新药研发基本流程.docx

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1、全药物研发过程全解释目录1 .概述22 . 新药的发现(Drug Discovery) 22. 1. 1.药物作用靶点(target)以及生物标记(biomarkerj的选择与确认22. 2. 2. 先导化合物(lead compound)的确定22. 3. 3.构效关系的研究与活性化合物的筛选33. 4. 4. 候选药物(candidate)的选定33.临床前研究(Pre-clinic toxicology studies) 33. 1. 1.化学、制造和控制(Chemical Manufacture and Control, CMC)33. 2. 2.药代动力学(Pharmacokinet

2、ics, PK)43. 3. 3. 安全性药理(Safety Pharmacology)43. 4. 4. 毒理研究(Toxicology)44. 5. 5.制剂开发45. 临床研究(Clinical studies) 55.1. I期临床试验54. 2. II期临床试验64. 3. in期临床试验64. 3. 1. 新药申请(New drug application, NDA)74. 3. 2.批准上市84.4. IV期临床研究(药物上市后监测)95.药物研发全流程105. 1.前述105. 2.寻找正确的方法一一靶向研发115. 3.大海捞针高通量筛选技术(HTS)125. 4.分子建模一

3、一结构生物学/计算化学135. 5.寻找最适合的药物一一药物化学145. 6. 了解效果一一药理学和毒理学155. 7.有效成分的包装一一药物制剂165. 8.耐受性试验一一 一期临床研发165. 9.确认疗效一一二和三期临床研发175.10.预测个体效果一一药物基因组学175. 11.综合考虑监管事务185. 12.药品批准：通过各个监管部门的审查181.概述近年来，由于国家政策的支持，我国的生物医药产业正在成为发展最活跃的产业，医药研发进展可谓日新月异。鉴于药监局的监管政策在不断更新，从事医药研发的企业和人员越来越多。考虑到从事医药研发的新人的增加，有必要将新药研发的基本流程做一个简单梳理

4、。现代药物的概念除了我们传统意义上的小分子化合物(如阿司匹林，青蒿素)，还包括多肽、蛋白质和抗体，(寡)核甘酸，小分子一抗体复合物，还有疫苗。下面以传统的小分子化合物药为例，就新药(主要以1.1类创新药为例)研发从无到有，到最后上市的基本流程做一个概述5pmi iz.人FDARFWWMM-I5.OXM 0.000A .二m42.新药的发现(Drug Discovery)1. 1. 1.药物作用靶点(target)以及生物标记(biomarker)的选择与确认早期人们对药物作用靶标认识有限，往往只知道有效，但不知如何起效。比如，百年来，人们知道阿司匹林(aspirin)具有解热、消炎、止痛、抗血

5、栓，甚至抗癌作用。直到1971年，英国人JohnR. Vane在Nature期刊发文才阐明了 Aspirin作用机理为抑制前列腺素合成，并于1982荣获Nobel生理和医学奖。现代生物医学的研究进展，以及人类基因图谱的建立，让人类对疾病的机理了解更加准确，为新药开发提供了明确的方向、具体的靶标。2. 2. 2.先导化合物(lead compound)的确定一旦选定了药物作用的靶标，药物化学家(medicinal chemist)首先要找到一个对该靶标有作用的化合物。这个化合物可以来自天然产物(动物、植物、海洋生物)；也可以是根据靶标的空间结构，计算机模拟设计、合成的化合物；还可以根据文献报道或

6、以前其它项目的研究发现。比如，某一类化合物具有作用于该靶标的药理活性或副反应等等治疗勃起障碍的药物Viagra就是由其副作用开发而成。目前我们常用的方法是跟踪国外研发机构对某一靶标的药物开发，以他们的化合物作为先导，希望设计出更优秀的化合物。2. 3. 3.构效关系的研究与活性化合物的筛选围绕先导化合物，设计并合成大量新化合物，通过对所合成化合物活性数据与化合物结构的构效关系分析，进一步有效的指导后续的化合物结构优化和修饰，以期得到活性更好的化合物。2. 4. 4.候选药物(candidate)的选定通过构效关系研究，儿轮优化所有筛选出来的满足基本生物活性的最优化合物，一般就选作为候选药物，进

7、入开发。此时，从事新药发现的药物化学家工作暂告结束。3.临床前研究(Pre-clinic toxicology studies)候选药物确定后，新药研发就进入开发阶段(development),药物开发第一阶段的目标就是完成临床前的毒理学研究，向药监部门提交“实验用新药(investigational new drug, IND)申请。新药开发需要多学科的协作，比如合成工艺(process chemistry),毒理学，药理学，药代动力学，制剂，等等各学科的协作，另外，所有专业都需要分析化学的支持。3.1. 1 .化学、制造和控制(Chemical Manufacture and Contro

8、l, CMC)新药开发工作的第一步是原料药合成工艺研发(Process R&D),这是一个不断改进、完善的过程。第一批提供的原料药主要用于毒理研究(1001000g),要求是越快越好，成本不是主要考虑因素。因此，只要药化路线能够实现毒理批合成，工艺研发部门就会采用。但随着项目的推进，工艺部门会根据需要设计全新合成路线，开发合理生产工艺来满足从I-HI期临床用药与商业化的需求；同理，制剂部门首先也会以最简单的形式给药，完成毒理研究，然后不断完成处方工艺研究，开发出商业化的制剂工艺。第3页共18页3. 2. 2.药代动力学(Pharmacokinetics, PK)了解药物在动物体内的吸收、分布、

9、代谢、排泄(ADME),这些数据可以指导临床研究以何种形式给药(口服、吸入、针剂)，给药频率与剂量。3. 3. 3.安全性药理(Safety Pharmacology)证明该化合物针对特定目标疾病具有生物活性，同时评估药物对疗效以外的作用，比如可能的副作用，尤其是对心血管、呼吸、中枢神经系统的影响。3. 4. 4.毒理研究(Toxicology)毒理研究种类较多，包括急性毒性、亚急性毒性、慢性毒性、生殖毒性、致癌性、致突变性等。为了加速新药能及早验证是否有疗效，尤其是对一些抗癌药，有些耗时费钱的毒理实验(如致癌性、生殖毒性)是可容言午在临床试验阶段再进行。3. 5. 5.制剂开发制剂开发是药物

10、研发的一个重要环节。早期制剂研究并不需要完整的处方开发，所有研究围绕毒理学研究和一期临床时方便给药即可，目的是将候选药物尽快推向临床。随着项目推进，给药方式和处方研究就越来越全面。比如，有的药胃肠吸收很差，就需要开发为注射剂。有的药对在胃酸里面会失去活性，就需要开发为肠溶制剂。有的化合物溶解性不好，也可以通过制剂来部分解决这个问题。前面这些内容都统称为临床前研究，是药物开发的第一阶段。临床前各个实验的步骤可不是严格按照上述这个顺序展开，而是一个相互包容、相互协调的关系。比如，原料药工艺研发部门，完成毒理批样品合成后，就必须立即开展合成路线的选择，开发新的合成工艺，提供足够量的原料药以满足制剂部

11、门制剂研究用原料药和9-12个月后开展I期临床用药的需求。因此，项目推进是否顺利，就看各专业间的协调与配合是否密切了。4.临床研究(Clinical studies)当一个化合物通过了临床前试验后，需要向药监部门(C)FDA提交新药临床研究申请(IND),以便可以将该化合物应用于人体试验。新药临床研究申请需要提供先前试验的材料；以及计划将在什么地方，由谁以及如何进行临床试验的说明；新化合物的结构；给药方式；动物试验中发现的所有毒性情况；该化合物的制造生产情况。所有临床方案必须经过伦理审评委员会(Institutional ReviewBoard, IRB)的审查和通过，每年还必须向FDA和IR

12、B汇报一次临床试验的进程和结果。在美国,如果在提交申请后30天内FDA没有驳回申请，那么该新药临床研究申请即被视为有效，可以进行人体试验。在中国则需要获得CFDA正式批准，方可进入临床。3.1. I期临床试验在新药开发过程中，将新药第一次用于人体以研究新药的性质的试验，称之为I期临床试验。这一阶段的临床试验一般需要征集20-100名正常和健康的志愿者(对肿瘤药物而言通常为肿瘤病人，但人数更少)，在严格控制的条件下，给不同剂量(随着对新药的安全性了解的增加，给药的剂量也逐渐提高，并可以多剂量给药)的药物试验于健康志愿者，住院以进行24小时的密切监护，仔细监测药物的血液浓度、排泄性质和任何有益反应

13、或不良作用，以评价药物在人体内的性质。同时也要通过这一阶段的临床试验获得其吸收、分布、代谢和排泄以及药效持续时间的数据和资料；以及药物最高和最低剂量的信息，以便确定将来在病人身上使用的合适剂量。可见，I期临床试验是初步的临床药理学及人体安全性评价试验，目的在于观测人体对新药的耐受程度和药代动力学，为制定给药方案和安全剂量提供依据。3.2. II期临床试验为了证实药品的治疗作用的，就必须在真正的病人身上进行临床研究，即n期临床试验。n期的临床试验通常需要征集100500名相关病人进行试验。其主要目的是获得药物治疗有效性资料。将试验新药给一定数量的病人志愿者，评价药物的药代动力学和排泄情况。这是因

14、为药物在患病状态的人体内的作用方式与健康志愿者是不同的，对那些影响肠、胃、肝、和肾的药物尤其如此。n期临床试验一般通过随机盲法对照试验（根据具体目的也可以采取其他设计形式），对新药的有效性和安全性作出初步评价，并为设计in期临床试验和确定给药剂量方案提供依据。3.3. Ill期临床试验当一个新药推进到三期临床，原料药和制剂工艺研究也推进到了相应的阶段。三期临床用药以商业化生产工艺提供临床用药。一般来讲，商业化生产的原料药生产工艺应该考虑以下因素：产品质量，生产安全性，生产成本，环境影响，生产的稳定性和可持续性。III期的临床试验通常需1000 5000名临床和住院病人，在医生的严格监控下，进一

15、步获得该药物的有效性资料和鉴定副作用，以及与其他药物的相互作用关系。该阶段试验一般将对试验药物和安慰剂（不含活性物质）或已上市药品的有关参数进行对照和双盲法试验（医生和病人都不知道自己吃的是新药、老药或安慰剂），在更大范围的病人志愿者身上，进行扩大的多中心临床试验。最后，根据严格统计学数据分析，进一步评价药物的有效性和耐受性（或安全性），决定新药是否优于（superior）或不差于（not inferior）市场现有的“老药”。III期临床试验是治疗作用的确证阶段，也是为药品注册申请获得批准提供依据的关键阶段，该阶段是临床研究项目的最繁忙和任务最集中的部分，无疑是整个临床试验中最重要的一步。三期临床研究往往持续好几年。除了对成年病人研究外，还要特别研究药物对老年病人，有时还要包括儿童的安全性。一般来讲，老年病人和危重病人所要求的剂量要低一些，因为他们的身体不能有效地清除药物，使得他们对不良反应的耐受性更差，所以应当进行特别的研究来确定剂量。而儿童人群具有突变敏感性、迟发毒性和不同的药物代谢动力学性