圖片來源：Pixabay

撰文 | Tom Anchordoquy

翻譯 | 熊茵

審校 | clefable

不知你是否好奇當(dāng)你服用阿司匹林來緩解頭痛時，藥物怎么知道該去你的大腦呢？簡單來說，它其實不知道：藥物分子在體內(nèi)并不是暢行無阻，也無法主宰自己最終的歸宿。但是，研究人員能對藥物分子進行化學(xué)修飾，并依據(jù)需求來確定藥物在人體內(nèi)的結(jié)合位點。

藥品中包含活性成分與非活性成分，前者會對人體產(chǎn)生直接影響，而后者影響藥品的質(zhì)量，如增強藥物的穩(wěn)定性，讓藥物更易被吸收，以及改善藥物的口感。例如，阿司匹林含有的成分中一些能防止藥片在運輸途中受損，另一些則有助于藥片在體內(nèi)分解。

作為一個制藥領(lǐng)域的科學(xué)家，我在過去 30 年里一直致力于開發(fā)藥物遞送入人體內(nèi)的方法，也就是開發(fā)一些方法和設(shè)計加入一些非藥用的輔料，來幫助藥物進入人體需要的部位。為了更好地理解不同藥物背后的設(shè)計模式，我們可以一起看看藥物從進入人體到最后排出的完整過程。

人體如何吸收藥物

在人服用藥片后，藥物首先會在胃腸道中溶解，隨后進入血液。一旦進入血液，藥物就能通過循環(huán)達(dá)到全身不同的組織和器官。藥物分子通過結(jié)合細(xì)胞上的不同受體，引發(fā)特異性反應(yīng)，進而在人體產(chǎn)生效果。不過，即使藥物在設(shè)計時是通過靶向特定的受體來產(chǎn)生療效，我們也不能阻止它們繼續(xù)在血液中循環(huán)，無法避免它們與一些非目標(biāo)靶點結(jié)合，產(chǎn)生一些副作用。

隨著時間推移，在血液循環(huán)中的藥物也會分解，并最終以尿液的形式排出體外。一個典型的例子是，我們在進食蘆筍后，排出的尿液可能會有強烈的氣味，且腎臟清除蘆筍酸（asparagusic acid）的速率越快時，氣味會越濃烈。除此之外，多元維生素中通常含有核黃素（riboflavin，即維生素 B2），當(dāng)它排出體外時，尿液呈現(xiàn)出亮黃色。

藥物分子透過腸壁的效率會因化學(xué)性質(zhì)的不同而存在差異，一部分藥物可能無法被吸收，只能隨著糞便排出體外。正因如此，出現(xiàn)高血壓與過敏等癥狀的患者需要多次服藥，以補充那些被排出的藥物分子，這樣能讓血液中的藥物濃度維持在一個較高的水平，進而持續(xù)發(fā)揮效果。

讓藥物去到合適的位置

相比于藥丸和藥片，讓藥物進入血液更有效的方法是直接靜脈注射。這樣就能避免藥物在胃中降解，所有的藥物都能通過血液循環(huán)到達(dá)全身。

許多靜脈注射的藥物都屬于生物制劑，也稱作生物技術(shù)藥物（biotechnology drugs），其中含有的成分主要來源于其他生物。最常見的生物制劑是一類具有抗癌作用的單克隆抗體（monoclonal antibodies，mAb）。它們是一類蛋白質(zhì)，能結(jié)合并殺死腫瘤細(xì)胞。這類藥物通常直接通過靜脈注射給藥，因為胃不但會消化食物中的蛋白質(zhì)，也會無差別地消化那些蛋白質(zhì)類藥物。

此外，還有一類情況，例如使用抗生素治療一些嚴(yán)重的感染時，需要極高的藥物濃度才能起效，這時注射給藥是不二之選。提高藥物濃度雖然有助于增加藥物分子與正確靶點的結(jié)合產(chǎn)生療效，但同樣也會增加藥物與非目標(biāo)靶點的結(jié)合，進而帶來更多的副作用。

一種提高局部的藥物濃度的方法是，直接在患處用藥，如在疹子上涂抹藥膏或用滴眼液治療眼部過敏。雖然一些藥物分子最終還是會進入血液，但這時藥物的濃度很低，到達(dá)其它靶點的藥物量極少，并不足以引起副作用。類似地，吸入劑直接將藥物遞送至肺部，從而避免對身體其它部位產(chǎn)生影響。

患者的配合

最后，所有藥物設(shè)計中的一個關(guān)鍵是讓患者能在合適的時間服用適量的藥物。很多患者都記不住每天該用幾次藥，因此研究人員會通過設(shè)計藥物的劑型，讓患者只需一天服用一次藥物，甚至更低頻率。

同樣地，相比于去診所輸液，藥丸、吸入劑與鼻腔噴霧劑等劑型用起來也會方便得多。用藥時的麻煩越少、成本越低，患者就越有可能按需用藥。但有時對某些藥物而言，注射給藥是唯一有效的用藥方式。

此外，即便科學(xué)家完全了解了一個疾病并設(shè)計出有效的藥物，也唯有患者謹(jǐn)遵醫(yī)囑才能實現(xiàn)藥物的療效。