第一部分 新分子实体药物药代动力学研究策略及前沿进展
　　1 蛋白降解靶向嵌合体
　　1.1 蛋白降解靶向嵌合体技术的研发现状与药代动力学研究策略近几十年来，除传统小分子药物外，新的治疗方法的开发取得了重大进展。蛋白降解靶向嵌合体（proteolysis-targeting chimera，PROTAC）就是一种新兴的分子治疗实体，PROTAC概念的提出起源于20年前，并在近几年如火如荼地发展（图1.1）。本节将针对PROTAC的作用机制、市场分析、药物代谢与药代动力学（drug metabolism and pharmacokinetics，DMPK）研究难点及研究策略进行概述，为PROTAC的临床前DMPK研究提供思路。
　　图1.1 PROTAC 的发展历史
　　1.1.1 蛋白降解靶向嵌合体的结构与作用机制
　　关于PROTAC的结构和作用机制，要从泛素-蛋白酶体通路讲起。2004年诺贝尔化学奖颁发给了阿龙 切哈诺沃（Aaron Ciechanover）、阿夫拉姆 赫什科（Avram Hershko）和欧文 罗斯（Irwin Rose），因为他们发现了泛素介导的蛋白质降解。
　　泛素（ubiquitin，Ub）是一种由76个氨基酸组成的小蛋白，存在于所有已知的真核生物体中。泛素化过程主要由泛素激活酶E1（E1酶）、泛素结合酶E2（E2酶）和泛素连接酶E3（E3连接酶）介导。其中，E1激活酶和E2结合酶参与的过程称为泛素的激活；E3连接酶与靶蛋白特异性结合，并催化泛素分子转移至靶蛋白上的过程，这一过程称为蛋白质的泛素化。经过这两个过程后，靶蛋白被泛素标记，*终被蛋白酶体（proteasome）识别切割成小片段，实现靶蛋白的特异性降解（图1.2）。
　　图1.2 泛素介导的蛋白质降解过程[1]
　　Ub，泛素
　　PROTAC就利用了这一天然的蛋白降解机制。作为一种双功能分子，PROTAC由3个关键结构成分组成：一侧分子区域可结合E3 连接酶，另一侧分子区域可结合靶蛋白，中间区域为连接子（图1.3）。
　　图1.3 PROTAC的结构示例
　　PROTAC依靠拉近E3连接酶和靶蛋白的距离，诱导E3连接酶为靶蛋白贴上泛素标签，继而促进靶蛋白的降解，靶蛋白降解后掉落下来的PROTAC分子可以继续被循环利用（图1.4）。
　　我们知道，大多数小分子药物需要与酶或受体的活性位点结合才能发挥作用，这种作用机制被称为占据驱动模式，但是PROTAC 可以通过任何一个角落、裂缝抓取蛋白从而降解蛋白，它不需要占据一个活跃的口袋工作，也不需要依赖靶标占有率来破坏靶标蛋白的功能，称为事件驱动的药理学机制，因此PROTAC 为很多无活性位点的不可成药蛋白靶点的开发带来了希望；它还有望克服小分子的一些缺点如耐药性，同时保留其直接作用于细胞内靶点的优势；且与抗体或寡核苷酸相比具有更高的口服生物利用度，还可以减少生产方面的挑战。
　　图1.4 PROTAC的作用机制[2]
　　1.1.2 蛋白降解靶向嵌合体的布局分析
　　PROTAC通过事件驱动的药理学为控制目标蛋白的水平提供了一个极具吸引力的治疗概念，尽管这是一种相对较新的模式，但PROTAC的药物研发管线已经取得了很大进展。
　　（1）PROTAC研发进展——国际药企：随着Arvinas公司的两个候选分子ARV-110和ARV-471率先斩获积极的临床数据，这一领域在近两年迎来蓬勃发展，此外，该公司的第三个PROTAC分子ARV-766也已进入临床阶段。另外，一些专注于开发蛋白降解剂的公司，如Nurix Therapeutics和Kymera Therapeutics、C4 Therapeutics，它们各有一些分子处于临床Ⅰ期阶段。与此同时，一些其他的药企如Bristol-Myers Squibb、Dialectic Therapeutics、Foghorn Therapeutics、Accutar Biotechnology等公司也均有一些PROTAC处于临床Ⅰ期阶段（表1.1）。
　　表1.1 部分国际药企的PROTAC研发进展
　　资料来源：上述公司官网，信息收集截至日期2023年8月31日。
　　AR，雄激素受体；ER，***受体；BTK，布鲁顿酪氨酸激酶；IRAK4，白细胞介素-1 受体相关激酶4；STAT3，信号转导及转录激活因子；IKZF1/3，IKAROS家族锌指1/3蛋白；EGFR，表皮生长因子受体；BRD9，含溴结构域蛋白9；BCL-XL，B细胞淋巴瘤因子2XL。
　　（2）PROTAC研发进展——中国药企：中国也有不少企业正在开发PROTAC分子，如凌科药业（杭州）有限公司（凌科药业）、苏州开拓药业股份有限公司（开拓药业）、海思科医药集团股份有限公司（海思科）、上海美志医药科技有限公司（美志医药）、百济神州（北京）生物科技有限公司（百济神州）、上海睿跃生物科技有限公司（睿跃生物）、海创药业股份有限公司（海创药业）等均已在PROTAC领域有布局。其中，凌科药业、开拓药业、海思科等均有一款PROTAC进入临床Ⅰ期阶段（表1.2）。
　　表1.2 部分中国药企的PROTAC研发进展

目录
第一部分 新分子实体药物药代动力学研究策略及前沿进展
1 蛋白降解靶向嵌合体 03
1.1 蛋白降解靶向嵌合体技术的研发现状与药代动力学研究策略 03
1.2 蛋白降解靶向嵌合体成药性研究：溶解度和渗透性研究策略 09
1.3 蛋白降解靶向嵌合体代谢研究策略和主要方法 12
1.4 蛋白降解靶向嵌合体与外排转运体的药物相互作用评估策略 16
1.5 蛋白降解靶向嵌合体药物生物分析中的挑战 20
1.6 提高蛋白降解靶向嵌合体口服生物利用度的七大策略 23
2 抗体偶联药物 27
2.1 抗体偶联药物的药代动力学研究特点及策略 27
2.2 抗体偶联药物中小分子毒素释放和代谢的研究模型和分析方法 31
2.3 基于LC-MS/MS技术的抗体偶联药物药代动力学生物分析策略 36
2.4 基于放射性核素标记技术的抗体偶联药物药代动力学研究 43
2.5 基于QWBA技术的抗体偶联药物在荷瘤鼠的组织分布研究 49
3 多肽偶联药物 52
3.1 多肽偶联药物及其药代动力学研究策略 52
3.2 多肽偶联药物的靶向释放原理与代谢产物鉴定研究 59
4 多肽类药物 71
4.1 多肽类药物的发展、特征和药代动力学研究策略 71
4.2 多肽类药物的代谢特征及优化策略 78
4.3 多肽类药物生物分析中的挑战及策略 86
4.4 *个口服降糖多肽药物——索马鲁肽的研发历程及其药代动力学特征解析 90
5 核酸类药物 95
5.1 寡核苷酸药物介绍及其药代动力学研究策略 95
5.2 液相色谱-质谱联用在寡核苷酸药代动力学定量分析中的应用 102
5.3 寡核苷酸药物的递送系统及其对药代动力学特征的影响 106
5.4 寡核苷酸药物的代谢及其代谢产物分析和鉴定研究 111
5.5 FDA 批准的反义寡核苷酸药物的吸收、分布、代谢和排泄特征 119
5.6 新冠病毒感染驱动下疫苗的发展：mRNA疫苗的未来已来 125
第二部分 疾病领域治疗药物药代动力学研究
6 眼科疾病治疗药物 135
6.1 眼科药物临床前药代动力学特点及研究策略 135
6.2 眼科药物临床前体内药代动力学研究方法 141
6.3 眼科药物生物分析中的挑战及策略 147
7 呼吸系统疾病治疗药物 151
7.1 已上市的慢性阻塞性肺疾病吸入给药药物的药代动力学特征解析 151
7.2 吸入给药药物临床前体内药代动力学研究的挑战及策略 156
8 皮肤给药类药物 165
8.1 透皮给药制剂研究及其体内药代动力学研究策略 165
8.2 体外透皮实验在皮肤外用制剂开发中的应用 172
9 新型冠状病毒感染治疗药物 179
已上市抗新冠病毒感染口服药物研发中的药代动力学研究策略 179
第三部分 前沿药代动力学研究技术及应用策略
10 体外药代动力学研究 189
10.1 快速检测亲脂性：反相液相色谱法的建立和应用 189
10.2 体外-体内外推代谢预测模型：利用体外药物代谢数据推导其体内的代谢清除特征 194
10.3 NTCP转运体在药物研发中的应用198
10.4 体外评估时间依赖性抑制：AUC shift法207
10.5 肝脏转运体在药物性肝损伤研究中的作用及评估建议 212
10.6 酶表型鉴定中“罕见”CYP450酶鉴定体系的建立与应用 219
10.7 Non-CYP450 酶介导的代谢研究和体外评估策略 226
10.8 醛氧化酶在药物代谢中的早期预测及应对策略 237
10.9 体外谷胱甘肽结合模型的建立及在共价抑制剂研发中的应用 243
11 体内药代动力学研究 253
11.1 难溶性化合物临床前药代动力学制剂优化策略 253
11.2 无菌动物在肠道微生物研究中的应用 259
11.3 One mouse One PK系统在生物药药代动力学研究中的应用 265
11.4 非啮齿类动物药代动力学研究在神经系统药物研发中的探索与应用 272
12 代谢产物鉴定及结构优化 278
12.1 高通量药物代谢软点识别助力先导化合物结构优化 278
12.2 反应性代谢物检测及其在药物研发中的应用 283
12.3 UGT酶介导毒性产生的识别及评估策略293
12.4 从药物代谢角度了解氘代药物的研发策略 299
13 放射性同位素标记受试物药代动力学研究 306
13.1 基于定量全身放射自显影技术（QWBA）的组织分布可视化306
13.2 放射性人体试验的临床前及临床Ⅰ期研究策略 309
14 生物分析 315
14.1 基于配体结合分析技术的抗体类药物临床前药代动力学生物分析策略 315
14.2 基于高分辨质谱技术的完整蛋白定量定性一体化生物分析策略 321
14.3 药物研发中生物标志物的应用及检测技术 330
14.4 基于超高效合相色谱串联质谱（UPCC-MS/MS）与超高效液相色谱串联质谱（UPLC-MS/MS）双分析平台的手性药物DMPK 研究策略 338
14.5 生物样本中脂质体药物的分析检测策略 344
14.6 药物排泄研究中粪便样品分析的挑战与策略 350
14.7 非特异性吸附现象产生的要素和解决策略 355