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1、高通量药物筛选技术是20世纪80年代后期形成的寻找新药的高新技术。经过十余年的实践,该技术体系不断发展和完善,成为目前寻找新药的重要手段。高通量药物筛选采用的筛选方法一般是以药物作用靶点为主要对象的细胞和分子水平的筛选模型,根据样品与靶点结合的表现,判断化合物的生物活性。由于这些筛选方法是在微量条件下进行,同时采用自动化操作系统,可以实现大规模的筛选,因而称为高通量药物筛选。同一化合物不同模型筛选的活性数据以及由同一模型不同化合物的活性数据归纳出的结构活性关系可以为药物的发现提供极有价值的信息。在高通量药
2、物筛选中,通过活性数据处理过程确定化合物的药物活性,并为基于信息的药物发现过程准备准确、丰富的资料。1高通量药物筛选的基本条件1.1化合物样品库高通量筛选是一种利用已有的化合物进行的体外随机筛选，因此通过高通量药物筛选发现先导化合物(leadingcompounds)的有效性取决于化合物样品库中化合物的数量及其质量。化合物样品的数量是指不同样品的数量，化合物样品的质量主要由化合物结构的多样性决定。许多活性反应基团(ractivegroups)使初筛的假阳性大量增加,剔除这些化合物可以提高化合物样品库的质量
3、。化合物样品主要有人工合成和从天然产物中分离纯化两个来源。人工合成又可分为常规化学合成和组合化学合成两种方法。1.2高通量药物筛选的自动操作系统自动化操作系统就是实验室自动化站,其基本功能就是自动连续地完成实验的基本操作,即①加样；②稀释；③转移；④混合,其方式包括震荡,也可以用加样器反复吹洗混合；⑤洗板,就是用适当的溶剂清洗微板；⑥温孵；⑦检测,反应体系与一种或多种检测仪器相连,在反应完成后进行自动检测并自动采集储存数据,完成整个实验过程。1.3高通量药物筛选的数据库管理系统高通量药物筛选的特点是对数以
4、万计的化合物样品进行多模型的筛选与高通量药物筛选相适应的数据库管理系统主要承担4个方面的功能。样品库的管理功能:化合物样品库对进行高通量药物筛选的化合物样品的各种理化性质进行存储管理"对每一个新入库的化合物进行新颖性分析排除结构雷同的化合物,避免不必要的筛选"由于高度反应性基团增加了假阳性出现的几率,样品库对新入库的化合物进行反应基团检测以去除这类化合物"。生物活性信息的管理功能:生物活性库存贮每一化合物经过不同模型检测后的结果,并根据多个模型的检测结果对化合物的生物活性进行综合评价。对高通量药物筛选的服
5、务功能:高通量药物筛选的工作量大,自动化程度高,也涉及到许多繁琐的工作。高通量药物筛选数据库管理系统对与药物筛选相关的业务往来通讯、档案管理以及各种样品标签的打印进行管理,使高通量药物筛选的各个环节程序化、标准化。药物设计与药物发现功能:高通量药物筛选产生大量的化合物结构信息,随着筛选的进行,生物活性信息也将大幅度提高。高通量药物筛选数据库管理系统通过对同一模型不同的呈现阳性反应的化合物结构进行分析,找出其构效关系,从而为药物设计提供参考。2高通量药物筛选的基本过程根据以上分析,高通量药物筛选结果虽然多数
6、情况下能够提供样品化合物作用机制的信息,但并不能完全证明它对某种疾病具有防治作用。因此,采用了高通量药物筛选方法来发现药物,一般采取以下几个步骤:2.1初筛和复筛药物的初筛和复筛就是在分子、细胞水平上筛选样品,证明某一样品对该靶点具有药理活性(或亲和力)。初筛以后,选择具有活性的化合物,采用系列浓度,进行同一模型的复筛,阐明其对该靶点的作用特点、作用强度和量效关系,由此发现活性化合物(样品)。2.2深入筛选深入筛选是在初筛和复筛的基础上,将得到的活性化合物在与初筛不同但相关的分子、细胞模型作进一步的筛选。
7、其筛选内容包括:活性化合物的选择性、细胞毒性以及其它性质。经过深入筛选,可为比较全面地评价活性化合物的药用价值提供更充分的实验资料。根据这些资料,并结合活性化合物的化学结构特点,进行综合分析,确定在结构和作用方面具有新颖性和开发价值的化合物(样品)作为先导化合物(LeadCompound)。同时,也可以结合组织器官或整体动物模型,证明其药理作用,为活性化合物提供更加充分的实验依据。获得先导化合物以后,根据实际情况进行结构优化(根据资料也可以直接作为药物候选化合物进行开发),即进行化合物结构的改造,以便得到
8、活性更高、缺点更少的活性物质。普通的结构优化手段是经过分子设计进行多种衍生物的合成。近年发展起来的组合化学技术为结构优化提供了强有力的手段。结构优化后的化合物需要重复筛选过程,以得到高效的新化合物。2.3确证筛选确证筛选(confirmatoryscreening)是对深入筛选获得的先导化合物或优化后的被选定的活性最好的化合物进行更深入广泛的研究。其内容包括药理作用、药物代谢过程、一般毒性等多方面的筛选,以确定其开发前景。对符
