什么是手性?
手性指的是一个分子具有一个或多个不对称中心导致其存在无法通过旋转而重合的镜像异构体,这种特性类似于我们的左手和右手,虽然他们是完全对称的,但却无法完全匹配在一起。而根据手性分子对平面偏振光旋转方向的不同,手性分子通常可以分为左旋与右旋两种形式,而不同的旋转形式则可能直接影响分子的特性,例如在自然界当中,氨基酸这种构成蛋白质的基本单元几乎都是左旋型的,而生物体内的葡萄糖则主要以右旋为主,而这种天然存在的手性分子也使得人们的身体往往只对手性分子当中的一种形式发生反应或产生作用。
手性药物的特点
手性药物是指含有一个或多个手性中心的药物分子。由于手性中心的存在,药物分子可以形成不同的立体异构体,即镜像异构体。而在临床使用的过程当中,手性药物的异构体往往具有不同的生物活性、对映选择性以及安全性。
1.生物活性
在药物的研发过程当中,手性药物的两个异构体通常具有截然不同的生物活性,这会导致药物在人体内产生不同的药理效应,比如临床常用的右美沙芬其R型为中枢性镇咳药,镇咳作用与可待因相当,但其S型属于中枢性镇痛药,且具有很强的成瘾性。而布洛芬的S异构体能显示出良好的治疗效果,而R异构体的活性则相对较弱。此外,手性药物的异构体在人体内的代谢途径与毒副作用也存在一定的差别,这也会在一定程度上影响手性药物的开发与利用。
2.对映选择性
上文提到,自然界当中存在很多天然的手性分子,事实上人体内许多的酶、受体以及生物大分子都是手性的,这意味着他们能够区分并选择性的与某种特定的手性结合,这种对映选择性对于手性药物的作用机制极为重要。例如,酶的手性选择性意味着某些酶可能只催化某种特定手性形式的药物的转化,进而对药物的药效与毒性产生影响。
3.安全性
正是由于手性药物具备这样的特点,因此科学家们在药物开发的过程当中需要选择合适的异构体进行生产或使用:在此过程当中,科学家们会先通过一系列实验筛选出最有效且安全的手性形式,之后使用手性柱色谱法、结晶法等方式将药物分离来获取单一的手性形式,这样才能确保投放到市场上的药物能取得预期的疗效,同时保障使用者的安全。
沙利度胺事件:手性药物研究的里程碑
在上世纪50年代末,德国制药公司Grünenthal推出了一种名为沙利度胺的非处方药物,这种药物因其明显的疗效与较低的副作用被认为是治疗妊娠反应的理想选择,在全球范围内得到了相当广泛的应用。但是,沙利度胺这种药物本质上是由两种光学异构体组成的混合物,而这两种异构体在人体内产生的效果的截然不同的!从1961年开始,世界各地都开始出现有严重肢体缺陷的婴儿出生的新闻报道,而这开始让人们怀疑沙利度胺这种药物的安全性,最终医学专家们发现婴儿的这种肢体缺陷与沙利度胺的某一个特定手性形式有关,这种形式在人体内可以转化为导致婴儿畸形的形态,这不仅给成千上万的家庭带来了不可弥补的损失,更是暴露了当时药品审批流程当中存在的严重漏洞。随着证据的累计,沙利度胺最终被确认为导致婴儿畸形的原因并在全球范围内撤市,同时各国政府也开始重构并加强自身的药品安全监管制度;此外,沙利度胺的悲剧也直接推动了手性药物研究的发展,任何类型的药物在研究过程当中都需要对其手性异构体进行研究,确保只有安全有效的一对手性形式被用于药物制造,这不仅在一定程度上提高了药品的质量标准,更是让每一位患者都能够使用到更加安全可靠的药物。
随着科学技术的进步,越来越多的手性药物被发现并应用于临床,而手性药物在现代医药学中扮演的角色也越来越重要。相信在不远的未来,随着对手性科学更深入的理解和技术的发展,我们可以期待更多高效、安全的手性药物出现,为人类健康带来福音。