AI技术在药物研发中的应用

药物的研发不仅在于其对人类健康的保障,更在于其对科技、经济全面发展的推动作用,然而新药物的研发时间漫长且成本高,急需新技术的出现。人工智能(AI)技术的发展,为高效低成本的药物研发带来了希望。本文从多重药理学,药物设计,药物筛选,药物再利用四个方面阐述AI技术在药物研发中的应用。

模型引导的药物研发技术在国内制药工业界的实践情况

2020年,国家药品监督管理局颁布了《模型引导的药物研发技术指导原则》等技术指南,为建模与模拟技术在新药研发中的应用提供了技术指导。2022年7月,为了解国内新药研发企业在模型引导的药物研发(model-informed drug development,MIDD)方面的实践情况,药品审评中心对制药工业界在新药研发中应用MIDD的实践能力进行了问卷调查。本文主要针对收集到的企业反馈数据,分析MIDD技术在国内制药工业界的实践情况,并对当前仍存在的部分问题进行简要讨论。

HPK1作为一种新的靶点在肿瘤免疫及药物研发中的研究进展

造血祖细胞激酶1 (hematopoietic progenitor kinase 1, HPK 1) 又称有丝分裂原激活蛋白激酶1(mitoge-nactivated protein kinase kinase kinase kinase 1,MAP4K1) ,是一种97-kDa丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,属于哺乳动物Ste20样丝氨酸/苏氨酸激酶家族中的MAP4K 家族的成员(MAP4K1 (HPK 1)、MAP4K2、MAP4K3、MAP4K4、MAP4K5、MAP4K6和MAP4K7)。本文将对造血祖细胞激酶1(HPK 1)的分子结构,HPK 1的催化激活,HPK 1在肿瘤免疫中的作用及HPK 1靶点的药物研发进行综述,为以HPK 1为靶点的抗肿瘤药物研发提供新思路。

上海药物研发行业职业健康管理现状与改进策略

目的 了解上海药物研发行业职业健康管理现状及面临的挑战,为制订行业职业健康管理策略,促进行业健康发展提供参考。方法 采用问卷调查法对上海48家药物研发公司的职业健康风险、管理现状及存在的问题进行梳理,采用现场调研法对5家代表性公司实地了解行业职业危害防护和新业态的管理需求,探讨可行的解决方案。结果 问卷调查结果显示半数以上的药物研发公司从事小分子药物和抗肿瘤药物研发,面临着研发试剂、研发中的药物、病原微生物和实验动物等多重健康风险。职业病防护设施“三同时”工作完成率为43.8%,职业病危害因素检测和职业健康监护的开展率分别为89.6%和79.2%。现场调研发现药物研发行业的建筑通风、职业危害防护以及新业态的职业健康管理面临挑战。结论 随着药物研发行业的快速发展,潜在职业健康风险不容忽视,职业危害防护和管理工作亟待细化和完善。

我国2009-2022年药物研发与上市政策的文本量化分析

目的深入系统地分析我国药物研发与上市政策的现状和不足之处,为后续我国药物研发与上市政策的制定与完善提供参考意见。方法基于政策文本分析方法,选取2009-2022年国家层面发布的药物研发与上市政策文本为研究对象,对发文数量、发文主体、发文类型及“政策工具-研发上市阶段”分析框架4个维度进行定量分析。结果我国药物研发与上市政策数量呈阶段性增长;发文部门多以单独的形式发文,联合发文较少;文种类型丰富多样,多以通知、公告类型为主;政策工具以环境型为主(84.66%)、供给型工具次之(14.52%)、需求型最少(0.82%);药物研发上市过程发现阶段的政策工具使用很少(4.03%)。结论提出强化政府部门间的合作机制,增加意见、细则、工作程序等政策文本的发布,优化政策工具的内部结构,加大对需求型政策工具的使用,以及加大政策工具在药物发现阶段的使用的对策与建议。

AI辅助药物研发进展

药物开发成本持续攀升,人们亟需有效降低风险、时间、成本和资源投入的新药物研究方法。后基因组时代大量丰富可获取的生物数据,极大促进了人工智能方法应用于药物研发领域,如药物靶标发现与确认、虚拟筛选、从头药物设计、ADMET性质预测等。本文旨在捕捉药物研发流程中一些重要的人工智能药物研发相关技术模型和学习范式,阐述其优势和局限性,并对未来药物发现进行展望。最后,在人工智能模型的可解释性、数据要求、可重复性、建模挑战等方面提出了具体意见,期望能为人工智能从药物靶标发现到临床前研究整个药物研发流程赋能,缩短药物的研发周期,提高新药发现效率。

药物研发链全过程开放实验教学样例——ZLc-002的设计合成、分析研究和药效学评价

《药物研发链全过程开放实验》课程是南京医科大学药学院“双轨多元”课程体系中的重要组成部分,将本院高水平科研成果转为为教学资源,围绕创新药物研发全过程而展开。本文主要介绍“ZLc-002的设计合成、含量测定、理化性质研究和药效学评价”的教学整体设计与实施,以期为药学类科研反哺教学改革提供可借鉴经验。

药物共晶技术在2型糖尿病治疗药物研发中的作用研究进展

作为2型糖尿病不可或缺的治疗手段,2型糖尿病治疗药物的研发显得尤为重要。在2型糖尿病治疗药物的开发和应用过程中,诸多药物都存在稳定性不佳、溶解度和生物利用度差以及不良反应多等成药性问题。共晶技术作为一种绿色且极具潜力的技术手段,在改善药物成药性方面具有独特的优势。药物共晶技术基于“超分子化学”的理念,通过巧妙的共晶设计,按照一定的化学计量比通过氢键等非共价键的作用,将活性药物成分(API)与相应的共形成物(CCF)形成共晶。针对药物的各种成药性缺陷,共晶技术通过选择合适的CCF与API共结晶,进而改善药物稳定性、提升药物溶解度和生物利用度、减弱药物的不良反应、实现药物的优化组合和拓展药物开发及临床应用空间。

以神经递质为靶点的抗阿尔茨海默病药物研发进展

阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,AD)是一种慢性致死性神经退行性疾病。目前美国食品药品监督管理局(FDA)批准上市的5种药物为胆碱酯酶抑制剂(他克林、多奈哌齐、利斯的明、加兰他敏)和N-甲基-D天冬氨酸受体拮抗剂(美金刚),均以神经递质为靶点。根据Alzforum数据库显示,共有68个靶向神经递质的小分子进入临床研究,因各种原因很多小分子化合物已经撤市。对截止2023年1月份为止仍然处于临床研究的23个以神经递质为靶点的化合物进行综述,为研究开发抗AD药物提供思路。

STAT家族在肿瘤中的作用及药物研发

信号转导及转录激活因子(STAT)家族参与免疫、炎症反应、细胞凋亡、肿瘤发生以及多种细胞生理过程。其中IL-6/JAK/STAT和IL-4/JAK/STAT信号通路在多种恶性肿瘤细胞中被激活,抑制STAT3异常激活成为抗肿瘤药物研发的重要靶标。本文对STAT家族的生物学功能及其与肿瘤的关系,以STAT家族分子为靶点的药物研发的进展作一综述。

阿尔茨海默病精准诊断和药物研发的焦点与挑战

阿尔茨海默病(AD)是一种常见的中枢神经系统退行性疾病,其典型临床表现主要有认知功能进行性减退、记忆障碍、人格和行为改变、失语、失用、失认等,病理改变包括β淀粉样蛋白沉积形成的老年斑、Tau蛋白形成的神经纤维缠结、神经元及其突触的变性、胶质细胞激活增生等。该病是我国乃至全世界目前面临的巨大挑战。近年来随着全球人口老龄化,AD患者的数量也不断增加,对个人、家庭和社会都造成了极大的负担和损失。因此,对AD患者进行早期精准诊断从而尽早干预至关重要,研发用于缓解症状、延缓病情的药物也刻不容缓。本文综述了与AD精准诊断相关的诊断框架的发展历程、影像和体液生物标志物,以及目前AD治疗药物的研发进展。

模型引导的药物研发在中药中的应用优势和进展

模型引导的药物研发(MIDD)是一种用于构建、验证和利用疾病模型、药物暴露反应模型和药学模型来促进药物开发的数学和统计方法。随着制药技术的发展,MIDD在中药领域应用广泛,具有较高的实用价值。本文总结了国内外相关文献,发现MIDD具有提高中药研发效率、快速明确中药的适用人群、预测药物的交互作用、优化给药剂量等优势,且在中药药效成分、组方定量设计、剂型和制剂工艺、中试放大、质量与安全性、监管决策与评价等研究方面均有应用。

新型药物递送系统技术在药物研发中的应用和展望

随着科学技术的蓬勃发展,近年来多种新型药物递送系统技术为解决现有药物的临床瓶颈提供了强有力的指导。回望发展,药物3D打印技术为制药行业带来新变革,将药物研发由传统工业化生产转变成个性化设计;跨越溶酶体递送策略推动了小核酸药物的研发与运用;以生物金属有机框架为代表的新型纳米药物递送系统解决了许多药物难以被高效输送到疾病部位的难题。

“生物质谱技术前沿进展及其在药物研发中的应用”专刊/专栏征稿启事

为了促进学术交流,为药学及相关学科研究人员构建展示最新研究成果的平台,展示国内外中青年药学专家的学术风采,《中国药科大学学报》编辑部拟定于2023年第4期在“药学前沿”栏目中,刊登“生物质谱技术前沿进展及其在药物研发中的应用”专栏论文,现特向在国内外从事药学及相关领域研究中有造诣科学工作者征集研究性论文,约请国内外中青年药学专家为本次活动撰稿。

“生物质谱技术前沿进展及其在药物研发中的应用”专刊/专栏征稿启事

为了促进学术交流,为药学及相关学科研究人员构建展示最新研究成果的平台,展示国内外中青年药学专家的学术风采,《中国药科大学学报》编辑部拟定于2023年第4期在“药学前沿”栏目中,刊登“生物质谱技术前沿进展及其在药物研发中的应用”专栏论文,现特向在国内外从事药学及相关领域研究中有造诣科学工作者征集研究性论文,约请国内外中青年药学专家为本次活动撰稿。

基于药物研发的药学综合实验设计

以模拟药物研发为主线,设计并实践了融合药学多学科知识的扑热息痛合成及表征、质量分析、药效学评价、剂型制备及质量评价综合实验。实验内容融合了药物化学、药物分析、药理学、药剂学、波谱分析等学科理论知识及实验技能,内容丰富多样,涉及的专业知识广泛;同时运用对比教学法,采用不同方法比较实验结果,提高学生对理论知识的理解和认知程度,加深对新药研发过程的理解。对提高学生的综合实验技能、专业知识融会贯通及药物研发能力具有重要作用。

基于人工智能的药物研发:目前的进展和未来的挑战

近年来,人工智能在药物研发领域得到了广泛的应用。特别是自然语言处理技术在预训练模型的出现后有了非常显著的提高,在此基础上,图神经网络的引入也使得药物研发变得更加准确和高效。为了使药物研发者更加系统全面地了解人工智能在药物研发中的应用,本文介绍了人工智能中的前沿算法,同时阐述了人工智能在药物小分子设计、虚拟筛选、药物再利用以及药物性质预测等多方面的应用场景,最后探讨它在未来药物研发中的机遇与挑战。

雄性不育药物研发相关实验动物模型建立和应用进展

近年来男性不育发病率不断上升,急需开展雄性不育发病机制和相应药物研发,以应对我国人口出生率下降和老龄化等新问题。雄性不育动物模型的构建和应用是其中很重要的一环,它对于准确评价不育治疗药物的药效及作用机制等都具有重要作用。合适的不育动物模型不仅可以减少药物药效的重复评价,降低动物使用和新药研发成本,而且对于后续临床试验也具有重要的参考价值。雄性不育动物模型可以通过化学、物理、内分泌、环境雌激素、基因修饰和免疫等方法构建。本文主要介绍了现有的雄性不育药物研发相关实验动物模型,并对各模型应用现状进行了简要介绍,以期为雄性不育药物研发人员提供有益的参考。

赋能药企高效合规地进行药物研发和生产

访东富龙集团高级副总裁、首席技术官郑金旺——伴随着我国创新药审评审批等政策的出台以及经济快速发展带来创新药市场化提速,我国创新药在医药市场结构的比重逐渐加大。制药行业正在经历“仿制药-难仿药-同类最佳-同类首创”的转变与突破。东富龙作为制药装备的先行者,发展脚步始终和药物的发展相同步。东富龙集团高级副总裁、首席技术官郑金旺在接受本刊采访时,介绍了东富龙目前的服务理念和发展策略,以及他本人对如何赋能制药企业高效、合规地进行药物研发和生产的见解。

MSP科学平台,为加速药物研发而生

2023年3月17日,国内领先的生命科学领域数字化转型服务商明度智云(浙江)科技有限公司(简称“明度智云”)正式发布了Mingdu Science Platform明度科学平台(MSP)--该平台可全面加速药物研发过程,创新性地打通了药企和CXO企业,实现了数据的高效融合;其丰富的APPs应用组合,适用于医药各个细分研发领域,可解决药物研发遇到的诸多挑战,为生命科学行业的数字化转型保驾护航。