提升药物发现和开发的能力

在发现和开发一种新药时，从一开始的初始调研到一个完整的产品交付，是一个漫长、复杂且昂贵的过程。将一种新药推向市场可能需要12-15年的时间，成本或超过10亿美元。

然而，像核磁共振(NMR)波谱这样强大的技术可以引入一个预筛选阶段，从而精确地找出最值得关注的候选药物进行开发，并确定最有可能成功的方案，这可能会节省大量的时间和资源。

发现治疗人类疾病的新药，从细菌感染到癌症，都有赖于核磁共振（NMR）等分析技术的不断发展。

冗长的传统流程

传统的药物发现过程从确定靶点开始。靶点通常是某种类型的蛋白质，如G-蛋白耦联受体（GPCR）或激酶。第二步是线索发现，即确定潜在的候选药物（命中），即具有治疗潜力的小分子或较大的生物制品（如蛋白质或抗体）。

这些先导分子必须达到药物靶点并显示出所需的活性。在这里，高通量筛选（HTS）通常用于确定有希望的候选先导分子(hit-to-lead)。命中先导过程的目的是产生更有效和更有选择性的化合物，然后对其进行优化，以生产出安全有效的药物。

加快流程

通过实验性高通量筛选（HTS）确定有希望的线索可能会耗费大量时间和成本。为了发挥作用，每种药物都必须作用于正确的靶点，而了解这些靶点的三维（3D）结构是推动被称为基于结构的药物设计的快速增长的药物研究方法的基础。

药物发现和开发的研究人员依靠一系列工具来识别和鉴定新药。高效液相色谱法（HPLC）、质谱法（MS）、毛细血管电泳法（CE）和振动波谱法（红外和拉曼）都用于高通量筛选（HTS），但这些方法无法提供研究这些分子及其靶点结构所需的细节。

核磁共振（NMR）的优势

核磁共振（NMR）波谱可集成到自动化工作流程中，以快速确定候选药物与目标的结合强度。通过使用核磁共振（NMR），研发实验室可以筛选数以万计的化合物，观察结合活性，并确定哪些靶点需要验证，并将其带入先导物发现。

例如，核磁共振（NMR）已被确定为建立GPCRs 知识的关键方法。GPCRs 是一个流行的蛋白质药物靶点家族，可调节几个重要的生理过程，包括细胞增殖、分化、神经传递和细胞死亡。核磁共振（NMR）能够研究与GPCRs和潜在候选药物之间相互作用有关的动态特征，以帮助确定哪些是最值得投入开发时间和资源的药物。

表征新的抗癌药物

癌症是全球第二大死因，全世界每6个人中就有1人死于癌症。仅仅在2018年，就有960万人死于癌症。

随着新的、更有效的治疗方法的开发，癌症死亡率已经下降，但癌症在不断发展，这可能导致癌症对现有疗法产生抗药性。一旦癌症产生耐药性，它就会不受控制地继续生长。

因此，人们一直在寻找具有一系列作用模式的新型抗癌剂。例如，人们发现肿瘤的发展与血管生成（新血管的生成）密切相关，因此这成为一个关键的治疗目标。

利用核磁共振（NMR）波谱学，新的研究已经识别出了黄芩素的结构调整，这种中国的开花植物黄芩干根的提取物具有显著的抗血管生成和抗癌作用，而没有相关毒性。

我们知道，为了不断发现新的潜在药物并将其开发成成功的治疗方法，研究人员既要依靠久经考验的技术，又要依靠创新的仪器。核磁共振（NMR）满足了这两个要求，它提供了一个平台，将在未来继续增强药物发现和开发的能力。