專利名稱：一種新藥創(chuàng)制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于醫(yī)藥技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及利用傳統(tǒng)中藥單方或復(fù)方中各藥味里面的化學(xué)成分，采用遺傳算法中的分子雜交技術(shù)和逆合成理論中的分子切割和重組技術(shù)，構(gòu)建海量化合物數(shù)據(jù)庫，然后結(jié)合計(jì)算機(jī)虛擬篩選來發(fā)現(xiàn)新藥的方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的新藥發(fā)現(xiàn)研究，主要采用天然藥物隨機(jī)篩選，屬于偶然發(fā)現(xiàn)階段。20世紀(jì) 90年代初，為了克服偶然發(fā)現(xiàn)所帶來的新藥創(chuàng)制周期長、效率低、費(fèi)用高等缺點(diǎn)，高通量篩選和組合化學(xué)技術(shù)得到了迅速的發(fā)展。然而，經(jīng)過多年的努力，高通量篩選和組合化學(xué)技術(shù)仍然沒有解決新藥發(fā)現(xiàn)的瓶頸。人們一直夢(mèng)想著通過設(shè)計(jì)來發(fā)現(xiàn)藥物，于是90年代末產(chǎn)生了計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)技術(shù)，其中基于受體和配體相互作用的計(jì)算機(jī)虛擬篩選方法在藥物設(shè)計(jì)中取得了巨大的成功，已經(jīng)成為藥物設(shè)計(jì)中最重要的方法之一?；谑荏w和配體相互作用的新藥篩選方法的關(guān)鍵是構(gòu)建小分子化合物數(shù)據(jù)庫，雖然目前已有不少公司提供商用或非商用化合物數(shù)據(jù)庫，但是這些化合物數(shù)據(jù)庫存在明顯缺陷，其一是數(shù)據(jù)庫里面的化合物數(shù)量有限，結(jié)構(gòu)過于“成熟”，結(jié)構(gòu)變化余地小，導(dǎo)致投入產(chǎn)出比低；其二是化合物數(shù)據(jù)庫沒有導(dǎo)向性，按照理論計(jì)算，含有30個(gè)C、N、O和S原子組合成化合物的數(shù)量有106°個(gè)，因此，漫無目標(biāo)的篩選，即使篩選以百萬計(jì)算(106)，其篩選也只占很少部分，發(fā)現(xiàn)先導(dǎo)化合物的概率很低；其三是商用化合物數(shù)據(jù)庫，尤其是組合化學(xué)提供的商用化合物數(shù)據(jù)庫中的化合物分子量較大、親脂性過強(qiáng)、多樣性偏低，導(dǎo)致發(fā)現(xiàn)先導(dǎo)化合物的幾率低，優(yōu)化成藥的難度大；其四是各個(gè)商業(yè)公司之間的化合物數(shù)據(jù)庫里面的化合物結(jié)構(gòu)類似，篩選靶標(biāo)相同時(shí)， 容易產(chǎn)生知識(shí)產(chǎn)權(quán)糾紛；其五是漫無目標(biāo)的篩選，即使篩選到先導(dǎo)化合物，進(jìn)入臨床后被淘汰的幾率也很高。在世界傳統(tǒng)藥寶庫中，中藥歷經(jīng)了數(shù)千年的臨床實(shí)踐，是一塊尚未發(fā)掘的最大最亮的瑰寶。傳統(tǒng)中藥活性成分的篩選，通常是采用植物化學(xué)的方法提取其中的有效部位化合物群或單體化合物，再經(jīng)藥理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行確定。由于中藥及其復(fù)方中的化學(xué)成分極其復(fù)雜， 往往從植物中提取得到的化合物并不是其中活性成分。復(fù)方中藥里面的活性成分來源于四個(gè)方面其一是方劑中各藥用植物(藥味)中的化合物；其二是中藥在炮制中產(chǎn)生的化合物； 其三是中藥在體內(nèi)各種因素作用下產(chǎn)生的化合物；其四是眾多化合物的群集效應(yīng)。實(shí)際上， 從藥用植物里分離提取的化學(xué)成分只是中藥里化學(xué)成分的一個(gè)部分，并不能代表中藥里的全部化學(xué)成分。因此，如何快速獲知中藥里面盡可能多的化學(xué)成分信息，作為基于中藥的新藥篩選藥源，是中藥現(xiàn)代化開發(fā)的一個(gè)亟待解決的關(guān)鍵問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，就是要通過獲知中藥里面盡可能多的化學(xué)成分信息，構(gòu)建全新的化合物數(shù)據(jù)庫并克服現(xiàn)有的商用或非商用化合物數(shù)據(jù)庫中存在的缺陷，來建立一種新型的新藥創(chuàng)制方法。
本發(fā)明提供的一種新藥創(chuàng)制方法采取以下七步技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)
(O構(gòu)建中醫(yī)單方或復(fù)方化合物數(shù)據(jù)庫
選擇中醫(yī)單方或復(fù)方，通過已有的期刊文獻(xiàn)和各種網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)資源，盡可能多的獲得該中醫(yī)單方或復(fù)方中所有藥味里面的化合物，利用已有的各種免費(fèi)或商用軟件繪制其結(jié)構(gòu)式，然后使用數(shù)據(jù)庫軟件將這些化合物的2D或3D結(jié)構(gòu)式導(dǎo)入到數(shù)據(jù)庫中，即可構(gòu)建中醫(yī)單方或復(fù)方化合物數(shù)據(jù)庫(I)。(2)構(gòu)建中醫(yī)單方或復(fù)方分子雜交數(shù)據(jù)庫
中藥是通過中醫(yī)方劑中各藥味的組合、炮制而成，其中的化學(xué)成分基于各藥味中的化學(xué)成分，但是又不等于各藥味的化學(xué)成分簡單的加和。因?yàn)楦魉幬对谂谥七^程中，有些化學(xué)成分可能消失，有些化學(xué)成分可能相互之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生新的化合物。但是這些新化合物分子的產(chǎn)生都是基于方劑中各藥味里面的化學(xué)成分之間的相互作用。因此，利用中醫(yī)單方或復(fù)方化合物數(shù)據(jù)庫(I)中的化合物分子為模板，使用遺傳算法，對(duì)該方劑里面已知的化合物分子進(jìn)行雜交操作，產(chǎn)生新的化合物，來代表炮制中產(chǎn)生的新的化合物。分子雜交操作是利用遺傳算法中的“交叉重組”的思想，通過對(duì)一群已知化合物分子之間的化學(xué)鍵進(jìn)行比較和互換來產(chǎn)生大量的新化合物分子，并計(jì)算每一個(gè)分子的類藥性，氫供體和受體數(shù)目等特性，然后以2D或3D結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫形式保存起來。將分子雜交操作產(chǎn)生的新化合物和中醫(yī)單方或復(fù)方化合物數(shù)據(jù)庫(I)中的化合物合并，構(gòu)建新的數(shù)據(jù)庫(2)，即中醫(yī)單方或復(fù)方分子雜交數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫(2)中的化合物數(shù)量可達(dá)到幾千甚至幾萬，理論上，數(shù)據(jù)庫(2) 涵蓋了該中醫(yī)方劑在炮制中可能產(chǎn)生的新化合物。上述使用的分子雜交操作可以借助計(jì)算機(jī)通過各種專業(yè)軟件來實(shí)現(xiàn)。(3)構(gòu)建中醫(yī)單方或復(fù)方分子切割和重組數(shù)據(jù)庫
中醫(yī)方劑是通過各藥味的科學(xué)組合、炮制成中藥，中藥在體內(nèi)經(jīng)過各種物理、化學(xué)或生物轉(zhuǎn)化而發(fā)揮藥效作用，其中化學(xué)成分就更為復(fù)雜。除了原有各藥味中的化學(xué)成分和炮制過程中產(chǎn)生的化學(xué)成分外，還有可能是在體內(nèi)的各種物理、化學(xué)或生物轉(zhuǎn)化而產(chǎn)生的化學(xué)成分。但是，在體內(nèi)的各種物理、化學(xué)或生物轉(zhuǎn)化而產(chǎn)生的化學(xué)成分都是基于中藥里面的化學(xué)成分。因此，利用中藥里所有可能的化合物，即數(shù)據(jù)庫(2)為模板，采用逆合成分析法，將數(shù)據(jù)庫(2)里面的所有化合物按照逆合成方法和理論，切割成許許多多的合成子，然后再將這些合成子按照有機(jī)合成方法和原理重新進(jìn)行組裝，即可獲得數(shù)量更多的化合物。逆合成分析理論是諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者E. J. Corey在1960s提出的基于化學(xué)反應(yīng)知識(shí)的逆合成分析理論，從該理論的提出到現(xiàn)在，90%以上的目標(biāo)有機(jī)化合物的合成均遵循逆合成分析理論。Corey的逆合成分析理論是針對(duì)一個(gè)確定目標(biāo)化合物合成的逆向分析。分子切割和重組是利用Corey的逆合成分析思路，將數(shù)據(jù)庫(2)里面的所有化合物均作為目標(biāo)化合物，逐一對(duì)其進(jìn)行逆向分析，切割成大量的合成子，再將這些合成子按照有機(jī)合成方法和原理相互重組，即可獲得數(shù)量龐大的2D或3D結(jié)構(gòu)化合物。分子切割和重組產(chǎn)生的化合物和數(shù)據(jù)庫
(2)合并，刪除掉重復(fù)的化合物，構(gòu)建成新的數(shù)據(jù)庫(3)，即中醫(yī)單方或復(fù)方分子切割重組數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫(3)中包含基于中醫(yī)方劑的數(shù)目龐大的化合物群，通常一個(gè)中醫(yī)方劑經(jīng)過分子雜交、分子切割和重組后得到的數(shù)據(jù)庫里面的化合物數(shù)量可達(dá)到幾萬甚至幾十萬，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過中醫(yī)方劑中各藥味的化合物總和。數(shù)據(jù)庫(3)中的化合物群基于中醫(yī)方劑中的化學(xué)成分，又有別于中醫(yī)方劑里的化學(xué)成分。理論上，數(shù)據(jù)庫(3)涵蓋了中藥經(jīng)過炮制以及在體內(nèi)
5發(fā)生物理、化學(xué)或生物轉(zhuǎn)化而產(chǎn)生的新化合物。數(shù)據(jù)庫(3)具有類聚性(數(shù)據(jù)庫中的化合物群來源于某個(gè)特定方劑中的化合物，而中醫(yī)方劑配伍常常是以病類方，隨癥加減。一個(gè)方劑中往往聚集著對(duì)某類疾病具有較好療效的化合物群)、多樣性(數(shù)據(jù)庫中的化合物由多種藥味的化學(xué)成分經(jīng)過計(jì)算機(jī)組合而產(chǎn)生，化合物數(shù)量巨大、種類多樣)、新穎性(數(shù)據(jù)庫中的化合物是由中醫(yī)方劑中各藥味的化學(xué)成分經(jīng)過分子雜交、分子切割和重組產(chǎn)生，骨架結(jié)構(gòu)新穎。不同于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫資源，來源單調(diào))和導(dǎo)向性(數(shù)據(jù)庫中化合物群是來源于治療特定疾病的中醫(yī)方劑，針對(duì)特定疾病的生物大分子靶標(biāo)。因此，數(shù)據(jù)庫中的化合物對(duì)生物大分子靶標(biāo)導(dǎo)向明確)等特點(diǎn)。上述使用的逆合成分析法和分子切割和重組技術(shù)均可使用相應(yīng)的專業(yè)軟件借助計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)。(4)構(gòu)建海量化合物數(shù)據(jù)庫
通過(I)、(2)、(3)三步，一個(gè)方劑就可以構(gòu)建一個(gè)化合物數(shù)據(jù)庫，該化合物數(shù)據(jù)庫中包含幾萬甚至幾十萬個(gè)結(jié)構(gòu)多樣、骨架新穎的化合物。而中醫(yī)方劑千千萬萬，古方、偏方、驗(yàn)方、效方、民間方劑等更是不計(jì)其數(shù)。因此，選取不同的中醫(yī)方劑，重復(fù)上述(1)、(2)、(3)三步，按照一個(gè)方劑一個(gè)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行歸類，然后合并所有的單方和復(fù)方數(shù)據(jù)庫，即可在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生結(jié)構(gòu)多樣、骨架新穎的海量化合物數(shù)據(jù)庫(4)。(5)計(jì)算機(jī)虛擬篩選
運(yùn)用ADMET計(jì)算模型對(duì)數(shù)據(jù)庫(1)、(2)、(3)或(4)中所有分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行吸收、分布、代謝、排泄和毒理等性質(zhì)篩選，淘汰一部分不符合標(biāo)準(zhǔn)的化合物。運(yùn)用類藥5規(guī)則(rule of five)對(duì)通過ADMET篩選剩下的化合物做進(jìn)一步篩選，淘汰不具有類藥性的分子。運(yùn)用分子對(duì)接(Dock)對(duì)通過ADMET和類藥規(guī)則篩選剩下的化合物做進(jìn)一步靶向篩選，篩選的靶標(biāo)充分考慮到該方劑或中藥在臨床中治療疾病的類型并結(jié)合疾病的中西醫(yī)病理進(jìn)行選擇， 確保有的放矢。上述所有的篩選都可以使用商業(yè)的或非商業(yè)的軟件來完成。在進(jìn)行計(jì)算機(jī)虛擬篩選時(shí)，盡可能使用不同公司的多種軟件進(jìn)行評(píng)測(cè)，然后綜合比較，選擇得分高的一些化合物作為先導(dǎo)化合物做下一步的綜合評(píng)估。對(duì)先導(dǎo)化合物做綜合評(píng)估，主要考慮是否已有專利，該化合物是否容易獲得或合成，綜合評(píng)估后的先導(dǎo)化合物留待下一步體外篩選。(6)體外活性篩選
留待體外篩選的先導(dǎo)化合物，如果商業(yè)可以獲得，采用購買方式獲得，如果商業(yè)不可獲得，采用人工合成、半合成或提取分離方式獲得。體外篩選靶標(biāo)根據(jù)虛擬篩選的靶標(biāo)以及該方劑或中藥在臨床中治療疾病的類型和病理有目標(biāo)地進(jìn)行選擇，篩選靶標(biāo)可以是細(xì)胞，酶、 蛋白質(zhì)或核酸等生物大分子。體外篩選得到的一個(gè)或數(shù)個(gè)高活性化合物作為候選藥物留待下一步進(jìn)行體內(nèi)活性評(píng)價(jià)。(7)體內(nèi)活性評(píng)價(jià)
留待體內(nèi)活性評(píng)價(jià)的候選藥物將經(jīng)歷毒性和體內(nèi)活性評(píng)價(jià)，并選擇市售的藥物作為陽性對(duì)照，獲得毒性低、活性高的候選藥物作為新藥進(jìn)入新藥臨床前研究。以上“七步法”中，(I)、(2)、(3)、(4)主要是為新藥篩選提供藥源，因?yàn)樾滤幱?jì)算機(jī)虛擬篩選需要大量的結(jié)構(gòu)多樣、骨架新穎的化合物。(5)、(6)、(7)是依據(jù)該方劑臨床并結(jié)合疾病的中西醫(yī)病理選擇療效相應(yīng)的篩選靶標(biāo)，對(duì)上述數(shù)據(jù)庫中的化合物進(jìn)行篩選。由于篩選靶標(biāo)明確、疾病作用機(jī)制清楚，所以彌補(bǔ)了純粹的計(jì)算機(jī)虛擬篩選存在著發(fā)現(xiàn)先導(dǎo)化合物幾率低、盲目性大、商業(yè)庫中化合物結(jié)構(gòu)單一、靶點(diǎn)選擇缺乏臨床依據(jù)等缺陷。本發(fā)明的新藥創(chuàng)制方法絕大部分工作是由計(jì)算機(jī)來完成，篩選的化合物庫是自創(chuàng)的基于臨床使用多年的古方、偏方、驗(yàn)方、效方或民間方等中醫(yī)單方、復(fù)方，化合物庫中包含中藥里面盡可能多的化學(xué)成分信息。因此，本發(fā)明不但是一種快速有效、經(jīng)濟(jì)可靠、沒有產(chǎn)權(quán)糾紛的新藥創(chuàng)制方法，而且為中藥現(xiàn)代化開發(fā)和中藥物質(zhì)基礎(chǔ)探索，提供了一條可行的思路。本發(fā)明方法實(shí)施流程見圖I。


圖I本發(fā)明方法實(shí)施流程2甘草湯化合物數(shù)據(jù)庫界面3甘草湯分子雜交數(shù)據(jù)庫界面圖
圖4甘草湯分子切割重組數(shù)據(jù)庫界面5化合物GCT-798與環(huán)氧合酶3PGH分子對(duì)接示意6半夏瀉心湯化合物數(shù)據(jù)庫界面7半夏瀉心湯分子雜交數(shù)據(jù)庫界面8半夏瀉心湯分子切割重組數(shù)據(jù)庫界面9化合物BXT-129與尿素酶3SF5分子對(duì)接示意10海量化合物數(shù)據(jù)庫界面11化合物結(jié)構(gòu)式圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述，以下僅僅羅列一些具體實(shí)例和參數(shù)， 但本發(fā)明并不受限于下列實(shí)施例。實(shí)施例I構(gòu)建中醫(yī)單方“甘草湯”化合物數(shù)據(jù)庫
中醫(yī)典籍《傷寒論》上最早記載“甘草湯”，在《千金翼方》里又稱“溫液湯”。該中醫(yī)單方僅含甘草一味，該方經(jīng)過歷代的加減，有了很大的發(fā)展和變化，出現(xiàn)了許多的偏方、驗(yàn)方、 秘方和民間方，但都離不開甘草。通過查找各種文獻(xiàn)和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫資源，獲得甘草中化合物分子共計(jì)572個(gè)，使用商用的或非商用的分子建模軟件，如ChemBi0Office來構(gòu)建“甘草湯化合物數(shù)據(jù)庫”，該數(shù)據(jù)庫留待下一步分子雜交。甘草湯化合物數(shù)據(jù)庫界面圖見圖2。實(shí)施例2構(gòu)建中醫(yī)單方“甘草湯”分子雜交數(shù)據(jù)庫
將上述甘草化學(xué)成分?jǐn)?shù)據(jù)庫中的572個(gè)分子導(dǎo)出為SDF格式文件，使用可以獲得的商用或非商用的分子雜交專業(yè)軟件，對(duì)572個(gè)分子進(jìn)行雜交操作，分子雜交操作主要采用官能團(tuán)交換方式進(jìn)行。通過分子雜交操作，得到16590個(gè)新的分子，將分子雜交操作產(chǎn)生的 16590個(gè)分子和甘草中的572個(gè)分子合并，得到“甘草湯分子雜交數(shù)據(jù)庫”。該數(shù)據(jù)庫含有 17162個(gè)2D或3D結(jié)構(gòu)化合物分子，這些化合物來源于甘草湯中藥味的化學(xué)成分，理論上該數(shù)據(jù)庫涵蓋了甘草湯在炮制中可能產(chǎn)生的新化合物。甘草湯分子雜交數(shù)據(jù)庫界面圖見圖3。 該數(shù)據(jù)庫中的化合物留待下一步分子切割和重組。實(shí)施例3構(gòu)建中醫(yī)單方“甘草湯”分子切割重組數(shù)據(jù)庫
將上述甘草分子雜交數(shù)據(jù)庫中的17162個(gè)分子導(dǎo)出為SDF格式文件，采用逆合成分析理論，對(duì)17162個(gè)分子進(jìn)行切割和重組，該操作可以使用相應(yīng)的計(jì)算機(jī)程序來完成。通過分子切割和重組，得到110749個(gè)新的分子，將切割和重組產(chǎn)生的110749個(gè)分子和分子雜交數(shù)據(jù)庫中的17162個(gè)分子合并，得到含有127911個(gè)2D或3D結(jié)構(gòu)分子的“甘草湯分子切割重組數(shù)據(jù)庫”。通過對(duì)甘草里化學(xué)成分的雜交、切割和重組，來模擬中藥甘草湯在炮制中的化學(xué)反應(yīng)過程以及在體內(nèi)發(fā)生的物理、化學(xué)或生物轉(zhuǎn)化過程。理論上，該數(shù)據(jù)庫中的127911 個(gè)化合物，涵蓋了中藥甘草湯經(jīng)過炮制以及體內(nèi)發(fā)生物理、化學(xué)或生物轉(zhuǎn)化可能產(chǎn)生的新化合物。甘草湯分子切割重組數(shù)據(jù)庫界面圖見圖4。實(shí)施例4甘草湯中抗炎藥的計(jì)算機(jī)虛擬篩選
“甘草湯”主要臨床功效為清熱瀉火，解毒緩?fù)?。主治各種炎癥引起的痛疼，特別是對(duì)咽喉腫痛有效。運(yùn)用ADMET計(jì)算模型對(duì)“甘草分子切割重組數(shù)據(jù)庫”中127911個(gè)分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行吸收、分布、代謝、排泄和毒理等性質(zhì)篩選，淘汰一部分不符合標(biāo)準(zhǔn)的化合物。運(yùn)用類藥5規(guī)則(Rule of Five)對(duì)ADMET篩選剩下的105243個(gè)化合物分子做進(jìn)一步篩選，淘汰不具有類藥性的分子，留下87656個(gè)分子。對(duì)留下的87656個(gè)分子進(jìn)行計(jì)算機(jī)初步篩選，初篩后得分較高的100個(gè)分子再進(jìn)一步進(jìn)行分子對(duì)接(Dock)打分?？紤]到“甘草湯”在臨床上治療疾病的類型并結(jié)合疾病的中西醫(yī)病理，選取作用機(jī)制明確的炎癥靶標(biāo)酶一環(huán)氧合酶(C0X-2)作為篩選靶酶。靶酶蛋白結(jié)構(gòu)來自Protein Data Bank，編號(hào)為3PGH。在進(jìn)行計(jì)算機(jī)虛擬篩選時(shí)，盡可能使用多種軟件進(jìn)行綜合比較，選擇得分高的前10個(gè)化合物作為先導(dǎo)化合物，對(duì)10個(gè)先導(dǎo)化合物做進(jìn)一步的綜合評(píng)估，同時(shí)考慮到是否已有專利，該化合物是否容易獲得或合成等因素，綜合評(píng)估后留下化合物GCT-798，GCT-3766，GCT-31732作為藥用先導(dǎo)化合物留待下一步活性測(cè)試。化合物GCT-798，GCT-3766，GCT-31732的結(jié)構(gòu)式見圖11?；衔颎CT-798與環(huán)氧合酶3PGH分子對(duì)接示意圖見圖5。實(shí)施例5甘草湯中抗炎藥的體外活性篩選
環(huán)氧合酶C0X-2抑制活性測(cè)試。實(shí)施例4從甘草湯中得到的藥用先導(dǎo)化合物GCT-798， GCT-3766，GCT-31732對(duì)環(huán)氧合酶C0X-2的抑制活性，用酶免疫試劑盒進(jìn)行測(cè)試。由于環(huán)氧合酶能夠催化花生四烯酸生物合成PGH2，然后PGH2被氯化亞錫還原生成PGF2a。利用酶聯(lián)免疫檢測(cè)生成的PGF2a來檢測(cè)化合物對(duì)環(huán)氧合酶的抑制情況，阿司匹林作為陽性對(duì)照，測(cè)試結(jié)果如表I。
表I甘草湯中藥用先導(dǎo)化合物對(duì)環(huán)氧合酶C0X-2抑制活性
權(quán)利要求
1.一種新藥創(chuàng)制方法，其特征在于，包括以下七步(I)構(gòu)建中醫(yī)單方或復(fù)方化合物數(shù)據(jù)庫中醫(yī)單方或復(fù)方的選擇可以是歷代經(jīng)方、古方、偏方、秘方、驗(yàn)方、效方或民間方，方劑里各藥味的化學(xué)成分是通過已有的各類期刊文獻(xiàn)和各種網(wǎng)絡(luò)資源來獲得，化學(xué)成分2D或 3D結(jié)構(gòu)式的繪制是利用已有的各種免費(fèi)或商用軟件來繪制，使用數(shù)據(jù)庫軟件將這些化合物的2D或3D結(jié)構(gòu)式導(dǎo)入到數(shù)據(jù)庫中構(gòu)建中醫(yī)單方或復(fù)方化合物數(shù)據(jù)庫；(2)構(gòu)建中醫(yī)單方或復(fù)方分子雜交數(shù)據(jù)庫利用中醫(yī)單方或復(fù)方化合物數(shù)據(jù)庫中的化合物分子為模板，利用遺傳算法中的“交叉重組”思想，使用各種免費(fèi)或商用軟件，通過對(duì)中醫(yī)單方或復(fù)方化合物數(shù)據(jù)庫中的化合物分子雜交，產(chǎn)生大量的新化合物分子，用以模擬中醫(yī)方劑在炮制過程中可能產(chǎn)生的新化合物，然后將分子雜交操作產(chǎn)生的新化合物和中醫(yī)單方或復(fù)方化合物數(shù)據(jù)庫中的化合物合并，來構(gòu)建中醫(yī)單方或復(fù)方分子雜交數(shù)據(jù)庫；(3)構(gòu)建中醫(yī)單方或復(fù)方分子切割和重組數(shù)據(jù)庫使用各種免費(fèi)或商用軟件，按照逆合成分析方法和理論，以中醫(yī)單方或復(fù)方分子雜交數(shù)據(jù)庫里面的所有化合物為模板，將分子雜交數(shù)據(jù)庫里面的所有化合物分別切割成許許多多的合成子，再將這些合成子按照有機(jī)合成方法和原理重新進(jìn)行相互組裝，即可獲得數(shù)量龐大的新化合物，用以模擬中藥在體內(nèi)發(fā)生物理、化學(xué)或生物轉(zhuǎn)化而產(chǎn)生的新化合物，將這些化合物和中醫(yī)單方或復(fù)方分子雜交數(shù)據(jù)庫中的化合物合并，刪除掉重復(fù)的化合物，構(gòu)建中醫(yī)單方或復(fù)方分子切割和重組數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫里面的化合物群具有類聚性、多樣性、新穎性和導(dǎo)向性等特點(diǎn)；(4)構(gòu)建海量化合物數(shù)據(jù)庫重復(fù)上述(1)、(2)、(3)三步，按照一個(gè)方劑組成一個(gè)化合物數(shù)據(jù)庫，然后將每一個(gè)化合物數(shù)據(jù)庫里面的化合物分別導(dǎo)出為SDF格式文件，或SMI格式文件，或MDB格式文件等任何可被數(shù)據(jù)庫軟件讀寫的格式文件,全部寫入到一個(gè)數(shù)據(jù)庫中，構(gòu)建海量化合物數(shù)據(jù)庫,為了方便檢索和查找,該數(shù)據(jù)庫按照年代時(shí)間順序分為戰(zhàn)國、秦漢、三晉、南北、隋唐、五代、宋朝、遼金、元朝、明朝、清朝、民國和當(dāng)代共十三個(gè)大類，每一個(gè)大類中又按照方劑的來源分成小類，每一個(gè)小類中又按照方劑名稱的筆畫順序或拼音順序或方劑編碼順序排列；(5)計(jì)算機(jī)虛擬篩選使用各種免費(fèi)或商用軟件，對(duì)(I)、(2)、(3)、(4)中構(gòu)建的化合物數(shù)據(jù)庫依次進(jìn)行ADMET篩選、類藥5規(guī)則篩選、分子對(duì)接(Dock)篩選，分子對(duì)接靶標(biāo)依據(jù)該方劑或中藥在臨床中治療疾病的類型并結(jié)合疾病的中西醫(yī)病理來選擇，確保有的放矢；(6)體外活性篩選計(jì)算機(jī)虛擬篩選獲得的先導(dǎo)化合物，如果商業(yè)可以獲得，采用購買方式獲得，如果商業(yè)不可獲得，采用人工合成或半合成方式獲得，體外篩選祀標(biāo)是結(jié)合虛擬篩選的祀標(biāo)以及該方劑或中藥在臨床中治療疾病的類型和病理有目標(biāo)地進(jìn)行選擇，篩選靶標(biāo)可以是細(xì)胞、酶、蛋白質(zhì)或核酸等生物大分子；(7)體內(nèi)活性評(píng)價(jià)體外篩選獲得的高活性化合物將經(jīng)歷毒性和體內(nèi)活性評(píng)價(jià)， 體內(nèi)活性評(píng)價(jià)以市售的藥物作為陽性對(duì)照，獲得毒性低、活性高的候選藥物作為新藥進(jìn)入新藥臨床前研究。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種新藥創(chuàng)制方法，其特征在于，步驟(I)構(gòu)建中醫(yī)單方或復(fù)方化合物數(shù)據(jù)庫時(shí)，使用的醫(yī)方可以是單方，亦可是復(fù)方；單方或復(fù)方的來源可以是經(jīng)方、 古方、秘方、偏方、驗(yàn)方、效方、或民間方，亦可是根據(jù)上述方劑通過藥味的加減而產(chǎn)生的加減方。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種新藥創(chuàng)制方法，其特征在于，步驟(2)構(gòu)建中醫(yī)單方或復(fù)方分子雜交數(shù)據(jù)庫，是以中醫(yī)單方或復(fù)方里面的化合物分子為模板，使用可獲得的免費(fèi)或商用軟件，利用遺傳算法中的“交叉重組”的思想，采用分子雜交技術(shù)，通過對(duì)中醫(yī)單方或方化合物數(shù)據(jù)庫中的化合物分子之間的化學(xué)鍵進(jìn)行比較和互換來實(shí)現(xiàn)的。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種新藥創(chuàng)制方法，其特征在于，步驟(3)構(gòu)建中醫(yī)單方或復(fù)方分子切割和重組數(shù)據(jù)庫，是以步驟(I )、(2)中的數(shù)據(jù)庫里面的化合物為基礎(chǔ)，使用可獲得的免費(fèi)或商用軟件，采用逆合成分析法，按照逆合成方法和原理，把步驟(I)或步驟(2)中數(shù)據(jù)庫里面的化合物切割成許許多多的合成子，然后再將這些合成子按照有機(jī)合成方法和原理重新進(jìn)行相互組裝來實(shí)現(xiàn)的。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種新藥創(chuàng)制方法，其特征在于，步驟(3)構(gòu)建中醫(yī)單方或復(fù)方分子切割和重組數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫里面的化合物群具有類聚性、多樣性、新穎性和導(dǎo)向性等特點(diǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種新藥創(chuàng)制方法，其特征在于，步驟(4)構(gòu)建海量化合物數(shù)據(jù)庫，是重復(fù)上述(I)、(2)、(3)三步，按照一個(gè)方劑組成一個(gè)化合物數(shù)據(jù)庫，然后將每一個(gè)化合物數(shù)據(jù)庫里面的化合物分別導(dǎo)出為SDF格式，或SMI格式，或MDB格式等任何可被數(shù)據(jù)庫軟件讀寫的格式文件，全部寫入到一個(gè)數(shù)據(jù)庫中來實(shí)現(xiàn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種新藥創(chuàng)制方法，其特征在于，步驟(4)構(gòu)建海量化合物數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫是按照年代時(shí)間順序分為戰(zhàn)國、秦漢、三晉、南北、隋唐、五代、宋朝、遼金、元朝、明朝、清朝、民國和當(dāng)代共十三個(gè)大類，每一個(gè)大類中又按照方劑的來源分成小類，每一個(gè)小類中又按照方劑名稱的筆畫順序或拼音順序或方劑編碼順序排列，以便檢索和查找。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種新藥創(chuàng)制方法，其特征在于，步驟(5)計(jì)算機(jī)虛擬篩選， 是使用免費(fèi)或商用軟件，對(duì)(I)、(2)、(3)、(4)中構(gòu)建的化合物數(shù)據(jù)庫里面的化合物依次進(jìn)行ADMET篩選、類藥5規(guī)則篩選和分子對(duì)接(Dock)篩選，但篩選順序可調(diào)換，即先進(jìn)行類藥 5規(guī)則篩選、然后再進(jìn)行ADMET篩選、最后進(jìn)行分子對(duì)接篩選，亦可按照其它順序來進(jìn)行。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種新藥創(chuàng)制方法，其特征在于，步驟(5)計(jì)算機(jī)虛擬篩選、 步驟(6)體外篩選，篩選靶標(biāo)的選擇，是依據(jù)該方劑或中藥在臨床中治療疾病的類型并結(jié)合疾病的中西醫(yī)病理來確定的，篩選靶標(biāo)可以是細(xì)胞，也可以是酶、蛋白質(zhì)或核酸等生物大分子。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種新藥創(chuàng)制方法，其特征在于，權(quán)利要求I中所涉及到的各種軟件，可以是免費(fèi)軟件、亦可是商用軟件，軟件版本可以是正式版、試用版、注冊(cè)版、免費(fèi)版、付費(fèi)版或共享版等任何形式可獲得的版本。
全文摘要
一種新藥創(chuàng)制方法，是以傳統(tǒng)中醫(yī)單方或復(fù)方中各藥味里面的化學(xué)成分為模板，采用遺傳算法和逆合成分析理論，通過分子雜交、分子切割和重組，來模擬中藥在炮制過程中的化學(xué)變化以及在體內(nèi)發(fā)生的物理、化學(xué)或生物轉(zhuǎn)化。通過分子雜交、切割和重組，一個(gè)方劑即可獲得數(shù)萬到數(shù)十萬個(gè)化合物，合并所有方劑中的化合物，可得到具有類聚性、導(dǎo)向性、多樣性和新穎性的海量化合物數(shù)據(jù)庫。選擇和中醫(yī)方劑療效相應(yīng)的靶標(biāo)，對(duì)上述數(shù)據(jù)庫中的化合物進(jìn)行篩選，快速獲得藥用先導(dǎo)化合物。最后結(jié)合體外、體內(nèi)活性評(píng)價(jià)來發(fā)現(xiàn)新藥。同現(xiàn)有的新藥創(chuàng)制方法相比，本發(fā)明方法具有新藥篩選藥源充足、發(fā)現(xiàn)周期短、命中率高、操作簡單和經(jīng)濟(jì)有效等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G06F17/50GK102609586SQ20121002995
公開日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月10日
發(fā)明者王世范 申請(qǐng)人:王世范