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全球药物研发领域的七大新潮

 

发布时间:2019-11-14   字号:【

  近年来,我国创新药研发能力大幅提升,但大多数创新药研发企业尚处在跟着国外走的状态,致力于选择有潜力的靶点做Me-Too药物。本文重点介绍近年来国外的一些新药研发新思路、新方法,供国内企业参考。
  人工智能技术的应用
  引入人工智能(AI)技术或许是2018年以来创新药研发领域最大的变化。20189月,诺和诺德宣布裁减研发人员,重组研发模式,并引入AI技术。事实上,诺和诺德并非第一家运用AI技术进行新药研发的公司。
  Atomwise是第一家使用深度神经网络“Deep neural networks”进行药物结构设计的公司,目前该公司已经获得4500万美元的融资,以发展AI驱动药物设计的技术。该公司是计算机筛选药物的集大成者,通过其AtomNet平台,每天可同时对1000万个分子进行监控,并预测它们的活性、毒性和不良反应等。截至目前,Atomwise已经拥有50多个分子发现程序,可基于AI技术进一步改良,并与默沙东、艾伯维等制药公司合作,还与哈佛大学、杜克大学等知名大学达成了合作协议。
  除了AtomwiseSirenasInsilico MedicineDatavantVerge GenomicsEngine BiosciencesXtalPiOwkinE-Therapeutics等都是AI技术驱动药物设计与筛选的新锐,并已引起制药巨头的关注,其中,Sirenas已经与百时美施贵宝达成了战略合作。
  小分子药物探索范围大幅扩大
  有人认为小分子化学药物已经日薄西山,其实相反,人们对小分子化学药物的认识才刚刚开始。一方面,简单的碳原子通过复杂的组合,可以形成数百亿计的新有机分子,而目前上市的新分子化学实体只有几千个;另一方面,人们对已知分子的认识也只是基于某一个或某几个靶点,随着人们对靶点和疾病信息通路认识的逐渐系统化,对已知分子的重新定位意义重大。近年来,筛选技术的不断进步和AI技术的应用,正推动小分子化学药物研究突破瓶颈,向更宽、更深的方向发展。
  截至目前,国外已经有企业在着手发展这些技术,通过打造强大的数据库,收集尽量多的分子,以实现药物的广义筛选和大规模筛选。比如GDB-17数据库、ZINK数据库、REadily AvailabLe数据库和EnamineStore数据库等,这些数据库已收录数亿计的分子,在AI技术的帮助下,可实现分子与靶点自动匹配和定位。
  RNA(核糖核酸)药物
  以前,RNA药物领域研究一直都不温不火。事实上,RNA在蛋白表达中起着至关重要的作用,通过合成一些短链的RNA可以干扰基因的表达,弥补部分基因的缺失或矫正不正常基因的表达。随着近年来几个RNARNAi药物相继获批上市,RNA药物逐渐受到关注。截至目前,至少有十几家公司有专门的RNA药物研究计划,包括默沙东、诺华、赛诺菲和辉瑞等大型制药公司,以及Arrakis TherapeuticsExpansion Therapeutics等生物技术初创公司。
  新型抗生素研发
  长期以来,抗生素的研发没有实质性的突破。然而近年来的超级细菌事件,使各国政府开始鼓励新型抗生素的研发。抗生素领域令人兴奋的突破之一是,美国东北大学抗菌发现中心主任Kim Lewis及其团队于2015年发现了Teixobactin及其类似物。这种强大的新抗生素被认为有抵抗超级细菌的潜力。2018年,林肯大学的研究人员成功合成了Teixobactin,抗生素研发又向前迈出了重要一步。
  截至目前,Teixobactin及其部分衍生物已经进入临床试验,部分制药企业加入了这一领域的竞赛。
  现代表型药物筛选
  表型药物筛选是基于生物体表型的药物筛选方法,传统表型药物筛选是在动物疾病模型上筛选能够改变表型的化合物,再深入探索化合物发挥药理作用的靶点及作用机制。
  近年来,表型药物筛选重新受到广泛重视,并被赋予了新的内涵,形成了现代表型药物筛选。现代表型药物筛选可涉及更多、更复杂的生理和病理过程,研究内容深入到细胞水平,通过细胞水平的表型变化来发现新型药物。
  2011年,David SwinneyJason Anthony发表的一篇文章表示,对1999~2008年上市药物的发现方法进行研究,结果发现,大部分First-in-class药物(28个中的17)在发现过程中都采用了现代药物表型筛选。这一有影响力的分析引发了自2011年以来表型药物筛选的范式复兴。
  诺华公司的科学家对这一现象进行分析后得出结论:虽然制药研究组织在表型方法方面遇到了相当大的挑战,但在过去5年时间里,基于传统靶点筛选出的药物数量正在减少,而采用表型药物筛选出的药物数量却在进一步增加。
  数字化器官
  2017年,美国FDA批准了大冢制药的数字化药物阿立哌唑,该药物中含有一颗芯片,可实时监控药物在患者体内的处置过程。这是一个数字化医疗的典型案例。除了数字化制剂,国外一些制药企业已经着手探索数字化器官,以辅助药物筛选。
  活细胞内衬的微芯片不但可以彻底改变药物的研发方式,而且对疾病的建模和个性化医疗都有帮助。这种植入细胞的微芯片被称为“organ-on-a-chip”的药物筛选模式,可以为科学家提供实时数据,有效弥补了动物筛选药物的不足。但这种过于理论化的高科技仍然面临着实用性的问题。
  生物打印技术
  生物打印技术是一种类似3D打印的技术,但打印出来的是有生命的器官。
  很多疾病通过器官移植就能够得到救治,然而目前人体器官并不能像零件一样批量生产,生物打印技术有望让这一愿望成为可能。不但如此,生物打印的器官还有望促进药物研发,让药物筛选变得简单化。
  Cellink是世界上首批能够提供3D打印生物聚合物的公司之一,Cellink已经与法国医疗技术公司CTI Biotech达成合作,专门生产癌症组织,以推进癌症研究,加快抗癌药物研发。除了CellinkOxSyBio也在积极探索生物打印技术,目前该公司已经完成1000万英镑的A轮融资。

消息来源:中国产业竞争情报网

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