药物开发过程
现代药物研发涉及多个阶段的筛选与测试：平均每5000-10000种化合物中仅1种能最终通过审批。在实验室初步筛选阶段，约250种化合物进入临床前测试，其中5种进入临床试验。从发现到上市的整个周期通常需要10-15年。
研究与发现
新药研发始于基础科学研究。大学、医院和政府实验室的科学家们通过研究化学、生物化学、生理学等领域的基础问题，发现新的药物作用靶点（如受体、酶、转运过程）。制药公司随后基于这些发现开展系统性的药物开发工作。
科学知识对药物发现的贡献
以抗高血压药物研发为例：通过对肾素-血管紧张素系统的深入研究，科学家开发出ACE抑制剂（如卡托普利）和AT1受体拮抗剂（如氯沙坦）。这些药物通过阻断血管紧张素II的作用机制，有效控制高血压。
药物筛选
化合物来源
现代药物筛选基于三大来源：
- 历史积累的化合物库（包含数百万种合成化合物）
- 自然产物提取物（植物、动物、微生物）
- 组合化学技术生成的新化合物
先导化合物识别
保罗·埃尔利希在1910年发现治疗梅毒的砷凡纳明（第606号化合物）开创了系统筛选的先河。现代高通量筛选技术可在单日内完成数万种化合物的测试。
自然产物中的先导化合物
许多重要药物源自天然产物：
- 植物：洋地黄毒苷、麻黄碱、奎宁
- 动物：甲状腺素、皮质醇
- 微生物：青霉素
紫杉醇的发现过程具有代表性：
- 1964年美国农业部与国家癌症研究所合作筛选太平洋紫杉（Taxus brevifolia）提取物
- 1969年分离出有效成分紫杉醇
- 1979年苏珊·霍维茨发现其独特作用机制
- 1992年百时美施贵宝公司正式上市
- 通过半合成工艺（以欧洲紫杉针叶为原料）解决原料供应问题
药物设计策略
构效关系（SAR）
通过系统改变化合物结构确定其药理活性变化：
- β-受体拮抗剂（降压药）和β2激动剂（哮喘药）的研发即基于肾上腺素的结构修饰
- 计量构效关系（QSAR）于1960年代发展成熟
计算机辅助药物设计
利用分子建模技术预测化合物与受体/酶的相互作用，显著提升研发效率。例如：
- 三维分子模型帮助理解受体位点结构
- 虚拟筛选减少实际合成测试需求
组合化学
1990年代发展的重要技术：
- 并行合成取代传统线性合成（如A1-A5与B1-B5和C1-C5组合可一次生成125种化合物）
- 机器人自动化系统使年化合物合成量从25种提升至数万种
合成人类蛋白质药物
1982年首个人工合成蛋白药物——Humulin®（重组人胰岛素）上市：
- 基因泰克公司运用重组DNA技术改造大肠杆菌生产
- 克隆技术攻克胰岛素大规模生产难题
- 1985年人类生长激素实现基因重组生产，解决尸体垂体来源的供应限制
这项技术进步标志着现代生物制药时代的开启，实现了基础科研成果向临床应用的转化。
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