天然产物衍生药物

天然产物衍生药物是指其活性结构来源于或受启发于活体生物（植物、微生物、真菌和海洋生物）所产生的化合物的药物。这些分子，无论是直接使用、经过半合成修饰，还是通过全合成模仿，在已获批药物中占据了很大一部分，并提供了结构复杂性往往超出合成化合物库轻易能产生的骨架。

Definition

天然产物衍生药物是一种治疗剂，其活性分子结构是天然存在的化合物、其化学修饰（半合成）衍生物，或是设计基于天然产物骨架的合成分子。

Scope

本主题涵盖天然产物在药物化学分类中的地位：天然化合物如何通过直接使用、半合成或受天然产物启发的设计成为药物，以及这些骨架独特的结构特征。这是对基于结构和来源的药物类别的教育性概述，不提供任何特定天然产物衍生药物临床使用的指导。

Core questions

• 天然产物如何进入药物供应——作为分离出的化合物、半合成衍生物还是合成模拟物？
• 哪些结构特征将天然产物骨架与典型的合成小分子区分开来？
• 为什么天然产物仍然是新药的有效来源？
• 天然衍生药物相对于完全合成药物如何分类？

Key concepts

• 分离的天然产物
• 半合成衍生物
• 天然产物启发合成
• 结构和立体化学复杂性
• 次生代谢产物
• 生物合成起源
• 骨架多样性

Mechanisms

天然产物通过多种途径进入临床。有些作为分离出的化合物基本保持不变地使用；另一些是半合成的，其中天然产生的核心经过化学修饰以提高效力、稳定性或耐受性；还有一些是完全合成的分子，其设计模仿或简化了天然骨架。在结构上，天然产物往往比典型的合成药物含有更多的立体中心、环系统和氧含量，占据了药物化学家所珍视的化学空间区域，正是因为它们与合成化合物库不同。Newman和Cragg的长期调查表明，在数十年的药物审批中，相当一部分新药是天然产物、其衍生物或天然产物模拟物，这突显了该来源的持续贡献。

Clinical relevance

许多广泛使用的治疗类别其结构都可追溯到天然产物，因此这种基于来源的分类有助于解释药典的化学多样性以及重要骨架的起源。本条目描述了此类药物如何分类以及其结构来源；它是背景信息，并非关于使用任何特定天然产物衍生药物的建议。

Evidence & guidelines

天然产物在药物供应中的作用已在已批准新分子实体的系统调查中得到证实，其中最突出的是Newman和Cragg定期更新的分析，并辅以以生物合成为导向的参考文本。这些描述的是历史和结构模式，而非规定临床实践。

History

天然产物是药物最古老的来源，从19世纪早期分离出的植物生物碱到20世纪从微生物中发现的抗生素。随着合成化学的发展，人们的兴趣曾周期性地转向全合成化合物库，但对药物审批的反复调查一再表明，天然产物及其衍生物仍然是新化学骨架的主要源泉，维持了该领域对天然衍生结构的兴趣。

Debates

新药中真正来源于天然产物的比例是多少？

估计值取决于如何定义“天然产物衍生”、“半合成”和“天然产物启发”；Newman和Cragg的分类方案具有影响力，但其类别边界本身在文献中也存在争议。

Key figures

• David Newman
• Gordon Cragg
• Paul Dewick

Seminal works

• newman-cragg-2016

Frequently asked questions

什么是天然产物衍生药物？

它是一种药物，其活性结构来源于活体生物产生的化合物——直接使用、作为半合成衍生物进行化学修饰，或通过合成模仿作为天然产物启发分子。

为什么天然产物在药物发现中仍然重要？

天然产物提供了与典型合成化合物库不同的结构复杂且多样的骨架，药物审批调查显示它们持续为新药贡献了很大一部分。