Purification engineering technology research center of Sichuan Province Natural Medicine
四川省天然藥物分離純化工程技術(shù)研究中心
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天然產(chǎn)物來源的新藥研究進展
本文來自: 發(fā)布時間:2024-04-19
天然產(chǎn)物(NPs)是從植物、動物、微生物和海洋生物中提取和分離出來的具有特定活性的次級代謝物。隨著分析技術(shù)和鑒定方法的進步,迄今已鑒定出約150000-300000種具有明確結(jié)構(gòu)的天然產(chǎn)物。雖然近幾十年來合成藥物化學(xué)和高通量虛擬篩選的發(fā)展導(dǎo)致從NPs開發(fā)的新藥比例下降,但從天然來源尋找新型療法仍然是藥物開發(fā)的重要途徑。
圖1 獲批天然藥物的統(tǒng)計數(shù)據(jù)和本綜述中的藥物分類
(A) 1981年至2019年天然藥物在所有獲批藥物中所占的百分比
(B) 2019年至2023年FDA批準的所有藥物中天然藥物的百分比
(C) 65 種天然產(chǎn)品按疾病分類
根據(jù)各種疾病的臨床治療需求,本綜述介紹了65種具有代表性的藥物,這些藥物或直接來源于天然產(chǎn)物,或來源于天然產(chǎn)物的衍生物。這些藥物已獲得國家醫(yī)藥產(chǎn)品管理局(NMDA)、美國食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)、歐洲藥品管理局和日本藥品醫(yī)療器械管理局等監(jiān)管機構(gòu)的批準。在這些藥物中,有29種是在中國開發(fā)的,其余36種是在國際上獲得批準的。
天然產(chǎn)物的藥物開發(fā)具有多種優(yōu)勢,這些優(yōu)勢源于生物體內(nèi)酶催化的生物合成過程,包括生物相容性更強、化學(xué)結(jié)構(gòu)修飾多樣化的潛力以及可利用的化學(xué)空間更廣。因此,天然產(chǎn)物可與生物靶標發(fā)生有效作用,表現(xiàn)出顯著的生物活性。此外,天然產(chǎn)物在其所處環(huán)境中還會經(jīng)歷自然選擇和進化,從而使其具備更強的適應(yīng)性。由于天然產(chǎn)物是與生物系統(tǒng)共同進化而來的,因此與化學(xué)合成化合物相比,這種進化上的改進往往會帶來更優(yōu)越的安全性。傳統(tǒng)中醫(yī)藥(TCM)擁有豐富的醫(yī)藥實踐歷史記錄,進一步彰顯了天然產(chǎn)物的潛力。中醫(yī)為發(fā)現(xiàn)具有臨床價值的化合物提供了肥沃的土壤,這些化合物既安全又有效,經(jīng)過了數(shù)百年的利用和提煉。這種歷史和實踐背景提高了發(fā)現(xiàn)具有治療功效的非處方藥的可能性,使其成為不斷尋找有效新藥的寶貴資源。
天然產(chǎn)物的最大優(yōu)勢在于其化學(xué)結(jié)構(gòu)的多樣性,這決定了其靶向作用的多樣性,并在藥物的開發(fā)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。在未來的研究中,應(yīng)重視天然產(chǎn)物化學(xué)、藥物化學(xué)、藥理學(xué)、化學(xué)生物學(xué)和其他相關(guān)領(lǐng)域的跨學(xué)科合作,以提高基于天然產(chǎn)物的新藥發(fā)現(xiàn)的成功率。例如,化學(xué)生物學(xué)可用于利用天然產(chǎn)物錯綜復(fù)雜的化學(xué)結(jié)構(gòu)探索新靶點。深入研究生物學(xué)有助于鑒定和篩選具有創(chuàng)新化學(xué)結(jié)構(gòu)的活性天然化合物。此外,還可利用人工智能、生物信息學(xué)、納米生物技術(shù)和抗體偶聯(lián)藥物設(shè)計等新興技術(shù),在這些化合物中引入藥效團和雜原子,以增強生物活性并降低毒性。此外,還應(yīng)注意通過各種方法提高溶解度、生物利用度和藥動學(xué)特性。涉及半合成方法、全合成方法和生物合成的解決方案可用于有效應(yīng)對與有效尋找候選新藥相關(guān)的挑戰(zhàn)。多學(xué)科合作的推進和新興技術(shù)的全面集成將加強對天然產(chǎn)物動力學(xué)的研究,解決其藥物開發(fā)中的現(xiàn)有限制,并促進更多基于天然產(chǎn)物的藥物獲得批準和臨床應(yīng)用。因此,天然產(chǎn)物將在促進中國和世界人民的健康和福祉方面發(fā)揮越來越重要的作用。
文章信息:LUO Zhongwen, YIN Fucheng, WANG Xiaobing, KONG Lingyi. Progress in approved drugs from natural product resources [J].Chin J Nat Med, 2024, 22(3): 195-211.
原文鏈接:
http://www.cjnmcpu.com/en/article/doi/10.1016/S1875-5364(24)60582-0
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