药物信息学在新药发现中的应用和研究进展.pdfVIP

中国医药生物技术 2010年 8月第5卷第 4期 ChinMedBiotechnol，August2010，Vo1．5，No．4 DOI：10．3969／cmbaj．．issn．1673—713X．2010．04．001 · 述 评 · 药物信息学在新药发现中的应用 和研究进展 钟武，肖军海，赵饮虹，李松 药物信息学是应用人类基因组计划产生的大 计治疗特定疾病的疫苗等等，都具有极大的潜在 量数据和全球分子生物学研究的结果，探讨发现药 优势。 物的新靶点、新方法，促进药物研究进程的一门新 1．1 药物靶点的发现技术 的交叉学科，涉及生物信息学、化学信息学、计算 药物发现 (drugdiscovery)的主要方式是进行 化学、组合化学等多领域学科，并包括药物代谢动 药物设计和筛选，其主要围绕药物作用靶点进行， 力学性质和毒性预测、高内涵筛选及代谢模型等综 药物研究的主要瓶颈就在于药物靶点的发现。目前， 合信息在新药发现和发展中的整合、分析和应用。 全世界治疗药物的作用生物靶标分子约有 500个， 药物信息学对于加快新药发现，缩短新药的研发周 主要有细胞膜受体 (占45％)、各种酶靶(占28％)、 期起着非常重要的作用。 激素与因子 (占 11％)、离子通道 (占5％)、DNA (占2％)、核受体(占2％)以及其他靶标(占7％) 1 药物信息学的发展现状和主要进展 等。而根据人类基因组研究结果预测的药物靶点， 在生物信息学概念提出的同时，研究人员就认 据保守估计可能含有的靶标约为 5000 10000种， 识到生物信息学在药物研究中的重要性，应用生物 是 目前已知靶点数 目的 l0～20倍，其中可能包括 信息学开展新药研究现已成为生物信息学研究的 约 3500种酶靶、2000种左右的离子通道、1000种 重要方向之一。在生物信息学研究中，最早被确定 左右的 G蛋白耦联受体 以及 150种左右的核受 的应用 目标之一就是药物研究，药物研究是生物信 体。2009年全球医药市场的销售总额为 8150亿 息学用途最广、价值最高的应用领域。药物研究花 美元，如能充分发掘基因组数据，利用高通量组学 费昂贵而且过程漫长，一个新药从发现到临床应 手段进行新药靶的发现，依靠现有的新药创制技术 用，大约需要 1O年时间，所需花费 5亿 一10亿 平台就可能获得十倍于现有药物总和的新药，其经 美元。特别是在药物发现的过程中，需要消耗的时 济效益不言而喻。因此欧美各国相继成立了生物数 间和费用更高，直接制约着新药研究的速度。将药 据中心，如美国的国家生物技术中心和国家基因组 物信息学弓J入到药物研究的过程中，可以极大地加 资源中心、英国的欧洲生物信息研究所和 日本的国 快新药研究的进程，缩短研究周期，降低研究费用。 家遗传学研究所等，投入大量的资金开展药物靶标 从药物研究的全过程来看，几乎每一个环节都 的发掘、生物大分子空问结构模拟和药物设计，希 与药物信息学有着密切的关系。如新药发现、药物 望能在新药发现方面取得重大突破。 的临床前研究和临床研究，都可以通过药物信息学 发现新的药物靶点已成为新药发现或药物筛 的技术方法，深入全面地认识药物的作用机制，解 选的主要任务之一。药物作用靶点是指具有重要生 释药物的作用，评价药物的效果，确定药物的应用 理或病理功能，能够与药物相结合并产生药理作用 前景。近年来关于基因组药物学的研究，为药物信