这篇文章将介绍五种常用药物的意外发现过程,其中许多发现都是通过偶然事件实现的。
药物发现和测试过程可能漫长、缓慢且充满挑战。据估计,在大约每10,000-15,000种新化合物中,只有5种被认为适合在人类志愿者身上进行测试,而其中只有一种能获得FDA批准。此外,从临床前研究到FDA批准的过程可能需要10-15年,成本在8亿至14亿美元之间。
药物发现过程受多种因素影响。文献中描述的一个特殊现象是"意外发现",即在寻找某物时偶然发现了另一物。根据一项分析,在当今使用的药物中,近6%的发现都涉及偶然事件。
本文将描述五种常用药物的意外发现过程,其中许多发现都是通过偶然事件实现的。
1. 西地那非(万艾可)
20世纪80年代末,辉瑞公司的科学家们试图开发一种能治疗心绞痛的药物,类似于硝酸盐类药物,但不会产生耐受性。他们假设阻断PDE5(磷酸二酯酶5型)酶可以导致血管扩张并治疗心绞痛。到20世纪90年代初,辉瑞开始试验一种名为UK-92480(后更名为西地那非)的化合物;然而,研究人员很快发现该药物半衰期相对较短,并且与硝酸盐联合使用时会危险地降低血压。
在一期临床试验中,人们注意到该药物对心绞痛效果甚微,但男性开始报告将其作为无意的副作用——勃起。在进一步研究表明该药物对这一群体有益后,辉瑞决定将该药物用于治疗勃起功能障碍。1998年,万艾可成为首个获FDA批准用于治疗勃起功能障碍的口服药物。七年后,西地那非被批准为瑞万安(Revatio),用于治疗肺动脉高压(PAH)。
2. 氯氮䓬(利眠宁)
氯氮䓬是一种苯二氮䓬类药物,FDA批准用于治疗焦虑和急性酒精戒断症状。它是第一种开发的苯二氮䓬类药物,为未来的化合物提供了原型。
氯氮䓬的合成归功于一位名叫利奥·斯特恩巴赫(Leo Sternbach)的新泽西州药剂师兼化学家。20世纪30年代,斯特恩巴赫合成了几种庚氧二嗪化合物,旨在开发合成染料。二十年后,受到两种精神类药物氯丙嗪和甲丙氨酯成功应用的启发,他重新开始研究庚氧二嗪化合物,并试图找到比巴比妥类药物更安全的替代品。
在研究过程中,斯特恩巴赫开始合成多种衍生物,他发现这些化合物不是庚氧二嗪,而是苯并噁二嗪。最初,大多数这些化合物经过测试后发现没有药理活性。其中一种化合物使用甲胺稳定,但一直放在他的架子上,直到1957年在实验室清理时被发现。该药物经过测试后发现具有生物活性,是一种强效中枢神经系统抑制剂。该化合物的结构被确定为1,4-苯二氮䓬,并被命名为氯氮䓬。它于1960年投入临床使用,随后安定(地西泮)于1963年上市。
3. 华法林
华法林是一种维生素K拮抗剂,用于治疗血栓并预防高危人群的中风。华法林的历史可以追溯到20世纪20年代初,当时美国北部和加拿大的牛群中爆发了一种以前未被认识的疾病,导致致命的内出血。很快发现,这些牛摄入了由甜三叶草干草制成的发霉青贮饲料,其中含有一种能降低凝血酶原活性的出血因子。十年后,威斯康星州的科学家确定甜三叶草中的抗凝剂是香豆素的衍生物。
进一步研究合成了各种香豆素衍生物。1952年,其中一种被批准为灭鼠药,希望开发"更好的捕鼠器"。几年后,科学家发现华法林具有许多有利的化学特性,注意力转向了人类使用。当时,肝素等抗凝剂必须静脉注射,而其他抗凝剂则作用起效时间长。
1955年,华法林被用于艾森豪威尔总统心肌梗死后。一位作者指出:"对战争英雄和美国总统有益的东西,对所有人都有益,尽管它曾是老鼠药!"后来进行了进一步的临床研究,以确认华法林作为人类血液稀释剂的临床益处。值得注意的是,"华法林"(warfarin)这个名字来源于威斯康星大学校友研究基金会(WARF)和香豆素(coumarin)中的"-arin"。
4. 地高辛
地高辛是一种强心苷,用于增加充血性心力衰竭和心房颤动患者的心脏收缩力。地高辛来自毛地黄植物(洋地黄,digitalis purpurea),其描述可追溯到1250年的文献。
地高辛的首次医学报告可追溯到1785年,当时英国医生兼植物学家威廉·威瑟林(William Withering)出版了《毛地黄及其部分医学用途说明》。在他的书中,他描述了一位几年前曾拜访他的患者,该患者患有严重的心脏病,他无法治疗。随后,该患者去了一位当地民间草药师那里,服用了一种含有20多种成分的秘密草药茶后,病情显著改善。
威瑟林确定活性成分是洋地黄,并开始在心力衰竭患者中测试不同配方。在1877年的《尼尔医学摘要》一书中,作者解释说,当时洋地黄被用于治疗超过32种疾病,包括腺炎、支气管炎、结核病和伤寒。
5. 托吡酯(妥泰)
托吡酯是一种抗癫痫药物,于1996年获得FDA批准用于治疗癫痫发作,2004年获批用于预防偏头痛。最初,托吡酯被发现是一种用于糖尿病的口服降血糖剂。后来发现它对治疗癫痫更有效,其在糖尿病中的作用被放弃。
然而,最近的证据表明,托吡酯可能具有使其在糖尿病治疗中有价值的特性。在动物模型中,它被证明既可作为胰岛素促泌剂又可作为增敏剂。一些专家认为,在人类中,托吡酯对糖尿病的大部分作用可能源于其导致体重减轻的能力。值得注意的是,托吡酯与芬特明联合配方为Qsymia,用于慢性体重管理。
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