拜耳公司-从分子到药品

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1、拜耳公司--从分子到药品我们在日常生活中不可避免的都会使用药品。无论是用于治疗头痛的药片，治疗肌肉疼痛的软膏，还是严重疾病的治疗方法。虽然现在已经有药品对很多疾病有效，但并不能治疗所有的疾病。许多严重疾病，例如癌症，还远没有被攻克。在癌症这样的领域，药物研发是绝对有必要的。科学家们坚持不懈的研究给我们带来了希望，使我们在对抗人类主要疾病的道路上取得了更大的进步。但是很少有人了解从最初研究到药品上市这中间需要多少时间和人力的付出。目前，药物研发的平均费用高达10亿欧元并需要长达12年的研发时间。 拜耳及其全球分公司，是世界领先的以研发为基础的制药公司。公司在全

2、世界开展研发活动。其研发中心集中在三大洲：德国的柏林、乌珀塔尔，北美东海岸的新泽西和西海岸加利福尼亚州的湾区。中国北京和日本大阪从事公司在亚洲的研发活动。我们将以柏林研发中心为例，向您展示研究所包括的内容以及药品最终许可上市前都需要经历哪些过程。通常，研究都从类似这样的问题开始：“对有些疾病我们能否研发出新的治疗方法？”或“是否能发现一种新药比其他药物更有效或副作用更小？”   候选药物必须经历几个研发阶段才能上市。在最开始，研究者探索疾病相关过程并确定可能的候选药物。然后在临床前和临床研究中充分检验这些物质是否适合在人体中使用。我们现在就邀请您和参与新药研

3、发不同阶段工作的同事们见面。   第1章：寻找正确的方法——靶向研发   在这个实验室中，来自靶向研发部的研究人员正在寻找新的治疗严重疾病的方法。其中，分子在构建人体器官的细胞框架中具有重要作用。分子可以是脂肪、糖或蛋白质。研究者寻找参与疾病过程的分子。这些分子被称为靶点。通过抑制或刺激这些靶标分子，研究者试图影响疾病的发展过程——或者甚至治愈这些疾病。什么样的分子是潜在的靶点？“我们寻找的大部分靶标分子为酶和受体。这些蛋白质在体内起的作用基本上是促使所有生物化学反应进行。它们就像生物活性调节剂，缺少它们人就无法消化任何物质、合成新物质或转化物质。这就是为什

4、么我们要寻找这些分子靶点蛋白质。”一旦你们发现一个靶标分子，你们将会怎么做？“如果该靶标分子对疾病过程具有负面作用，我们试图阻断它，以停止其功能从而治愈或减轻疾病。如果该靶标分子对疾病具有正面作用，我们就会试图激活它。”这就是如何确定一个靶标分子：DNA编码所有基因。大部分基因含有细胞的结构和功能所必需的蛋白质编码蓝图。为改变疾病特有的过程，研究者试图在细胞层面上寻找哪些基因必须关闭。为此，他们阻断产生相关蛋白的基因。在实验室能使用DNA芯片确定此类靶标分子。如果阻断蛋白质确实改变了疾病特有的过程，这证明该蛋白质是药物可能的靶点。一旦成功完成该研究，寻找候选

5、药物或有效成分的过程就将开始。但寻找的过程如同大海捞针…第2章：大海捞针——高通量筛选技术(HTS)   在这个实验室里，科学家在寻找某种物质，我们也称它们为先导结构或先导化合物，这些物质很可能成为一种新有效成分的合适起点。这些先导化合物必须可以与靶标分子结合，就像钥匙可插入锁内一样可与靶点相配合，进而产生刺激或抑制作用。科学家可以在“试管实验”中试验数百万化合物，以观察它们是否与靶标分子结合。该技术被称为高通量筛选技术（HTS）。为了寻找这些可能的有效成分，研究者首先要针对靶标分子研发出适用于在自动化和微型化筛选的特定检测法。   仅需要几千分之一毫升的溶

6、液即可将反应试管中的这些物质与靶标分子混合。实验在微孔板中进行。筛选过程中，大量的取样、混合和测量工作是专门由机器人进行操作的。它们在一天内最多可试验300,000种物质——远远多于过去一个研究人员在其一生中所能进行的试验总和！通常每200－1000种物质中约有一种可以与靶标分子结合。科学家使用各种方法检测结合作用。你们使用何种检测方法？“我们常使用特定、高敏感性摄像机系统测量物质与靶标分子结合时所释放的荧光。通过对荧光信号进行计算机辅助分析，我们辨认出具有预期作用的物质。”现在已发现的先导物质尚不能使用。它们就像毛坯钥匙一样，和锁并不相配。先导物质是基本分

7、子，需要在随后的研发过程中首先被优化。第3章：分子建模——结构生物学/计算化学基于计算机来设计药物的方法也被用于寻找并研发适合的候选药物。但是，只有靶标分子的蛋白质结构已知时才能使用这一方法。这一阶段您的工作是什么？“在结构生物学中，我们探讨靶标分子的分子特点。我们研究是否有可供有效成分结合的区域，以及蛋白质和有效成分间是如何相互作用的。为此，我们对结晶化靶点蛋白质进行X光结构分析。通过发送穿过晶体的射线并分析衍射图，我们可准确测定蛋白质的三维结构及与有效成分的结合”在检测过程中，晶体的光栅结构衍射X光光束。通过分析衍射图，结构生物学家可以计算电子密度，从而

8、了解原子位置。重复该过程几次后，根据电子密度进行调整