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药物作用机制欢习课课专为专迎学药物作用机制程!本程医学、药学及护理学业本科生设计临应识,涵盖2025年最新药理学研究成果与床用知过课将临应过通本程,您系统了解药物从分子水平到床用的全程,掌握药物为专习临践坚础与人体相互作用的科学原理,今后的业学和床实奠定实基目录药物基本原理质础药物定义、分类、性与基药代动力学作用靶点与机制细受体、酶、离子通道与胞信号通路药效及药效动力学应关选择协药物反系、性与同作用典型药物实例详各类药物作用机制解与案例分析药物发展趋势与挑战创术新药物、个体化用药与前沿技第一章药物基础知识药物的定义药理学与药物化学预诊断疗为调节规药物是指用于防、、治疾病,或了人体生理功药理学研究药物与机体间的相互作用及其律,着重于药物的作轻状质过结则侧能、减症的化学物药物通与人体特定分子构相互作用机制、药效学和药代动力学;而药物化学重于研究药物的产预应挥疗结关为开计用,生期的生物学效,从而发治作用化学构、合成方法以及构效系,新药发提供分子设基础辅计两者相相成药理学提供作用靶点,药物化学据此设合适的结分子构药物分类方法作用靶点分类进依据药物作用的分子靶点行分类,如受体剂剂调节剂激动/拮抗、酶抑制、离子通道化学结构分类这等种分类直接反映药物的作用机制进基于分子骨架和化学官能团行分类,如磺胺类、青霉素类、苯二氮卓类药物临床用途分类等此分类法有助于理解同类药物的共疗肿同特性与药理作用模式根据治用途分类,如抗生素、抗瘤药、这临心血管药物等是床医生最常用的分类导选择疗方法,便于指药物和治方案制定药物的基本作用类型兴奋作用抑制作用进细组过断细组过促或增强胞、织或器官的功能活动例如咖啡因通阻腺苷降低或减弱胞、织或器官的功能活动例如苯二氮卓类药物通奋枢传传产静虑断剂受体,兴中神经系统;多巴胺能药物激活多巴胺受体,增强神经增强GABA抑制性神经递,生镇、抗焦作用;β-受体阻抑缩递制心肌收力替代作用拮抗与协同作用内质岛疗应协则替代体缺乏的物,补充生理功能例如胰素替代治糖尿病;拮抗作用指一种药物抵消另一种药物效;同作用指两种药物共同状疗状应临协单剂应甲腺素替代治甲腺功能减退增强某种效床上常利用同作用减少药量,降低不良反药物性质与剂型固体剂型剂颗剂剂剂稳包括片、胶囊、粒等片是最常见的型,具有定性好、使用方剂则便、量准确等优点胶囊能掩盖药物的不良气味,提高患者依从性注射剂型剂悬剂给包括溶液、乳、混液等注射起效迅速,适用于急症或不能口服药的给为静患者根据药部位不同,分脉注射、肌肉注射、皮下注射等半固体剂型软给这剂过肤缓包括膏、乳膏、凝胶等,主要用于局部药些型通皮或粘膜慢释疗肤关节放药物,适用于局部治如皮病、炎等其他特殊剂型雾剂贴剂这剂针对计如气、滴眼液、等些特殊型特定部位或特殊需求设,如剂将浓吸入可直接药物输送至呼吸道,提高局部药物度药物给药途径口服给药给径肠最常用的药途,方便安全但吸收受多种因素影响药物需经胃道吸过应疗收并经首效,生物利用度可能降低适用于慢性疾病长期治注射给药静静包括脉、肌肉、皮下注射等脉注射起效最快,生物利用度100%;肌较缓稳肉注射吸收快但可能引起局部疼痛;皮下注射吸收慢但定吸入给药过应药物直接作用于呼吸道,起效迅速,避免首效广泛用于呼吸系统疾病如哮喘、慢阻肺等,如沙丁胺醇、布地奈德等经皮/黏膜给药贴剂肠剂阴剂过应续释包括透皮、直栓、道栓等避免首效,可持放药给贴绞疗物透皮药如硝酸甘油片用于心痛治药物的吸收过程被动扩散主动转运浓过转浓转药物分子沿度梯度自发穿生物膜,借助膜运蛋白逆度梯度运,需要过转无需能量消耗脂溶性药物如苯二氮卓能量如左旋多巴通氨基酸运体吸2过许过转类主要通此方式吸收药物的脂溶性收;多抗生素通肽运蛋白扩肠越高,被动散越容易PEPT1从小吸收胞吞胞吐作用滤过作用/质过进滤过大分子药物如蛋白药物、多肽药物通小分子水溶性药物通膜孔行过细摄这对过细胞吞作用被胞取种方式分分子量小于100Da的药物可通胞间岛单滤过子量大的药物如胰素、克隆抗体等隙和膜孔直接,如甘露醇、乙醇别特重要等药物的分布血流丰富器官肾脑组获心、肝、、等高灌注织首先得药物肌肉和内脏组织中等血流量器官,药物分布次之脂肪组织对亲血流量低但脂溶性药物有高和力骨骼和结缔组织血流量最低,药物分布最慢浆结组亲浆结积药物分布受多种因素影响,包括血蛋白合率、织和性和血流量高血蛋白合率(如华法林99%)会限制药物分布体特殊生脑盘选择过理屏障如血屏障、胎屏障也会性阻碍某些药物通药物的代谢与生物转化第Ⅰ相反应还应氧化、原、水解反,增加药物极性第Ⅱ相反应内质结谢与源性物合形成极性更强的代物代谢物排泄过肾脏径通、胆汁等途排出体外脏谢场细应肝是药物代的主要所,其中胞色素P450CYP450酶系在第Ⅰ相反中起核心作用常见的CYP酶有CYP3A
4、CYP2D
6、们负责谢约应CYP2C9等,它代90%的药物第Ⅱ相反主要包括葡萄糖醛酸化、硫酸化、乙酰化和甲基化等,使药物更易于排泄谢产产应对过时产谢代物活性可能增强(前药激活)、减弱或生毒性效,如乙酰氨基酚量生肝毒性代物NAPQI药物的排泄肾脏排泄数谢过肾脏肾滤过肾肾过过肾滤过阴转大多药物及其代物通排泄,包括小球、小管分泌和小管重吸收三个程水溶性强、分子量小的药物易于通小球;有机离子和阳离子运蛋导肾白介小管分泌肝胆排泄过肠肠环内滞时环分子量大于300Da且具有极性基团的药物多通胆汁排泄一些药物经胆汁排入道后可再次被吸收,形成肝循,延长药物在体的留间,如孢素、利福平等其他排泄途径挥剂过过对妇为锂过婴发性药物如吸入麻醉主要通肺排出;有些药物可通唾液、汗液、乳汁排出乳汁排泄哺乳期女用药尤重要,如、碘化物等可通乳汁影响儿药物动力学参数t1/2半衰期浆浓时给约时给时药物血度降至一半所需间,决定药间隔如氨苄西林半衰期1小,需一日多次药;而阿奇霉素半衰期可达68小,可一日一给次甚至更长间隔药Vd分布容积内观积围药物在体分布的表容,反映药物分布范水溶性药物Vd小,如庆大霉素
0.25L/kg;脂溶性药物Vd大,如地高辛可达7L/kgCL清除率单时内浆肾积位间从血中清除的药物量,反映机体清除药物的能力肝功能不全患者清除率下降,需减量以避免药物蓄F%生物利用度进环静为过应仅药物入体循的比例脉注射生物利用度100%,口服药物因首效往往低于100%,如普萘洛尔口服生物利用度30%药物受体膜受体胞内受体受体相互作用类型细质数细质细内为转位于胞膜上的蛋白受体,是大多位于胞或胞核的受体,多药物与受体的相互作用方式决定其药理录调节应药物的作用靶点主要包括因子,基因表达包括效质剂内•G蛋白偶联受体GPCR最大的受体•类固醇激素受体如糖皮激素受•激动活化受体,模拟源性配体肾组家族,如β-上腺素受体、胺受体体、雌激素受体作用状剂断内•甲腺激素受体•拮抗占据受体但不激活,阻维•离子通道受体如GABA受体、烟碱源性配体作用•生素D受体剂过型乙酰胆碱受体•部分激动激活受体但效能低于完•氧化物酶体增殖物激活受体岛剂•酶联受体如胰素受体、表皮生长全激动PPAR剂础因子受体•反向激动降低受体基活性受体信号转导转导结进调节环受体激活后启动不同的信号通路G蛋白偶联受体激活三磷酸鸟苷GTP合蛋白,而第二信使如磷酸腺苷cAMP、磷谢细内钙浓调过脂酰肌醇代物和胞离子度;离子通道型受体直接控离子通透性;酪氨酸激酶受体通自身磷酸化激活下游信号蛋白如级应MAP激酶联反这终导细内质饰产应应这对开关些信号通路最致胞特定蛋白的合成或修,生相的生物学效了解些通路发特异性靶向药物至重要酶作为药物作用靶点酶抑制剂过结断应为竞剂通与酶合降低或阻酶活性,抑制特定生化反可分争性抑制竞结竞剂剂临与底物争合酶活性中心、非争性抑制和不可逆抑制床常用酶剂压剂抑制包括ACEI类降药、他汀类降脂药、DPP-4抑制等酶激活剂过脏进增强酶活性或提高酶表达水平例如,异烟肼通增强肝中氧化酶活性促维谢过细进谢产生素B6代;某些药物通激活胞色素P450酶促其他药物代,生药物相互作用临床应用实例紧张转换剂过血管素酶抑制ACEI如卡托普利、依那普利等通抑制ACE,减少紧张扩张压还剂过血管素II生成,血管降低血;HMG-CoA原酶抑制他汀类通关键剂抑制胆固醇合成酶,降低血脂;二肽基肽酶-4DPP-4抑制如西格列汀过岛通抑制GLP-1降解,增强胰素分泌,降低血糖离子通道与转运蛋白临应离子通道类型典型药物作用机制床用钠断通道利多卡因、苯妥阻通道,抑制局部麻醉、抗心癫痫英动作电位律失常、抗钾调节开状通道胺碘酮、格列本通道放抗心律失常、降态脲血糖钙维断钙内压通道硝苯地平、拉阻流抗高血、抗心绞帕米痛来内静GABA受体地西泮、扎普增强氯离子流镇催眠、抗焦虑隆转细负责质转质为运蛋白是胞膜上物跨膜运的蛋白,可作药物靶点或影响药物吸收分转将细导肿布P-糖蛋白P-gp是重要的外排运体,可多种药物泵出胞,致瘤多药耐阴转转脏摄药;有机离子运蛋白OATP和有机阳离子运蛋白OCT参与多种药物的肝肾脏取和排泄细胞信号通路受体激活质细结配体如激素、神经递与胞膜受体合,引起受体构象变化2信号蛋白募集细内受体激活后募集胞信号蛋白如G蛋白、接头蛋白等3第二信使产生如cAMP、cGMP、IP
3、DAG、Ca2+等被激活形成级联反应级蛋白激酶如PKA、PKC、MAPK被激活,引发磷酸化联效应器激活终转录调应最激活因子控基因表达或直接作用于效蛋白主要药物作用机制一览结合受体激活/抑制细内结调节导肾药物与胞表面受体或胞受体合,受体介的信号通路如β-上腺素能受体激动剂扩张断剂如沙丁胺醇激活β2受体,支气管;阿替洛尔等β-阻拮抗β受体,降低心率和血压抑制酶活性结还药物与酶合,抑制其催化功能如他汀类药物抑制HMG-CoA原酶,降低胆固醇合成;阿过环产司匹林通乙酰化氧合酶COX不可逆抑制前列腺素合成,生抗炎、抗血小板作用干扰核酸功能肿顺铂部分药物直接作用于DNA或RNA,干扰其功能如抗瘤药与DNA交联,阻碍DNA复断转录剂终链制;5-氟尿嘧啶抑制胸苷酸合成酶,阻DNA合成;核苷类逆酶抑制止病毒DNA合成调节离子通道过开断调节钙断剂钙内张药物通放或阻离子通道,离子流动如通道阻降低离子流,舒血管断钠传导剂开产平滑肌;局麻药阻通道,抑制神经冲动;GABA受体激动放氯离子通道,生抑制性作用药物作用机制举例
(一)受体激动剂受体拮抗剂β-α-肾剂肾剂压β2-上腺素受体激动是支气管哮喘和慢性阻塞性肺病α-上腺素受体拮抗广泛用于高血、良性前列腺增生等疾病疗疗选择选择COPD的主要治药物代表药物有沙丁胺醇(短效)、沙美治代表药物有酚妥拉明(非性)、特拉唑嗪(α1罗罗罗选择特(长效)和福莫特等性)和坦索辛(尿道性)选择结细竞结作用机制性合并激活呼吸道平滑肌胞上的β2受体→作用机制争性合血管平滑肌和前列腺平滑肌上的α1受体环细内断肾结细内钙激活G蛋白→腺苷酸化酶活化→胞cAMP水平升高→蛋白→阻去甲上腺素与受体合→抑制磷脂酶C活化→胞轻链释张扩张选择激酶APKA活化→磷酸化多种蛋白→肌球蛋白磷酸化酶失离子放减少→平滑肌舒→血管、尿道阻力降低性张扩张剂断导质释活→平滑肌舒→支气管α1拮抗避免了α2受体阻致的交感神经递放增加药物作用机制举例
(二)他汀类降脂药阿司匹林还剂疗线杨热HMG-CoA原酶抑制(他汀类)是治高胆固醇血症的一药物代表药物有辛阿司匹林(乙酰水酸)是世界上使用最广泛的药物之一,具有抗炎、解、镇痛伐他汀、阿托伐他汀、瑞舒伐他汀等和抗血小板作用结竞还过环丝残作用机制他汀类药物构类似于HMG-CoA底物,争性抑制HMG-CoA原酶→作用机制阿司匹林通乙酰化氧合酶COX的氨酸基,不可逆抑制COX活性细内调热剂时选择胆固醇合成减少→肝胞胆固醇含量降低→LDL受体表达上→血液中LDL-C清除→前列腺素合成减少→抗炎、解、镇痛在低量,阿司匹林性抑制血小还稳内预脑增加→血脂水平降低他汀具有定斑块、改善皮功能等多效性板COX-1→血栓烷A2合成减少→抗血小板聚集→防心血管事件血小板无核,续无法合成新的COX,抑制作用持血小板整个生命周期药物作用机制举例
(三)β-内酰胺类抗生素过细细结结包括青霉素、头孢菌素等,通与菌胞壁合成酶(青霉素合蛋白PBPs)合,导细终细内内抑制肽聚糖交联,致胞壁合成受阻,最菌溶解死亡β-酰胺酶可水解β-酰环导胺,致耐药大环内酯类抗生素红过细结断转应细如霉素、阿奇霉素等,通与菌核糖体50S亚基合,阻肽反,抑制菌质环内对兰较蛋白合成大酯类革阳性菌和非典型病原体有效,具有低毒性和良好组织穿透力氟喹诺酮类抗生素过细转断如左氧氟沙星、莫西沙星等,通抑制菌DNA旋酶和拓扑异构酶IV,阻转录过诺谱疗DNA复制、和修复程氟喹酮类具有广抗菌活性,可治呼吸道、泌尿道及全身感染抗肿瘤化疗药物顺铂过转录过稳如通与DNA形成交联,阻碍DNA复制和;紫杉醇通定微管,断丝剂断谢阻有分裂;拓扑异构酶抑制如伊立替康阻DNA复制;抗代药如甲谢氨蝶呤抑制叶酸代,干扰DNA合成靶向药物与单克隆抗体抗病毒药物机制病毒吸附进入抑制剂病毒复制抑制剂/断细结阻病毒与宿主胞合或融合,如恩抑制病毒核酸合成,包括核苷/核苷酸类断细结夫韦韦阻HIV病毒与CD4胞合;似物如阿昔洛韦、利巴韦林、索非布韦断转录剂奥司他韦阻流感病毒神经氨酸酶,防等;非核苷类逆酶抑制如奈韦拉释传维断2剂止病毒放和播;马拉若阻HIV平;病毒蛋白酶抑制如洛匹那韦,阻结断与CCR5共受体合病毒多肽的蛋白水解加工宿主免疫调节病毒组装释放抑制剂/应增强宿主抗病毒免疫反如干扰素通释过4过细内干扰病毒成熟和放程如奥司他韦激活胞抗病毒蛋白,抑制多种病3抑制流感病毒神经氨酸酶,防止新病毒毒复制;某些新型药物靶向宿主因子,细释剂粒子从感染胞放;抗HIV药物恩夫如JAK抑制巴瑞替尼抑制炎症因子风断轻损韦韦阻gp41蛋白构象变化,防止病毒暴,减重症病毒感染引起的免疫细伤与胞膜融合内源性调节与负反馈激素拟体内结岛岛状质模拟源性激素构和功能的药物如胰素类似物(如甘精胰素)、促甲腺激素拟体、糖皮激素这过应结内类药物等些药物通与相受体合,弥补体激素不足或增强激素作用激素拮抗剂断内结调节剂质剂阻源性激素与受体合的药物如雌激素受体(他莫昔芬)、糖皮激素受体拮抗(米非司剂内这疗过赖酮)、醛固酮受体拮抗(螺酯)等些药物用于治激素度分泌或激素依性疾病受体调控药物调节数剂导调受体量或敏感性的药物长期使用β受体激动可致受体下和脱敏,减弱药效;反之,长期使断剂导调岛剂罗过岛岛用β受体阻可致受体上胰素增敏如格列酮通增加胰素受体敏感性改善胰素抵抗内分泌轴调节过脑轴挥释剂导通影响下丘-垂体-靶腺发作用的药物如促性腺激素放激素GnRH激动长期使用致受体轴状疗过负馈调节状脱敏,抑制性腺;甲腺激素补充治通反抑制TSH分泌,甲腺功能药物协同与拮抗作用协同作用类型拮抗作用及临床应用协时应单独应药物同作用指两种或多种药物联合使用,效大于各自药物拮抗作用指一种药物降低或抵消另一种药物的效包括应使用效之和主要包括应应应竞浓剂转•加和效效等于各药物效之和•争性拮抗可被高度激动逆应应竞剂转•增效作用效大于各药物效之和•非争性拮抗不能被激动逆应过产应•增敏作用一药增加另一药效•功能性拮抗通不同机制生相反效临协剂压临应纳疗过床常见同作用例如利尿与ACEI联用增强降效果;阿拮抗作用在床上的用洛酮拮抗阿片类药物治量;氟维内莫西林与克拉酸联用,后者抑制β-酰胺酶,增强前者抗菌活马西尼拮抗苯二氮卓类药物;阿托品拮抗有机磷农药中毒;普萘疗肿过性;多药联合化方案增强抗瘤效果洛尔拮抗儿茶酚胺量;硫酸鱼精蛋白拮抗肝素药物的不良反应机制免疫介导反应识别谢涉及免疫系统异常药物或其代物剂量相关毒性2浓过导组损伤药物度高致正常织代谢异常3谢谢积药物代异常或毒性代物蓄导应为导过细应免疫介反按Gell和Coombs分型可分I型IgE介,如青霉素敏、II型胞毒性,如溶血反、III型免疫复合物,如血清病和IV型迟这应剂关严发型,如接触性皮炎些反通常与量无,发生迅速且可能重剂关浓过疗疗数锂盐产量相毒性是药物度超治窗所致,常见于治指窄的药物如地高辛、等某些药物生特异性器官毒性,如氨基糖苷类抗生素肾肠谢对过导谢积态导谢的毒性、阿司匹林的胃道刺激药物代异常如乙酰氨基酚量致肝毒性代物NAPQI蓄;基因多性致某些患者代异常,如谢CYP2D6慢代者使用可待因无效药物作用选择性受体亚型选择性针对选择结选择断剂脏特定受体亚型的性合能力如β1性受体阻如美托洛尔主要作用于心痉挛选择剂铵而非支气管,减少支气管风险;M3性胆碱受体拮抗如噻托溴主要作用于呼吸道,减少全身抗胆碱能副作用组织选择性组脏药物在特定织或器官优先分布的能力如他汀类药物优先在肝富集,增强降脂效果;局枢组浓麻药主要作用于外周神经而非中;某些抗生素如左氧氟沙星在肺织度高,适合呼吸道感染靶细胞选择性针对细选择肿尽对肿细选择对细损特定类型胞的性作用如抗瘤药物可能瘤胞性高而正常胞伤剂环细选择摄剂小;免疫抑制如孢素主要作用于T淋巴胞;性5-HT再取抑制SSRI特异作转质转用于5-HT运体而非其他神经递运体提高选择性的策略计选择结饰亲药物分子设中提高性的方法包括构修增强与特定靶点和力;利用药物递送系现给计肿环统实靶向药;前药设使药物在特定部位激活;利用病理部位特征如瘤微境pH值差现选择异实性作用构效关系()SAR构效关系基本原理构效关系在药物开发中的应用关导计过饰结构效系Structure-Activity Relationship,SAR研究药物分SAR指药物优化设通系统修分子构,合成系列化合结关内测试关内子构与生物活性间的定量系,是药物化学的核心容药物物并活性,建立构效系模型例如β-酰胺类抗生素从青氢键过侧链饰分子需与靶点形成特定相互作用,包括、疏水相互作用、离霉素发展到头孢菌素、碳青霉烯类等,通修改善抗菌键谱稳子等、定性识别关键计辅计进虚筛选典型SAR研究包括药效团功能基团;确定最佳空间算机助药物设利用SAR模型行拟,如基于药效团应数谢筛选对关构象;分析电子效、脂水分配系等影响因素;研究代位点的、分子接、定量构效系QSAR模型等,提高药物研谢稳关产过调与代定性系发效率药性优化drug-likeness通整分子量、脂水分数氢键数数配系、供体/受体量等参,改善药物吸收、分布等特性多靶标药物与组合疗法标针对关时挥疗质多靶药物多个相分子靶点同发作用,有助于提高效和克服耐药性例如,新型抗精神病药如奥氮平作用于多种神经递受剂时断肿体D
2、5-HT2A/2C、H1等;多靶点激酶抑制如索拉非尼同抑制RAF激酶和VEGFR、PDGFR等多种激酶,阻瘤增殖和血管生时疗成;Lapatinib同抑制EGFR和HER2,用于HER2阳性乳腺癌治组疗临疗别杂肿疗过协合法是床治的重要策略,特是在复疾病如瘤、艾滋病等治中通不同机制药物联合,同增效,如HAART方案联合多肿疗结组疗击环节种抗HIV药物;瘤CHOP等联合化方案;核病多药联合方案等合法可攻疾病多个,减少耐药性发生,但需注意药物相互作用和联合毒性药物耐药机制靶点变异结导结靶蛋白构改变致药物合力下降药物外排增强转过细运蛋白表达加速药物排出胞代谢激活或失活谢药物代酶表达变化影响药物活性靶点旁路激活4绕过断替代信号通路激活药物阻点细胞凋亡抵抗杀伤抗凋亡机制增强降低药物效果导对导对转录导靶点变异是常见耐药机制,如EGFR T790M突变致肺癌第一代EGFR-TKI耐药;BCR-ABL T315I突变致CML伊马替尼耐药;HIV逆酶和蛋白酶突变致抗病毒结导结药耐药;核分枝杆菌靶酶突变致抗核药耐药个体化用药与精准医学药物代谢动力学临床意义剂量调整血药浓度监测药物相互作用预测数剂疗数监测过预测根据药代动力学参个体化治指窄的药物需血药通了解药代动力学机制给浓调给监剂量如半衰期决定药间隔度,整药方案常见药物相互作用如CYP酶抑制频给测谢短半衰期药物需繁药;长药物包括抗心律失常药物如酮康唑可增加经CYP3A4代癫痫浓诱导剂半衰期药物可一日一次特殊如利多卡因、胺碘酮;抗药物度;CYP酶如利福肾浓人群如功能不全患者需根据药如卡马西平、苯妥英;免疫平可降低多种药物度;P-糖调剂剂环剂维肌酐清除率整量;肝功能抑制如孢素、他克莫司;蛋白抑制如拉帕米可增加脏谢不全患者可能需降低肝代抗生素如氨基糖苷类、万古霉底物药物如地高辛吸收剂药物量素等特殊人群用药指导龄儿童药代动力学受年影响,谢新生儿酶系不成熟,代能力低;老年人生理功能减退,清妇除率降低;妊娠期女药代动杂谨力学变化复,需慎用药肾关肾功能不全患者需注排泄药物,可能需减量;肝功能不关谢全患者需注肝代药物,可给能需减量或延长药间隔药物作用机制与临床疗效65%
3.5x药物有效率靶向药物疗效倍增关单疗传疗疗疗药物作用机制与靶点表达的相性如HER2阳性乳腺癌患者接受曲妥珠抗治的有效率与统化相比,精准靶向药物治匹配患者的效提升如ALK阳性肺癌患者使用ALK抑远阴对剂疗疗显细剂高于HER2性患者;EGFR突变肺癌患者EGFR-TKI敏感性高制克唑替尼相比化,效著提高;慢性粒胞白血病患者使用BCR-ABL抑制可达细遗传缓90%以上完全胞学解45%30%耐药发生率下降不良反应发生率疗显肿导预测选择应选择剂肠多靶点联合治策略降低耐药性如艾滋病三药联合方案著降低耐药发生率;多靶点抗机制指的药物安全性高性药物通常不良反减少,如性COX-2抑制胃组选择应传选择断剂痉挛选择断瘤药物合降低耐药突变克隆道不良反低于统NSAIDs;β1性受体阻支气管风险低于非性β阻剂药理学前沿分子靶向治疗纳米药物递送系统纳颗质载现释质过应肿纳过米粒、脂体、聚合物胶束等药系统能实靶向递送、控制放和提高生物利用度如多柔比星脂体Doxil通EPR效在瘤部位富集;磁性米粒子可通外场纳饰部磁定向;功能化米粒子表面修靶向配体如抗体、适配体等增强特异性核酸药物调疗遗传转状反义寡核苷酸、小干扰RNAsiRNA、微RNAmiRNA、适配体和CRISPR-Cas9等核酸药物能特异性控基因表达如Patisiran靶向TTR基因mRNA治性甲腺素过调疗缩疗湿蛋白淀粉样变性;Nusinersen通控SMN2基因剪接治脊髓性肌萎症;核酸适配体Pegaptanib靶向VEGF治性老年性黄斑变性新型靶向策略术过现传剂时肿细靶向蛋白降解技PROTAC通招募泛素-蛋白酶体系统实靶蛋白降解,克服统小分子抑制局限;双特异性抗体同靶向两个抗原,增强瘤靶向性和免疫胞募细疗过细识别杀伤细集;CAR-T胞法通基因工程改造T胞表达嵌合抗原受体,特异性并靶胞药物发现与设计靶点识别与确认过组术疗转录组质组通学技、疾病模型和基因功能研究确定潜在治靶点使用学、蛋白谢组术筛选关关键术验证学和代学等技与疾病相的分子;利用基因敲除/敲低技靶点在评疾病中的作用;估靶点的可成药性和安全性先导化合物发现过筛选虚筛选筛选现筛选测试数通高通量、拟、片段等方法发活性分子高通量可快速对结计维结导计十万化合物靶点的活性;基于构的药物设利用靶蛋白三构指化合物设;产临获从天然物、已知药物或床先例中取灵感先导化合物优化过饰选择质饰结关通药物化学修提高活性、性和药代性系统修分子构建立构效系;改质稳应虑善药动学性如定性、溶解度和生物利用度;优化安全性降低毒性和不良反;考线合成路的可行性和成本临床前评价细评测试结细在胞和动物模型中估药效、药代和安全性体外包括靶点合、胞活性和代谢稳内评疗评定性;体药效学价效和作用机制;毒理学研究估安全性;药代动力学研究剂给确定量和药方案新药作用机制鉴定方法生化结合实验结热术测利用放射性配体合、表面等离子体共振SPR、等温滴定量法ITC等技定药物与标亲结数这证靶的和力和合动力学参些方法可提供药物与靶蛋白直接相互作用的据,是认础靶点确的基细胞功能测定过细检测转录组质组对细内络通胞信号通路、分析和蛋白学等方法研究药物胞分子网的影观细内转响察药物作用后胞信号分子如磷酸化蛋白变化;利用基因芯片或RNA-seq分析录组质谱术质饰变化;采用技分析蛋白表达和修变化分子结构解析线冻镜术维结这利用X射晶体学、冷电和核磁共振等技解析药物-靶点复合物三构些方法观结导计可直展示药物与靶蛋白合位点和相互作用模式,指药物优化设计算机辅助分析过对计预测对预测通分子接、分子动力学模拟和人工智能等算方法药物作用机制分子接结亲诱导质药物与靶蛋白合位点和和力;分子动力学模拟研究药物的蛋白构象变化;机器习层数预测学算法整合多次据潜在靶点和作用机制现代药物化学技术分子修饰策略过结饰质开过调结开通化学构修改善药物性同源物发me-too通微已知药物构发新药;生物电子等排换时质过饰环刚体替保持药效同改善药动学性;基团掩蔽通增加或修极性基团改善溶解性;化或性化提高选择亲性和和力前药设计内转为前药是在体化活性药物的衍生物酯化可提高脂溶性改善吸收,如氨苄西林、依那普利;糖基化提稳还肿环针对高水溶性和定性;氧化原前药在特定条件下活化,如抗瘤前药在低氧境激活;酶特异性前药组计特定织酶活性设,提高靶向性生物药物设计质计术亲计蛋白和核酸等生物大分子药物设技抗体工程包括人源化、和力成熟和抗体片段设;抗体-药将细连现物偶联物ADC胞毒性药物与抗体接,实靶向递送;融合蛋白如Fc融合蛋白延长半衰期;多特异时性抗体同靶向多个抗原计算机辅助设计计辅开结计维结导计利用算方法助药物发基于构的药物设利用靶蛋白三构指分子设;基于配体的方法从过习预测质已知活性分子出发,通相似性搜索找到新分子;人工智能和深度学分子活性和药代性;量子化计应学算优化分子构象和反性药物作用机制实验研究体外分子水平研究纯进测结测使用化的靶蛋白和药物分子行直接相互作用研究包括酶活性定、受体合定、蛋质热稳测标记这白定性定、表面等离子体共振SPR和同位素分析等些方法可量化药物与结数亲数结靶点合参,如和力Kd、抑制常Ki和合动力学细胞水平功能研究细验证细测关在胞模型中药物作用和信号通路改变方法包括胞增殖/凋亡定、信号通路键检测细应较荧分子磷酸化、基因表达变化分析、药物靶点敲除/敲低胞反比、光共聚焦显镜观细内过这细微察药物在胞分布等通些方法,可建立药物分子作用与胞功能改变的联系动物模型验证研究评疗数测内在疾病动物模型中估药物治效果和作用机制包括药代动力学参定、体药标测组检测组标效学指量、靶织药物分布和靶点占有率、织学和分子志物变化分析内验评杂现等体实可整合估药物在复生物系统中的表临床样本研究标验证应分析患者样本中的生物志物变化药物作用机制包括靶点表达与药物反关疗谱较组谢标系分析、药物治前后基因表达变化比、外周血或织中药物代物和检测临础临应鸿志物等床样本研究弥合了基研究和床用的沟药物相互作用机制分布水平相互作用吸收水平相互作用组竞药物可能影响其他药物的织分布主要机制包括浆结过争血蛋白合位点如华法林与磺胺类药物;影响血药物可能改变其他药物的吸收程机制包括改变胃脑剂进肠质剂屏障通透性如某些P-糖蛋白抑制增加药物入中道pH值如子泵抑制降低某些药物吸收;形成不枢组摄环钙肠;改变织取如地高辛与奎尼丁相互作用溶性复合物如四素与离子螯合;影响胃道蠕动转环代谢水平相互作用如抗胆碱能药;影响运蛋白如孢素抑制P-糖蛋白最常见且重要的药物相互作用类型机制包括酶抑制诱导诱导如酮康唑抑制CYP3A4;酶如利福平CYP酶竞竞谢和P-糖蛋白;酶底物争如多药争同一代酶导谢不同CYP亚型介不同药物代,CYP3A4相互作用最为药效学相互作用常见5排泄水平相互作用层协药物作用机制面的相互影响包括同作用如磺胺断剂剂过肾类与甲氧苄啶;拮抗作用如β-阻与β-激动;加压肾药物可能影响其他药物的排泄程机制包括改变滤过肾竞肾和作用如多种降药联用;功能性拮抗如上腺素与岛调小球率如NSAIDs降低血流;争小管分泌氢钠胰素拮抗血糖控如丙磺舒与青霉素;改变尿pH如碳酸碱化尿液环增强弱酸性药物排泄;影响肝胆排泄如孢素抑制胆转汁酸运蛋白药物与信号网络网络药理学概念信号网络干预策略络将为对对络预网药理学研究药物作用的系统生物学机制,药物视生物药物信号网干的几种典型模式络预单调网的整体干,而非一靶点的控它整合分子相互作用网关键节络枢纽络质络谢络络层•点靶向靶向网中的蛋白hub proteins,如、蛋白功能网、代网和信号通路网等多次信息,剂关键节调应mTOR抑制靶向PI3K/AKT/mTOR通路的点揭示药物的多靶点作用机制和整体控效节协时预节•多点同同干多个点,如多靶点酪氨酸激酶抑制络关络识别剂时网药理学方法包括构建疾病相分子网;药物作用的同抑制多种生长因子受体预对络结预测组馈环预针对络负馈环剂靶点集合;分析药物干网构和功能的影响;药物协应应•反干网中的正反,如MEK抑制联合剂馈合的同效和潜在不良反PI3K抑制打破交叉耐药反络过观遗传调细络结•网重塑通表控等机制,重塑胞信号网组剂构,如蛋白去乙酰化酶抑制药物设计案例分析计队剂伊马替尼Gleevec是一个经典的药物设成功案例,它是第一个上市的小分子靶向抗癌药研发团从非特异性蛋白激酶抑制起始,通过结饰终获选择针对剂关键计针对结计系统的构修,最得了高性BCR-ABL融合蛋白的抑制的设策略包括ATP合口袋的特异构象设;引氢键结侧链选择入供体/受体优化与靶点合;增加提高性剂过现谢开鲁进雄激素受体拮抗的演变展示了药物优化程从非甾体抗雄激素氟他胺起始,发其活性代物后发出比卡胺,一步优化得到恩杂鲁开鲁针对进进亲胺,最后发出更强效的阿帕胺每一代药物都上一代的局限性行改,如提高靶点和力、克服耐药性、改善药代动力学现计过特性等,体了药物设的迭代优化程药物上市后的机制研究真实世界有效性观察过规数疗观通大模真实世界据分析药物在不同人群中的实际效方法包括前瞻性察性研顾疗记录记这现临试验观究、回性医分析和患者登研究等些研究可发床中未曾察到的验证药物作用特点,作用机制的普适性不良反应监测与机制研究过应报应对严通药物警戒系统收集不良反告,分析不良反模式和风险因素罕见或重不应进态应关验证这良反行机制研究,如基因多性与不良反联分析、体外模型等些研究导有助于理解药物作用的全貌,指安全用药新适应症发现与机制阐明过临观础现肿扩为通床察和基研究发药物潜在的新用途例如,硫唑嘌呤从抗瘤药物展剂静为疗应现免疫抑制;沙利度胺从镇催眠药发展多发性骨髓瘤治药物新适症发往往阐伴随着新机制的揭示,如秋水仙碱抗炎作用机制的明4精准医学标志物研究预测疗标预测疗确定能药物效或毒性的生物志物如EGFR突变EGFR-TKI效;HLA-过关预测疗这对B*5701与阿巴卡韦敏相;CYP2C19基因型氯吡格雷效些研究深化了进药物作用机制的理解,促个体化用药药物创新与临床转化基础研究发现验选转从实室到药物候物的化临床前开发评产开安全性价与生工艺发临床试验试验评Ⅰ-Ⅲ期人体估安全性与有效性监管审批监评审权药品管机构与上市授临床应用推广疗践疗监测医实中的实施与效创转协杂过现临应临领专转关键战药物新化是一个多学科作的复程从靶点发到床用,需要药物化学、药理学、毒理学、床医学等多域家共同参与化研究的挑包括弥合内预测剂给临试验终标体外活性与体药效的差距;人体安全性与有效性;优化药物型与药方案;建立合理的床点指药物机制相关法律与伦理临床试验伦理规范数据安全与患者隐私试验须临试验组遗传别数药物机制研究中的人体必遵循《赫尔辛基宣言》和国际床管药物基因学和个体化用药研究涉及敏感个人信息,需特注意据规须试应对标识数访问权理范GCP研究者必确保受者充分知情同意,平衡研究价值与风保护研究中患者样本去化处理,限制基因据限,建立别试验评为剂数储时虑遗传对员险,特是首次人体FIH中的安全性估尤重要基于机制的安全的据存系统同,需考信息可能患者家族成的影计应虑饱标应过说量递增设考药物靶点和度和生物志物反响,在知情同意程中予以明专利保护与知识产权国际法规差异现专专专区对监对药物作用机制的发可能涉及利保护,包括化合物利、用途利和制不同国家和地药物机制研究的管要求存在差异如美国FDA机制专现为应专数侧欧调论备方法利等新机制的发可能已有药物提供新适症利保护同研究据要求重安全性和有效性;洲EMA更强基于机制的合理性时专应证对创审评,机制研究中使用的研究工具和方法也可能受利保护,研究者注意;中国NMPA近年加强了新药物机制研究的研究者和药企需权区规规避免侵了解各地法差异,制定合的研发策略药物发展挑战与趋势当前药物研发面临的主要挑战未来药物发展趋势问题严细肿驱疗组•抗药性日益重菌耐药、瘤耐药、病毒变异等限•精准医学动个体化治基于基因学和分子分型的个体制药物长期有效性化用药方案态观遗传饰组纳剂给•个体差异影响药效基因多性、表修、微生物•新型药物递送系统米制、可穿戴药装置、植入式药导应缓释差异等致个体用药反差异大物系统等杂谢综协单计组•复疾病多靶点特性如神经退行性疾病、代合征等涉•多靶点同作用药物一分子多靶点设或优化药物合单及多个通路,靶点药物效果有限方案妇专调节检剂疗•特殊人群药物缺乏儿童、孕、老年人等特殊人群的用•免疫新策略免疫查点抑制之外的新型免疫治方药物研发不足法疗约数疗扩细疗•罕见病治需求7000种罕见病中大多缺乏有效治手•生物大分子药物展抗体、核酸药物、胞治和基因治疗段等组术赋现组数•学技与人工智能能药物发整合多学据和AI算法加速药物研发前沿热点与药物作用机制AI靶点发现与确认分子设计与优化作用机制预测术过组数计预测AI技通整合学据、蛋生成式AI模型可设全新分子AI算法可药物可能的作用质络关结现谱态白相互作用网和疾病相构或优化有药物深度生机制和靶点多模深度学预测疗编码习结信息,潜在治靶点深成模型如变分自器VAE和模型整合药物构、基因表习谱对络质结数预度学算法可分析基因表达生成抗网GAN可在化学空达变化和蛋白合据,数识别结习测监据,疾病特异性分子特间中探索新构;强化学算药物-靶点相互作用;自督图络质标导习标记数习征;神经网可挖掘蛋白法可根据多目优化策略指学模型从未据中学络关键节计图络预测互作网中的点;自然分子设;基于的神经网分子表征,提高准确性;语术预测导结识图谱现言处理技可从海量文献中可分子特性并指构修知推理可发药物间接饰络应提取潜在靶点信息作用机制和网效临床转化与个体化用药辅临AI助个体化用药决策和床结预测习结果机器学模型合临患者基因型、表型和床特征数预测应据,药物反和不良反应习风险;深度学算法分析医记录监测学影像和电子健康,疗语术药物效;自然言处理技数从真实世界据中挖掘药物使现用模式和未发的机制经典药物作用机制小结别药物类代表药物主要靶点作用机制内结细细β-酰胺类抗生素青霉素、头孢菌素青霉素合蛋白抑制菌胞壁合成PBPs还关键他汀类降脂药辛伐他汀、阿托伐他HMG-CoA原酶抑制胆固醇合成汀酶压缬ACEI/ARB类降药卡托普利、沙坦ACE酶/AT1受体抑制RAS系统降低血压罗摄转摄SSRI类抗抑郁药氟西汀、帕西汀5-HT再取运体抑制5-HT再取增强传突触递溃疡兰PPI类抗药奥美拉唑、索拉唑H+/K+-ATP酶不可逆抑制胃酸分泌吗阿片类镇痛药啡、芬太尼μ-阿片受体激活阿片受体抑制疼传导痛对关键创带来经典药物的作用机制研究药物发展起到推动作用机制新一系列突破性药物,如靶向BCR-剂单单开创肿疗时ABL的伊马替尼、EGFR抑制吉非替尼、CD20抗利妥昔抗等,了瘤精准治新代;HIV蛋剂开转为检剂现肿疗白酶抑制发使艾滋病从致命疾病变慢性病;免疫查点抑制的发彻底改变了瘤免疫治格局药物作用机制学习方法系统理论学习实验技能培养础论层过验观从基理入手,逐步建立药物作用的分子通实操作,直理解药物作用机制掌握细验术测结测面理解首先掌握胞生物学、分子生物学和基本生化实技如酶活性定、受体合础习习细养细测生物化学基;然后系统学药理学原理,包定;学胞培和胞功能定方法;熟悉术测编辑括药代动力学和药效学;再深入研究受体、分子生物学技如PCR、序、基因;了结验评结论2酶、离子通道等药物靶点的构与功能;最后解动物实模型和药效学价方法合理临应识计执验证验理解各类药物的作用机制与床用知,设并行药物作用机制的实资源工具利用临床实践结合专数库资识善用业据和文献源拓展知面常用数库将识临应结临据包括DrugBank、PubChem、Protein药物机制知与床用相合参与床疗讨论选择Data Bank等;重要期刊如Nature Reviews药物治案例,分析药物依据;了解现关Drug Discovery、Pharmacological药物在不同疾病和患者中的表差异;注药专书应关习Reviews等;业籍如Goodman物不良反与机制系;学药物相互作用的临现则过临础结Gilmans、RangDales Pharmacology床表与处理原通床-基合,深线课频资对过等;在程和视源如Coursera药理学化药物作用全程的理解课专络讲程、业学会网座等课后思考与讨论题12经典药物机制分析药物耐药性机制研究选择压详细肿为讨论产细一种常用降药物(如卡托普利、氨氯地平或美托洛尔),以抗生素耐药或瘤耐药例,耐药性生的分子机制分析临应应较产内分析其作用机制、药代动力学特点、床用和不良反,并比同菌生β-酰胺酶、改变药物靶点或增强外排泵活性等耐药机制;或讨论这过压讨肿细过谢调节观遗传径产类药物的异同点些药物如何通不同机制达到降效果,以探瘤胞通靶点突变、代、表改变等途生耐为选择压过及什么需要根据患者情况不同机制的降药药的程提出可能的克服耐药性的策略34多靶点药物设计利弊前沿技术对药物机制研究的影响讨论单势讨单细测质组术多靶点药物相比靶点药物的优与局限性分析在哪些疾病中探人工智能、胞序、蛋白学等新技如何改变药物作用杂络调这术带来预多靶点药物可能更有效(如复性疾病、网控疾病),以及精确机制的研究方法分析些技可能的突破,如更精确的靶点选择战较单疗测络讨论术进控制多靶点性的挑比一多靶点药物与多药联合治的差、更全面的药物作用网理解等技步可能催生的新型药举说疗异,并例明成功的多靶点药物案例物和治策略总结与展望药物作用的整体观临层从分子到床的多次理解机制研究的核心地位链础临应接基科学与床用创新思维的重要性传开径突破统,辟新药研发路持续学习的必要性应领跟踪前沿,适快速发展的域连疗础驱过课习们药物作用机制研究是接化学、生物学、医学的桥梁,它既是理解药物效与安全性的基,也是新药研发的动力通本程的学,希望同学能建立系统的认将临疗来药物作用知框架,分子水平的机制与床治效果联系起进历组术断现为来随着科技步,药物研究正经前所未有的变革多学技、人工智能和精准医学等新概念不涌,药物机制研究注入新活力未的医药工作者需要具备跨终习这满战领树将识应临践为贡学科视野和身学能力,才能在一充挑与机遇的域中有所建希望大家能所学知用于床实和科学研究,人类健康事业献力量。
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