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现代药物开发早已不是“神农尝百草”的模式。一是伦理上不允许，进入临床的药物不但要有一定的患者受益凭证，更得包管清静性。二是若是不举行一定的筛选，临床需要试验的化合物太多，将给招募病人带来很大的难题。三是若是临床药物未经筛选，失败率会很高，厂家从经济角度看也遭受不起。
这里有几个看法需要明确：进入临床的药物叫做候选药物；寻找候选药物的研究历程叫做新药发明（drug discovery）；遴选上市药物、确定顺应症、适用人群的临床研究叫做新药开发（drug development）。
药物分子其貌不扬，与数以亿计的已知分子看上去并无太大区别，在天文数字般的虚拟分子中更是九牛一毛。若是较量任何简单生物性子，药物分子也纷歧定是同系列分子中最好的。
药物性子最焦点的特征是平衡性，即所有性子都抵达一定标准，这个特征令新药的发明难题重重。由于药物分子和其它分子相貌靠近，以是仅凭分子结构找出药物险些不可能。由于要求性子平衡，以是每个候选分子必需所有性子都检测才华知道哪个能成药，以是药物的发明历程繁琐重大。
把每个已知化合物的每个性子都测一遍显然不现实，以是药物的发明有一个筛选流水线。流水线最上游的是最自制、筛选通量最大的性子测试要领，下游是重大、腾贵的测试要领。现在的研发模式以调控靶点卵白的生物活性开头，通常要通过高通量筛选大宗化合物（HTS）。
这只是形式上的最上游，现实上化合物库的设计已经扫除了大宗所谓非类药化合物，好比含有毒性基团如硫脲、代谢不稳固基团如酯基、违反“5规则”等展望药代性子规则的化合物一样平常不在化合物库里。这些原则在后面的优化阶段同样适用�；衔锟庖谎匠Ｊ且阎钚苑肿庸羌芑蚱淅嗨平峁沟难苌�，以是能进入化合物库的都已履历好几轮镌汰。
HTS很难找到性子足够好的化合物，但通常能找到可以优化成药物分子水平的所谓苗头化合物（hits），和经由活性验证并且是可优化的先导化合物（leads）。
这些化合物需要重大的优化历程才华选拔出药物分子。凭证特定靶点的心理病理功效、内源性配体的连系强度等因素，靶向差别的靶点，配体要求的活性也不尽相同。
现在的优化手艺一样平常可以把先导化合物提高100～1000倍活性，以是若是需要药物活性在1nM，先导物活性要在1uM左右。若是靶点的晶体结构已知，有时会大大提高优化效率，以是剖析靶点卵白的晶体结构是项目早期的一个主要事情。
提高活性的同时还要平衡许多其它性子的优化�；衔锏难≡裥浴⒋晃裙绦缘纫┐宰雍突钚韵招┮接呕�。稍后需要去除一些常见的不良生物性子，如对解毒酶CYP抑制与诱导、对影响心肌电心理有滋扰的hERG活性、基因毒性等。治疗疾病差别，对化合物性子的要求也差别。好比，癌症药物通常比减肥药物能容忍更多的设计缺陷。
当性子靠近药物水平时，这些经由优化的化合物要在更重大、更腾贵的短期、恒久动物疗效（通常需要多剂量、多物种），细胞和整体动物水平的清静性、毒性等实验中测试。另外，药物分子的大规模合成（公斤级）问题也得解决。
现代候选药物的一个主要特征是，动物实验的疗效来自目的靶点。虽然有许多乐成药物的靶点未知，可是现在新药的发明历程和药监部分对药品性能要求的严酷水平，令机理的主要性比以前要高�；淼闹饕灾饕嵌钥⒊Ъ叶�，病人并不体贴药物通过何种机理起效。
若是机理及其相关生物标记对厂家临床开发的病人选择、毒副反应的避免、非应答人群诠释等很是有利，就能大大降低开发危害。以是，候选药物不但要有剂量依赖性的动物活性，并且靶标组织的自由药物浓度也要足以抑制靶标卵白，并且要有相关证据，通常是该卵白下游的所谓生物标记在治疗剂量爆发转变。
最后，关于候选药物而言，不但该做的事要做得很好，并且不应做的事必需一概不做。
这个化合物和靶点卵白一样平常要有小于10nM的连系强度，和其它所有卵白的连系强度要大于100nM，和hERG、CYP等有毒性效果卵白的连系强度要更低�；衔锉匦枘茏龀闪俅彩褂眯枰募列�，在体内要足够稳固、漫衍合理、在标靶组织有足够的自由药物浓度。该化合物在动物模子要显示剂量依赖性疗效、疗效强度和化合物活性，以及靶点的功效与机理生物标记物转变相关，一样平常情形下要在大于10～30倍剂量时无清静性和毒性问题。这个化合物还必需能以较低本钱大宗生产。
并不是每个项目都能找到这样的化合物，最主要的障碍是活性/靶点组织浓度、生物标记、疗效三者之间的平行性。好比，一个化合物在动物模子有疗效，但一个无活性、或有活性但靶点组织浓度很低的类似物也同样有疗效，那么视察的疗效可能是假阳性。
纵然是这样高度优化的化合物，进入临床的乐成率依然很低，主要是由于现在的科技水平无法准确界说什么样的候选药物进入临床能获得100%乐成。上面提到的那些标准虽然已经十分重大，但照旧远远不可展望临床体现。现在平均每60个候选药物有30个能通过GLP毒性实验进入临床研究，3个能最后上市，其中1个能成为公司赖以生涯的明星药物。
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