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分子砌块加速新药发现
2025-03-11
分子砌块一般指药物分子砌块，主要用于药物研发以及有机方法学中目标化合物的合成，它们是组成药物分子的重要片段，其之于药物小分子，犹如砖瓦之于房屋，实现了新药发现阶段质的变化。分子砌块的分子量一般小于300，属于药物小分子的上游合成原料，也是新药研发的创新源头之一。在药物研发初期，大量的分子砌块经过多样性组合，继而不断的合成尝试，可以得到一系列苗头化合物或先导化合物，通过对分子砌块上的基团或分子砌块本身进行替换或改造，优化出较为理想的活性小分子。可以说丰富的分子砌块产品库就是药品研发“建造”过程中各种形状的砖块，只有足够多、结构足够新颖的分子砌块才能有更大的机会成功研发出药效好、毒性低的理想化合物。
分子砌块的诞生：21世纪应运而生
新药研发一直被认为是高风险、高收益的活动，过去业界一直流传着“双十”的说法，意思是：新药研发需要耗时十年，耗资十亿美金。一般而言，一款新药的研发流程包括以下几个阶段：探索阶段，药学研究阶段，临床前生物研究阶段，临床研究阶段，以及临床后的审批上市。20世纪90年代以来，大型药企生产主要是应用公司内部组建研发团队自行研发的模式，但是基于药物研发的难度以及庞大的工作量，研发成本较高，且研发效率较低。进入21世纪，药物研发需求及规模逐渐扩大，对于传统的研发模式来说，新药研发的成本在不断增加，研发难度在不断增大，这种趋势使得药物研发企业对结构新颖、功能多样的分子砌块的需求持续增长，对纯度、手性、单杂等要求也越来越严格。为了迎合市场的需要，药物分子砌块设计、研发和生产的专业化公司陆续开始出现。在药物探索阶段，药企通过一次性购买数百甚至数千个分子砌块产品，通过化学合成的方法得到目标小分子，后者进行体内外活性测试，根据实验结果对小分子结构进一步优化，如此反复，最终筛选出先导化合物或临床前候选化合物。
分子砌块的作用：缩短药物研发时间
对于一个药物分子的合成，从普通试剂出发可能需要10步或更多步骤，而从分子砌块出发，则可以将中间步骤缩短至5步或更少；分子研发的时间也由原来的几周缩短至1周甚至更短。为了最终研发出药效好、毒性低的理想化合物，在前期需要合成大量的苗头化合物或先导化合物供筛选，分子砌块的应用无疑可以大大减少药物的化学合成时间。专业的分子砌块设计、研发和生产企业的诞生，是医药行业专业化分工的体现，大大加速了药物研发的进程。对药物研发来说，分子砌块的应用可以大大提升药物的研发效率；对于药企来说，分子砌块的批量购买可以有效的降低成本，减少研发前期投入的时间、人力、试错等成本。
分子砌块行业的发展：日新月异
相关数据显示，全球医药研发支出中有30%用于药物分子砌块的购买和外包。而全球医药市场保持稳定增长，也意味着全球新药的研发支出持续保持增长的态势。分子砌块行业是一个全球竞争的行业，供应一般为品类丰富的综合型供应商或专供某一类型的特色供应商，国外的Sigma-Aldrich、Combi-Blocks和Enamine为全球分子砌块行业的龙头企业，市场占有率10%以上；Fluorochem和AstaTechInc等公司为第二梯队企业，市场占有率1%-10%，为全球医药产业构建品类多样、结构新颖的药物分子砌块产品库。
国内分子砌块行业目前处于快速发展阶段，随着各品牌试剂研发能力的提升，逐渐沉淀了大量的砌块类现货产品或者积累了大量不同砌块结构的定制合成能力，希望不久的将来，我们能看国内头部企业的崛起，在国际分子砌块供应体系上占领重要的地位。