藥物高通量篩選技術(shù)的研究進展

藥物高通量篩選技術(shù)，是發(fā)現(xiàn)創(chuàng)新藥物的重要技術(shù)手段之一，已受到藥學(xué)同行的極大關(guān)注。現(xiàn)將近年來藥物高通量篩選技術(shù)的研究進展做一綜述。

■發(fā)展中的高通量篩選技術(shù)
高通量篩選的組合模式。近年來，由于自動化技術(shù)特別是機器人的應(yīng)用，在新藥研究中出現(xiàn)了高通量篩選技術(shù)，該技術(shù)將化學(xué)、基因組研究、生物信息，以及自動化儀器等先進技術(shù)，有機組合成一個高程序、高自動化的新模式，從而創(chuàng)造了發(fā)現(xiàn)新藥的新程序。由于該技術(shù)具有快速、高效等特點，因而成為新藥發(fā)現(xiàn)的主要手段。

高通量篩選的實驗方法。分子水平和細胞水平的實驗方法(或稱篩選模型)是實現(xiàn)藥物高通量篩選的技術(shù)基礎(chǔ)。由于藥物高通量篩選要求同時處理大量樣品，實驗體系必須微量化，而這些微量化的實驗方法應(yīng)根據(jù)新的科研成果來建立。第四軍醫(yī)大學(xué)周四元研究認為，藥物高通量篩選模型的實驗方法，根據(jù)其生物學(xué)特點，可分為以下幾類：受體結(jié)合分析法；酶活性測定法；細胞分子測定法；細胞活性測定法；代謝物質(zhì)測定法；基因產(chǎn)物測定法。這些實驗方法，均已廣泛用于藥物高通量篩選中。

高通量篩選的特色效用。高通量篩選技術(shù)是將多種技術(shù)方法有機結(jié)合而形成的一種新技術(shù)體系，它以微板形式作為實驗工具載體，以自動化操作系統(tǒng)執(zhí)行實驗過程，以靈敏快速的檢測儀器采集實驗數(shù)據(jù)，以計算機對數(shù)以千計的樣品數(shù)據(jù)進行分析處理，從而得出科學(xué)準(zhǔn)確的實驗結(jié)果和特色效用。英國學(xué)者AlanD研究提示，一個實驗室采用傳統(tǒng)的方法，借助20余種藥物作用靶位，1年內(nèi)僅能篩選75000個樣品；1997年高通量篩選技術(shù)發(fā)展初期，采用100余種靶位，每年可篩選100萬個樣品；1999年高通量篩選技術(shù)進一步完善后，每天的篩選量就高達10萬種化合物。

■高通量篩選技術(shù)采用的先進檢測方法
光學(xué)測定技術(shù)。近年來，美、英兩國研究人員在高通量篩選檢測中，努力進行了光學(xué)測定方法的研究，建立了大量的非同位素標(biāo)記測定法，如用分光光度檢測法篩選蛋白酪氨酸激酶抑制劑、組織纖溶酶原激活劑等，均獲得成功。

放射性檢測技術(shù)。美國學(xué)者GanieSM在高通量藥物篩選研究中，應(yīng)用放射性測定法，特別是親和閃爍(SPA)檢測方法，使在96孔板上進行的樣本量實驗得到發(fā)展。該方法靈敏度高，特異性強，促進了高通量藥物篩選的實現(xiàn)，但存在環(huán)境污染問題。

熒光檢測技術(shù)。美國學(xué)者GiulianokA研究認為，采用FLIPR(fluor ometricimaging
readet)熒光檢測法，可在短時間內(nèi)同時測定熒光的強度和變化，對測定細胞內(nèi)鈣離子流及測定細胞內(nèi)pH和細胞內(nèi)鈉離子流等，是非常理想的一種高效檢測方法。

多功能微板檢測系統(tǒng)。由西安交通大學(xué)藥學(xué)院研制的1536孔板高通量多功能微板檢測系統(tǒng)，是目前國際上先進的高通量檢測系統(tǒng)，它可使篩選量進一步提高，現(xiàn)已在該院投入使用。

■我國高通量篩選技術(shù)的進展
我國進行藥物高通量篩選的優(yōu)勢。首先是化合物來源廣泛，且多為天然；其次是對化合物生活活性的篩選目的較明確，無目的合成的化合物較少；第三，我國傳統(tǒng)藥物為篩選研究提供了一個巨大的資源庫，可從中藥中提取分離篩選新的化合物。這些優(yōu)勢為藥物的高通量篩選打下了堅實基礎(chǔ)。

我國藥物高通量篩選初顯規(guī)模。藥物高通量篩選工作在我國起步較晚，且不規(guī)范。近年來，我國進行了外引內(nèi)聯(lián)的整體化、規(guī)模化基礎(chǔ)建設(shè)，已初見成效。1996年中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院引進國內(nèi)第一臺Bionek2000型實驗自動化工作站；1998年又引進全國第一臺Topcount微量閃爍計數(shù)器，使放射配基實驗、放射免疫實驗等技術(shù)微量化、自動化。上海藥物研究所、北京軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院分別成立了藥物篩選專門機構(gòu)，開始從事大規(guī)模篩選工作。西安交通大學(xué)藥學(xué)院賀浪沖教授首創(chuàng)的細胞膜色譜(CMC)為化合物的體外高通量篩選提供了高選擇性、高特異性、高效率的篩選手段。CMC已成功用于鈣離子拮抗劑受體配體結(jié)合反應(yīng)的研究，目前正在進行心血管化學(xué)合成藥物的高通量篩選和中藥有效部位及有效成分的尋找。今年將利用分子生物學(xué)方法建立CMC自動化篩選體系，促進我國藥物高通量篩選技術(shù)的全面發(fā)展。

高通量篩選技術(shù)，是目前藥物篩選領(lǐng)域研究的重要課題，近年來，對它的研究應(yīng)用雖然已取得了長足的發(fā)展，但仍然存在許多難題，如體外模型的篩選結(jié)果與整體藥理作用的關(guān)系；對高通量篩選模型的評價標(biāo)準(zhǔn)以及新的藥物作用靶點的研究和發(fā)現(xiàn)等。隨著醫(yī)藥學(xué)的進步，高通量篩選技術(shù)在創(chuàng)新藥物的研發(fā)中，一定會開拓出更廣闊的空間。