靶點的發(fā)現(xiàn)和確認(rèn)，對于藥學(xué)工作者而言，是一項既重要又艱巨的任務(wù)，通常，藥物作用的新靶點一旦被發(fā)現(xiàn)，往往會成為一系列新藥發(fā)現(xiàn)的突破口。于是，在尋找新的藥物靶點上，各國科研人員不遺余力，各大藥企紛紛投入重金進(jìn)行各種試驗，以期能夠通過找到一個新的藥物靶點而研發(fā)出超越對手的新藥競品。然而，失敗的教訓(xùn)告訴我們，并非每一個功能型的生物大分子，都可以當(dāng)做藥物靶點去進(jìn)行開發(fā)，生物大分子只有具有一定的特點，才可以被我們鎖定繼而開發(fā)成靶。所以，藥物靶點的學(xué)習(xí)、理解和感悟，對于每個新藥研發(fā)人員，就顯得格外重要。

1. 什么是“藥物靶點”？應(yīng)具備怎樣的基本條件？

早在1891年，PaulEhrlich(抗生素方面貢獻(xiàn)突出)當(dāng)時正在嘗試用染料染色細(xì)菌細(xì)胞，期間提出，“細(xì)胞可能是一個‘大分子’，這種‘細(xì)胞-分子’存在‘側(cè)鏈’來接收外部的營養(yǎng)”，并將其命名為“側(cè)鏈?zhǔn)荏w”。Paul Ehrlich相信，細(xì)菌存在受體并可與染料分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，隨后在接下來的試驗中，又相繼提出了“化療”以及“藥物是通過作用于靶點分子而發(fā)生作用”等概念和假說。如今，這一概念仍然存在，牛津生物化學(xué)詞典將“藥物靶點”定義為“與特殊化合物相互作用并被調(diào)節(jié)的生物實體，通常為蛋白或基因”。在那之后，一系列與之相關(guān)的學(xué)說相繼產(chǎn)生，其中存在一定誤導(dǎo)性的便是“一個藥物對應(yīng)一個靶點，且這個靶點是特殊且唯一的”……隨著科學(xué)的不斷進(jìn)步，尤其是藥理學(xué)的不斷發(fā)展，大部分假說不攻自破。
隨著科學(xué)的不斷發(fā)展，如今藥物靶點基本可定義為“能夠與特定藥物特異性結(jié)合并產(chǎn)生治療疾病作用或調(diào)節(jié)生理功能作用的生物大分子或生物分子結(jié)構(gòu)”。由此可知，藥物靶點往往是生物大分子，并具有和一些特殊化合物能夠“結(jié)合的部位”，當(dāng)相應(yīng)化學(xué)物質(zhì)與之發(fā)生結(jié)合后，結(jié)構(gòu)會發(fā)生適當(dāng)?shù)淖兓疫@個變化最好是“可逆的”。結(jié)構(gòu)變化后的這個生物大分子，會發(fā)揮一定的生理病理作用，即表現(xiàn)出“藥效”，且在機(jī)體復(fù)雜體系中占有主導(dǎo)作用。而病理條件下，該物質(zhì)的表達(dá)、活性、結(jié)構(gòu)或特性可以發(fā)生變化，這種變化可以是原發(fā)性，也可以是繼發(fā)性的。此外，在體內(nèi)可能存在內(nèi)源性也可能存在外源性的能與該分子或結(jié)構(gòu)結(jié)合的物質(zhì)，這個結(jié)合的物質(zhì)可以作為藥物用于防治疾病。以上可以說，是一個生物大分子作為藥物靶點最為基本的條件，當(dāng)然，必然條件自然是存在相應(yīng)的、合適的藥物。

2. 近年來，藥物靶點的發(fā)展情況

由于藥物靶點的重要價值和作用，近年來，隨著分子生物學(xué)、人類基因組、蛋白質(zhì)組等生命科學(xué)和技術(shù)方法的發(fā)展，人們對藥物靶點的研究熱情空前高漲，藥物靶點的發(fā)現(xiàn)和確證己經(jīng)成為生命科學(xué)領(lǐng)域研究熱點。且根據(jù)人類基因組研究結(jié)果預(yù)測的細(xì)胞內(nèi)藥物分子能作用的靶點，據(jù)保守估計，能夠成為藥物靶點的約有5000～10000個，這些靶點足夠科研人員悶頭研究一段時間了。
2016年，《Nature Reviews Drug Discovery》的兩篇文章分析了2016年靶點的研究情況，其中一篇共涉及661個靶點(人類蛋白)，285個為經(jīng)過驗證的靶點，376個為新靶點；另一篇共涉及893個人類和病原體衍生的生物分子(統(tǒng)計FDA批準(zhǔn)的1578個藥物)，包括667個人類基因組衍生蛋白，這些靶點當(dāng)中，G蛋白偶聯(lián)受體、離子通道、激酶、核受體的研究相對較多。

3. 靶點確證的價值和意義

今天，探索藥物靶點的方法已經(jīng)有很多很多，而由于靶點在藥物發(fā)現(xiàn)過程中的地位和價值，人們逐漸將關(guān)注點聚焦在了靶點的確認(rèn)上。而靶點的確認(rèn)自然離不開一些合適的分子，通過“基于靶點的篩選策略”和“表型篩選策略”可以先篩出一些感興趣的候選藥物，隨后對靶點進(jìn)行確認(rèn)、驗證，使之成為真正意義上的“藥物靶點”。
對于靶點的驗證過程，簡要介紹如下：首先，確認(rèn)靶點在細(xì)胞實驗中是否具有調(diào)節(jié)化合物的生物活性，這可通過RNA干擾技術(shù)沉默某一基因(小鼠)，觀察是否具有藥物作用后的癥狀，若藥物沒有引起效應(yīng)，說明藥物是通過這一特定靶點作用的。因此，候選靶點的同系物也要被納入考慮范圍，即使其在最初的篩選中并沒有被識別。此外，一個物質(zhì)可能具有功能性獲得的活性，靶點的缺失亦會抑制此物質(zhì)的活性。除了RNA干擾技術(shù)，也可以用cDNA過表達(dá)來建立藥物-靶點作用關(guān)系，這種方法類似于酵母中的拷貝數(shù)抑制現(xiàn)象，靶點的過表達(dá)可能會抑制藥物的活性，這種方法對于驗證膜靶點極為重要。一旦假定的靶點通過功能實驗的驗證，就需要對小分子物質(zhì)及靶點的親和力進(jìn)行量化。這一過程可以通過表面等離子共振或者等溫量熱法技術(shù)完成，如果假定的靶點是一種酶，則要通過酶動力學(xué)實驗衡量此物質(zhì)的酶活力。最后，需要通過NMR或共結(jié)晶實驗進(jìn)行更為嚴(yán)格的驗證，進(jìn)而得到藥物-靶點復(fù)合物的三維結(jié)構(gòu)。這些信息不僅可以驗證物理上的關(guān)聯(lián)性，也可以提供后期藥物優(yōu)化中結(jié)合模型的鑒定標(biāo)準(zhǔn)。

4. 靶點分類~“藥物、候選藥物、潛在藥物靶點” & “特異、主導(dǎo)、優(yōu)勢藥物靶點”

通過藥物靶點的特點，很多人將藥物靶點分成三類，即“藥物靶點、候選藥物靶點、潛在藥物靶點”。所謂藥物靶點，通常是指那些已經(jīng)確認(rèn)了的特定藥物的作用靶點；當(dāng)然，如果相應(yīng)藥物還沒有研發(fā)成功、上市，也不能說就不是藥物靶點，這些已具備了藥物靶點基本特征的生物大分子或分子結(jié)構(gòu)，尚需不斷的研究、評價，故稱之為候選藥物靶點；而潛在藥物靶點，是指那些僅發(fā)現(xiàn)了部分藥物靶點的特征，但尚不具備藥物靶點的多數(shù)條件，比如說有些具有重要功能的蛋白質(zhì)，具備部分藥物靶點的特征，可以作為一個潛在的藥物靶點。還有一些蛋白質(zhì)，雖然發(fā)現(xiàn)了一些功能，但尚沒有認(rèn)識到藥物靶點相關(guān)的更多的特征，這些物質(zhì)被稱為藥物靶點就太早點了，充其量就是一個功能蛋白。
而根據(jù)作用于靶點上的藥物的作用特點，又可以將藥物靶點分為“特異藥物靶點、主導(dǎo)藥物靶點、優(yōu)勢藥物靶點”。所謂特異藥物靶點，便是指作用于這類靶點上的藥物可以發(fā)揮很好的藥理作用，達(dá)到理想的防治疾病的效果(其中包含選擇性、靶向內(nèi)容)；而主導(dǎo)藥物靶點，就是該靶點的生理、病理、藥理學(xué)功能在機(jī)體調(diào)節(jié)中占有主導(dǎo)地位；還有一類可以稱為優(yōu)勢藥物靶點，是指在生理病理條件下對機(jī)體的調(diào)節(jié)具有優(yōu)勢地位，作用該靶點的藥物在發(fā)揮藥理作用的同時，可能受到機(jī)體整體因素的影響，而表現(xiàn)出來的作用亦可能被干擾，這類藥物靶點可以稱為優(yōu)勢藥物靶點。

5. 當(dāng)下的靶點研究存在哪些問題

靶點篩選不嚴(yán)
首先，候選化合物能夠與待開發(fā)的生物大分子結(jié)合，并不代表該生物大分子即為藥物靶點。許多生物制藥公司和研發(fā)機(jī)構(gòu)在未取得科學(xué)的統(tǒng)計研究數(shù)據(jù)的情況下，僅根據(jù)少數(shù)幾個粗略的實驗結(jié)果就認(rèn)為該靶點具有很好的開發(fā)前景，從而大規(guī)模地開展創(chuàng)新藥物的研發(fā)工作。

研發(fā)避難就易
相對容易開發(fā)的靶點，往往會得到一窩蜂的扎堆研究，很容易研究過頭，而剩下的一些開發(fā)難度較大的生物大分子，則得不到優(yōu)勢研發(fā)實力的進(jìn)入，如分布于多組織或與多個調(diào)節(jié)通路有關(guān)的靶點，使得研發(fā)資源存在浪費。

早期開發(fā)過細(xì)
組合化學(xué)、高通量篩選被寄予了太大的希望，許多制藥公司認(rèn)為在進(jìn)行人體試驗之前充分地利用這些先進(jìn)的技術(shù)來弄清藥物與靶點的作用機(jī)制和可能產(chǎn)生的毒理學(xué)、藥動學(xué)問題，從而實現(xiàn)藥物優(yōu)選的最大化，這樣也就無形地增加靶點開發(fā)的時間并降低了新藥上市的速度。

被候選化合物“坑”
待開發(fā)的生物大分子是否能成為藥物靶點，是需要候選化合物來證實的，而有些化合物天生就存在一些“殘疾”，如體內(nèi)代謝較快、含基因毒結(jié)構(gòu)等，導(dǎo)致潛在的藥物靶點也同步的被坑掉了。

6. 目前哪些數(shù)據(jù)庫可支撐藥物靶點研究？

大數(shù)據(jù)環(huán)境之下，藥物靶點研究亦在其中，數(shù)據(jù)資源的挖掘和利用，已成為發(fā)現(xiàn)藥物靶點的重要途徑。隨著生命科學(xué)和生物信息學(xué)的發(fā)展，越來越多的靶點結(jié)構(gòu)得到解析，使藥物靶點數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建具有必要性及可能性。功能基因組學(xué)、蛋白組學(xué)、系統(tǒng)生物學(xué)、多向藥理學(xué)、網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)等理論的提出，以及計算機(jī)輔助藥物設(shè)計，計算機(jī)虛擬篩選等計算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，對藥物靶點數(shù)據(jù)庫提出了更高的要求，推動藥物靶點數(shù)據(jù)庫進(jìn)一步發(fā)展。藥物靶點數(shù)據(jù)庫收集和整理的藥物靶點信息不盡相同，但主要有2類，一是針對已證實的藥物靶點進(jìn)行整理及管理，比如 Drug Target Database。二是除了證實的藥物靶點外，還包括潛在的藥物靶點的數(shù)據(jù)庫，比如TTD。

7. 小小感悟

“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”，制藥行業(yè)雖為傳統(tǒng)，但創(chuàng)新步伐亦不可或缺。在國家鼓勵、支持創(chuàng)造我們自己的“新藥”之時，各大科研院所、高校、藥企亦改變研發(fā)方向，在新藥的創(chuàng)制方面加大投入，層層加注。對于從事新藥研發(fā)的科研人員來說，也許最早的“新藥”概念，離不開三個字“化合物”，而程序自然就是查文獻(xiàn)、了解靶點、設(shè)計母核、鋪天蓋地的化合物數(shù)量、發(fā)現(xiàn)先導(dǎo)、結(jié)構(gòu)優(yōu)化......等等等等，更多的精力可能會放在做化合物、期盼藥理數(shù)據(jù)的“報曉”等方面。而今天，我們的研發(fā)程序可能改變不大，但要強(qiáng)調(diào)的是，對靶點的“懷疑”可謂時刻不敢掉以輕心，要知道，技術(shù)上的錯誤可以逐漸彌補，但方向上的錯誤，絕對是致命的。故而，藥物化學(xué)的工作也就更多的要去學(xué)習(xí)藥理學(xué)、分子生物學(xué)等相關(guān)學(xué)科的內(nèi)容，只有多學(xué)科的進(jìn)行雜糅，并形成一定的太極，也許才能更好的領(lǐng)悟“靶點”、領(lǐng)悟“新藥”！

參考文獻(xiàn)：
1. ZC Li，WQ Zhong，ZQ Liu，etal. Large-scale identification of potential drugtargets based on the topological features of human protein-protein interaction network [J]. Analytica Chimica Acta， 2015， 871: 18-27.
2. P Kumari，A Nath，R Chaube. Identification of human drug targets using machine-learning algorithms [J].Computers in Biology &Medicine，2015，56 (56C) :175-181.
3. CM Pichler，J Krysiak，R Breinbauer. Target identification of covalently binding drugs by activity-based protein profiling [J]. Bioorganic & Medicinal Chemistry，2016，24 (15) :3291.
4. R Breinbauer. Target identification of small molecule drugs and chemical probes [J]. Bioorganic & Medicinal Chemistry，2016，24 (15): 3231.
5. T Katsila，GA Spyroulias，GP Patrinos，et al. Computational approaches in target identification and drug discovery [J]. Computational& Structural Biotechnology Journal，2016，14: 177-184.
6. WMMVD Broeck. Chapter 3-Drug Targets，Target Identification，Validation，and Screening [J]. Practice of Medicinal Chemistry，2015: 45-70.
7. 杜冠華.藥物靶點的發(fā)現(xiàn)和確證研究[C]. 中國藥理學(xué)會藥學(xué)發(fā)展前沿論壇， 2008:24-26.
8. 張音，王松俊，刁天喜.藥物靶點的發(fā)展前景及需要解決的關(guān)鍵問題 [J]. 中國新藥雜志，2009 (19): 1834-1837.
9. 崔大明.藥物靶點篩選的研究 [J]. 中國衛(wèi)生產(chǎn)業(yè)，2013 (14): 187-187.
10. 龐曉叢，劉艾林，杜冠華.藥物靶點數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用進(jìn)展[J].中國藥學(xué)雜志，2014，49(22): 1969-1972.