千里之行,始於足下:簡單舉例讓你瞭解藥物的研發歷程

好久沒有更新了,但也沒見有人催更,或許這類專題的受眾還是太少了。不過這樣也好,自己什麼時候方便就可以更新一些,少了很多壓力。

這一篇主要介紹醫藥研發中最基本的一個概念——藥物靶點。

藥物在體內的作用結合位點即藥物靶點,涉及基因位點、受體、酶、離子通道、核酸等生物大分子。

通俗來講,藥物靶點可以理解為是一把鎖,而藥物是打開這把鎖的鑰匙。下面,我們由淺入深地來理解從靶點確認開始到藥物發現的這個過程。

千里之行,始於足下:簡單舉例讓你瞭解藥物的研發歷程

人體迷宮

首先想像有這樣一款解謎遊戲。一座迷宮,在迷宮的通道里是一扇扇門,門被一把或多把鎖鎖著。幸運的是你有一把萬能鑰匙,所以你可以打開任意一把鎖。遊戲的目標就是探索每扇門背後的道路是如何聯繫的。當門上有多把鎖時,還要知道哪一把鎖是真正起作用可以開門的鎖。通過不停地嘗試,我們終有一天可以把所有的鎖打開試一遍,進一步把門背後的道路聯繫探索清楚。

由於這個迷宮過於龐大,遊戲參與者決定在一個平臺上公開自己對於路徑的探索結果,這樣就大大提高了探索效率,避免了重複探索。遺憾的是,即使這樣,這個遊戲也是地獄難度的,筆者也不確定這個迷宮是否有可以完全探索清楚的一天。

我們再加深一點難度。現在門被打開以後,面前的路徑有可能讓你順利探索到下一個地點,但也有可能是一個陷阱,直接導致迷宮坍塌。為了避免開錯門對迷宮造成損傷,玩家們尋找了各種迷宮模型,先進行模擬測試,確定沒問題以後才會在真正的迷宮裡探索。當然,即使這樣也還是有可能會對迷宮造成損傷,但總比直接在真正迷宮裡探索好得多。

現在遊戲設計者不滿足於只是讓玩家探索路徑了,迷宮裡面會隨機地出現一些故障,這些故障有大有小,大的可能會像引發地震一樣導致整個迷宮化為齏粉,小的也可能過幾天會自我修復。玩家需要找到特定的鎖,進而打開合適的門,到達故障地點,修復故障。有些故障地點的路徑可能已經在玩家的公共平臺上發佈過了,而有些故障地點可能還在等待玩家們來做更深入的探索。

遊戲設計者越來越變態,終於有一天他把玩家的萬能鑰匙收了回去,重新發給玩家一把只能在迷宮模型上使用的鑰匙。玩家們要想解決真實迷宮的故障,除了需要探索清楚門後的路徑,還要去配一把開門的鑰匙。為了準確地把鑰匙配出來,玩家們又設計了很多種工具,來提高工作效率。不僅如此,這個過程中也產生了很多暫時“無用”的鑰匙,玩家們將這些鑰匙彙集在一起,建成了一個個鑰匙庫。當發現一把新鎖的時候,可以先在鑰匙庫裡進行配對篩選,找到最接近的鑰匙然後據此進行優化改進。

道高一尺,魔高一丈。遊戲版本又要更新了,現在迷宮的數量不止是一個,而是通過無數的迷宮聚集成一個“人”形迷宮。這些子迷宮還進行了分化,在整個“人”形迷宮中擔負起不同的功能。在某些的功能區域,這些子迷宮可能會因為一些門出現異常影響子迷宮的正常功能。遊戲的目標就是要找到合適的鑰匙,找到導致門發生異常的鎖,將鎖打開並拿掉。

千里之行,始於足下:簡單舉例讓你瞭解藥物的研發歷程

鎖與鑰匙的匹配

遊戲變難的同時,迷宮的穩定性也提高了,現在迷宮還擁有了自我修復的功能。玩家拆掉一把鎖,讓異常的子迷宮暫時恢復正常,隨著時間的流逝,“人”形迷宮可以藉助新陳代謝用正常的子迷宮替代掉異常的迷宮。不過,我們現在也不能直接拿鑰匙對著鎖開門了,而是需要通過迷宮的口、皮膚 、肌肉、靜脈等功能區域間接地讓迷宮吸收鑰匙,再借助迷宮的轉運系統將鑰匙送至目標迷宮裡。送入的鑰匙與特定的鎖之間通過較強的相互吸引力結合在一起後,鑰匙就可以把鎖打開。

到了這裡,玩家們不僅要解決鑰匙開鎖的問題,還要解決鑰匙被順利轉運至目標迷宮、鑰匙與鎖之間能通過較強的親合力結合的問題。而且,由於所有子迷宮同蹤同源,不同子迷宮之間的鎖還是很相近的,鑰匙轉運至迷宮內部後,可能會打開其他功能區的鎖,引發嚴重的後果。這就要求玩家在尋找鑰匙的時候,除了驗證打開目標鎖的有效性,還要做大量的實驗進行安全性驗證,避免對迷宮整體造成不良影響。

遊戲複雜到這個程度,不同的玩家們的特長也出現了分化。有的玩家擅長對一把把鎖進行功能驗證,有的玩家擅長配鑰匙、優化鑰匙,有的玩家擅長對鑰匙進行包裝使得鑰匙更容易被迷宮吸收,有的玩家擅長對鑰匙的安全性進行評價,有的玩家擅長構建模型迷宮對鑰匙的有效性進行評價……

開鎖探究路徑的過程就是靶點發現和驗證的過程,配鑰匙的過程是針對該靶點進行藥物發現的過程。當前我們對這“人”這一迷宮的探索還是太少,還有很多未知區域等待探明。這一篇以一個不太恰當的例子大致介紹了藥物研發的歷程,未必準確,好在還算直觀。後面我們再針對每個研發步驟詳細討論,目的還是要讓大家理解藥物研發究竟是怎麼回事,加深對藥物研發風險的認識,儘量避免看到管線就高潮的尷尬。

千里之行,始於足下:簡單舉例讓你瞭解藥物的研發歷程

藥物研發流程

圖片引用自網絡。


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