生物藥研發(fā)流程？新藥研究的主要方法 包括以下三個(gè)方面: 1.針對先導(dǎo)化合物尋找新藥; 2. 針對靶點(diǎn)或針對病理環(huán)節(jié)尋找新藥; 3.生物技術(shù)與高科技制藥相結(jié)合。包括：臨床前研究、臨床研究、生產(chǎn)及上市后研究。新藥研發(fā)大體可以分為兩類：生物藥和化學(xué)藥；雖然生物藥勢頭發(fā)現(xiàn)不錯(cuò)，但目前市面上還是以化學(xué)藥為主，那么，生物藥研發(fā)流程？一起來了解一下吧。
一般生物制藥的主要流程如下：1.上游階段
1.1 目的基因的制備
目的工程的主要目的是使優(yōu)良性狀相關(guān)的基因聚集在同一生物體中,創(chuàng)造出具有高度應(yīng)用價(jià)值的新物種. 為此必須從現(xiàn)有生物群體中,根據(jù)需要分離出用于克隆的次類基因,這樣的基因稱之為目的基因. 基因工程中獲得的目的基因主要用于: (1).研究該基因,分析其結(jié)構(gòu),功能和表達(dá)的調(diào)空機(jī)制 (2).和正常基因比較,找出基因的異常點(diǎn),探索疾病發(fā)生的分子生物學(xué)基礎(chǔ). (3).研究生物種系的進(jìn)化 (4).建立基因療法,將正常基因引入病人體內(nèi),治療遺傳性疾病(5).大量表達(dá)某種基因,生產(chǎn)出需要的蛋白和多肽 (6).對某些基因進(jìn)行改選,改良動(dòng)植物品種.
不同基因組類型的基因組大小不同,基因組和基因排列也各不相同,因此,分離目的基因應(yīng)采用不同的途徑和方法
1.1.1 構(gòu)建cDNA基因文庫分離法
cDNA文庫是以真核細(xì)胞中分離純化出所有的mRNA,在以mRNA為模板合成cDNA與適當(dāng)?shù)妮d體重組轉(zhuǎn)入宿主細(xì)胞,這樣建立起來的cDNA重組分子集合體稱為cDNA文庫.而cDNA文庫中插入片段的總和可代表某一種生物全部的mRNA序列.
1.1.1.1 cDNA文庫的構(gòu)建
構(gòu)建cDNA文庫主要包括以下步驟: (1).細(xì)胞總RNA的制備及mRNA的分離 (2).以mRNA為模板,合成cDNA第一條鏈 (3).雙鏈cDNA的合成,而將mRNA—DNA雜交分子轉(zhuǎn)變?yōu)殡p鏈cDNA分子 (4). CDNA與載體的連接和噬菌體顆粒的包裝及傳染或質(zhì)粒的轉(zhuǎn)化等
1.1.1.2 cDNA克隆的優(yōu)越性
自20世紀(jì)70年代初說創(chuàng)cDNA克隆問世以來,以采用構(gòu)建和篩選cDNA文庫的方法克隆了許多目的基因的cDN**段.在基因工程操作中,也長以cDNA為探針從基因文庫中分離相應(yīng)的基因克隆.因此, cDNA克隆常常以基因分離和結(jié)構(gòu)分析的著手點(diǎn),在分子生物學(xué)研究和基因工程應(yīng)用等方面具有十分重要的意義.
1.1.2 構(gòu)建基因組文庫分離法
1.1.2.1 基因組文庫的概念
將某種生物的基因組DNA切割成一定大小的片段,分別與適合的載體重組后導(dǎo)入宿主細(xì)胞,這些重組分子中插入片段的總和可代表該生物全部基因組序列.這種通過重組,克隆方法保存在宿主細(xì)胞中的各種DNA重組分子的集合體稱為基因組文庫.
1.1.2.2 基因組文庫的大小
克隆片段的平均大小/bp基因組的大小/bp
2×10^6(細(xì)菌)2×10^7（真菌）3×10^9（動(dòng)物）
LNSJLNSJLNSJ
5×10^340018314000184186000002736110
10×10^3200919200092083000001381550
20×10^310045810004603150000690774
40×10^350278500230075000345386
一個(gè)理想的基因組文庫因該是在克隆群體中包含完整基因組的所有DNA序列.這就要求在打斷基因組DNA時(shí)盡可能做到隨機(jī)切割,實(shí)際上,無論采用什么方法的不能達(dá)到理論上的切割.應(yīng)此構(gòu)建的基因組文庫應(yīng)包含的克隆子數(shù)理論值和經(jīng)驗(yàn)值之間相差比較大.幾類基因組文庫的大小見下表: 「2」
1.1.2.3 構(gòu)建基因組文庫的類型
通過克隆，重組方法構(gòu)建的基因組文庫主要有：
(1)構(gòu)建λ噬菌體基因組文庫；（2）構(gòu)建考斯質(zhì)粒基因組文庫
(3) 構(gòu)建YAC基因組文庫
1.1.3直接分離法
1.1.3.1限制性核酸內(nèi)切酶酶切分離法
限制性核酸內(nèi)切酶酶切分離法適于簡單基因組中分離目的基因。
在基因工程疫苗研究的動(dòng)物細(xì)胞表達(dá)系統(tǒng)中，最具代表性的就是中國倉鼠卵巢細(xì)胞(Chinese Hamster Ovary，CHO)。它是用來表達(dá)外源蛋白最多也最成功的一類細(xì)胞。
CHO細(xì)胞表達(dá)體系及其特點(diǎn)
誕生于70年代末的基因工程藥物因其具有其他藥物無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，已迅速成為制藥工業(yè)中一個(gè)引人矚目 的領(lǐng)域。1995年美國基因工程藥物銷售額約為48億美元，1997年超過60億美元，年增長率達(dá)20％以上。各國政府將其視為新的經(jīng)濟(jì)增長熱點(diǎn)而給予了大力支持。
基因工程藥物研究與開發(fā)的主要環(huán)節(jié)包括：
①基因的克隆和基因工程菌的構(gòu)造；
②重組細(xì)胞的培養(yǎng)；
③目的產(chǎn)物的分離純化等。
針對這些主要環(huán)節(jié)，研究人員正致力于高效表達(dá)、培養(yǎng)工藝及下游分離純化等方面的研究。隨著基因工程技術(shù)的不斷發(fā)展，目前已有多種表達(dá)系統(tǒng)可用于生產(chǎn)具有醫(yī)療價(jià)值的人或動(dòng)物來源的蛋白質(zhì)(表1)。大腸桿菌(E.coli)是使用最早的表達(dá)系統(tǒng)，其顯著優(yōu)點(diǎn)是易于操作，產(chǎn)量高，成本低，但由于用E.coli生產(chǎn)的蛋白質(zhì)藥物因缺乏糖基化而在人體內(nèi)易被降解，因此它的藥放大大降低。此外，它還存在易產(chǎn)生內(nèi)毒素和包涵體的問題。真核細(xì)胞中CHO細(xì)胞是目前重組糖基蛋白生產(chǎn)的首選體系；因?yàn)榕c其他表達(dá)系統(tǒng)相比，它具有許多優(yōu)點(diǎn)：
①具有準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)錄后修飾功能，表達(dá)的糖基化藥物蛋白在分子結(jié)構(gòu)、理化特性和生物學(xué)功能方面最接近于天然蛋白分子；
②具有產(chǎn)物胞外分越功能，便于下游產(chǎn)物分離純化；
③具有重組基因的高效擴(kuò)增和表達(dá)能力；
④具有貼壁生長特性，且有較高的耐受剪切力和滲透壓能力，可以進(jìn)行懸浮培養(yǎng)，表達(dá)水平較高；
⑤CHO細(xì)胞屬于成纖維細(xì)胞(fibroblast)，很少分泌自身的內(nèi)源蛋白，利于外源蛋白的啟分離。
現(xiàn)在已經(jīng)有生物藥（疫苗）和抗體藥（抗體耦合小分子）這種超越了傳統(tǒng)教科書上內(nèi)容的藥物上市了。下面我們以傳統(tǒng)的小分子化合物藥（比如青霉素，比如對乙酰氨基酚）為例，大致說一下藥物研發(fā)從無到有到最后上市的流程。
i. 臨床前研究。
1.藥物靶點(diǎn)的確認(rèn)。
這個(gè)是所有工作的開始。只有確定了靶點(diǎn)，后續(xù)所有的工作才有展開的依據(jù)。
2.化合物的合成。
這個(gè)階段的工作主要負(fù)責(zé)新化合物的合成，現(xiàn)有化合物的結(jié)構(gòu)改造和優(yōu)化。
3.活性化合物的篩選
不是所有合成出來的化合物都能有理想的活性，在這個(gè)階段需要通過生物實(shí)驗(yàn)手段篩選出初步有活性的化合物用作備選。這些化合物叫先導(dǎo)化合物（lead）。得到的活性數(shù)據(jù)可以結(jié)合化合物結(jié)構(gòu)得到初步的構(gòu)效關(guān)系分析。構(gòu)效關(guān)系可以有效的指導(dǎo)后續(xù)的化合物結(jié)構(gòu)優(yōu)化。這一步工作主要在細(xì)胞實(shí)驗(yàn)層面展開。
同時(shí)也存在一個(gè)化合物對目標(biāo)A靶點(diǎn)沒有作用，卻有可能對其他的B靶點(diǎn)C靶點(diǎn)有非常好的活性的情況，暫且不表。
4.返回到2進(jìn)行下一步的化合物結(jié)構(gòu)修飾得到活性更好的化合物。
2到4這是一個(gè)循環(huán)，直到我們得到了活性足夠理想的化合物。
上面的內(nèi)容也就是藥物化學(xué)領(lǐng)域的大致工作范圍了。
5.評(píng)估藥物的藥理作用，安全性與毒性，藥物的吸收、分布、代謝和排泄情況（ADME）。
1. 前期調(diào)研：在這一階段，研究人員會(huì)收集關(guān)于現(xiàn)有藥物的化學(xué)結(jié)構(gòu)、藥理作用、藥代動(dòng)力學(xué)、安全性等方面的信息。同時(shí)，還會(huì)對目標(biāo)疾病領(lǐng)域進(jìn)行深入了解，包括疾病的發(fā)生機(jī)制、病理特征以及當(dāng)前的治療方法等。
2. 靶點(diǎn)篩選：根據(jù)前期調(diào)研的結(jié)果，研究人員會(huì)在細(xì)胞或動(dòng)物模型中篩選可能與現(xiàn)有藥物相互作用的靶點(diǎn)。這一階段可能需要利用高通量篩選、基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)等方法來確定潛在的靶點(diǎn)。
3. 藥物篩選與優(yōu)化：在確定了潛在靶點(diǎn)之后，需要從藥物庫中選擇具有潛在活性的藥物。這一階段可能涉及藥物的化學(xué)結(jié)構(gòu)修飾、藥代動(dòng)力學(xué)優(yōu)化等。此外，研究人員還需要評(píng)估藥物的安全性和生物利用度等因素，以確保藥物在人體試驗(yàn)中的安全性。
4. 臨床前研究：在藥物篩選與優(yōu)化階段結(jié)束后，需要進(jìn)行臨床前研究以評(píng)估藥物在動(dòng)物模型中的療效和安全性。這通常包括藥物在細(xì)胞和動(dòng)物模型中的藥理作用研究、藥代動(dòng)力學(xué)研究、毒理學(xué)研究等。
5. 臨床試驗(yàn)：在藥物通過臨床前研究后，可以進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段。臨床試驗(yàn)分為三個(gè)階段：I期、II期和III期。I期臨床試驗(yàn)主要評(píng)估藥物在人體中的安全性和耐受性;II期臨床試驗(yàn)主要評(píng)估藥物的療效和藥代動(dòng)力學(xué)特性;III期臨床試驗(yàn)則是在更大范圍的患者群體中評(píng)估藥物的療效和安全性。
新藥研究的主要方法 包括以下三個(gè)方面: 1.針對先導(dǎo)化合物尋找新藥; 2. 針對靶點(diǎn)或針對病理環(huán)節(jié)尋找新藥; 3.生物技術(shù)與高科技制藥相結(jié)合。包括：臨床前研究、臨床研究、生產(chǎn)及上市后研究。
新藥研發(fā)大體可以分為兩類：生物藥和化學(xué)藥；雖然生物藥勢頭發(fā)現(xiàn)不錯(cuò)，但目前市面上還是以化學(xué)藥為主，下面我們以傳統(tǒng)的化學(xué)小分子化合物藥物為例，介紹下新藥研發(fā)的流程。
新藥研發(fā)涉及到多個(gè)學(xué)科，比較復(fù)雜，耗時(shí)漫長，資金要求高；詳細(xì)說太多聽起來也頭疼，我簡單概括下，方便理解。
一個(gè)新藥從研發(fā)到上市大概需要10年+20億美元；
新藥上市主要可以分為四個(gè)階段：
1.新藥發(fā)現(xiàn)階段：靶點(diǎn)確認(rèn)、先導(dǎo)化合物的發(fā)現(xiàn)等；
2.臨床前研究：藥學(xué)研究、動(dòng)物實(shí)驗(yàn)等；
3.臨床研究：臨床1.2.3期人體用藥實(shí)驗(yàn)，藥物療效評(píng)價(jià)；
4.審批上市：藥品申報(bào)等、上市后監(jiān)測等
文中配的兩個(gè)圖基本可以了解整個(gè)新藥研發(fā)的流程。我國是個(gè)仿制藥大國，我國自主研發(fā)的創(chuàng)新藥屈指可數(shù)，有的新藥其實(shí)就是國外的藥物做一些結(jié)構(gòu)上的修飾，就成了新藥；現(xiàn)在國家也在從政策上鼓勵(lì)企業(yè)做創(chuàng)新藥，但是跟上國外創(chuàng)新藥的步伐，還是有很長的路要走。
以上就是生物藥研發(fā)流程的全部內(nèi)容，根據(jù)美國FDA的規(guī)定，新藥從研發(fā)、上市到推廣應(yīng)用總共要經(jīng)歷4期臨床試驗(yàn)，上市之前必須要通過前3期。每期臨床試驗(yàn)的作用和通過率不盡相同，只要3期中任意一期失敗，上市之路就會(huì)被迫中止。只有全部通過進(jìn)入下一步的上市程序。1期臨床試驗(yàn)：通常為期數(shù)月，旨在測試藥物的安全性，這一關(guān)比較好過。
