当代药物科学 化学工程学院 制药工程系 史大华 E-mail: shidahua@126.com

关于这门课程 开阔同学们的眼界，了解一个专业方向、一个产业。 参考资料： 毕开顺主编 《药学导论》，人民卫生出版社 吴春福主编《药学概论》（第二版），中国医药科技出版社

第一章 绪论 1、当代药物科学的目的和意义 提供药物相关学科的全景图，概要了解药学各学科的历史、范畴、基本概念、研究领域、研究方法、主要成就和尚未解决的问题； 把握方向,为后续专业课学习作到心中有数； 明白药学的责任、任务与社会意义，培养职业的使命感，受到科学与人文素质的教育。

2、本章要求 掌握药的含义和药学的概念； 了解我国药学的各主要分支学科的现状； 熟悉药学的起源、发展、在现代科学及国民经济中的地位和药学研究的主要任务。

第一节 药学的概念 一、药的含义 草——人参——大补元气 木——黄柏——清湿热 虫——蝎子——攻毒散节 谷——麦芽——养心益气

1. 药或药物是用于防病、治病和诊断疾病的物质 中西药各类药物、疫苗、血清、诊断试剂等。 1. 药或药物是用于防病、治病和诊断疾病的物质 中西药各类药物、疫苗、血清、诊断试剂等。 2. 药物的来源 （Source of drugs）： Ancient ：Natural products （Plants, Animals and Minerals ） Modern ：Active principles of natural products Artificial Synthetics

3. 药物的双重性 1932年4月3日，美籍生物化学家森特·哲尔吉分离出维生素C，并因此获得诺贝尔生理学奖。 3. 药物的双重性 1932年4月3日，美籍生物化学家森特·哲尔吉分离出维生素C，并因此获得诺贝尔生理学奖。 瑞士的雷池斯坦成功地进行了维生素C的人工合成，并于1934年在瑞士实现了维生素C的大量工业生产，投放市场。 1950年的诺贝尔医学奖

（１）维生素C（抗坏血酸） 关节疼痛，牙龈肿胀溃烂出血，牙齿松动脱落。 食物成分之一，药食同源。 大剂量Vc影响或改善机体的功能－药物 维生素C防治坏血病、感冒、癌症，剂量越来越大，保健药物。

（2）吗啡 鸦片的的毒素成份于1850年由某德国化学家所分离，为一种生物碱，命名为吗啡。 吗啡是鸦片众多成分中唯一具有減痛效果的物质。 强效镇痛药 大量长期使用会成瘾，毒品。海洛因即二乙酰吗啡

（3）肾上腺皮质分泌的可的松 是机体内的激素 大剂量使用抗炎 皮炎宁软膏

二、药学的概念 药学是以现代化学、医学为主要理论指导，研究、开发和生产应用于治病防病药物的一门科学。 药学 药物化学 药理学 药剂学 生药学 药物分析学 微生物和生化制药学 “生药”一般是指取自生物的药物，兼有生货原药之意。例如采用药用植物的全体(益母草、白屈菜)、部分(人参、洋地黄叶)、分泌物或渗出物(苏合香、没药)，或者采用药用动物的全体(蜈蚣、蛤蚧)、部分(鹿茸、羚羊角)、分泌物(蟾酥、麝香)，经过一定方式的简单加工而得。应用最广的是植物药，一部分是动物药，另少数矿物药。此外，由植物中制取的淀粉、粘液质、挥发油；自植物、动物中制取的油脂、蜡类，以及一些医用敷料如棉、毛和滤材如白垩、滑石粉、石棉、白陶土等，也列入生药的范畴。 生药学》(1958)谓：利用植物学、化学、药理学等科学知识来研究生药的名称、来源、形态、性状、组织、成分、效用和栽培、采制、贮藏的学问，即为生药学。楼之岑主编《生药学》(1965)谓：生药学是利用科学方法来研究生药的来源、生产、化学成分和分析鉴定的一门科学。综上所述，结合我国教学研究实践，生药学是应用本草学、植物学、动物学、化学、药理学和中医学等学科知识，来研究生药(药材)的名称、来源、生产、采制、鉴定、化学成分和医疗用途的科学。 ，以及我国生药包含有矿物药，中药、草药、中草药、中药材、药材、生药的涵义有时较难明确区分。在生药学教材中，上述名词都将随习惯适当应用。

药学是化学和医学间的桥梁学科 1.研究药学要以化学为基础 氧气是维持人体正常功能必须的。 但CO中毒时，吸氧是一个有效治疗手段，氧是药物。

2.研究药物应以临床医学为指导 （1）阿尔茨海默病（Alzheimer’ disease） 老年痴呆症 　　老年痴呆症 1906年　德国的精神科兼神经病理学家Alois Alzheimer 1970年　英国科学家　脑内胆碱能神经系统退化Ach下降。 治疗：胆碱酯酶抑制剂　疫苗

帕金森病 瑞典神经药理学家卡尔森 脑中纹状体缺少多巴胺 2000年　诺贝尔生理和医学奖 药物通过维持或干预机体内化学反应进行治疗

（Acquired Immunodeficiency Syndrome，AIDS） （2）艾滋病 （Acquired Immunodeficiency Syndrome，AIDS） 人类免疫缺陷病毒（human Immunodeficiency virus，HIV ） 1981年 美国首先发现 RNA病毒 高度变异 疫苗风险大 治疗：叠氮胸苷 中药 鸡尾酒疗法

第二节　药学的起源与发展 一、现代药学起源 茹毛饮血的远古时代酒曲（酵母菌）治胃病、酿酒

汉代的《神农本草经》 Sheng Nong’s Herbal Classic 我国2700BC，草药方剂治病 载药365种，不少流传至今，如人参、甘草、当归、麻黄。 历代均有修订、增补。

盖 伦 制剂 公元130-200 ，古希腊─罗马时期的医学家盖伦（Galen），被称为“知识医生”。 盖　伦　制剂 公元130-200 ，古希腊─罗马时期的医学家盖伦（Galen），被称为“知识医生”。 拥有哲学和逻辑学知识， “生物学之父” 。 盖伦开创了实验生理学和解剖学的先河，在疾病和临床方面累积了不少的知识和经验，并创制了被称为“盖伦制剂”的复方。

《新修本草》 国家最早药典，公元7世纪唐朝。 收载中852药种。 欧洲认为世界第一部药典 1498年佛罗伦萨出版的新调剂大全。

1805年从植物中提取第一个活性成分－吗啡 1821，巴塞罗那爆发疟疾，奎宁，制药工厂 现代药学开始的里程碑－吗啡的分离 现代制药工业的鼻祖－奎宁制药工厂

二、现代药学的发展 （一）药学发展的四个阶段 （１）古代至19世纪末 分离、利用天然药物有效成分 （２）19世纪末药物合成的兴起 （１）古代至19世纪末　分离、利用天然药物有效成分 （２）19世纪末药物合成的兴起　 天然药物有效成分有限　 百浪多息（Prontosil）1932年德国杜马（G.Domark）合成的一种磺胺染料，抗链球菌和金葡菌，第一个抗菌有效的化学治疗剂。

（３）20世纪40~60年代　 生物化学巨大发展：维生素　胰岛素　皮质激素　三大代谢 在体内活性物质基础上研制了一系列激素、维生素及其类似物。 （４）20世纪70年代 　 医学、化学、生物学等多学科渗透交叉　 生物药学时期　　

（二）药学各学科发展现状 药物化学已由过去的随机、逐个多步骤液相合成已发展到计算机辅助设计、定向一步固相合成药物的组合化学阶段，大大提高了新药研究的速度和命中几率。 药理学对新药的筛选也发展到高通量、机器人筛选，或者酶、细胞、受体进行筛选；对药物作用机理研究从整体、器官水平发展到细胞、分子水平、量子水平。

药物制剂学方面，由一般制剂发展到缓释、控释、速释制剂；由以工艺为主到与生物相结合。 药物分析化学的手段不断更新， 从化学比色到HPLC、GS、MS、到手性化合物；体内药物分析的灵敏度不断提高。

生药学方面从形态学、显微水平观察发展到化学、基因水平研究药物；并从研究陆地药物发展到开始研究海洋资源。 微生物与生化学更是发展迅速。高水平生物技术广泛应用，基因表达如大肠杆菌的细胞分泌，植物中转基因生产药物。

三、我国药学的现状与发展 我国新药研究已处于一个由过去几十年的仿制为主转到以创新为主、仿制为辅的时期。 这就需要我国的药物化学家不断发现新的化合物实体. 在药理学家的配合下，筛选其活性，申请专利，开发成我国独有的专利药物。

（一）药物化学方面 建国前，制药工业。 目前 抗生素、维生素、解热镇痛药等24类1350种原料药生产的世界第二 目前　抗生素、维生素、解热镇痛药等24类1350种原料药生产的世界第二　 但临床化学药物97%以上是外国研制（青蒿素）　我国药品仿制生产 1993年我国将化合物实体（药物、农药等）纳入专利保护制度。

我国新药研究以创新为主、仿制为辅，药物化学发现新化合物。 药物合成（化学制药工艺学） 同时配合药理研究，筛选活性，应用计算机辅助设计修饰某些已知结构药物，开发具有自主知识产权的专利药物

药物化学的历史和现状 发现阶段（discovery）：吗啡 发展阶段（development）：磺胺类药物 设计阶段（design）：3D-QSAR（三维定量构效关系） 我国药物化学的现状（中草药的有效成分及其衍生物）

药物化学在新药研究与开发中的作用 组合化学和高通量筛选技术 计算机辅助药物分子设计技术 化学信息学和数据库检索技术 生物技术 合理药物设计 类似化合物结构修饰的新药模仿性设计（Me-too策略） 天然产物的结构改造仍是重要途径

（二）药物制剂方面 研究药物的基本理论、处方设计、制备工艺和合理应用的综合性技术科学。 目前药物制剂3000多种，中成药制剂 从简单调配到集多学科为一体的药剂学 用纳米、微粉化、固体分散技术加速药物溶出、释放、提高生物利用度。

用膜腔、包衣、渗透泵技术控制药物的释放速度 用包衣、微胶囊、大分子包合等技术除去药物苦味。 采用透皮机理，使眼、鼻、肺、皮肤等用药突破传统局部用药概念 制剂辅料 使蛋白质类等大分子药物能够给药

（三）药理学方面 现代药理学：20世纪20年代末，陈克恢麻黄碱药理活性 解放后是验证仿制药物的疗效 80年代后，中药药理基础研究，归国人员带回的现代药理学手段与方法 心血管药理、神经药理、生化药理

药理学的性质与任务 1.药物效应动力学，简称药效学 （pharmacodynamics）药物对机体的作用。 主要引起机体兴奋的药物称为兴奋药 主要引起机能活动抑制的药物称为抑制药 2.药物代谢动力学，简称药动学（pharmacokinetics）是研究机体对药物处置的动态变化。即药物的吸收、分布、代谢、排泄过程。

药理学的发展 向分子水平提高（信号、细胞因子、受体等） 人类疾病动物模型—筛选药物—药效—细胞分子机理（古代的中草药，人参） 细胞分子筛选—药物—药效—整体动物模型

（四）药物分析方面 药物分析与分析化学（仪器分析）发展有关 理化测试与分析仪器和计算机技术发展 体内药物分析、中药质量控制

我国药品质量标准体系 法定药品质量标准——中华人民共和国药典；国家药品监督管理局药品标准；省（自治区、直辖市）药品标准 临床研究用药品质量标准 暂行或试行药品标准 企业标准

药物分析的新技术和新方法 在体采样技术 分析技术（MALDI-MS ） 中药分析法（基因分析法；模式识别法；指纹图谱） 　MALDI-TOF-MS（基质辅助激光解析电离飞行时间质谱, 英文名Matrix-Assisted Laser Desorption/ Ionization Time of Flight Mass Spectrometry

（五）生物技术与生物制药方面 建国初期，只有上海杨氏制药厂：少量生化药物 口服水解蛋白 肝素注射液 建国初期，只有上海杨氏制药厂：少量生化药物　口服水解蛋白　肝素注射液 现在生化制药企业300多家，胰岛素、肝素钠、基因工程药物 、干扰素Interferons INF 、IL白介素。

（六）抗生素方面 1929 Fleming 青霉素 1943 用于临床 我国 1950青霉素钾结晶 国际抗生素1万种 临床抗感染用189种 我国　1950青霉素钾结晶 国际抗生素1万种　临床抗感染用189种 　抗肿瘤20种 青霉素：G+，头孢

我国抗生素研究：仿制为主、寻找高产的菌株 将来：广开菌源、应用新的筛选体系、基因工程技术

（七）中药与天然药物方面 中药与中医 我国药用的植物、动物、矿物1万多种，200多种人工栽培，进口中药西洋参、胖大海。 中药保护与继承，现代化研究：人参、三七、大黄、甘草、黄连、丹参、天麻 1985年新药审批制度后，100多种中药新药。

但在国际中药市场占3%~5%，日本、韩国占优势。 WTO后，形势严峻。 原因：基础研究和技术水平，对外宣传 对策：中药有效成分研究和质量控制

现代化中药四大产业： ①GAP：中药栽培的标准化（Good Agriculture Practice,GAP） ②GMP：统一炮制规范、质量标准的现代化生产 ③市场营销的中药商业 ④技术创新和信息网络的中药知识产业

第三节 药学的任务 一、研究新药 生命健康需要，延年益寿。 药物的双重作用 副作用、后遗效应、变态反应 -内酰胺类抗生素：青霉素和头孢类 第三节　药学的任务 一、研究新药 生命健康需要，延年益寿。 药物的双重作用 副作用、后遗效应、变态反应 -内酰胺类抗生素：青霉素和头孢类 喹诺酮类（氟沙星、氧氟沙星、环丙沙星 ）。 新疾病：AIDS 、SARS、心血管疾病、肿瘤、糖尿病

不良反应（adverse reaction） 副作用（side effect）：用麻黄碱治疗哮喘的时候，会出现中枢兴奋作用，可使病人失眠。 毒性反应（toxic effect）：氨基糖苷类抗生素链霉素、庆大霉素等具有耳毒性（ototoxicity） 变态反应（allergy）：青霉素过敏，氯霉素引起再生障碍性贫血。

继发性感染（secondary reaction）：长期服用四环素类广谱抗生素，许多敏感菌株被抑制，引起二重感染。 后遗效应（after effect）：连续使用催眠药，尤其是长效催眠药，可产生各种后遗效应，表现为白天嗜睡、反应迟钝、判断力下降、意识模糊，以至精神紊乱。 致畸作用（teratogenesis）：反应停（thalidomide），孕妇服用此药后胎儿畸形。

二、阐明药物的作用机理 （１）药物作用途径：酶、受体 （２）研发新的高效低毒药物 消炎痛，非甾体抗炎药，副作用是诱发胃溃疡。作用机理是抑制了COX1和 COX2而发挥抗炎镇痛。 新型的抗炎镇痛药：只抑制COX2

三、研制新的制剂 药物　 制剂 　临床 各种剂型 片剂：服用方便 注射剂：快速、高效 缓释、控释、长效制剂

四、制定药品的质量标准、控制药品质量 药物含量的控制：检测、质控 药物杂质性质的确定、含量的控制、副作用

五、开拓医药市场、规范药品管理 研究：科学合理、有效安全、假阳（阴）性 生产和销售：规范安全有效 GAP（Good Agricultural Practices） GLP（Good Laboratory Practice） GCP（ Good Clinic Practice ） GMP（ Good Manufacture Practice ）

第四节 药学的地位 一、药学学科在现代科学中的地位 医药不分家、药食同源 药学是医学、化学、生物学交叉，理科或工科 第四节　　药学的地位 一、药学学科在现代科学中的地位 医药不分家、药食同源 药学是医学、化学、生物学交叉，理科或工科 药学是应用学科，研究药物，治疗疾病。

二、药学在国民经济中的地位 （一）药学事业为人类身体健康提供保障 霍乱、天花、流感、伤寒、肺结核等 胰岛素：Ⅰ型糖尿病 但肿瘤、心脏病、AD等 （二）药学在市场经济中的地位 药品高科技产品，附加值高。 制药行业：朝阳产业、不可替代性、高利润

三、药学与其他学科的关联 数学：药物动力学的计算 物理：仪器分析中光谱、色谱，药剂粉体学 无机化学：有药物是无机物Ca剂、 Fe剂 有机化学：临床药物大多是有机化合物。是药物化学基础。 分析化学：是药物分析基础，通过化学反应的颜色、沉淀等来定性或定量。

解剖学是药理学的基础：心脏跳动原理与抗心律失常药 药学教育四大专业基础课：药物化学、药物分析、药理、药剂

作业 药学发展分为哪四个阶段，各有什么特点？