藥物信息學(xué)在新藥發(fā)現(xiàn)中的應(yīng)用和研究進(jìn)展

鐘武，肖軍海，趙飲虹，李松

藥物信息學(xué)是應(yīng)用人類基因組計劃產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)和全球分子生物學(xué)研究的結(jié)果，探討發(fā)現(xiàn)藥物的新靶點、新方法，促進(jìn)藥物研究進(jìn)程的一門新的交叉學(xué)科，涉及生物信息學(xué)、化學(xué)信息學(xué)、計算化學(xué)、組合化學(xué)等多領(lǐng)域?qū)W科，并包括藥物代謝動力學(xué)性質(zhì)和毒性預(yù)測、高內(nèi)涵篩選及代謝模型等綜合信息在新藥發(fā)現(xiàn)和發(fā)展中的整合、分析和應(yīng)用。藥物信息學(xué)對于加快新藥發(fā)現(xiàn)，縮短新藥的研發(fā)周期起著非常重要的作用。

1 藥物信息學(xué)的發(fā)展現(xiàn)狀和主要進(jìn)展

在生物信息學(xué)概念提出的同時，研究人員就認(rèn)識到生物信息學(xué)在藥物研究中的重要性，應(yīng)用生物信息學(xué)開展新藥研究現(xiàn)已成為生物信息學(xué)研究的重要方向之一。在生物信息學(xué)研究中，最早被確定的應(yīng)用目標(biāo)之一就是藥物研究，藥物研究是生物信息學(xué)用途最廣、價值最高的應(yīng)用領(lǐng)域。藥物研究花費昂貴而且過程漫長，一個新藥從發(fā)現(xiàn)到臨床應(yīng)用，大約需要 10年時間，所需花費 5億～10 億美元。特別是在藥物發(fā)現(xiàn)的過程中，需要消耗的時間和費用更高，直接制約著新藥研究的速度。將藥物信息學(xué)引入到藥物研究的過程中，可以極大地加快新藥研究的進(jìn)程，縮短研究周期，降低研究費用。

從藥物研究的全過程來看，幾乎每一個環(huán)節(jié)都與藥物信息學(xué)有著密切的關(guān)系。如新藥發(fā)現(xiàn)、藥物的臨床前研究和臨床研究，都可以通過藥物信息學(xué)的技術(shù)方法，深入全面地認(rèn)識藥物的作用機(jī)制，解釋藥物的作用，評價藥物的效果，確定藥物的應(yīng)用前景。近年來關(guān)于基因組藥物學(xué)的研究，為藥物信息學(xué)在藥物研究領(lǐng)域的應(yīng)用開辟了新的途徑。應(yīng)用藥物信息學(xué)研究基因組藥物學(xué)，不僅能為藥物研究提供新的技術(shù)和方法，加快藥物研究的進(jìn)度，提高藥物研究的水平；同時應(yīng)用藥物信息學(xué)方法，也可以直接獲得新藥的信息。例如應(yīng)用藥物信息學(xué)方法，通過對基因序列的分析和結(jié)構(gòu)功能的預(yù)測，發(fā)現(xiàn)基因藥物；或通過對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)功能的研究，設(shè)計治療特定疾病的疫苗等等，都具有極大的潛在優(yōu)勢。

1.1 藥物靶點的發(fā)現(xiàn)技術(shù)

藥物發(fā)現(xiàn)（drug discovery）的主要方式是進(jìn)行藥物設(shè)計和篩選，其主要圍繞藥物作用靶點進(jìn)行，藥物研究的主要瓶頸就在于藥物靶點的發(fā)現(xiàn)。目前，全世界治療藥物的作用生物靶標(biāo)分子約有 500 個，主要有細(xì)胞膜受體（占 45%）、各種酶靶（占 28%）、激素與因子（占 11%）、離子通道（占 5%）、DNA（占 2%）、核受體（占 2%）以及其他靶標(biāo)（占 7%）等。而根據(jù)人類基因組研究結(jié)果預(yù)測的藥物靶點，據(jù)保守估計可能含有的靶標(biāo)約為5000～10 000 種，是目前已知靶點數(shù)目的 10～20 倍，其中可能包括約 3500 種酶靶、2000 種左右的離子通道、1000 種左右的 G 蛋白耦聯(lián)受體以及 150 種左右的核受體。2009年全球醫(yī)藥市場的銷售總額為8150 億美元，如能充分發(fā)掘基因組數(shù)據(jù)，利用高通量組學(xué)手段進(jìn)行新藥靶的發(fā)現(xiàn)，依靠現(xiàn)有的新藥創(chuàng)制技術(shù)平臺就可能獲得十倍于現(xiàn)有藥物總和的新藥，其經(jīng)濟(jì)效益不言而喻。因此歐美各國相繼成立了生物數(shù)據(jù)中心，如美國的國家生物技術(shù)中心和國家基因組資源中心、英國的歐洲生物信息研究所和日本的國家遺傳學(xué)研究所等，投入大量的資金開展藥物靶標(biāo)的發(fā)掘、生物大分子空間結(jié)構(gòu)模擬和藥物設(shè)計，希望能在新藥發(fā)現(xiàn)方面取得重大突破。

發(fā)現(xiàn)新的藥物靶點已成為新藥發(fā)現(xiàn)或藥物篩選的主要任務(wù)之一。藥物作用靶點是指具有重要生理或病理功能，能夠與藥物相結(jié)合并產(chǎn)生藥理作用的生物大分子及其特定的結(jié)構(gòu)位點。這些生物大分子主要是蛋白質(zhì)，也有一些是核苷酸及其他物質(zhì)。應(yīng)用生物信息學(xué)技術(shù)尋找新的藥物作用靶點，主要是通過對目前獲得的大量基因和蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和計算，發(fā)現(xiàn)新的功能基因或蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，為進(jìn)一步研究提供信息。應(yīng)用生物信息學(xué)技術(shù)發(fā)現(xiàn)藥物作用靶點的計算機(jī)計算方法和分析方法很多，如基因序列的比對法、蛋白質(zhì)序列預(yù)測法以及基于遺傳調(diào)控途徑、新陳代謝途徑和信號傳導(dǎo)途徑的蛋白質(zhì)分子間調(diào)控網(wǎng)絡(luò)研究方法等[1]，這些方法雖未完全成熟，但由于生物信息學(xué)技術(shù)是在已有數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上進(jìn)行研究，即對已有數(shù)據(jù)資源的挖掘和利用，其研究目的明確，因此可成為發(fā)現(xiàn)藥物作用靶點的重要途徑。生物信息學(xué)可以通過對基因和蛋白質(zhì)的研究，提供更多藥物作用機(jī)制和作用過程的信息，使分析的結(jié)果更符合實際。新藥物靶點的發(fā)現(xiàn)，必然會促進(jìn)藥物的發(fā)現(xiàn)，使新藥發(fā)現(xiàn)的速度達(dá)到前所未有的水平。

1.2 海量化合物虛擬篩選技術(shù)

在進(jìn)行藥物靶點研究的同時，應(yīng)用生物信息學(xué)技術(shù)和計算機(jī)輔助篩選相結(jié)合，開辟了新的藥物發(fā)現(xiàn)途徑。研究表明對于相對分子質(zhì)量＜750 的有機(jī)小分子，理論上有 10200個，完全合成和篩選在經(jīng)濟(jì)上是不可行的，也是不可能的。在生物信息學(xué)研究的基礎(chǔ)上，利用獲得的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能信息，采用以多樣性分析為基礎(chǔ)的虛擬庫技術(shù)和以模式識別為基礎(chǔ)的計算機(jī)虛擬篩選技術(shù)直接進(jìn)行藥物篩選，可顯著提高藥物發(fā)現(xiàn)的速度。這些方法雖然仍在探索階段，但其發(fā)展?jié)摿蛻?yīng)用前景卻令人鼓舞。

1.3 利用藥物信息學(xué)整合高效合成技術(shù)

化合物數(shù)目不足是制約先導(dǎo)化合物發(fā)現(xiàn)與優(yōu)化的主要瓶頸之一。目前主要通過結(jié)合以多樣性分析為基礎(chǔ)的虛擬庫技術(shù)和以模式識別為基礎(chǔ)的虛擬篩選技術(shù)針對不同靶標(biāo)篩選命中的化合物，然后經(jīng)過合成得到實體分子，再進(jìn)行生物評價以確定篩選的準(zhǔn)確性。在這個過程中，化合物的合成效率制約著新藥發(fā)現(xiàn)的效率，需要利于已有藥物的信息學(xué)建立合成庫提供綜合的合成分析，建立高效的合成技術(shù)。

組合化學(xué)通過組合的方法，使化合物的合成效率和速度發(fā)生巨大變化。組合化學(xué)在短時間內(nèi)就可以合成數(shù)以千萬計的化合物，為高通量藥物篩選提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。組合化學(xué)需要對所合成的分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計，以達(dá)到結(jié)構(gòu)多樣性和具有生物活性的要求。藥物信息學(xué)可以為組合化學(xué)的分子設(shè)計和組合庫的設(shè)計提供必要的生物信息，如功能蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)信息、藥物靶點的活性部位和立體結(jié)構(gòu)信息等，使組合化學(xué)具有更強(qiáng)的目的性和活性發(fā)現(xiàn)率，從而提高藥物發(fā)現(xiàn)的概率。

1.4 藥物的早期毒性評價和藥代動力學(xué)性質(zhì)預(yù)測技術(shù)

經(jīng)過先導(dǎo)化合物的篩選與優(yōu)化而得到的藥物候選分子，其最終能成功上市的概率仍不足十分之一。失敗的主要原因之一是由于其藥代動力學(xué)性質(zhì)不好，如生物利用度低、口服吸收不好、不易代謝或毒性過大等。如果在先導(dǎo)化合物發(fā)現(xiàn)與優(yōu)化階段便考慮到上訴因素，將會大大降低藥物候選分子上市失敗的風(fēng)險，進(jìn)而提高新藥研發(fā)的成功率。近年來，以計算機(jī)信息技術(shù)為基礎(chǔ)的虛擬技術(shù)在新藥研究中得以廣泛應(yīng)用，對新藥創(chuàng)制效率的提高具有巨大的推動作用。如化合物類藥性評價及虛擬藥代動力學(xué)性質(zhì)評價（口服有效性、代謝穩(wěn)定性、毒性等）的研究，為藥物候選分子藥代性質(zhì)的早期評價都做出了有益的嘗試，進(jìn)一步降低了新藥研發(fā)的風(fēng)險。

2 我國藥物信息技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展的基本狀況

2.1 新藥研發(fā)創(chuàng)新支撐技術(shù)平臺對于新藥研發(fā)的整體推動作用

在國家科技部和北京市科委的支持下，軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院毒物藥物研究所 2003年在北京建立了以生物信息學(xué)、藥物信息學(xué)為基礎(chǔ)的一體化新藥研發(fā)創(chuàng)新支撐技術(shù)平臺。該平臺擁有每秒萬億次的運算能力，整合了靶標(biāo)識別與模建技術(shù)、大規(guī)模虛擬庫的構(gòu)建和類藥性分析技術(shù)、基于結(jié)構(gòu)的高通量虛擬篩選、生物大分子動力學(xué)模擬技術(shù)、毒性和藥代動力學(xué)評價技術(shù)、全新藥物設(shè)計技術(shù)以及進(jìn)行精確量子化學(xué)計算的從頭計算和半經(jīng)驗計算技術(shù)等。其中自主發(fā)展建立的并行虛擬篩選軟件，每天能對50 萬個小分子進(jìn)行虛擬篩選，能大幅提高對已知靶標(biāo)先導(dǎo)化合物結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)與優(yōu)化的效率。而移植和并行化分子動力學(xué)計算的 GROMACS/EGO 軟件，能實現(xiàn)對配體分子與生物大分子的相互作用進(jìn)行長時間的動態(tài)模擬，更精確地計算和分析優(yōu)選分子與靶標(biāo)之間的相互作用形式，為藥物候選分子的設(shè)計與結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供了準(zhǔn)確的參考信息。目前通過發(fā)展移植量子化學(xué)計算的從頭計算 MPQC 及半經(jīng)驗計算軟件 GHEMICAL 等，實現(xiàn)了對化合物理化性質(zhì)及構(gòu)象分析的高效計算，可以為藥物分子設(shè)計和分子模擬提供精確的基本參數(shù)，減少化合物設(shè)計的誤差。平臺集成的藥物分子設(shè)計和生物信息學(xué)分析軟件，通過對人類基因組計劃完成后產(chǎn)生的海量生物信息進(jìn)行整合分析，預(yù)測靶標(biāo)，進(jìn)而基于靶標(biāo)設(shè)計結(jié)構(gòu)全新的藥物分子。集成體系中還含有用于藥物多樣性設(shè)計與分析的 BCUT 軟件，主要用于對虛擬庫和組合庫的多樣性分析，可以用最少量的分子數(shù)覆蓋全部化學(xué)空間，提高虛擬庫設(shè)計的效率；用于分子類藥性分析的 Volsurf 軟件，可基于已有的實現(xiàn)結(jié)果建立化合物藥代及毒理性質(zhì)預(yù)測模型，快速預(yù)測化合物的相關(guān)性質(zhì)，提高藥物候選分子研發(fā)成功的概率。

為配合大規(guī)模的虛擬藥物篩選、毒性和藥代動力學(xué)預(yù)測，平臺還集成了 ACD 數(shù)據(jù)庫、化合物體內(nèi)代謝數(shù)據(jù)庫、MDDR 數(shù)據(jù)庫等藥物研究基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，并初步開展了大規(guī)模虛擬庫的構(gòu)建研究，構(gòu)建了一定規(guī)模的虛擬庫。同時整合了自主建立的其他藥物分子設(shè)計相關(guān)數(shù)據(jù)庫，針對一些明確的靶標(biāo)，基于平臺構(gòu)建了一些包含大量化合物的靶向虛擬庫，如 ALK5 抑制劑、FKBPs、CD4、PPARα/δ/γ配體、Bcl-2抑制劑、FabH酶抑制劑、AGEs裂解劑、乙肝衣殼蛋白抑制劑等虛擬庫的構(gòu)建，每個虛擬庫容量超過 300 萬分子，促進(jìn)了相關(guān)領(lǐng)域藥物研發(fā)的發(fā)展。此外，還對長期以來合成的自主產(chǎn)權(quán)的化合物進(jìn)行了整理，形成了實體化合物庫，目前該化合物庫含有 2 萬多個高品質(zhì)化合物，每個化合物都具有相當(dāng)?shù)募兌龋℉PLC ≥ 98.0%）和庫存（≥ 100 mg）。同時對化合物庫實現(xiàn)了科學(xué)管理，包括數(shù)據(jù)庫軟件和化合物保存方法等方面的管理。

中國科學(xué)院上海藥物研究所蔣華良與上海生物信息技術(shù)研究中心李亦學(xué)等人建立了一個整合多種生物注釋資源的小分子調(diào)控資源數(shù)據(jù)整合和計算分析平臺。該平臺是一個可以為藥物研發(fā)提供理論和技術(shù)輔助的整合生物信息、藥物信息和藥物研發(fā)軟件的一體化新藥研發(fā)化學(xué)生物學(xué)創(chuàng)新支撐技術(shù)平臺，包括一個綜合性的藥物小分子研究平臺，其內(nèi)容包括藥物靶標(biāo)數(shù)據(jù)庫、基于表達(dá)譜數(shù)據(jù)的小分子調(diào)控機(jī)理研究計算平臺、基于工作流技術(shù)的小分子功能分析平臺和基于反向?qū)蛹夹g(shù)的靶標(biāo)預(yù)測網(wǎng)絡(luò)服務(wù)平臺等。此外，該平臺還包括一個靶標(biāo)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫（PDTD），確認(rèn)及潛在靶標(biāo)共 1100 余個；建立了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器 PDTD（http://www.dddc.ac.cn/pdtd/），并已得到廣泛應(yīng)用；建成了目前世界上最大的藥物潛在靶標(biāo)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫（TargetBank），確認(rèn)及潛在靶標(biāo)共 4000 余個；建立了中藥方劑數(shù)據(jù)庫，含有方劑 500 余個，其中有 208 個復(fù)方，提供中藥有效成分中相關(guān)化合物的結(jié)構(gòu)及其他信息。

2.2 基于平臺信息技術(shù)的并行新藥研發(fā)模式的建立

利用已有的平臺技術(shù)，在已建立的基于信息技術(shù)的傳統(tǒng)線性新藥研發(fā)模式（圖1）的基礎(chǔ)上，為增強(qiáng)各項研究分階段之間的有效聯(lián)系，降低耗時提高研究效率，建立同步并行的研究策略（圖2）以綜合評價藥物分子各方面性質(zhì)（包括藥理學(xué)活性、藥代動力學(xué)特性及毒性的早期發(fā)現(xiàn)），整合各方面信息來指導(dǎo)新藥設(shè)計和開發(fā)，建立一個可行的、能夠提高藥物研發(fā)效率的新藥創(chuàng)制模式。

圖1 傳統(tǒng)的線性新藥研發(fā)模式

圖2 同步并行的新藥研發(fā)模式

2.3 平臺技術(shù)和并行新藥研發(fā)模式應(yīng)用于原創(chuàng)性工作取得的成果

2.3.1 迅速確定了 SARS 防治藥物的作用靶標(biāo)及潛在的防治藥物 2003年我國 SARS 爆發(fā)流行期間，利用平臺技術(shù)，基于 SARS-CoV 基因組數(shù)據(jù)在很短的時間內(nèi)確定了 SARS 防治藥物的作用靶標(biāo)為半胱氨酸蛋白酶 3Clpro。在專利注冊一周后，Science網(wǎng)絡(luò)版發(fā)表了德國科學(xué)家的類似研究（Science，2003，300∶1763-1767），驗證了研究結(jié)果。采用虛擬篩選技術(shù)從化合物庫中篩選出化合物E64D，攻毒實驗表明 E64D 是開展 SARS 防治藥物研究以來活性最高的化合物。該項研究成果在國際上具有領(lǐng)先地位，在國際上率先從 SARS-CoV的基因組中確定了新藥物作用靶標(biāo)，擁有靶標(biāo)的自主知識產(chǎn)權(quán)和潛在的防治藥物的知識產(chǎn)權(quán)[2-3]。

2.3.2 在國際上最先發(fā)展有潛在應(yīng)用價值的PLTP 小分子抑制劑 PLTP 是防治動脈粥樣硬化的新靶標(biāo)，目前無體內(nèi)活性小分子抑制劑報道。采用平臺技術(shù)完成對設(shè)計的虛擬庫的篩選，完成了第一批優(yōu)選化合物的合成，發(fā)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)全新的有機(jī)小分子抑制劑。在美國哥倫比亞大學(xué)篩選 PLTP 和CETP 活性得到苗頭化合物活性，對 PLTP 抑制的IC50為8 μmol/L，通過抑制野生小鼠體內(nèi) PLTP的活性，可以顯著降低小鼠體內(nèi)膽固醇和磷脂的水平，對 CETP 無活性，有望在國際上最先發(fā)展出具有治療意義的 PLTP 小分子抑制劑；同時完成了對ACD 庫的虛擬篩選、優(yōu)選化合物的毒性預(yù)測和ADME 預(yù)測，確定了 20 個新結(jié)構(gòu)類型化合物，研究成果具有完全的自主知識產(chǎn)權(quán)[4-5]。

2.3.3 新藥研究取得的成就 采用平臺技術(shù)對嚴(yán)重危害人類健康的重大疾病進(jìn)行了藥物先導(dǎo)化合物的設(shè)計研究。針對 30 余種靶標(biāo)，共進(jìn)行了 500 多萬藥次的虛擬篩選，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了 3 萬多藥次的實驗篩選，發(fā)現(xiàn)活性化合物 2000 余個，經(jīng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，已經(jīng)有一批化合物進(jìn)入臨床前研究。藥物設(shè)計和實驗相結(jié)合研發(fā)的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新藥“太羅 TM”正式上市，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益，現(xiàn)年銷售超過 1.5 億元，累積銷售達(dá) 5 億多元，上繳利稅達(dá) 8900 多萬元。

在 2005年，我國發(fā)現(xiàn)并報道禽流感人類感染病例，當(dāng)時我國面臨無防治藥物可用的危難時刻，已經(jīng)建立的以藥物分子設(shè)計技術(shù)為核心的研究與開發(fā)平臺在應(yīng)對突發(fā)公共衛(wèi)生事件快速反應(yīng)方面起到了關(guān)鍵作用。磷酸奧司他韋是世界衛(wèi)生組織推薦的全球防治人禽流感的儲備用藥，采用平臺技術(shù)對磷酸奧司他韋進(jìn)行快速研發(fā)，建立了非疊氮藥用生產(chǎn)工藝，在不到 6 個月時間內(nèi)完成生產(chǎn)線的建設(shè)并實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，獲得瑞士羅氏公司的專利授權(quán)，2006年6月獲得國家新藥證書和生產(chǎn)批文。建立的非疊氮藥用生產(chǎn)工藝完全不同于已有的疊氮生產(chǎn)工藝，能夠避免疊氮工藝爆炸的風(fēng)險，有效地突破產(chǎn)能瓶頸，同時能夠避免疊氮工藝產(chǎn)生的致突變雜質(zhì)，保證藥品的安全性。國家食品藥品監(jiān)督管理局對新的非疊氮工藝審評非常慎重，為確保大范圍人群用藥的安全性采用了高要求的評審，突出強(qiáng)調(diào)評價新工藝 12 個中間體、1 個降解產(chǎn)物和超過 0.1%量的有關(guān)物質(zhì)的安全性。按照傳統(tǒng)的模式，完成這些工作需要投入大量的時間、人力和物力，相當(dāng)于完成 14 個新藥的評價工作，而采用已經(jīng)建立的藥物分子早期藥代動力學(xué)/毒性預(yù)測系統(tǒng)對這些化合物進(jìn)行的科學(xué)安全性評價，其結(jié)果獲得了國家食品藥品監(jiān)督管理局藥品審評中心的充分認(rèn)可，獲國家批準(zhǔn)的該品種質(zhì)量為國內(nèi)外同品種目前要求最高的標(biāo)準(zhǔn)。該技術(shù)儲備在應(yīng)對 2005年H5N1人禽流感和 2009年爆發(fā)甲型 H1N1流感的公共衛(wèi)生事件中發(fā)揮了重要作用，確保了國家2600 萬人份的藥品生產(chǎn)和儲備任務(wù)的提前完成，為防控疫情提供了強(qiáng)有力的藥品保障。

3 展望

藥物信息技術(shù)的發(fā)展對新藥發(fā)現(xiàn)帶來革命性的變革，其成果不僅對相關(guān)基礎(chǔ)學(xué)科有巨大的推動作用，而且對健康醫(yī)療產(chǎn)業(yè)、生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)等領(lǐng)域產(chǎn)生了巨大影響，也為全球的經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了強(qiáng)大的動力。健康醫(yī)療產(chǎn)業(yè)在發(fā)達(dá)國家已發(fā)展成為支柱產(chǎn)業(yè)，德國、法國衛(wèi)生保健費用支出在 GDP 的比重在 10%以上，美國更是高達(dá) 15%，健康醫(yī)療產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為這些國家重要的支柱產(chǎn)業(yè)之一。生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)是高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的制高點，已被世界各國列為高科技的朝陽產(chǎn)業(yè)，是推動國家經(jīng)濟(jì)增長、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的重要領(lǐng)域。我國基本醫(yī)療保障尚處于較低水平，人民群眾基本用藥的保障具有非常重要的社會意義。

提高新藥的研發(fā)效率、縮短新藥的研發(fā)周期、減少研發(fā)費用、降低研發(fā)風(fēng)險一直是新藥研究人員追求的目標(biāo)。而實現(xiàn)這一目標(biāo)必須突破三大技術(shù)瓶頸，即與疾病相關(guān)的靶標(biāo)生物大分子數(shù)目的相對不足、先導(dǎo)化合物的發(fā)現(xiàn)與優(yōu)化效率低下、候選藥物分子藥代動力學(xué)性質(zhì)及毒性的不可預(yù)見性，都制約了新藥創(chuàng)制的發(fā)展。但人們通過不斷地努力，目前已經(jīng)在各個方面取得了長足的進(jìn)步。隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展和人類基因組計劃的完成，以人類基因組數(shù)據(jù)為源頭的整合新靶標(biāo)的識別、虛擬庫與虛擬高通量篩選、藥代動力學(xué)及毒性早期預(yù)測等藥物分子設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)的新藥研究開發(fā)模式將成為突破這三大技術(shù)瓶頸，實現(xiàn)直接從靶標(biāo)三維空間結(jié)構(gòu)特征篩選或設(shè)計與靶標(biāo)結(jié)構(gòu)互補(bǔ)、具有治療作用、具有良好藥代動力學(xué)性質(zhì)的藥物先導(dǎo)物，與現(xiàn)代新藥研發(fā)技術(shù)如組合化學(xué)、高通量篩選等相結(jié)合，從而高效研發(fā)出高效、低毒副作用的特異性藥物。

綜上，藥物信息技術(shù)在加速新藥的發(fā)現(xiàn)，縮短新藥研發(fā)周期，降低研發(fā)成本；針對突發(fā)、新發(fā)傳染病快速提供新的防治藥物，維護(hù)國家公共衛(wèi)生安全；促進(jìn)新醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，降低用藥成本，提供優(yōu)質(zhì)價廉的藥物，降低老百姓用藥負(fù)擔(dān)，節(jié)省國家醫(yī)保所需財政資源等方面都起到了極其重要的作用。

志謝感謝中國科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院郝沛副研究員提供的上海生物信息技術(shù)研究中心的建設(shè)成果

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