新药发现开发技术平台

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出版者:高等教育
作者:李其翔
出品人:
页数:279
译者:
出版时间:2007-7
价格:42.00元
装帧:
isbn号码:9787040220391
丛书系列:
图书标签:
  • 药物
  • 1
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  • 药物化学
  • 生物技术
  • 制药工程
  • 药物筛选
  • 临床前研究
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具体描述

新药发现开发技术平台,ISBN:9787040220391,作者:李其翔,张红 主编

《合成生物学前沿与应用:驱动生命科学的创新范式》 图书简介 第一部分:合成生物学的理论基石与技术革新 本书深入剖析了合成生物学这一交叉学科的理论基础、核心技术及其在生命科学研究与应用领域掀起的革命性浪潮。合成生物学,作为一门旨在设计和构建新的生物部件、设备和系统,以及重新设计现有生物系统的工程学科学,正以前所未有的速度重塑我们对生命本质的理解和操控能力。 1.1 生物系统的模块化设计与标准化元件 本章详细阐述了合成生物学中的“元件化”思想,借鉴电子工程学的模块化设计理念,构建可重用的标准生物元件库(BioBricks)。我们将探讨如何对启动子、核糖体结合位点(RBS)、编码序列(CDS)和终止子等进行精确的数学建模与参数化描述,确保元件在不同宿主系统中具有可预测的行为。重点分析了元件库的构建标准、互操作性挑战以及如何通过自动化平台加速元件的发现与验证。此外,还涵盖了新型合成元件的设计,例如基于非标准氨基酸的蛋白质模块和人工启动子库的构建策略。 1.2 基因线路与代谢通路的重构 核心内容聚焦于生物逻辑门(Logic Gates)和复杂基因调控网络的构建。读者将学习如何运用布尔逻辑、开关、振荡器和触发器等设计原理,集成到微生物细胞中,实现对细胞行为的精确控制。我们详细解析了多层级调控系统(如CRISPRi/a系统)在代谢通路重塑中的应用,包括如何通过最小化基因组和基因组重组技术,优化微生物细胞的生产效率和稳定性。本部分特别强调了从“描述性”生物学向“预测性”和“创造性”生物学转型的关键技术路径。 1.3 新型生物合成工具箱的拓展 本章全面梳理了支撑合成生物学发展的关键技术工具。重点介绍了新一代基因编辑技术,如碱基编辑(Base Editing)和先导编辑(Prime Editing),探讨它们在实现高精度、低脱靶效应基因组修饰中的优势。同时,详述了快速、高通量的基因合成与组装技术,包括基于多片段同源重组的“DNA剪切与粘贴”策略和新兴的基于单细胞测序的表型筛选技术。此外,本书还探讨了利用体外转录与翻译系统(Cell-Free Systems)进行快速原型验证的优势与局限性。 第二部分:前沿应用领域与产业化探索 合成生物学已不再局限于学术研究,其工程化能力正逐步渗透到生物技术、材料科学、能源和医药健康等多个关键行业,驱动新一轮的产业革命。 2.1 可持续生物制造与绿色化工 本部分聚焦于利用工程化微生物作为“细胞工厂”,实现高价值化学品、生物燃料和新型材料的可持续生产。详细介绍了如何通过代谢工程和合成生物学手段,优化酵母、大肠杆菌及藻类等平台微生物,使其高效合成萜烯类药物中间体、生物基塑料单体(如丁二酸、聚乳酸前体)和高性能生物燃料。重点案例分析了如何设计“脱毒”通路以应对高浓度产物的抑制效应,以及利用“正交性”系统确保生产菌株的稳定性和纯净性。 2.2 细胞与基因治疗的精准化升级 在生物医药领域,合成生物学正在革新细胞疗法。本书探讨了如何设计智能化的“活体药物”,即工程化T细胞和NK细胞。内容涵盖CAR-T/NK细胞的逻辑门控制设计(如实现“与门”或“或门”逻辑,仅在肿瘤微环境特异性标志物共存时才激活效应功能),以及开发可自我调控的基因回路以预防脱靶毒性和增强持久性。此外,还涉及利用合成基因网络实现对干细胞分化的精确时间序列控制,以促进组织再生。 2.3 新型生物传感器与诊断系统 本章深入介绍了基于合成生物学元件构建的先进生物传感器。这些传感器能够灵敏、特异地检测环境中的污染物、食品中的毒素或人体内的疾病生物标志物。讨论了如何利用荧光蛋白、报告基因以及更稳定的非天然报告分子,设计出对特定分子具有高灵敏度的“开启/关闭”或比率型检测系统。重点分析了将这些传感器集成到微流控芯片(Lab-on-a-Chip)中,实现便携式、快速现场检测(POCT)的工程挑战与解决方案。 2.4 农业生物技术与环境修复 本书的这一部分关注合成生物学在应对全球粮食安全和环境挑战中的潜力。在农业方面,探讨了设计共生固氮系统、增强植物抗逆性(抗旱、抗盐)的基因回路。在环境修复方面,详细介绍了设计能够高效降解持久性有机污染物(如PFAS、微塑料)的微生物“生物修复剂”,以及利用光合微生物捕获和转化二氧化碳(CO2固定)的系统工程设计。 第三部分:合成生物学的计算与自动化基础设施 合成生物学的工程化进程高度依赖于计算模型和自动化高通量实验平台的支撑。 3.1 计算建模与预测性设计 本部分阐述了如何利用动力学模型(如微分方程组)和计算模拟来预测复杂基因线路的表型。内容包括参数估计、不确定性量化以及利用模型驱动的实验设计(DoE)来优化生物系统参数。重点介绍了AI和机器学习(ML)算法在加速生物部件筛选、优化基因组布局和预测新功能模块方面的应用。 3.2 高通量自动化合成与测试平台(Design-Build-Test-Learn Cycle) 详尽描述了实现合成生物学从“设计”到“学习”的闭环流程。涵盖了自动化DNA合成与组装工作站、高内涵成像系统(HCS)用于表型捕获,以及机器人技术在液体处理和细胞培养中的应用。分析了数据管理和信息学平台在处理PB级实验数据、实现知识快速迭代中的核心作用。 结语:未来展望与伦理治理 最后,本书总结了合成生物学当前面临的工程学瓶颈,如宿主系统的限制性、系统复杂性带来的不可预测性,以及跨尺度设计与集成的问题。同时,对该技术带来的社会、法律和伦理挑战进行了深入探讨,强调了负责任的创新(Responsible Innovation)在推动合成生物学健康发展中的重要性。本书旨在为合成生物学、生物工程、生物信息学及相关产业的研究人员和从业者,提供一个全面、深入且具有前瞻性的技术指南。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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我对新兴的生物疗法,尤其是基于细胞和基因治疗的新药研发方向非常感兴趣。我希望这本书能够提供关于这些前沿技术在药物发现和开发中的应用。我希望书中能够详细介绍如何构建用于细胞治疗和基因治疗的载体系统,比如如何设计和优化病毒载体(如AAV、慢病毒)和非病毒载体(如脂质纳米颗粒、聚合物纳米颗粒)的性能,以及如何进行这些载体的规模化生产和质量控制。我希望书中能够阐述如何通过基因编辑技术(如CRISPR-Cas9)来开发嵌合抗原受体T细胞(CAR-T)疗法、T细胞受体(TCR)疗法等免疫细胞疗法,并介绍如何设计和优化这些细胞疗法的治疗效果和安全性。对于基因疗法,我也希望了解如何将治疗性基因递送到特定的细胞或组织中,以及如何评估基因表达的稳定性和持久性。此外,我希望书中能涉及如何在新药开发过程中进行疗效和安全性评估,包括如何设计针对细胞和基因疗法的临床试验,以及如何监测治疗效果和潜在的脱靶效应或免疫原性。我也对利用干细胞技术来诱导分化成特定细胞类型,并用于疾病治疗的最新进展很感兴趣。总而言之,我希望这本书能够为我描绘一幅清晰的细胞和基因治疗新药研发图景,并提供技术层面的指导,帮助我理解这些颠覆性疗法是如何从实验室走向临床应用的。

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我是一名对科学探索充满热情的自由职业者,对医药行业的发展趋势有着浓厚的兴趣。虽然我不是直接从事药物研发的研究人员,但我希望通过阅读这本书,能够深入了解现代药物发现和开发背后的科学原理和技术支撑。我希望这本书能够以一种通俗易懂的方式,介绍目前在新药研发领域最前沿、最热门的技术,比如基因编辑技术(CRISPR-Cas9)在药物靶点发现和验证中的应用,单细胞分析技术如何帮助我们更精细地理解疾病的发生发展机制,以及液体活检技术在早期诊断和疗效监测中的潜力。此外,我特别想了解人工智能和大数据是如何改变药物研发的范式的,比如如何利用AI算法来预测化合物的活性、毒性以及与其他药物的相互作用,或者如何通过分析大量的临床数据来发现新的治疗靶点和药物适应症。我也希望书中能介绍一些新型的药物递送系统,比如纳米药物、脂质体、水凝胶等,以及它们如何克服药物在体内的递送和靶向性难题。对于药物的安全性评价,我希望了解一些新兴的体外预测模型和芯片技术(如器官芯片),它们如何能够减少对动物实验的依赖,并更准确地预测药物在人体内的反应。总而言之,我希望这本书能为我打开一扇了解现代医药科技发展脉络的窗户,让我能够跟上科技进步的步伐,理解那些影响人类健康未来的创新药物是如何诞生的。

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我是一位对生物技术和生命科学交叉领域充满好奇的本科生,目前正在准备考研,并且对药物研发方向特别感兴趣。我听说这本书是这个领域的“宝典”,所以一直很想一探究竟。我希望这本书能为我提供一个清晰的药物发现和开发的全景图,让我了解从最初的概念提出到最终药物上市的整个漫长而复杂的过程。具体来说,我希望了解如何识别和验证潜在的药物靶点,以及有哪些生物学模型可以用于研究疾病机制和评估药物疗效。对于早期药物筛选,我希望学习不同的筛选策略,比如靶向筛选和表型筛选,以及如何利用生物信息学工具来辅助靶点识别和化合物设计。我特别想知道在药物设计过程中,有哪些计算化学方法和分子模拟技术可以帮助我们预测化合物的性质和优化其结构。此外,我也对药物的成药性评估很感兴趣,例如如何预测药物的吸收、分布、代谢和排泄(ADME)以及毒性(Toxicity)。对于临床前研究,我希望了解在动物模型中进行药效学和毒理学评估的标准流程和关键考虑因素。最后,我也想了解药物开发过程中涉及的监管审批流程和质量控制要求。如果这本书能用易于理解的语言,结合丰富的实例,将这些复杂的概念和技术系统地呈现出来,那将对我未来的学习和研究方向选择非常有指导意义。我希望这本书能激发我对这个领域的更多热情,并为我打下坚实的理论基础。

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作为一名对早期临床前毒理学研究有着深入了解的专业人士,我非常关注能够提升候选药物安全性评价效率和准确性的技术。这本书的书名“新药发现开发技术平台”让我相信它能够为我提供关于如何构建一个全面的毒理学评估技术平台。我希望书中能够详细阐述当前在毒理学研究中应用的最先进的技术,例如基因毒性、致癌性、生殖毒性等终点在体外模型(如干细胞衍生模型、3D细胞培养模型)和器官芯片(organ-on-a-chip)上的评估方法。我特别想了解如何利用高通量毒性筛选(HTTS)技术来快速筛查候选化合物的潜在毒性,并如何利用机器学习模型来预测药物的毒性谱。我也对药物诱导的肝损伤(DILI)、心肌毒性、神经毒性等特异性毒性的早期预测策略很感兴趣。此外,我希望书中能够提供关于如何将基因组学、转录组学、蛋白质组学等“组学”技术与毒理学研究相结合,以揭示药物毒性的分子机制。对于药物的安全性评价,我也想了解如何在临床前研究中合理设计和执行安全性和耐受性研究,包括急性毒性、亚慢性毒性、慢性毒性研究,以及如何进行药物的全身毒性、局部毒性、免疫毒性等评估。如果书中能提供一些关于如何优化毒理学研究方案,减少动物使用(3Rs原则),并提高数据可靠性和可重复性的方法,那将对我非常有帮助。我期待这本书能为我提供一套系统性的毒理学技术平台建设思路,以确保我们开发出的药物是安全有效的。

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我是一名专注于早期疾病机制研究的大学教授,我深知理解疾病的生物学基础对于发现新药的重要性。我一直想了解如何将基础研究的发现转化为有价值的药物研发项目,因此,我对我这本书充满期待。我希望这本书能够详细介绍如何识别和验证新的药物靶点,包括如何利用基因组学、转录组学、蛋白质组学以及表观遗传学等技术来深入解析疾病的分子机制,并从中筛选出潜在的药物靶点。我希望书中能够阐述如何利用先进的生物学模型,如基因编辑模型(CRISPR)、基因敲除/敲入模型、患者来源的细胞模型以及类器官模型(organoids)来研究疾病的发生发展过程,并评估候选药物的疗效和作用机制。我尤其关注书中关于如何利用高通量筛选技术,如RNAi筛选、CRISPR筛选、小分子化合物筛选等,来快速发现能够调控特定靶点或通路的关键分子。此外,我也想了解如何利用单细胞技术来解析疾病的异质性,以及如何开发针对特定细胞亚群或特定突变的新型疗法。我也对如何在早期阶段评估药物的成药性,包括其生物利用度、分布、代谢、排泄以及毒性,并如何根据这些信息来优化先导化合物的设计和选择非常感兴趣。如果书中能够提供一些关于如何将基础研究成果有效转化为药物研发项目的策略和案例,那将对我非常有启发。我期待这本书能够为我提供一套将基础研究推向药物研发的系统性方法论,并帮助我的团队更有效地探索新的治疗策略。

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这本书我早就想入手了,一直关注着它的动态。我是一名在药物研发领域摸爬滚打多年的研究员,深知技术平台对于新药发现的重要性。市面上关于新药研发的书籍汗牛充栋,但很多都停留在理论层面,或者过于宽泛,缺乏对具体技术细节的深入剖析。我尤其看重的是能够切实指导实验操作、优化研发流程的内容。我希望这本书能够涵盖当前最前沿的药物筛选技术,例如高通量筛选(HTS)和高内涵筛选(HCS)的最新进展,以及如何设计和优化筛选库。同时,对于靶点验证和药物设计方面,我也期待能有更细致的介绍,比如基于结构的药物设计(SBDD)和基于片段的药物发现(FBDD)的具体应用案例,以及人工智能(AI)在药物发现中的最新突破,比如机器学习模型如何预测化合物的活性和毒性。此外,我非常关注药物代谢和药代动力学(DMPK)的早期评估,因为这往往是许多候选药物走向临床失败的关键原因。如果这本书能提供一些关于如何在高通量或中通量水平上进行DMPK评估的方法和策略,那将对我非常有价值。当然,一个完善的技术平台也离不开高效的化合物合成和修饰技术,以及生物分析技术的支持。我希望作者能够分享一些在这些领域行之有效的创新方法,帮助我们克服研发过程中的瓶颈。总而言之,我期待这本书能为我提供一套系统、实用、与时俱进的新药发现开发技术解决方案,帮助我更高效地推进我的研发项目,发现更多具有临床价值的新药。

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我是一名生物信息学专业的博士生,我的研究方向与新药研发的计算模型和数据分析密切相关。因此,我非常关注能够提供先进计算工具和数据分析策略的书籍。这本书的名称“新药发现开发技术平台”引起了我的极大兴趣,我相信它能够为我的研究提供重要的理论指导和实践启示。我希望书中能够详细介绍当前在药物发现和开发过程中广泛应用的生物信息学工具和数据库,比如用于蛋白质结构预测的AlphaFold、用于基因组学分析的Ensembl和UCSC Genome Browser、用于代谢组学分析的MetaboLights等。我尤其关注书中关于如何利用机器学习和深度学习技术来分析高通量筛选数据、预测化合物与靶点的结合亲和力、以及优化化合物的ADMET性质的内容。例如,如何构建用于药物重定位的图神经网络模型,或者如何利用卷积神经网络来预测化合物的毒性。此外,我非常希望书中能有关于如何整合多组学数据(基因组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学)来识别新的药物靶点和生物标志物的案例研究。对于药物开发的后期阶段,我也想了解如何利用统计学模型来设计和分析临床试验数据,以及如何利用真实世界数据(Real-World Data, RWD)来辅助药物的上市后监测和疗效评估。如果书中能够提供一些关于如何在Linux环境下部署和使用这些计算工具的实用建议,或者分享一些开源的计算框架和代码库,那将对我非常有帮助。我期待这本书能够帮助我深化对计算在药物研发中角色的理解,并为我的博士课题提供新的思路和方法。

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我是一名经验丰富的药物化学家,专注于小分子药物的发现和优化。我一直以来都在寻找能够提供最新合成方法学和结构-活性关系(SAR)分析技巧的书籍。这本书的“技术平台”概念让我非常期待,因为我希望它能提供一套系统性的方法论,指导我们如何高效地进行药物化学研究。我希望书中能够详细介绍当前用于药物发现的各种合成策略,包括组合化学、平行合成、以及基于DNA编码化合物库(DEL)的筛选和合成技术。我特别想了解如何利用流化学(flow chemistry)来提高合成效率和安全性,以及如何运用催化不对称合成来获得高光学纯度的手性化合物。在先导化合物优化阶段,我期望书中能够提供关于如何运用定量结构-活性关系(QSAR)模型、分子动力学模拟以及人工智能辅助的药物设计来指导化合物的结构修饰,以改善其活性、选择性、溶解度、代谢稳定性以及降低毒性。我也对如何评估化合物的ADMET性质,并将其纳入药物设计决策过程的策略很感兴趣。此外,我希望书中能有关于如何进行靶点识别和验证的最新方法,以及如何基于这些信息来设计具有新颖作用机制的小分子抑制剂或激动剂。如果书中能包含一些成功的小分子药物开发的案例研究,并深入剖析其化学合成和结构优化过程,那将对我具有极大的参考价值。我期待这本书能为我的日常工作带来新的灵感和工具。

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作为一名在制药行业工作多年的药代动力学(PK)和药物代谢(DM)专家,我一直致力于优化候选药物的PK/PD(药效动力学)特征。我非常期待这本书能为我提供关于如何构建和运用先进的PK/PD模型来指导新药研发的技术平台。我希望书中能够深入探讨在不同研发阶段,如何有效地进行PK/PD评估,包括早期概念验证阶段的体外ADME实验,临床前阶段的动物PK/PD研究,以及临床试验阶段的人体PK/PD研究。我特别关注书中关于如何利用生理学基础药代动力学(PBPK)模型来预测药物在人体内的吸收、分布、代谢、排泄过程,以及如何利用这些模型来解释动物数据和指导剂量选择。此外,我希望书中能够介绍一些用于预测药物相互作用(DDI)的计算方法和体外模型,因为DDI是药物开发过程中一个常见且棘手的挑战。对于药物的给药途径,我也希望书中能有关于如何优化口服、注射、吸入等不同给药方式的PK/PD特征的讨论,以及如何利用先进的药物递送技术来改善药物的生物利用度和靶向性。我也很想了解如何将PK/PD数据与临床疗效和安全性数据相结合,从而更全面地评估候选药物的风险-效益比。如果书中能提供一些关于如何设计高效的PK/PD研究方案,以及如何利用生物标记物来监测药物的疗效和安全性,那将对我极具价值。我期待这本书能为我提供一套系统性的PK/PD技术平台建设思路,帮助我更有效地推动我的项目。

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作为一名在生物制药公司担任项目管理职务的专业人士,我高度关注技术平台对新药研发效率和成功率的影响。我一直认为,一个高效、整合的技术平台是缩短研发周期、降低成本、提高成功率的关键。这本书,从书名来看,似乎正是切中了这个要害。我期望这本书能够详细阐述构建和优化药物发现开发技术平台所涉及的各个关键环节。这包括但不限于:如何根据不同的治疗领域(如肿瘤、神经科学、传染病等)选择和整合最适合的技术工具和方法;如何构建多层次、多维度的化合物库,并利用先进的筛选技术(如CRISPR筛选、单细胞RNA测序等)来快速发现先导化合物;如何在药物设计阶段有效运用计算化学、人工智能和机器学习技术来指导先导化合物的优化,以提高其活性、选择性和成药性;如何在临床前研究阶段,通过建立体外和体内模型,对候选药物的药效、药代动力学和安全性进行全面评估;以及如何在项目管理层面,通过有效的技术平台整合,实现跨部门、跨学科的协同合作,加速项目的推进。我尤其关注书中关于数据管理和分析的章节,因为在大数据时代,如何有效地收集、存储、分析和解读海量研发数据,对于技术平台的效率至关重要。如果这本书能够提供一些关于如何建立数据驱动的研发决策体系的思路和方法,那就太有价值了。我期待这本书能为我提供一套可操作的、具有战略意义的技术平台建设指南,帮助我们公司在新药研发领域保持竞争力。

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