有很长的医学应用史，包括治疗皮肤癌或疣[6]。主要有效成分鬼臼毒素于1880年首次分离得到，但直到20世纪50年代才报道了它的正确化学结构。此后分离得到许多鬼臼毒素样的木脂素，它们中的一些甚至进入了临床实验，但大多因为缺乏有效性和高毒性而淘汰。只有两种半合成衍生物，etoposide (VM 26) 和teniposide (VP 16-213)，临床用于治疗淋巴瘤、支气管癌、睾丸癌。 天然化疗药物家族中最新增加的成员是紫杉烷类[7]。其中紫杉醇(Paclitaxel， taxol4)最早在太平洋紫杉树Taxus brevifolia Nutt.树皮中分离得到。紫杉醇和它的多种前体(baccatins)存在于多种紫杉树的树叶中，资源较为丰富。可以利用baccatins经半合成转化为紫杉醇及其活性同系物紫杉萜(docetaxel，Taxotere)，为这类重要的药物提供了丰富的资源。紫杉醇用于治疗乳腺癌、卵巢癌、非小细胞肺癌(non-small cell

lung cancer，NSCLC)、Kaposi’s肉瘤;紫杉萜主要用于治疗乳腺癌、非小细胞肺癌。另外紫杉醇在多种硬化症、牛皮癣、类风湿性关节炎也表现出潜在的治疗价值。现在，另有20多种紫杉烷类以潜在的抗癌药物处于临床前开发阶段。具有临床抗癌活性的另一类重要的天然药物是由喜树碱(camptothecin)衍生物，来源于Camptotheca acuminata Decne [8]。喜树碱钠盐于20世纪70年代进入临床试验，但由于严重的膀胱毒性而淘汰。但深入研究产生了更多活性衍生物，如拓扑替康(Topotecan )和依立替康( Irinotecan )(CPT-11; Camptosar)。拓扑替康用于治疗卵巢癌、小细胞肺癌，依立替康用于治疗结肠直肠癌。另一种临床使用的天然抗癌药物是高三尖杉酯碱来自于Cephalotaxus harringtonia var. drupacea[9]，以及艾力替新

(ellipticine)衍生物elliptinium，来自于夹竹桃科多种植物Bleekeria vitensis A.C. Sm.。高三尖杉酯碱(homoharringtonine)和三尖杉酯碱(harringtonine)的外消旋混合物(HHT)在中国成功用于治疗急性和慢性骨髓性白血病等多种白血病，特别是对标准治疗耐药的白血病。报道称对晚期慢性骨髓性白血病可以产生完全血液学缓解(complete hematologic remission，CHR)。Elliptinium在法国上市用于治疗乳腺癌。

2临床试验阶段的天然抗癌药物

Flavopiridol是全合成的新型黄酮类化合物，其结构基础来自于一种天然产物rohitukine(从Dysoxylum binectariferum Hook. f.中分离得到的具有抗炎和免疫调节的成分)。在构效关系研究中合成的100多种同系物中，Flavopiridol表现最优，发现其具有酪氨酸激酶活性，对乳腺癌和肺癌细胞株具有强烈的生长抑制活性[10]。对于人源肿瘤移植小鼠，它也显示了广谱的体内对抗活性。目前在一期和二期临床试验中单独或与其他抗癌药物合并使用，治疗多种肿瘤，包括白血病、淋巴瘤和实体瘤。考布他汀(combretastatins)是从南非 丛林柳 Combretum caffrum (Eckl. Zeyh.)中分离得到的[11]。这些植物在非洲和印度的传统医学中用于治疗肝炎、疟疾、癌症等多种疾病。考布他汀是一种二苯乙烯类抗血管生成药物，能使肿瘤血管关闭致肿瘤坏死。一种水溶性同系物考布他汀 A4 磷酸盐(CA4)在早期临床试验中显示良好的前景，基于CA4的一系列衍生物正在研究中。其中三个进入临床试验，11个处于临床前开发。这种以一个相对简单的天然产物为结构基础，通过必要的结构改造，产生大量的同系物，有力推动了医药化学和组合化学的研究[12] 。另一种以天然产物为基础的合成药物是roscovitine，基础结构来自olomucine(Raphanus sativus L.提取的)[13]。 Olomucine可以抑制周期蛋白依赖性激酶(Cdk，一种在细胞周期中发挥重要作用的蛋白质)。化学修饰后得到roscovitine的抑制作用更强，目前在欧洲已经进入二期临床试验。利用组合化学技术进一步对本系列化合物深入研究，发现purvalanols的作用更强，正在进行临床前开发[14] 。

3天然产物的靶向治疗

在癌症化疗领域，虽然天然产物通常具有较强的药效，但他们的水溶性较低，治疗指数狭窄。这些因素导致许多纯天然产物被淘汰，如鸦胆丁(bruceantin)和美登素(maytansine)，但有另一种方法来使用这种药物，就是将它们作为 弹头 与单克隆抗体相连，专一地靶向至某种肿瘤的表位[15]。Maytansine就是一个典型的例子。Maytansine是70年代从Maytenus serrata分离得到的[16] 。尽管得率很低(2 10-5%按植物干重计算)，但在癌细胞实验中表现出强大的药效，所生产的数量足以满足临床前和临床开发。不幸的是，临床前动物实验中的强大活性并没有转化为临床试验的显着效果，并于80年代初停止深入研究。另一种与Maytansine相似的化合物ansamitocins(从放线菌Actinosynnema pretiosum分离得到)却是来自微生物，这就提出了问题，即maytansines是否实际上为植物与寄生微生物共同产生的，这是另外一个研究课题[17]。此类化合物的微生物来源，大大提高了产量，再加上强大的药效，激发了对这类化合物的深入研究。一个maytansine的衍生物DM1与小细胞肺癌细胞靶向的单克隆抗体(mAb)相连，命名为huN901-DM1，用于治疗小细胞肺癌。另有DM1与靶向前列腺特异性膜抗原(PSMA)的mAb( J591)相连，正在进行治疗前列腺癌的临床试验。另有huC242-DM1(也称为Cantuzumab Mertansine)，是由DM1与huC242相连，huC242是抗MUC1表位的单克隆抗体，此抗原表位在多种癌症中表达，包括胰腺癌、胆道癌、大肠癌和胃癌，目前该药在美国已经进入一期临床试验阶段。 另一个典型的化合物是毒胡萝卜内酯(thapsigargin，TG)，从Thapsia garganica L.分离得到[18] 。无论是静止期还是增殖期，thapsigargin都可诱导前列腺癌细胞凋亡，但它对前列腺癌细胞没有选择性。它与一个小肽载体相连产生一个水溶性前药，它可被转移性前列腺癌细胞上的前列腺特异性抗原(PSA)蛋白酶激活。前列腺癌移植动物的治疗表明可完全抑制肿瘤的生长，并没有明显的毒性。鉴于此前体药物在人血浆中稳定，它对人类前列腺癌的治疗具有良好的前景。

4处于临床前开发阶段的天然抗癌药物

许多天然产物进入临床试验后因缺乏疗效或不可接受的毒性而淘汰。上一节中maytansine的案例说明新技术的出现，可以恢复在这些 老 化合物的生机。另外，有效药物的开发如紫杉醇(taxol)和喜树碱衍生物(拓扑替康和伊立替康)，都需要20~30年的潜心研究，最终证明他们的临床疗效。另一个案例是与紫杉醇和喜树碱同样优秀的 老 药 鸦胆丁(bruceantin)也可能获得重生，它是在Brucea antidysenterica J.F. Mill.首次分离得到，报道称在埃塞俄比亚用于治疗 癌症 [19]。近期观察到它对白血病、淋巴瘤和骨髓瘤细胞株，以及这些癌症早期和晚期的荷瘤动物模型具有显着活性，使得它重新获得开发的机会。这一活性与一种关键的癌蛋白(C - MYC)的下调有关，这些数据大大支持了bruceantin用于治疗血液恶性肿瘤的开发。桦木酸Betulinic acid是一种羽扇烷型三萜化合物，存在于多种植物中[20]。它的C28-OH前体-桦木素(betulin)的主要来源是桦树(Betula spp.)。报道它具有多种生物活性，包括抗菌、消炎和抗疟疾，但最重要的活性抑制HIV毒株的复制，以及对多种癌症细胞系的细胞毒性。对人源黑色素瘤荷瘤动物模型显示出显着的体内活性。美国国立癌症研究所正在开发全身和局部制剂以进行临床试验。二吲哚家族中靛玉红(indirubins)来源于Indigofera tinctoria L.，在中国中药中用于治疗慢性粒细胞性白血病的主要成分，是首次作为周期素依赖性蛋白激酶(Cdks) 抑制剂开发的化合物。其他取代修饰的靛玉红，如3-单肟取代，5-溴代衍生物，显示出比其他已知的Cdk抑制剂(如flavopiridol，roscovitine)更强的活性，并作为候选化合物进入临床前开发[21]。三萜酸类化合物，如齐墩果酸和熊果酸，是常见的植物成分，具有弱的抗炎和抗肿瘤活性。为提高活性，合成多种同系物，如2-cyano-3,12-dioxoolean-1,9-

dien-28-oic acid(CDDO)及其甲酯，体外和体内均显示出强大的抗多种肿瘤活性，包括乳腺癌，白血病和胰腺癌[22]。 CDDO还显示出抗上皮性卵巢癌(epithelial ovarian carcinoma，EOC)的显着活性，包括对顺铂耐药的细胞系。由于EOC是妇科癌症的主要死因，现正在对CDDO治疗此类肿瘤进行深入评价[23] 。在亚马逊地区很早就应用Tabebuia属植物治疗多种疾病，包括梅毒、发热、疟疾、皮肤感染和胃部疾病。在巴西从20世纪60年代开始用于癌症治疗，导致Tabebuia的树皮和树干销售火爆。在此类植物中分离得到的多种生物活性的化合物中，萘醌类化合物(如lapachol和 - lapachone)最受关注。小鼠模型显示Lapachol具有体内抗肿瘤活性，并在20世纪70年代由美国国立癌症研究所进行临床试验。但因毒性太大而终止[24]。最近的研究显示 - lapachone具有对抗多种肿瘤细胞系活性，其中包括乳腺癌、白血病、前列腺癌以及一些多药耐药(MDR)的细胞系，重新引起了对这类化合物的兴趣[25] 。深入研究发现它们对Cdc25磷酸酶(一种在细胞分裂周期发挥关键作用的脱磷酸酶)具有抑制作用[21]。许多癌症患者对标准治疗形成耐药是癌症治疗的严重问题，主要原因是在反复暴露某一药物后形成了耐药细胞群。这种细胞群可能会对其他抗癌药，甚至是从来没有接触过的药物，形成交叉耐药性，这种现象称为多药耐药(MDR)。MDR可能与一个MDR1基因编码的蛋白质(Pgp;P糖蛋白)有关。它可以把药物泵出细胞，从而消除其抗肿瘤的活性。体外细胞研究发现几种化合物可以逆转这种效应，即MDR抑制剂。但令人失望是它们临床却无效，因此需要进一步探索更有效的MDR抑制剂。Pervilleines来自马达加斯加植物Erythroxylum pervillei Baillon，体外和体内均显示出较强的MDR抑制活性，目前pervilleine A正在临床前开发阶段[26]。

5细胞周期相关靶标与抗癌药物

发现直至20世纪90年代初，发现新型的方法主要是利用体内或体外模型，筛选对癌症细胞系的细胞毒活性。应用这种方法发现了许多天然抗肿瘤药物，发挥细胞毒性主要通过与微管蛋白相互作用，其中抑制微管蛋白聚合的药物包括如长春碱、长春新碱、秋水仙碱、考布他汀和美登素。而紫杉烷类却是促进微管聚合 捆绑 。紫杉醇的独特机制，促进了具有类似机制的其他化合物的寻找，其中最有前景的是jatrophane酯类，尤其是从Euphorbia

semiperfoliata Viv.分离得到的jatrophane 1。虽然早有报道其细胞毒性，直到最近才报告它的实际生物学机制[27]。最近发现的类似紫杉醇的化合物包括微生物代谢产物epothilones，以及海洋无脊椎动物代谢产物discodermolide、eleutherobin、sarcodictyins 和laulimalides [28,29] 。其他重要的例子还有喜树碱衍生物 拓扑替康和依立替康，其细胞毒作用来自于对拓扑异构酶1的抑制(一个重要的酶复合物与DNA 聚合和解聚 有关)。深入研究发现很多其他类别的抗癌药物也具有拓扑异构酶I的抑制活性，但只有少数新化合物具有此种活性。随着针对癌症越来越多的分子靶标的证实，针对这些靶标的高通量药物筛选为发现抗癌药物奠定了基础。例如Cdk受到抑制后可延迟细胞周期或使细胞在周期的特定阶段停滞[21]。迄今基因研究发现有超过2000种激酶具有共同的ATP的结合位点。中度抗肿瘤活性的黄酮类化合物-槲皮素，是一个早期发现的具有Cdk抑制活性的天然产物。这一黄酮类化合物类似于ATP，具有平面双环色原酮环系统，与腺嘌呤电子等排。与Cdk抑制作用一致，槲皮素的抗肿瘤作用是将细胞周期阻断在G0/G1期的交界处，而另一衍生物myricetin，显示了与Cdk2作用的IC50值接近10uM。Flavopiridol对Cdks的选择性比对酪氨酸激酶高约100倍，随后被证明是一个选择性的Cdk抑制剂。其他例子还有olomucine和roscovitine和indirubins。

6结论

植物一直是高效常规抗癌药物的主要来源，虽然实践中，从植物中分离多数化合物经常不能成为药品，但他们为潜在的新药开发提供了线索。随着新技术的发展，对早期临床研究失败的药物又可能重生。载体药物能运载药物分子直达特定肿瘤，将有利于那些高毒性的天然产物有效靶向肿瘤，同时避免对正常健康组织的毒副作用。随着对肿瘤细胞周期具有调节作用的新蛋白质的发现，将其用于高通量药物筛选的靶标，天然产物将是对这些关键蛋白质新型抑制剂的重要来源，并有选择性的抗癌药物开发前景。

bogoubocai.com 20801865

范文二：~@~天然药物开发应用前景

天然药物开发应用前景

李继珩

(中国药科大学生物制药教研室 , 南京 210009)

[摘 要 ]天然药物对疑难症 、 慢性病及老年病有特 殊疗效 , 毒副作用 小 , 深受 患者欢 迎 。 天然药 物包含 动植物 药 物 、 生物技术药物及化学合成的天然药物等 。 从天然产物 中寻找和开 发新药已成 为世界医 药界研 究热点 。 我 国也正 加 速天然药物研制与开发 , 以迎接医药经济全球化 的挑战 。

[关键词 ]天然药物 ; 药用植物 ; 先导化合物

[中图分类号 ]R93[文献标识码 ]A [文章编号 ]100420781(2002) 0820472204

目前 , 已发现人类患有 3万多种疾病 , 其中 1/3靠 对症治疗 , 极少数能够治愈 , 大多数尚缺少有效治疗药 物。以往工业化国家多用合成药物 , 其副作用、 抗药性 及药源性疾病多。随着科学的进步 , 人们自我保健意 识增强 , 对天然药物的认识深化 , 回归自然愿望日趋高 涨 , 对天然药物需求增加 , 加之合成药开发周期长 , 投资 大 , 企业难以承受。因此 , 世界各国均着力于天然药物 的研究 , 掀起了开发的新热潮 , 促进了天然药物的迅速 发展。笔者就天然药物现状及其发展前景作简单介绍。 1天然药物及其类型

凡自然界存在或采用相应技术获得的且具有治疗 疾病作用的天然物质均为天然药物。中药主要来源于 动植物、 微生物及矿物 , 亦属天然药物。近 20年来 , 采 用现代生物技术也开发出几十种具有特殊疗效的天然 药物。同时以天然先导物为母体经化学修饰的药物亦 为天然药物。因此天然药物按照来源可分为动植物药 物、 生物技术药物及化学合成的天然药物。

1. 1动植物药物 动植物药是中药的主要组成部分 , 中药主要以 3种形式入药 [1]:1以原生药制成饮片 , 通 过组方煎煮服用 , 其针对性强 , 灵活机动 , 但质量难以 控制 , 保存困难 , 商品化难度大 ; o用原生药有效部位 的提取物或浸膏制成特定剂型后应用 , 其工艺简单 , 成 本低 , 易于商品化 ; ?从生药中分离出有效成分 , 制成 相应剂型入药 , 其质量可靠 , 贮存及应用方便 , 已成为 现代医药工业产品的重要组成部分。

动植物药及微生物药的主要类型有生物大分子、 次级代谢物、 初级代谢物、 最终代谢物、 动植物体及部 分真菌体。在此仅介绍来自动植物材料的高纯度大分 子药物及部分代谢产物。它是根据动植物有效成分的 主要理化性质及原料特点 , 进行提取及分离的药物。动

[收稿日期 ]2001201230

[作者 简介 ]李继 珩 (1939-) , 男 , 江苏宿 豫人 , 教 授 , 博 物药主要以部分动物的腺体、 组织、 器官或代谢物为原 料而制取 , 如胰脏、 脑垂体、 血液、 胆汁、 人尿及孕马尿 等 ; 植物药是从植物的根、 茎、 花、 皮、 叶或果实中制取 的药物 , 如从银杏叶中分离银杏黄酮 , 从麻黄草中分离 麻黄碱 , 从卡瓦胡椒根中分离卡瓦内酯 , 从马钱子中分 离士的宁及从金鸡纳树皮中分离奎尼丁等。大多数动 植物药针对性强 , 毒副作用小 , 是临床上药品的主要来 源之一。部分动植物药的来源及适应证列于表 1中供 参考。

表 1部分动植物药来源及其适应证

品名 来源 适应证

蛇毒纤溶酶 蛇毒 血栓

尿激酶 人尿 心肌梗死

促皮质素 脑垂体 关节炎

胰酶 动物胰脏 消化不良

硫酸软骨素 动物软骨 偏头痛、 关节炎 绒促性素 孕妇尿 不孕

猪胰岛素 猪胰脏 糖尿病

熊胆粉 熊胆汁 肝胆疾患

小檗碱 黄连根茎 感染

银杏黄酮 银杏叶 血管硬化

L 2麻 黄碱 麻黄草 哮喘、 过敏

喜树碱 喜树 肿瘤

麦角碱 麦角菌 偏头痛

剌乌头碱 高乌头 疼痛

奎宁 金鸡纳树皮 疟疾

利血平 萝夫木 高血压

延胡索乙素 延胡索 疼痛

长春碱 常春花 肿瘤

青蒿素 黄花蒿 疟疾

齐墩果酸 齐墩果 , 女贞子 黄疸性肝炎

黄芩甙 黄芩 慢性肝炎

地高辛 毛花洋地黄 心力衰竭

靛玉红 木兰 肿瘤

左旋多巴 油麻藤 帕金森病

紫杉醇 紫杉树皮 肿瘤

1. 2生物工程药物 采用基因重组、 生物转化、 细胞

#

472

#Herald of Medicine V ol. 21No. 8August 2002

或组织培养等技术研制的药物均为生物工程药物。又 有基因工程药物 [2]、 细胞工程药物、 酶工程药物 [3]及微 生物药物之分。基因重组是将蛋白质、 酶、 多肽、 抗体 等药物基因与载体联结后转移至宿主细胞内实现高效 表达的技术。细胞培养就是将动植物及微生物细胞或 者通过细胞融合等遗传物质转移方式改变其遗传性 , 再通过大规模培养获取药物的技术。生物转化就是利 用生物细胞或相应酶类将部分化学物质转变为药物的 技术。此外 , 近年来牛羊等克隆成功亦为开发一系列 生物工程药物提供了一个崭新的技术。

生物技术药物种类繁多 , 包括干扰素、 肽类激素、 酶类、 抗体及疫苗等生物大分子、 初级代谢物及次级代 谢物 , 如人胰岛素、 人生长激素、 人脑激素、 红细胞生成 素 (EPO) 、 干扰素、 狂犬疫苗、 口蹄疫苗及数百种诊断 癌症及传染病的 Mc Ab 、 紫杉醇、 小檗碱、 蛇根碱、 阿玛 碱、 紫草素、 青霉素、 头 孢菌素 C 、 红 霉素及卡 那霉素 等。此外 , 部分植物细胞培养物就是优良的药材 , 如人 参、 西洋参、 天麻及三七等细胞培养物均含有相应药材 同样的有效成分 , 皆可直接入药。同时植物杂交细胞 可同时产生两种或两种以上的药用成分 , 如秋海棠和 黄连细胞原生质体融合的杂交细胞培养物既可产生花 色素 , 又可生成黄连素。植物与微生物细胞一样 , 含有 催化水解、 脱水、 酯化、 甲基化、 去甲基化、 羟基化、 羧基 化、 脱羧、 氧化及还原反应的酶类 , 可实现多种化学反 应 , 如毛地黄细胞培养物可将毛地黄毒苷转化为 B 2甲 基地高辛。由此可知 , 植物细胞工程研制和开发药物 的途径具有多样性与复杂性。

部分生物工程药物来源及其适应证如表 2所示。 1. 3天然药物的化学合成与结构修饰 以药用生物 材料或中药为原料提取分离有治疗作用的活性成分 , 无疑是开发新药的重要途径之一。但有些天然材料中 有效成分含量极低 , 需采用化学合成或现代生物技术 制备 , 如要获得 1mg 人脑激素需要 10万只羊脑垂体 为原料 , 而采用基因重组技术 , 利用 E. Coli 实现表达 , 1L 培养液即可获得 1mg 产物 ; 又如桑树皮细胞培养 物中脱氧野尻霉素含量极低 , 但以其为先导物合成了 米格列醇 , 并已开发为抗糖尿病新药 [4]。另外有些天 然成分活性低 , 或者抗菌谱窄、 耐药性强、 稳定性差 , 或 者副作用大 , 需采用相应技术进行结构修饰 , 克服其缺 陷。如青蒿素抗疟疾活性低 , 但以其为先导物合成蒿 甲醚 , 其抗恶性疟疾疗效是青蒿素的 14倍 , 并已开发 成一类新药上市 ; 又如地贝卡星对氨基苷耐药菌效果 较差 , 而以其为先导化合物经化学方法合成的阿贝卡 星 ,

表 2部分生物工程药物来源及其适应证

品名 来源 适应证

人胰岛素 基因重组 糖尿病

人生长激素 基因重组 侏儒症

EPO 基因重组 肾性贫血

tPA 基因重组 心肌梗死

A 2干扰素 细胞培养 乙型肝炎

B 2干扰素 细胞培养 白血病

HIV 疫苗 细胞培养 艾滋病

乙肝表面抗原 基因重组 乙型肝炎

血凝因子 ù基因重组 血友病

狂犬疫苗 细胞培养 狂犬病

口蹄疫苗 细胞培养 口蹄病

短杆菌肽 细胞培养 感染

人胸腺素 A 1基因重组 生长延迟

心钠素 基因重组 心力衰竭

青霉素 细胞培养 感染

头孢菌素 ?细胞培养 感染

多粘菌素 细胞培养 感染

麦迪霉素 细胞培养 感染

红霉素 细胞培养 感染

L 2多 巴 酶转化 帕金森病

卡那霉素 细胞培养 感染

螺旋霉素 细胞培养 感染

四环素 细胞培养 感染

头孢来星 细胞培养 感染

可卡因 细胞培养 阿米巴虫病 阿米卡星 细胞培养 感染

可待因 细胞培养 疼痛

吗啡 细胞培养 疼痛

可桃因 细胞培养 腹泻

L 2天 门冬酰胺酶 基因重组 白血病

血小板生长因子 基因重组 肿瘤、 创伤

人尿激酶原 基因重组 心肌梗死

人白细胞介素 22基因重组 肾细胞癌

C 2氨基丁酸 细胞转化 肝性脑病

市。另外有些天然结 构十分复杂 , 含量低 , 毒副作用 大 , 但以其为先导物可合成结构简单、 毒副作用低的产 物 , 如以 d 2筒箭毒碱为先导物合成的十烃双胺就是一 个成功的实例 , 后者与 d 2筒箭毒碱一样 , 均具有肌肉 松弛作用。部分以天然结构为先导物的合成天然药物 列于表 3供参考。

2药用植物在天然药物开发中的重要地位

天然药物来源途径甚多 , 不过今后将主要来源于 药用植物 , 据估计全球约有 (40~50) 万种植物 [5], 但仅 有极少部分进行过化学成分及其活性测试研究。我国 也是植物资源最丰富的国家之一 , 迄今已发现 3万多 种高等植物 , 其数量仅次于巴西和哥伦比亚 , 居世界第 [6]

# 473 #

医药导报 2002年 8月第 21卷第 8期

表 3合成或以天然结构为先导物合成的天然药物 品名 天然先导物 作用

阿司匹林 水杨苷 解热、 镇痛

色甘酸钠 凯琳 抗过敏

甲红霉素 红霉素 抗感染

蒿甲醚 青蒿素 抗疟疾

普鲁卡因 可卡因 局麻

十烃双胺 d 2筒箭毒碱 肌肉松弛

右甲吗南 吗啡 镇痛

特尼泊苷 鬼臼毒素 抗癌

依托泊苷 鬼臼毒素 抗癌

华法林 双香豆素 抗凝血

多西环素 四环素 抗感染

后马托品 阿托品 扩瞳

溴化甲基东茛菪碱 东茛菪碱 解痉

氟氧头孢菌素 氧头孢烯 抗感染

氨曲南 单环 B 2内酰胺 抗感染

亚胺培南 B 2内酰胺 抗感染

米帕林 奎宁 抗疟疾

紫杉醇 102去乙酰巴可亭 ó抗癌

米格列醇 脱氧野尻霉素 降血糖

药薯 喜树碱 抗直肠癌

乙胺香豆素 凯琳 扩张冠脉

多种药用植物 , 其种类和数量之大均居世界首位 , 为我 国研制新的天然药物奠定了良好的资源基础。

近 10多年来 , 天然产物化学的发展为新药开发提 供了化学多样性基础 , 并充实和扩大了组合化学样品 库 , 新的天然药物的开发也取得了许多卓著的成就 , 据 美国 5Annual Reports of Medicinal Chemistry 6报 道 , 1984 ~1995年 FD A 批准的 64种抗菌新药中 , 61%来源于 天 然产物 , 或是以天 然产物为先导 物的合成产物 ; 52种降压药中 , 48%是以天然物为先导物的合成新药 ; 93种抗感染新药中 , 63%是以天然结构为先导物的合成 产物。 1989~1995年 FD A 批准临床观察的 299种抗癌 药中 , 61%是天然产物 ; 1994年供临床使用的 87种抗 癌药中 , 62%为天然产物。 50多年来 , 我 国以中草药 为原料也开发出了 40多种特有新药 , 如黄连素、 四氢 巴马汀、 东莨菪碱、 丁公藤碱、 莨菪碱、 樟柳碱、 石杉碱 甲、 芫花酯甲、 靛玉红、 天麻素、 豆腐果苷、 草乌甲素、 蒿 甲醚及丹参酮 òA 等。

合成物开发新药的成功率极低 , 而来自植物的天 然产物开发新药的成功率要高得多 , 开发时间亦大为 缩短 , 财力及人力投入也相应减少 , 如英国近年来从雪 花莲属植物中获得的加兰他敏正在进行临床试验 , 有 可能成为治疗早老性痴呆症的有效药物 [7]。因此 , 具 有生物多样性和化学结构多样性的天然产物 , 尤其是 , 另外 , 从传统药用植物中寻找新的活性次生物 , 也是获 取先导化合物的来源之一 [8], 如可根据部分药用植物 有效成分的化学结构设计和构建新的化合物 , 并采用 相应技术获得毒副作用低而疗效好的抗癌新药。实际 上 , 目前临床上应用的抗癌 [9]、 抗感染及抗病毒的药物 中 , 约 60%是天然产物或以天然物为先导物合成的产 物 , 如雷帕霉素、 紫杉醇衍生物及药薯等。由此可知 , 植物多样性及其次生物结构多样性将与往昔一样 , 对 开发新药将产生极大的促进作用 , 也充分显示出药用 植物在新药开发中的重要地位。

3天然药物开发前景

近 10多年来由于天然药物研究与开发的长足进 展 , 2001年版美国药典已正式收载银杏、 月见草油、 卡 瓦内酯、 金丝桃素、 人参、 锯齿棕、 雪花莲及 B 2七叶皂苷 等 20多种畅销的药材及其制剂的质量标准 , 表明药用 植物及天然药物已被美国官方认可 , 揭开了天然药物 发展史上新篇章 , 在世界范围内必将掀起开发天然药 物的新高潮。近年来天然药物的研究还取得了一系列 新进展 , 如免疫抑制药环孢素、 抗糖尿病新药阿卡波糖 和降血脂新 药洛伐他 汀 [10]及其类似 物等相继 面市。 镇痛药河豚毒素及贝类毒素等海洋药物也取得了良好 的进展。另外可直接杀伤肿瘤细胞和具有免疫调节作 用的苦马豆素也进入临床试验阶段 [11]。其次具有防 治肿瘤作用的番荔枝内酯及白藜芦醇的研究也引起了 国内外医药界的关注。美国科学家还从非洲真菌 /伪 黑团壳 0中分离出一种五环化合物 , 口服有胰岛素样作 用。此外正在研制的卡麦角林 (cabegoline) 是麦角生物 碱的类似物 , 为多巴胺 D 2的受体激动药 , 选择性强 , 药 效持久 , 有望成为治疗帕金森病的有效药物。

我国药用植物及中药材种类繁多 , 新版 5中药大辞 典 6将收载 12807种中药材 , 其中药用植物 11146种 , 动物 1581种 , 矿物 80种。此外其他民族地区尚有藏 药 2294种 , 蒙药 1342种 , 傣药 1200种 , 苗药 1000种 , 维药 600种 , 彝药及羌药各百余种。目前人工种植 的药材 200余种 , 600余万亩 , 生产基地 600多个 , 对具 有药用作用的野生动物也进行了人工饲养。我国有几 千年的中医药历史 , 有独一无二的中医药理论 , 已有记 载的中药古方 6万多个 , 这就为我国开发新的天然药 物提供了雄厚的物质、 理论及技术基础。当今世界已 进入信息社会新经济时代 , 我国已加入 W TO, 必须参 与经济全球化竞争 , 国内医药界企业家应树立全球化 观念 , 抓住机遇 , 推行现代化管理机制 , 加大科技投资 力度 , 充分挖掘和利用自然界结构多样性的化合物开

#

474

#Herald of Medicine V ol. 21No. 8August 2002

的市场 , 推动我国天然药物的发展 , 迎接医药经济全球 化挑战。

[参考文献 ]

[1]姚新生 , 主 编 . 天然药物 化学 [M].第 2版 . 北 京 :人民 卫 生出版社 , 1997. 483-494.

[2]李继珩 . 基因工程药物 [J]. 医药导 报 , 1997, 16(4) :147-149.

[3]李继珩 . 现代酶工程及其在医 药工业 中的应 用 [J]. 中 国 药学杂志 , 1994, 29(5) :299-301.

[4]Go ri M, Campbell R K. Natural products and diabetes treatment [J]. Diab etes Educ , 1998, 24:205-208.

[5]魏 锋 , 马双 成 , 全 红 军 , 等 . 天 然 产物 化 学研 究 现 状 [J]. 国 外医药植物药分册 , 1999, 14(3) :93-101.

[6]孙汉董 . 植物资源 , 植物化学与 新药开发 [J].国外医 药 植物药分册 , 1999, 14(6) :231-235.

[7]陆江 海 , 李 秀 兰 , 刘 沁 舡 , 等 . 天 然 产物 与 药物 的 发 现 [J]. 国外医药植物药分册 , 2000, 15(2) :47-49.

[8]曾宪 可 , 杜冠 华 . 天 然药 物的 开 发和 利 用 [J].药 学 进 展 , 2001, 25(5) :257-260.

[9]Sunsanne G, Ralf T. Bioactive a gents fro m natural source: trends in discov ery and application[J]. A dv ance Biochemical Enginee rin g , 1999, 6(4) :105-154.

[10]Faulkner D J. Highlights o f marine natural products chemi stry [J].Nat Prod Rep , 2000, 17(1) :1-6.

[11]陈聪颖 , 陆 阳 , 陈泽乃 . 天然产物在抗癌药 物发现和开 发中的作用 [J]. 中草药 , 1999, 30(2) :144-147.

如何开展临床药师工作

唐荣福

(武汉大学人民医院药学部 , 430060)

[摘 要 ]概述我国临床药师工作的现状 、 临床药师 应具备的条 件及培养途 径 。 指出临床 药师工 作在提 高药物 治 疗水 平 、 减少药物不良反应 、 节约卫生资源等方面具有的重要性 , 其 工作内容包括 1参与查房以及给药方案的 制订 ; o开 展药物经济学研究 ; ?开展血药浓度监测 ; ?开展药物不良反应监测 ; ?开展药物咨询 。

[关键词 ]临床药师 ; 药学监护 ; 医院药学

[中图分类号 ]R95[文献标识码 ]C [文章编号 ]100420781(2002) 0820475204

我国在 20世纪 80年代初开始临床药学工作 , 同 时开始呼吁药师与临床结合。因此临床药师是伴随着 临床药学的开展而出现的。当初临床药师并不完全知 道自己应做的具体工作 , 也不知道这些工作对自己的 要求是什么 , 所以工作比较被动 , 主要是收发一些药品 不良反应报告表以及一些简单的咨询 , 如药品的价格、 规格、 商品名、 化学名等。随着临床药学研究的不断深 入 , 临床药师的工作得到了扩展。他们陆续开始走入 病房 , 参与查房以及给药方案的制订。尽管如此 , 其作 用仍非常有限 , 临床药师也感到非常困惑 , 因这些临床 药师均未受过专门的医学训练 , 医学知识欠缺 , 他们与 临床医师共同的语言不多 , 不能将药学知识贯穿到临 床的实际工作中去。这种情况严重阻碍临床药师工作 的开展。尽管少数大型医院已制订了一些临床药师的 培养计划并已实施 , 但临床药师所做的工作与临床的 要求仍相差甚远。在美国 , 有些医院的临床药师已达 药师总人数的 25%。在我国 , 除了少数的大型医院有 几个临床药师外 , 其他医院仍属空白 , 而且没有这方面

[收稿日期 ]2002205216

[作者简 介 ]唐 荣 福 (1953-) , 男 , 湖 北荆 州 人 , 主 任 药 师 , 的具体工作计划。临床药师的人数太少 , 使之不能形 成气候 , 工作不能形成声势。笔者认为 , 要想提高药物 治疗水平 , 就要开展临床药学工作 , 搞好临床药学工作 就必须有临床药师的参与。应提倡不论医院大小 , 都 应配备临床药师 , 使这项工作轰轰烈烈地开展起来 , 然 后逐步走向深入。

1临床药师工作的重要性

随 着临床药学的深入发展 , 药学监护 (pharmaceutical care, PC) 已是一个不能回避的问题。 21世纪的医院 药学工作的重点应是以患者为中心 , 这要求药师直接 服务于临床 , 服务于患者。药学监护将医院药学的工 作建立在以患者为中心的基础之上 , 临床药师担任药 学监护的重任 , 承担着保障患者安全 , 有效地使用药物 的责任 , 即对患者用药结果负责。临床药师参与临床 工作可以帮助临床医师解决用药方面 的某些疑难问 题 , 使药物治疗更趋于科学性、 合理性 , 可提高药物治 疗水平 , 减少药物不良反应并可减少卫生资源的浪费。 1. 1提高药物治疗水平 准确的诊断是治疗的先决 条件。治疗包括药物治疗和非药物治疗 , 其中药物治 疗是主要的治疗手段。可以说 , 准确的诊断和合理的 # 475 #

医药导报 2002年 8月第 21卷第 8期

范文三：天然药物开发及发展

天然药物的开发及发展

【摘要】纵观人类历史,天然药物一直是人类预防疾病、治疗疾 病的主要来源。天然药物是从植物、动物和微生物等天然资源中开 发出来的药物,是药物的一个重要组成部分。本文讲述了天然药物 的开发及发展。

【关键词】天然药物;开发;发展

天然药物是从植物、动物和微生物等天然资源中开发出来的药物, 在医药的发展历史中占有十分重要的地位。人类不断发展和进化, 同时人类与疾病的斗争也从未中断过。据记载,人类利用天然产物 作为药物已有几千年的历史。远古时代的原始人在寻找食物时,意 外地发现服用某些植物和动物后会引起不同的生理反应,人类在积 累了大量实践经验后,开始利用这些天然物质来治疗疾病,经过无 数次的探索和失败,终于发现了药物。这种来自自然界的可以缓解 或治疗疾病的物质就是最原始的“药物” ,国外称之为“天然药物 ( natural medicines)” ,我国称之为“中草药 ( chineseherbal medicines) ”或中药“ ( chinese materia medica,cmm) ” 。无论 哪种称谓都是指来源于自然界所有生物中的、具有明确治疗疾病作 用的单一化学成分或多组分物质, 包括来源于自然界的植物、 动物、 微生物、海洋生物等的活性物质。在 20世纪发明合成药物即所谓 “西药 ( westernmedicines)”之前, “天然药物”或“中草药”是 唯一用于治疗人类疾病的药物,迄今为止世界上不少民族仍在使 用。在非洲和大洋洲的热带丛林中,有些部族至今还在采用这种原

范文四：天然药物化学--天然药物的研究开发

第十一章 天然药物的研究开发

祖国医药在长期实践中所积累的传统经验，是药物研究和寻找新药的一个极其重要的源泉和基础，

如：中医经验和历代医书上记载青蒿对抗疟有效，由此而研究制出抗疟有效成份青蒿素，再如从中药麻

醉药洋金花中筛选出来的有效成份东茛菪碱，也是从古医书中挖掘出来的，等等许多。

我们的祖先在用中草药防治疾病时，大多用水煎或酒浸来提出有效成份，并做成丸、散、膏、丹等

剂，那么，总观中药、天然药物的用药情况，大体有三种形式。

1、原生药，2、精提取物，3有效成份或活性成份单体。

第一种形式：主要以中药饮片煎煮服用。其优点是可以根据具体病情，适当增减某味药，针对性强，

灵活机动，效果好，但用量大，使用保存都不方便。

第二种形式：在搞清有效成份的基础上，将中药、天然药物经过一定程度的加工提取，去粗取精，

去伪存真，将中药加工成用量小，毒副作用小，高效速效，生产、运输、使用、携带方便的药物剂型，

作为医药商品进入市场，这样，可使药品质量有一定的保证，且生产工艺也不复杂，成本也低。

第三种形式：就是在搞清有效成份的基础上，采用现代科学方法，从中药或天然药中直接提取有效

成份单体，含量低的或可进行化学合成，再作成适当剂型入药，这种形式，因成份结构清楚，其疗效确

切，质量易控制，并可通过构效关系，对其进行一系列化学修饰，以降低毒性，提高效疗效，应该是最

好的一种形式，但生产复杂，成本也高。

新药开发不是一件容易事，它需要庞大的经费，同时需要一个非常复杂的高技术密集型系统工程，

涉及化学、药理、毒理、临床、制剂等多学科领域。根据国际成熟经验，大约平均合成一万个化合物，

才有可能希望研制出一个新药，成功率很低，且周期长，一般需要十年以上，投资约为2-2.5亿美元。

当然，中药、天然药（民间药物）因有千百年临床实践经验积累，其实验对象是人，其药理作用是以人

体为实验基础确定的，再将其应用到人，其疗效是无可置疑的，而西药则不同，以动物为实验对象，与

人体必有差别。所以，从中药中开发新药，成功率较高，可能会缩短一些时间，研究周期较短，但其工

作量之大，投入之多也可想而知的。

一、产物天然的研究开发程序

从天然药物或中药中开发新药至少包括以下五种形式：

第一种形式：经过文献资料或民间用药的调研或通过现代药理学的筛选研究（含体内、体外等研究），

发现某种动物、植物、矿物或微生物具有药用价值，然后将其开发成新药。

第二种形式：已知某种成分或某类成分具有药用价值或已成为新药，根据动植物的亲缘关系，寻找

含有这种或这类成分的动植物，进而将其开发成新药。如来自于黄连、黄柏中的黄连素具有抗菌、消炎

的作用，临床疗效良好，但因黄连、黄柏均系贵重药材，资源有限，故限制了黄连素的广泛使用。根据

植物的亲缘关系发现三颗针中也含有黄连素，进而将三颗针开发成一个新药。又如人参皂苷是人参中的

主要有效成分，具有多方面的药理作用。通过对人参茎叶的研究发现人参茎叶中含有大量的皂苷，且与

人参中的皂苷类似，进而将人参茎叶中的皂苷开发成一个新药，广泛用于保健药物和某些中药复方。再

如具有良好镇痛作用的延胡索乙素，其在延胡索中的含量很低，而对其全合成成本又很高，从而限制了

延胡索乙素的使用。根据植物亲缘关系研究发现防己科植物黄藤(／x6rQ“reo乩nc‘。九o)的根和根

茎中含有大量的巴马汀(可高达2．5％—3％)，巴马汀经锌粉和硫酸还原就可方便地转化成延胡索乙素，

从而解决了延胡索乙素的资源问题。

第三种形式：在不明确有效成分的基础上，将临床疗效明确的经典方、经验方或经药效学研究具有

开发价值的复方中药开发成新药，或将现有的新药改变剂型如由口服液改为片剂、注射剂等（现临床上

使用的大部分中药即属于这种形式的新药）。采用这种形式开发的新药虽然有效成分不明确，药品的质

量控制难度较大，但它具有生产工艺不太复杂、成本较低、比较符合我国国情等特点。

第四种形式：在基本上搞清了有效成分和有效部位的基础上，将有效部位开发成新药，如目前在临

床上广泛使用的地奥心血康、银杏叶制剂等。因有效成分已明确或基本明确，故采用这种方法开发的新

药具有药品的均一性较易控制、临床疗效稳定、质量易于得到保证等特点。

第五种形式：通过天然药物或中药中的有效成分或生物活性成分的研究，从中发现有药用价值的活

性单体或潜在药用价值的活性单体即先导化合物（有一定的生物活性，但因其活性不够显著或毒副作用

较大，无法将其开发成新药的具有潜在药用价值的化合物称先导化合物）。通过对先导化合物构效关系

的研究，进而发现有药用价值的化合物，然后按照国际惯例经过一系列的研究将其开发成新药。如麻黄

素、黄连素、长春碱、长春新碱、紫杉醇等均是直接从天然药物中开发出来的新药，蒿甲醚、普鲁卡因、

镇痛新、β-甲基地高新等则都是经天然先导化合物构效关系的研究和结构修饰开发出来的新药。虽然

这些新药均起源于对天然药物或中药中生物活性物质的研究，但在工业生产中它们并不局限于从天然药

物中提取，通过对材料来源、经济效益、环境保护等综合因素考虑，可以从直接从天然药物中提取、半

合成或全合成三种方法中任选取一种。

虽然从天然药物或中药中开发新药的方法多种多样，但是对于具体情况要做具体分析，不可 能采

用一个固定的模式，应根据具体研究课题的特点采用不同的途径，但无论采用何种方法和途径开发新药

都要大体经过以下三个阶段，即：?临床前研究；?临床研究；?试生产（?期临床实验，主要是考察

其安全性）。表11—1是国际上开发新药的大致过程和各个阶段所需的时间和经费，可供参考。

表11-1 天然物药品(一类新药)的开发研究过程

二、天然产物中生物活性成份的研究方法

从天然药物或中药中开发创新药物的关键是能否从天然药物或中药中分离得到有药用价值或潜在

药用价值的活性化合物。没有新结构、新活性的化合物，创新药物的研究开发就成了无源之水、无本之

木。中药具有数千年的用药历史，对某些疾病具有独特的疗效，临床基础非常雄厚，其中的化学成分种

类繁多、结构新颖，是创新药物及其先导化合物的重要来源，这也是为什么近20年来国际上对于从天

然药物中开发新药非常重视的根本原因。

（一）活性成份的分离研究法：天然活性成份研究也是多学科协同研究的问题，应有从事生药、化

学、药理和临床等几方面的配合研究，才能使活性成份的研究得以顺利进行，寻找中药有效成份的途径

是多种多样的，对每一具体情况，要作具本分析，不可能作一个固定的模式。

1、早期方法：分离与活性测试分两个阶段进行，即首先分离单体，然后对单体进行活性测试，这

种方法盲目性较大，费工、费时，且对含量小的成份还可能漏掉。

2、现代方法：在选定供试样品后（具有活性），在分离活性成份时，利用化学指标和药理活性指标

两只眼睛，对分离过程中的每一个部分都进行跟踪检查，对无活性的部位随时弃掉，而只对有效部位继

续分离，一方面节省经费开支，同时，节省了一些不必要的分离时间，另一优点如：分离过程中某一过

程不当，导致活性成份流失，还可以迅速查明原因，及时补救，当有些成份只是在与其它成份混合时，

协同作用才有效，而分离成纯品时效果就低了或无效。这种情况在中药分析中也是常见的，这些因素能

及时得到分析。所以说，现代方法成功率是很高的，可以说是一种好方法，只是活性测试工作量加大。

具体程序如下：

1、调查：

（1） 疗效调查，收集民间验方。

（2） 植物鉴别，学名、来源、产地等。

（3） 文南献收集，主要放在疗效上和化学成份上。

要注意几个方面的问题；

, 只有疗效报道，无化学报道（药理，临床医学等杂志）。 , 有化学报道，无疗效报道的（有关化学方面文献）。 , 各方面都不全的。

（4）预试（化学成份预试）有单项预试和系统预试。

单项预试：根据需要，有重点地检查某类成份，如寻找生物碱类，可在中药中进行生物碱的定性反

应。

系统预试（又称系统分析法）：对中药中各类成份进行全面检查，方法较多，如：用梯度溶剂极性

法。

用石油可能含油脂，挥发油，植物甾醇等。

药渣再用乙醚提取（内酯、黄酮、醌、弱碱性生物碱等）。

再用乙醇提取（甙类、生物碱、氨基酸、有机酸、鞣质等）。

水提取（蛋白质、多糖、氨基酸）。

然后，各提取部分依照可能含有的成份，选择各类成份的特有显色反应，沉淀反应等，作一般预

试。

2、化学成份的分离

一般途径，首先要选择一种简便、快速的、能反应中药治疗作用的药理指标，作为分离指导，将各

部分分开，按照药理指标取舍，直到最后分到活性成份和有效部分 。

液（—）

渣渣

渣样品

液（—）注意以下几点： 液（—）

（1）当中药的疗效往往不是某种成份产生，而是由多种成份相互协同表现的，这就要求工作细致，不

要满足于获得一种有效成份而忽略其它有效成份。

（2）中药的疗效可能是由于多种成份按其原有比例构成的混合成份的总疗效，若仅以一种成份的药理

指标，势必无法代表中药疗效的有效部位和成份。所以，常常发现某单一成份的疗效不如混合成份的疗

效的事例，亦说明此点。

1、选择建立先进的生物活性测试方法，是天然活性成成份追踪分离成功与否的关键所在。

体外试验：方法简单，快速。

体内试验：用动物模型试验，与人本较相近，准确性高，但费用高。还要考虑实验动物的个体差异

等因素。

一般多采用体外试验，灵敏、简单、快速等优点，但体外实验有效，并不说明一定体内有效。

2、确保试验材料具有活性。

3、在众多的生物活性中，力求找出最本质的作用。

4、注意正确判断各馏分的活性。

（二） 天然药物及中药中原生生物活性成分的研究

1．通过调研或广泛筛选需要开发的天然药物，然后采用体内的方法对该药进行药效学评价， 以

便再次确认该药的开发价值并在有效部位或活性部位寻找所使用的活性测试模型或指标。对于没有经过

体外活性测试的药物还需确定在活性成分追踪分离中所使用的体外活性测试方法及指标。

2．根据原料药中化学成分的性质将其粗分成几个部分，按等剂量不等强度的原则对每部分均进行

活性测试，确定有效部位。如果每部分均有活性，但活性均不强，则说明粗分失败，需要改用其它方法

进行粗分，直到找到其中某一部分或几部分活性强、剩余部分无活性或活性很弱为止。由于这部分往往

得量较高，加之某些天然成分属于前体药物(即本身并无活性，在体内代谢后其代谢产物具有活性)，故

在活性测试时最好采用体内方法。最常用的粗分方法是将其中的化学成分按极性大小不同分成几部分，

如水煎、醇沉，依次用石油醚、氯仿、乙酸乙酯、正丁醇等提取，或将原料药物依次用石油醚、氯仿、

乙酸乙酯、丙酮、乙醇、水等提取。当然也可根据其中化学成分的不同类型采用不同的粗分方法。

3．采用各种色谱方法和其它方法对活性部位进行分离，每次分离所得组分均需经过活性测试（由

于所得量均较少，常采用体外的方法进行活性测试），对于无效的组分常弃去不再研究，只研究那些有

效或有活性的组分，直到追踪到活性成分。虽然采用活性追踪的方法其活性测试样品和工作量以及所需

费用均大大增加，而且还需有简易、灵敏、快速、可靠的活性测试方法及与药理工作者有良好的工作配

合条件，有时因配合不便还需由分离工作者自己承担，需要同时配置分离及活性测试两方面的仪器设备，

以及同时具备分离和生物活性测定的知识等等。但采用这种方法可大大减少分离工作的盲目性和在分离

过程中造成的活性成分的丢失特别是微量活性成分的丢失（通常微量活性成分其活性往往很强），以即

使在分离过程第一阶段，由于化合物本身的原因或选择方法失当导致活性化合物分解变化或流散，也能

查明原因，采取有关补救措施获得分解变化或流散的活性成分，所以大多已采用这种方法进行活性成分

研究。而只追踪活性部位，进而对活性部位中的化学成分进行系统研究，最后通过测试所得化学成分的

活性来阐明天然药物中活性成分的研究方法已逐渐不被人们所采用。

4．根据理化性质和波谱数据确定单体的化学结构，对已明确化学结构的单体进行活性评价（由于

确定化学结构通常并不消耗样品，而进行活性评价则需消耗样品，故先确定结构，后测试活性）。

5．对有开发价值的化合物进行结构修饰和构效关系的研究，进而将其开发成创新药物。（图11—1）

（三）天然药物及中药中前体活性成分的研究

有些中药中的化学成分本身并无生物活性，但经体内代谢后所产生的代谢产物具有很强的生物活

性，这实际上也是它们中的有效成分。如中药秦皮具有清热利湿的作用，在临床上用于治疗痢疾效果良

好，其中的主要成分秦皮素并无抗菌活性，但经体内代谢成3，4-二羟基苯丙酸后，其抗菌作用则优于氯霉素。对于天然药物中这类生物活性成分的研究常采用体内代谢的方法进行。即将天然药物(既可以是天然药物中的某种成分，也可以是动植物原材料)给动物食用后，分别收集动物的粪便、尿、胆汁，

然后采用各种提取分离方法分离它们中的代谢产物，并采用谱学和与标准晶对照的方法确定它们的化学

结构，在化学结构已知的情况下进行生物活性评价，对于有开发价值的化合物可采用上述法进行进一步

开发。(图11-2)

（四）血清药化学和血清药理学

一种天然药物中含有的化学成分少则数十种，多则数百种。复方中药中的化学成分的数量将会更加

巨大，要对这些所有的化学成分进行系统的研究，进而阐明天然药物及中药的药效物质基础，需要花费

大量的人力、物力和财力，有时即使有充足的财力，由于种种原因实际上也难以完成。除了治疗消化道

系统疾病或某些特殊的成分，通常天然药物中化学成分只有吸收人血后才能发挥药效。一个天然药物中

虽然含有数十个甚至数百个化学成分，但能吸收入血的成分毕竟有限，如果只研究吸收人血的化学成分

（血清药化学）及药理作用(即血清药理学)，必将大大简化所要研究的成分，而且还可排除那些虽然体

外有活性但因其不能吸收人血无法发挥药效的伪活性成分的干扰及找出前体活性成分。由于天然药物中

化学成分的含量相差巨大，多的可达百分之几，少的则仅有十万甚至百万分之几；化学成分与血浆蛋白

的结合率随成分不同而异；化学成分吸收人血后会很快被代谢、分布、排泄，不同时间检测同一种成分

含量会有很大差异；动物所用剂量毕竟有限，难于积累到足量样品；所用的结构测定方法绝大多数只能

依靠质谱如LC-MS等，而用质谱测定化学结构不但需要对该天然药物中的化学成分要有透彻的了解，而

且有时还需要对照晶，可靠性也差，所以目前采用血清药物化学方法研究天然药物中生物活性成分的进

展并不大，从中研究出的一些成分多数是含量较高的已知成分或其代谢产物。

（五）天然药物中生物活性成分研究需要注意的几个问题

1．从表11—1可看出，创新药物的开发是一个高技术、高风险、高投入、高回报、知识密集型的

系统工程，涉及化学、药理、制剂、临床医学、毒理等多学科领域。据统计，开发成功一个创新药物需

要筛选1万甚至数万个化合物，故成功率极低，难度极大，所用时间约10—12年，所需经费约2亿—3

亿美元，但回报率也很高(一个大品种的创新药物其单品种的年销售额以出厂价计则可达到50余亿美

元)。这也是世界经济强国都对创新药物的研究开发极为重视的一个原因。固然由于天然药物及中药有

数千年临床实践经验的积累，从中开发一些新药的成本会相对较低，成功率较高，所需时间较短，但也

不能认为仅对某一个天然药物或中药的活性成分进行研究就可开发成一个创新药物。因为创新药物和一

个具有活性甚至活性很好的天然产物毕竟是两码事，作为创新药物不仅要考虑到它的体内药效，而且还

要考虑到它的急性毒性、长期毒性、临床药效、是否易于制成制剂、生物利用度及在体内的分布、排泄、

原料是否易得成本如何、与现有同类药物相比有何特点等等多方面的问题。如果其中的活性成分无法开

发成创新药物，但活性部位又具有开发价值，则可考虑将活性部位直接开发成新药。

无论是开发创新药物还是将活性部位开发成新药都要投入大量的人力、物力和财力，故要特别注重

知识产权的保护。一旦获得具有开发价值的活性单体或活性部位，总是要在适当的时机申请专利，求得

知识产权的保护。只有在确保知识产权的情况下，才能做大量、长期、全面的战略投入，并在研究过程

中随时分析、调整开发计划，以求获得最好效果。

2．活性测试方法选择的正确与否是活性追踪分离能否取得成功的关键。常用的活性测试方法有整

体动物、动物的器官、组织、酶、受体以及药物对体内某些生物活性物质的抑制或促进等。无疑采用整

体动物进行试验与人比较相近，但所需实验费用很大、现象复杂、时间长，加以动物个体差异以及病理

模型难于建立等因素，实际上用其指导活性追踪分离难于做到。最好的方法是寻找活性部位时用整体动

物试验，追踪分离成分选用体外的方法。理想的体外活性测试方法应具有简易、快速、不需特殊设备、

方便、抗干扰性强、假阳性和假阴性均较低、临床相关性强等优点，但在实际工作中理想的活性测试方

法往往很难找到，只有综合分析考虑，根据实际情况、条件以及研究开发的课题选择较理想的活性测试

方法。同时也要根据实践经验积累和科学技术的发展，改进现有的一些活性测试方法和建立一些新的活

性测试方法。由于一个药物疗效的发挥并不只取决于它与药物靶点的作用强弱，还与它的吸收、分布、

代谢、排泄、到达靶点的浓度及持续时间、体内对外影响的综合平衡能力等有关因素，所以体外活性测

试方法所得结果与药物在体内实际作用并不平行。即使是动物整体实验，由于种族的差异以及病理模型

与临床上的实际病症并不完全一样，所以也存在动物实验与临床疗效不平行的问题，故在实践工作中应

予以注意。

3．确保供试材料具有活性是能够追踪到活性化合物的前提。在活性追踪分离之前一定要采用体内、

体外多种方法，多个指标对实验材料进行活性测试，其目的是再次确证实验材料的活性，确定有无进一

步研究的价值；二是为选择活性追踪分离所用的活性测试方法提供依据。图11—3的流程是美国癌症研

究中心(NCl)用于筛选确认植物或动物粗提物抗肿瘤活性的改进方434天然药物化学 案，可供工作时

参考。通过该方案确认的实验材料至少有以下三个优点：?不至于丢失活性低或含量少的化合物；?增

加了分离出新化合物的机会；?有可能分离到具有不同作用机理或新的作用机理的化合物。

由于植物原材料中所含的化学成分及活性成分与产地、采收季节、气候、品种及放置时间等有关，

为了保证所用实验材料质量的稳定性，在正式开始活性追踪分离之前，最好要一次性采集或购买到所需

的实验材料，并经简易的方法再次确认活性和一次性提取完毕，将提取物置于冰箱中保存。

4．天然药物及中药在临床上往往具有多方面的治疗作用，在动物实验上具有多方面的活性，在体

外实验中具有多个作用靶点。研究者应当从这些杂乱的实验现象中找出其中最本质的作用，选择建立能

反映临床治疗特点且效果与之平行的活性测试体系才有可能追踪分离出有开发价值的活性成分及先导

化合物，表11—2是这方面工作的一些典型实例。

表11．2 活性成分及先导化合物发现实例（见P434）

5．在分离过程中要按“等剂量不等强度原则”对每一阶段所得组分进行活性定量评估并与母体进

行比较，追踪分离活性最强的馏分。通常如与母体比较所得几个组分活性强弱参差不齐，则说明活性分

离与物质分离平行，预示可能获得良好的分离效果；如果某个组分活性显著增强，则说明在分离过程中

可能除去了某种具有拮抗作用的物质；如果所得各组分活性均明显减弱，即使将其合并，其活性与母体

相比也大大减弱，则提示活性成分可能发生分解、破坏或产生了不可逆吸附；如果所得各组分分别测试

其活性虽然明显降低，但将其合并后其活性与母体相当，则提示是活性成分被分散或该药中的成分存在

明显的协同作用(相加或相乘)，故分离后反而导致活性的减弱或消失。如附子的水煎剂对蛙心呈现明显

的强心作用，当除去水煎剂中的钙离子后则对蛙心的强心作用明显降低，但单纯的钙离子的作用并没有

附子水煎剂强。经系统研究发现附子的水煎剂中存在微量的乌头碱；虽然乌头碱本身对蛙心并不表现多

大的强心作用，但微量乌头碱与钙离子混合后却具有明显的强心作用，其作用强度与附子水煎剂类似，

说明其强心作用的有效成分是钙离子和乌头碱的混合物，且它们之间存在明显的协同作用。以上说明在

活性追踪分离中具体问题应作具体分析，并在查明原因后采取相应对策处理。

6．传统天然药物及中药多为汤剂，从某种意义上来讲，只有溶于汤剂中的成分即水溶性成分才是

有效成分，但脂溶性成分是否就一定不是有效成分?实际上未必，其原因有三，一是在煎煮过程中有些

本不溶于水的脂溶性成分会因互溶而溶于汤剂中；二是古人会用增大剂量的方法提高脂溶性成分的用

量，从而达到防病治病的目的；三是受科技发展的限制，古人没有意识到的并不是不存在的，所以脂溶

性成分也可能是天然药物及中药的有效成分。

（六）活性追踪分离的几个实例

1．大黄泻下活性成分的研究 大黄是蓼科植物掌叶大黄(RheumpalmatumL)、唐古特大黄(Rheumtangutium)或药用大黄(兄officinale)的干燥根及根茎，具有泻下通肠、凉血解毒、逐瘀通经之

功效。生大黄在临床上用于术前清肠和治疗便秘具有良好的效果。生大黄粉碎后依次用正己烷、氯仿、

丙酮、乙醇、水提取，各提取物以大白鼠口服后观察其致泻作用作为活性追踪指标。从表11—3中可看

出正己烷提取物在剂量达500ms／ks时仍无效；氯仿提取物和丙酮提取物亦基本上无泻下作用；乙醇提

取物虽有泻下作用，但较弱，在剂量为lOOms／ks以下时无效，200m6／ks剂量时，10只大白鼠中只有两只有效，到500ms／kS的大剂量时亦只有7只大白鼠有效；而水提取物泻下作用最强，50ms／ks剂量

时有4只大白鼠有效，200ms／ks时10只大白鼠全部具有泻下作用，故其主要活性部位应为水提取物。

(图11—4)

生大黄粉

正已烷回流提取3次，每次5000ml

正已烷提取物 残渣

（9g） 氯仿回流提取3次，每次5000ml

氯仿提取物 残渣

（12g） 丙酮回流提取3次，每次5000ml

丙酮提取物 残渣

（68g） 乙醇回流提取3次，每次5000ml

乙醇提取物 残渣

（144g） 用温水浸3次，每次5000ml

水提取物 残渣

（79g）

取水提取物70g，加水1000ml，研磨均匀后通过阳离子交换树脂除去离子成分，流出液用正丁醇提

取，正丁醇提取物加入乙醇溶解，乙醇不溶物用丙酮重结晶，得番泻苷A2．4g，各部分分别进行活性测试，结果见表11-4。由表11—4可看出水溶物无效，乙醇可溶物虽略有效，但不是主要有效部分，乙醇

不溶物才是它的有效部位或组分，番泻苷A的作用较乙醇不溶物强，应该是它的泻下有效成分。此外通

过色谱方法从乙醇不溶物中还检出番泻苷B和C，可能也是其泻下的有效成分。(图11-5)

2． 鹤草芽中驱绦虫活性成份的跟踪分离，其水煎液无效，粉末有效，说明有效成份不溶于水，因

此设计下列方法：

仙鹤草根芽

增 石油醚提取

递

性 残渣 石油醚提取物（+）

极 氯仿提取

剂

溶 残渣 氯仿提取物（-）

乙醇提取

残渣 乙醇提取物（-）

石油醚提取物经化学预试，薄层检查，含十余种成份，进行PH梯度萃取，最后得到鹤草酚 。

三、天然化合物的化学修饰或结构改造

从天然药物中筛选追踪到活性成份只是新药开发研究的前期阶段，但有些天然活性成份含量低或毒

性大，或疗效不满意，需要进一步进行结构改造，修饰。如从吗啡到度冷丁，结构简化，可进行化学合

成。

结构修饰、改造的目的是：

1、提高疗效，2、克服毒副反应，3、扩大药源。

一般说，包括结构改造、简化等。即探索高效、低毒的植物成份的衍生物，改变或简化其结构式（包

括衍生物的制备），制备出一系列化合物，通过药理试验，探讨有效成份结构、理化指标与生物活性之

间的关系的规律，找出有效成份显效和产生毒副作用与其化学结构的联系，指导我们应如何去改变或简

化有效成份的结构，创造出更好的新药。

以抗疟药青蒿素及其衍生物研究过程来说明：

???????? NaBH4OOOOO OOO OOOH 氢化青蒿素 青天蒿素 还原青蒿素

无抗疟活性 抗疟活性比

青天蒿素高一倍

ROHOOOOO2R??CO??OO OOor RCOCl/??à?O OROCOROH 烷化青蒿素 酰化青蒿素 ClCOOR/??à?

OO

O 烷氧甲酰化还原青蒿素

OCOOR 经一系列药效、毒性及临床研究，综合评价，蒿甲醚（甲基还原青蒿素，己作为一类中药投产，是

我国自行开发研制的抗疟新药。

范文五：天然生化药物的研究与开发

天然生化药物的研究与开发

吴梧桐

1

1*

, 王友同, 吴文俊

22

中国药科大学生物制药学院; 2药物生物技术编辑部, 南京210009

摘 要 天然生化药物是来自各种生物体内的天然生化活性成分, 是生物新药研究与开发的重要基础。本文综述了我国生化药物的发展现状和当前国内外研究开发的生化药物的主要品种类型; 同时讨论了天然生化药物研究的几种重要途径, 表明天然生化药物仍为现代生物药物研究与开发的重要领域, 具有广阔的临床应用前景。

关键词 生化药物; 多组分生化药物; 多肽类药物; 蛋白质类药物; 多糖类药物; 蛋白质组学技术 中图分类号 R915 文献标识码 A 文章编号 1672 3651(2004) 02 0070 06

随着生物技术药物的快速发展, 现代生物药物

的概念已有很大扩展, 已形成4大类: 基因重组多肽、蛋白质治疗剂; 基因药物; 天然生物药物; 合成或部分合成的生物药物。到2000年, 在美国已有84种生物新药上市, 最近3年又有64种生物新药通过FD A 批准, 全球的生物药物市场已超过300亿美元, 自2001年以来新批准的新药总数的四分之一是生物新药。这表明生物药物的研究在现代药物研究中居于突出位置。

天然生化药物是来自自然界各种生物体内的生化活性成分, 是生物新药研究开发的基础, 业已证明它是新药研究获得成功的有效捷径。本文综述了我国生化药物的发展现状和当前国内外研究开发的生化药物的主要品种类型, 同时讨论了天然生化药物研究的几种重要途径。1 我国生化药物的发展现状

我国药典收载生化药物50多种, 侧重品种类型为蛋白质激素与酶类药物, 如胰岛素、绒毛膜促性腺激素、生长激素; 尿激酶、天冬酰胺酶、激肽释放酶、凝血酶、胰蛋白酶、细胞色素C 等。1985~1998年我国批准生化药物30多种, 如蚓激酶、胶原酶、天花粉蛋白、FDP 等。近几年又批准了一批生化药物, 如牛肺表面活性剂、尿胰蛋白酶抑制剂、蛇毒凝血酶、胸腺素 藻酸双酯钠、1、神经生长因子、GSH 、降钙素等。

自1995年以来, 我国生物制药产业取得高速

收稿日期 2003 11 06

*通讯作者 吴梧桐:教授, 博导, 中国药学会生物化学专业委员会副主任委员, Tel:025 83271398, E mail:W UWTON G@cpu. edu. cn

[1]

发展。2002年我国生物药品销售额达200亿元,

为1996年的10倍, 生物制药业的盈利由1999年的12亿增长到2002年的25亿元。自2001年以来投资有所回落, 从1999年的7亿元降至2002年的5 96亿元。目前上游转入中游的可应用产品不多, 产品转化率不高, 中下游环节处于 无米下锅 的状况; 中游工程的发展不能满足产业化的要求; 生产规模偏小, 工业不配套, 缺乏产业化必需的工程专业人员, 品种少, 消费能力不足, 导致生产能力相对于产品种类过剩。企业对投资生物制药的高风险估计不足, 资金一次性投入后就难有后续资金跟上, 致使企业发展乏力。

2 当前生化新药研究开发的主要品种类型2 1 多组分生化药物[3]

按国家食品药品监督管理局颁布的药品注册管理办法新规定, 天然生化药物有两大类: 天然物质中提取或通过发酵提取的有效单体及其制剂, 此类生化药物要按化学药品的注册办法审评; 由人、动物的组织或者体液提取的, 或者通过发酵制备的具有生物活性的多组分制品, 此类生化药物要按新生物制品注册办法审评。在日本、欧洲和我国, 有关多组分天然生化药物的研究开发还在不断发展中, 因为这些产品在临床应用中证明是安全有效的, 而且有时也是其它药物所不能替代的。以下简介近年来研究开发成功的几种多组分天然生化药物。

2 1 1 低分子量肝素 由肝素水解, 纯化制备的低分子量肝素制剂(LMW H , 分子量为4000~6000) , 具有吸收好, 半衰期长, 不良反应少等优

点, 因此在冠心病心肌缺血(不稳定型心绞痛、心肌梗死) 、缺血性脑中风、深静脉血栓形成等的治疗中发挥重要作用。临床研究结果表明LMWH 是一种治疗不稳定型心绞痛的安全药物, 具有使用方便、不良反应小等优点。低分子量肝素已收载于英国药典。

2 1 2 脑活素

脑活素最早在欧洲广泛应用, 我国有两种制剂: 以新鲜猪脑制备的蛋白粉进行酶解、纯化制成的制剂, 主要含有16种游离氨基酸(总量达32 44mg/ml) 和低分子多肽(有4种MW<10000的多肽) ;="" 以小牛脑为原料经酶解、纯化制成符合脑活素标准的制剂。上述两种制剂均与国外制品标准一致,="" 动物实验表明对记忆有明显改善作用,="" 可提高脑损伤后机体消除自由基的能力,="" 减轻损伤症状,="" 有利于脑外伤的恢复,="">

2 1 3 转移因子 转移因子是由具有免疫活性的淋巴细胞释放出的一种物质。它能与抗原结合, 而本身却无抗原性, 能把抗原性及其敏锐的特异性转移给一个免疫反应阴性的受试者, 使受试者产生一种迟发型超敏感反应能力。转移因子有两类: 正常人的转移因子, 指从正常人白细胞, 脾脏、淋巴结及扁桃体组织细胞内提取的HTF (Transferfactor) ; 动物转移因子, 指从牛、羊、猪等动物外周血细胞及其脾脏、淋巴结等组织细胞中提取的TF, 分别称为牛转移因子(B TF) , 羊转移因子(STF) 和猪转移因子(P TF) 。

TF 是多核苷酸、多糖、多肽及其它成分组成的复合分子, 分子量<10, 无抗原性。特异性tf="" 是用某种特定抗原免疫健康动物,="" 再取动物的血液、脾脏及淋巴组织为原料制备的tf="" 。tf="" 主要用于先天和后天免疫功能低下,="" 细菌、病毒和霉菌等细胞内感染性疾病,="" 如带状疱疹、疱疹性角膜炎、白色念珠菌病、白塞氏病、麻疹和水痘合并肺炎、慢性乙肝、支气管哮喘、口腔炎和肿瘤辅助治疗。2="" 1="" 4="" 血活素="" 为新鲜小牛血或血清经去蛋白、浓缩、超滤或透析等工艺制得的含有多肽、氨基酸与无机物的无菌制剂,="" 是强效细胞呼吸激活剂,="" 能促进肝细胞生长,="" 促进创伤愈合,="" 促进炎症恢复和增强免疫作用。主要用于治疗脑细胞代谢障碍性疾病,="" 如脑缺血、脑外伤,="" 及大脑功能不全等;="" 还用于治疗肝炎和肝硬化及消化溃疡和萎缩性胃炎。2="" 1="" 5="" 免疫rna(irna)="" irna="">

4

的淋巴细胞、淋巴组织(淋巴结、脾脏等) 能够传递

该动物免疫功能的RNA 。iRNA 具有超越种属界限传递免疫功能的特点, 能够将供者所具有的特异性免疫应答能力传递给受体的机体或淋巴细胞, 这种免疫应答能力的传递既包括体液免疫又包括细胞免疫。iRNA 能够传递免疫球蛋白合成的能力、并能将供者的同种异型标志传给受者。从免疫鼠脾细胞提取的抗肿瘤iRNA 中分离得到三个峰:4~8S RNA 、8~20S RNA 、20~25S RNA 。具有免疫活性的iRNA 位于6~12S RNA, 通过Oligertdr 纤维素层析表明iRNA 中免疫活性成分为mRNA 。iRNA 对RNase 十分敏感, 经RNase 处理, iRNA 丧失免疫活性, 但对DNase 和pronase 不敏感。根据免疫原不同, iRNA 可分为: 抗肿瘤iR NA; 抗感染iRNA 。临床上用抗肿瘤iRNA 治疗肿瘤患者, 能改善症状, 减轻疼痛, 增加体重, 缩小瘤块, 增加免疫功能, 延长寿命, 是肿瘤治疗的有效辅助手段。用抗感染iRNA 治疗乙肝、布氏病、绿脓杆菌感染等均收到良好的效果。

2 1 6 卡介菌多糖核酸 卡介苗(BCG) 是第一个被深入研究的菌体免疫调节剂, 它具有很强的免疫调节功能和有效的抗肿瘤免疫治疗作用。BCG 可以增强细胞和体液免疫功能, 刺激T 细胞增殖, 增强各种抗原的免疫原性, 加速诱导免疫应答, 增强巨噬细胞的各种功能, 但BC G 是一种活菌苗, 抗原性较强, 常引起不良反应。经分离纯化获得卡介苗多糖核酸, 仍具有卡介苗的生物功能, 能明显增强机体的免疫功能和抑制多种肿瘤的生长, 在临床上用于治疗感冒、哮喘和膀胱癌与黑色素瘤的辅助治疗。

2 1 7 胸腺激素(TISE) TISE 主要由多肽和核酸组成, MW 为5000~50000, 其中高活性组分MW 为10000, 对酸、碱、热稳定。TISE 口服药效学证明:可提高环磷酰胺60Co 射线致免疫功能低下小鼠的存活率和小鼠血清溶血素、抗体形成细胞、腹腔巨噬细胞吞噬功能及淋巴细胞转化等免疫学指标。国外还发现TISE 制剂有刺激动物生殖、胚胎发育增重的功能。2 2 多肽类生化药物

2 2 1 多肽疫苗 1999年NI H 公布了两种HIV 病毒多肽疫苗, 已结束 期临床, 因发现HI V 膜蛋白的多肽段有很强的免疫原性, 故将该肽段制成多肽疫苗。还发现丙肝病毒(HCV) 膜蛋白E 2中的

肽段可以刺激机体产生保护性抗体, 可望开发成丙肝多肽疫苗。

2 2 2 抗肿瘤与抗病毒多肽 研究发现一些多肽可以与肿瘤产生的调控因子特异结合, 抑制肿瘤生长, 如抑制腺癌生长的肽, 激活抑癌基因P53的8肽, 可诱导肿瘤细胞凋亡。蜂毒素是一个26肽, 可明显抑制肝癌细胞生长。文蛤多肽, MW 为3354, 是一个33肽, 对多种肿瘤有明显抑制作用。从一株链霉菌中得到一个大分子多肽抗生素有很强的抗肿瘤作用。HCV 非结构蛋白NS3是与病毒复制密切相关的蛋白酶, 一个6肽(DDI VPC) 能显著抑制NS3活性。还有一些小肽能与HIV 的逆转录酶及与HIV 外膜蛋白结合从而阻止病毒进入细胞。

2 2 3 抗菌肽 从昆虫中获得100多种抗菌肽, 有强的杀菌作用, 还有抗癌作用。家蚕抗菌肽D 和蛇毒13肽(INKA IAALAKKLL) , 对G 的G 菌均有极强杀菌作用, 从蚯蚓中分离到两种抗菌肽F 1(MW为535 27) 和F 2(MW 为519 27) 。2 2 4 其它活性多肽 多肽TP508能促进血管再生、加速创伤愈合; 多肽RTR4有抗炎作用; 从脾脏获得的4肽

[4]

+

-

型均有良好防护作用, 对肝细胞的再生有很强的

刺激作用, 并有很强的免疫增强作用, 对四氧嘧啶糖尿病小鼠有防治作用

[5]

。

2 3 6 红细胞原降压因子(EDDF) 从人和猪红细胞纯化的EDDF, 口服注射均有明显降压效果

[6]

。

2 4 酶类生化药物

2 4 1 华广虻纤溶活性蛋白 从华广虻腹部组织分离得到MW 为67000的纤溶性蛋白, 有直接纤溶作用, 能专一水解精氨酸形成的酰胺键(或肽键) 。2 4 2 蚯蚓纤溶酶 从赤子爱胜蚯蚓纯化获得5种纤溶酶, MW 分别为34000、30500、27000、24500和21500、pI 为3 80~4 25, 在pH 6 0~10 0, 50 以下有较高稳定性。从双胸蚓中纯化得到另一种纤溶酶, MW 为32000、pI 3 3, 在pH 5 0~11 0, 55 以下比较稳定。

2 4 3 豆豉纤溶酶 从发酵豆豉中纯化得到一种纤溶酶, 分子量为31000、pI 8 6 2, 比活31020 k/mg。2 4 4 竹叶青蛇毒凝血酶样酶(TSV TEL1) TSV TEL 1由234个氨基酸残基组成, 有一个N 型糖基化位点。

2 4 5 RNA 酶、牛胰腺RNase A 可以抑制肿瘤生长, 注射牛胰RNase 对慢性粒细胞性白血病有改善症状作用; 从豹纹蛙的细胞分布的RNase 、含104个氨基酸, 对皮肤癌有一定疗效, 已进入 期临床, 牛精液RNase 可以选择性地杀伤对化疗药物敏感或具有抗药性的神经母细胞瘤, 而对C D34+造血干细胞生长没有抑制作用[7]。2 5 多糖类生化药物[8]

多糖生物学 (Glycobiology)是生命科学的新前沿, 多糖的结构比蛋白质、核酸更复杂, 其负载的生物信息量比核酸要大几个数量级。由生物材料中已分离和发现了200种以上的多糖, 主要来自细菌、真菌、植物动物组织。最典型的多糖药物是肝素, 已在临床应用80多年, 迄今仍经久不衰, 且不断有新的用途发现。细胞表面的膜由多糖 多肽复合物组成, 它参与细胞间的粘附、细胞间的信息分子在传导受精、发育、分化、神经系统与免疫系统的衡态维持起重要作用; 炎症、自身免疫性疾病、老化、癌症、感染等均与多糖的生物功能密切相关; O Glc NAc 对蛋白质的糖基化与蛋白质磷酸化具有相似的生物学功能。已发现多糖类的生物功能十分多样, 具有广泛而独特的药理、药效作用:

促吞噬肽具有显著免疫调节作

用和抗肿瘤作用; 胰岛素原分子中的C 肽可用于治疗 、 型糖尿病的并发症; 从猪脑获得99肽(MW为12000、pI 7 1) 有很强镇痛作用; 来自毒蜘蛛的33

肽, 其镇痛作用比吗啡强100倍, 且无成瘾性。2 3 蛋白类生化药物

2 3 1 神经诱导生长因子 神经损伤过程中, 产生的一种神经诱导生长因子, 其分子量为18KD, pI 5 2, N 端序列为PEPAWSAPAP 。

2 3 2 鲨鱼软骨新生血管抑制因子 从姥鲨中分离纯化的SC DI(MW为16100, pI 8 15) , 对 型胶原酶、内皮细胞DNA 合成、角膜新生血管和菌素荷瘤小鼠肿瘤血管生长有明显抑制作用。

2 3 3 肿瘤细胞抑制蛋白 从牛骨髓分离纯化得到一种具有抑制肿瘤作用的糖蛋白(MW 65000) 对白血病P388细胞和HL 60细胞均有抑制作用。2 3 4 红细胞生成调控因子P59蛋白质 从尿中分离得MW 为59000的P59蛋白质, 可促进鼠胎肝细胞红系集落的形成, 可刺激网织红细胞的生成, 能改善大鼠肾性贫血症状, 对尿毒症病人的贫血症状有明显疗效。

2 3 5 鲨肝细胞再生刺激因子 从鲨鱼肝纯化获得MW 为146000、pI 为5 6的SHRF 对多种肝炎模

(1) 调节免疫功能:如黄芪多糖、茯荟多糖、猴头菌多糖、人参多糖、灵芝多糖、党参多糖、银耳多糖等。

(2) 抗凝、溶栓作用等:如肝素、黑木耳多糖。(3) 抗肿瘤作用:如香菇多糖、冬虫夏草多糖、卡介菌多糖、灰树花多糖、云芝糖肽, 猪苓多糖、碳团菌多糖、牛膝多糖、刺参酸性多糖、海藻多糖等。

(4) 抗氧化作用:如山茱萸多糖、何首乌多糖、铁筷子多糖、泥鳅多糖、金樱子多糖。

(5) 抗幅射、抗突变、抗遗传损伤作用:如南沙参多糖、紫球藻多糖, 紫菜多糖, 酸枣仁多糖等。

(6) 降血脂、防治冠心病:如低分子量肝素、硫酸软骨素、茶叶多糖、海带多糖、金耳菌多糖。

(7) 降血糖作用:如南瓜多糖、乌龙茶多糖、青钱柳多糖、枸杞多糖、孔石莼多糖。

(8) 抗病毒作用:海藻硫酸酯、大蒜多糖、红景天多糖。

(9)抗过敏、用于哮喘与气管炎防治:如卡介菌多糖、麦冬多糖。

(10) 增强记忆功能:如黄精多糖。

(11) 多糖疫苗:如肺炎球菌多糖疫苗、嗜血流感杆菌多糖疫苗, 幽门螺杆菌多糖疫苗

多糖类药物研究已从一般药效学研究向分子作用机制研究深入进行, 并通过构效关系研究对多糖进行化学修饰与改构, 以改进多糖的理化性质和生物活性, 如牛膝多糖原来无抗病毒作用, 经硫酸化后即具有抗乙肝病毒活性。3 天然生化药物研究的几种重要途径3 1 应用基础研究成果, 开发新的生化药物

已发现作为药物的生化活性物质仅是机体内存在的活性物质的很小部分。通过基础研究还在不断发现一些新的活性物质, 如从大脑、小脑发现了对记忆、睡眠、计划生育和内分泌等有重要影响的物质。

对动物与人体的呼吸系统的研究发现, 呼吸功能除受肾上腺素能神经和胆碱能神经的调节外, 还受非肾上腺素能和非胆碱能神经的调节, 此

类神经调节系统的递质主要是多种神经肽。结果从心房中分离到心钠素、从大脑中分离到脑钠素都具有强大的利尿、利钠、降压和调节心律作用, 为寻找心血管系统生化药物开辟了新领域。通过现代生物分离工程和仪器分析手段, 对体内微量

存在的生化物质如细胞因子、转移因子、胸腺因子等生化活性物质不断地获得分离、纯化和结构测

定, 并深入地开展结构与功能研究, 从而使这类生化药物成批地发现, 进行研究开发。

3 2 扩大新的生物资源, 进行高通量筛选和鉴定新的生化活性物质

随着分离、纯化和鉴定手段的不断更新, 近几年来供作生化活性物质筛选的生物资源也不断扩大, 从而不断发现一些活性高、结构新、作用独特的新型生化活性物质。从海洋、湖沼生物、昆虫和低等生物(如藻类) 和毒蛇等发现了许多新的生化活性物质, 如海蛇多肽用作神经系统疾病治疗药物, 蜂毒素具有抗肿瘤和抗血栓作用, 还用作风湿性关节炎治疗剂。蝎毒中获得了镇痛肽, 抗炎多肽和抗癫痫多肽, 从毒蜘蛛中获得虎纹多肽、有很强镇痛作用, 从吸血蝙蝠中获得高效特异溶栓剂等。3 3 应用噬菌体, 展示技术建立活性多肽化合物库, 筛选开发活性小肽

[9]

许多活性多肽已用作酶的抑制剂, 受体的拮抗剂或激动剂, 而这些小肽在体内原先是以大分子蛋白合成的, 而后才降解和分泌行使生物功能。胰岛素原切去C 肽才成为活性胰岛素; 促黑皮质激素原(POMC) 经降介可释放12种活性多肽, 如AC TH(39肽) 、 促黑激素(13肽) 。还有表皮生长因子, 它是13肽, 但它的前体是一个1200个氨基酸残基组成的大蛋白质。在自然界, 生物已经通过进化形成了大分子蛋白生成活性多肽的途径, 因此许多天然蛋白质分子很大, 但它们的活性部位却是一个小肽片段, 如胞外基质中的纤连蛋白和层连蛋白内的三肽(RCD) 和5肽(PDSGR 与YICSR) 就是细胞粘附活性中心。又如转铁蛋白具有抗菌力, 其中17~41这段25肽就有抗菌活力和免疫调节功能, 现已商品化。因此可以从蛋白质制取小肽, 作为开发新药和设计新药的先导物。得到小肽的方法有酶解法、化学合成法、噬菌体展示技术法。

噬菌体展示技术是从随机肽库中直接筛选受体的全部配体的方法, 其原理是在M13噬菌体的外壳蛋白p 和p 的基因中随机插入任意大小的多聚核苷酸片段(可以通过DNA 改组技术制备) , 例如插入约50个核苷酸片段, 就可以建立由15个氨基酸残基组成的随机肽率。每个序列不同的噬菌体, 就是一个克隆, 通过配体多次亲和筛

选, 就可以获得专一克隆, 再经测序, 就可以获得专一肽段序列。此技术已用于抗原表位及其类似

表1 利用噬菌体展示技术筛选活性多肽与小肽模拟物

模拟物葡萄糖/甘露糖Gal 1 3Gal Lewis Y 抗原Lc 4Cer 鞘糖脂

A 型链球菌细胞壁多糖B 型链球菌 型荚膜多糖新型隐球菌荚膜多糖 葡萄糖淀粉酶抑制剂链霉抗生物素

1

物的筛选与鉴定, 也可以用此技术获得各种类型分子的肽类模拟物(表1) 。

结 构含YPY 的小肽DAHWESWI APWLY

VPPXFXXX Y RPXXY

WENWMMG NA DWX WD, WDGQ

KCHFEECLAYA TPSLAA 1含HPQ 的小肽

用 途

和伴刀豆球蛋白A 结合异种器官移植疫苗疫苗疫苗疫苗疫苗

降血糖药物模拟抗生素

此肽仅在两个半胱氨酸形成二硫键时才有活性

[2] 王友同(Wang Y T) 天然生化药物的现代和研究进展[J] 世

界药品信息, 2000, 1(2) :55 59

[3] 王福清(Wang FQ) , 朱 睿(Zhu R) . 几种重要生化药物的最

新研究进展[J]. 中国生化药物杂志(Chin J Bioche m Pharm ) , 2003, 24(2) :105 107.

[4] 杨金良(Yang J L) , 李文平(Li WP) , 王亚城(Wang YC) , 等. 促

吞噬肽抗肿瘤作用研究[J ]. 中国药学杂志(Chin Pharm J ) , 2002, 35(1) :23.

[5] 吴梧桐(Wu WT) , 郭 昱(Guo Y) , 王友同(Wang YT) . 防止肝

病的鲨肝刺激物质及其制备方法[P]. 中国发明专利, CN 1250180A, 2000, 14 19.

[6] 王玉堂(Wang Y T) , 文允镒(Weng YY) , 庞 焕(Pang H) , 等.

人和猪源性红细胞降压因子作用的比较[J]. 中国医学科学院学报(Ac ta Acad Med Sin ) , 2002, 24(4) :343 347.

[7] 刘 军(Liu J) , 薛彩芳(Xie CF) . 治疗用核糖核酸酶的研究进

展[J]. 生命科学(Li fe Sci ) , 2002, 14(3) :137 140.

[8] 吴梧桐(Wu WT) , 高美风(Gao MF) , 吴文俊(WuWJ) . 抗肿瘤

多糖研究进展[J ]. 中国天然药物(Chin J Nat Med ) , 2003, 1(3) :182

[9] 王克夷. 开发小肽, 筛选新药[J ]. 中国生化药物杂志(Chin J

Biochem Pharm ) , 2003, 24(1) :48 50.

[10]Martin J, Bob A, Chris tian R, e t al . Proteomics:a major ne w technology

for the drug dis covery process[J]. D D T , 1999, 4(2):55 62.

3 4 通过蛋白组学技术发现和研究天然生化活性物质[10]

蛋白质组学是研究细胞全部蛋白质的表达状

态和功能状态, 是当前发现新药的一个有效新技术

[11]

。通过荧光染色和免疫印迹技术可以达到

在每个细胞检出1~10个拷贝水平, 其灵敏度已和基因组技术相当, 通过此技术可以鉴定与疾病发生的相关特异蛋白; 可以研究发现信号转导分子; 还可以用于研究药物的作用机制与毒理作用, 从而发现新的活性物质和用作药物筛选的新靶点以及用于临床诊断的标志蛋白。如通过多元色谱与双向电泳分析, 系统地发现了五步蛇毒中多种降纤酶成分和抗肿瘤活性物质以及神经生长因子和出血毒成分等。

研究表明, 天然生化药物仍为现代生物药物研究与开发的重点领域, 具有广阔的临床应用前景。

参考文献

[1] Cary WaIsh Biopharmaceutical benc hmarks-2003[J]. Nat Biote ch

nol , 2003, 21(8) :865 870

Research and Development on Biochemical Medicine

W U Wu Tong 1, W ANG You Tong 2, WU Wen Jun 2

12

School o f Li f e Science and Technology , China Pharmaceutical University ; Editorial Board o f Pharmaceutical Biotechnology , Nanjing, 210009, China

ABSTRAC T Bi ochemical medicine from natural active substances in organism was an i mp ortant basis on research and developmen t of new biop harmaceutics. The progress on develop ment of biochemical medicine in China and research of vari ous bi ochemical medicine in the world were reviewed. Several methods on research of biochemical medicine from nature products were discussed, the results showed that biochemical medicine was an important area in research of new biopharmaceutics and had attractive application prospects in clinic. KEY WORDS Biochemical medicine; Muticomponent biochemical medicine; Peptidemedicine; Protein medicine; Polysaccharide medicine; Proteomic technology

转载请注明出处范文大全网 » 天然抗癌药物开发