第22讲前药与给药系统 一、教学目标： 1.知识培养 使学生了解前药概念及前药设计的目的。前药根据活化机理不同可分 为载体连接前药和生物活化前药，载体连接前药要求学生掌握其基本 特征和典型的应用实例，生物活化前药要求的了解基本的活化类型及 典型应用实例。 2.能力培养 通过前药与给药系统的学习，要求学生具备识别前药在药物中的应用 的能力，同时能够合理应用前药设计的基本原理对药物结构进行的改 造，得到更优的药物分子。 二、教学内容 1.前药的概念和前药设计的目的：前药是指一类药理学上无活性、 经生物代谢转化过程后成为活性物质的化合物。前药设计的目的是 1)改善药物在水中的溶解度，2)改善药物的体内吸收与分布，3)提高 药物的作用部位特异性，4)提高药物代谢稳定性，5)延长药物作用时 间，6)降低药物毒性，7)消除药物的不良气味或味道，8)便于剂型设 计。 2.前药的分类：前药可分为载体连接前药和生物前体前药。载体连 接前药是指一类活性药物与可酶降解的载体如酯等基团相连的一类 化合物，它又可分为二元、三元及协同前药。生物前体前药是指一类 经酶代谢修饰后形成活性物质，或进一步代谢转化为活性物质的化合
第 22 讲 前药与给药系统 一、教学目标： 1．知识培养 使学生了解前药概念及前药设计的目的。前药根据活化机理不同可分 为载体连接前药和生物活化前药，载体连接前药要求学生掌握其基本 特征和典型的应用实例，生物活化前药要求的了解基本的活化类型及 典型应用实例。 2．能力培养 通过前药与给药系统的学习，要求学生具备识别前药在药物中的应用 的能力，同时能够合理应用前药设计的基本原理对药物结构进行的改 造，得到更优的药物分子。 二、教学内容 1. 前药的概念和前药设计的目的：前药是指一类药理学上无活性、 经生物代谢转化过程后成为活性物质的化合物。前药设计的目的是 1)改善药物在水中的溶解度，2)改善药物的体内吸收与分布，3)提高 药物的作用部位特异性，4)提高药物代谢稳定性，5)延长药物作用时 间，6)降低药物毒性，7)消除药物的不良气味或味道，8)便于剂型设 计。 2. 前药的分类：前药可分为载体连接前药和生物前体前药。载体连 接前药是指一类活性药物与可酶降解的载体如酯等基团相连的一类 化合物，它又可分为二元、三元及协同前药。生物前体前药是指一类 经酶代谢修饰后形成活性物质，或进一步代谢转化为活性物质的化合
物。 3.载体连接前药的基本学习要点： (1)载体连接前药特征：理想的可用于前药设计的载体应具有以下 特征：1)保护药物直至作用部位，2)将药物定位于作用部位，3) 药物可经化学或酶过程释放，4)对宿主毒性小，5)具有生物可降解 性、化学惰性和非免疫源性，6)可价廉、方便地合成，7)在给药剂 型下化学和生物化学稳定。 (2)载体连接前药活化机理： a.最常见的活化载体连接前药的反应是水解，适用于连接载体的药 物功能团有羟基、羧基、氨基、磺酰胺、羰基等，它们可与相应的载 体形成酯、酰胺、磺酰胺、席夫碱等化合物，如甲基泼尼松龙琥珀酸 钠、依托泊苷磷酸酯、氟轻松、地匹福林、酚丁乙酸酯等前药，它们 在体内经酶催化水解可释放出原药。 b.大分子药物释放系统也是一种载体连接的二元前药，可增加药物 的部位特异性，增加稳定性等。常用的大分子有聚乙烯醇、聚丙烯酸 甲酯等合成聚合物及聚氨基酸等生物降解高分子。 C.三元前药及协同前药定义：三元前药是载体经连接臂与药物相连 的一类化合物，可改善部分二元前药因为太不稳定或过于稳定而导致 无效的问题，如氨苄西林的前药巴氨西林。协同前药是二元或三元前 药，其载体是一种具有协同作用的药物，如三元协同前药舒他西林。 4.生物前体前药的基本学习要点： (1)生物前体前药活化方式：包括质子活化、水解活化、消除活化
物。 3. 载体连接前药的基本学习要点： （1） 载体连接前药特征：理想的可用于前药设计的载体应具有以下 特征：1）保护药物直至作用部位，2）将药物定位于作用部位，3） 药物可经化学或酶过程释放，4）对宿主毒性小，5）具有生物可降解 性、化学惰性和非免疫源性，6）可价廉、方便地合成，7）在给药剂 型下化学和生物化学稳定。 （2）载体连接前药活化机理： a. 最常见的活化载体连接前药的反应是水解，适用于连接载体的药 物功能团有羟基、羧基、氨基、磺酰胺、羰基等，它们可与相应的载 体形成酯、酰胺、磺酰胺、席夫碱等化合物，如甲基泼尼松龙琥珀酸 钠、依托泊苷磷酸酯、氟轻松、地匹福林、酚丁乙酸酯等前药，它们 在体内经酶催化水解可释放出原药。 b. 大分子药物释放系统也是一种载体连接的二元前药，可增加药物 的部位特异性，增加稳定性等。常用的大分子有聚乙烯醇、聚丙烯酸 甲酯等合成聚合物及聚氨基酸等生物降解高分子。 c. 三元前药及协同前药定义：三元前药是载体经连接臂与药物相连 的一类化合物，可改善部分二元前药因为太不稳定或过于稳定而导致 无效的问题，如氨苄西林的前药巴氨西林。协同前药是二元或三元前 药，其载体是一种具有协同作用的药物，如三元协同前药舒他西林。 4. 生物前体前药的基本学习要点： （1）生物前体前药活化方式：包括质子活化、水解活化、消除活化
氧化活化、还原活化、核苷酸活化、磷酸化活化和脱羧活化等。其中， 氧化活化过程又包括N-与O-脱烷基、氧化脱胺、N-氧化和S-氧化等； 还原活化过程又包括偶氮还原、叠氮还原、亚砜还原、二硫键还原、 硝基还原等；而磷酸化活化常见于无环核苷类抗病毒药物的研究中。 重点： 了解前药的定义，作用，分类及活化方式。对于各种类型的前药 设计至少了解一个应用实例。学会应用前药设计的基本原理进行药物 分子设计。 难点： 要求学生将前药设计的理念在实际的药物研发中进行灵活合理的 应用，可通过实际案例的演练来训练学生灵活进行前药的设计。 三、教学媒体 PPT制作 四、教学形式 理论课，小班 五、教学方法 用讲解法介绍前药的基本概念，作用及分类。用案例分析的方式
氧化活化、还原活化、核苷酸活化、磷酸化活化和脱羧活化等。其中， 氧化活化过程又包括 N-与 O-脱烷基、氧化脱胺、N-氧化和 S-氧化等； 还原活化过程又包括偶氮还原、叠氮还原、亚砜还原、二硫键还原、 硝基还原等；而磷酸化活化常见于无环核苷类抗病毒药物的研究中。 重点： 了解前药的定义，作用，分类及活化方式。对于各种类型的前药 设计至少了解一个应用实例。学会应用前药设计的基本原理进行药物 分子设计。 难点： 要求学生将前药设计的理念在实际的药物研发中进行灵活合理的 应用，可通过实际案例的演练来训练学生灵活进行前药的设计。 三、教学媒体 PPT 制作 四、教学形式 理论课，小班 五、教学方法 用讲解法介绍前药的基本概念，作用及分类。用案例分析的方式
帮助学生理解各类前药的活化方式。提供药物设计案例，组织学生进 行前药设计的实际演练，分组讨论后对结果进行汇总分析，在此基础 上对本章内容进行总结归纳。 六、教学过程设计 前药及给药系统 概念讲解 载 生 体连接前 物 化前 分类及实 例介绍 1. 特征 包括质子活化、水解 活化、消除活化、氧 2. 水解活化 化活化、还原活化、 3. 三元及协同前药 核苷酸活化、磷酸化 活化和脱羧活化等 前药设计实例练习 分组讨论 总结归纳 七、课程作业及过程考核：前药设计实例练习
帮助学生理解各类前药的活化方式。提供药物设计案例，组织学生进 行前药设计的实际演练，分组讨论后对结果进行汇总分析，在此基础 上对本章内容进行总结归纳。 六、教学过程设计 前药及给药系统 载 体 连 接 前 药 载 体 连 接 前 药 生 物 活 化 前 药 生 物 活 化 前 药 概念讲解 分类及实 例介绍 1. 特征 2. 水解活化 3. 三元及协同前药 包括质子活化、水解 活化、消除活化、氧 化活化、还原活化、 核苷酸活化、磷酸化 活化和脱羧活化等 前药设计实例练习 分组讨论 总结归纳 七、课程作业及过程考核：前药设计实例练习