[摘要]天然產(chǎn)物是新藥發(fā)現(xiàn)的重要源泉，天然產(chǎn)物化學(xué)成分實物庫和數(shù)據(jù)庫的建設(shè)對天然產(chǎn)物的研究與開發(fā)具有重要意義。目前國外建設(shè)的小分子化合物庫多為合成或組合合成分子，天然產(chǎn)物實物獲取較困難。在信息數(shù)據(jù)庫建設(shè)方面由于使用標(biāo)準(zhǔn)不同，信息不統(tǒng)一，開發(fā)規(guī)范、實用、智能型、綜合型的大規(guī)模天然產(chǎn)物數(shù)據(jù)庫還存在一定困難。該文就目前國外可以公開查詢到的有關(guān)天然產(chǎn)物的實物庫及數(shù)據(jù)庫建設(shè)情況進行了概述和分析，以期對天然產(chǎn)物研究與開發(fā)，特別是天然產(chǎn)物化學(xué)成分實物庫和數(shù)據(jù)庫的建設(shè)提供參考。

　　[關(guān)鍵詞]天然產(chǎn)物,實物庫,數(shù)據(jù)庫

　　Status of libraries and databases for natural products at abroad

　　ZHAO Li-mei， TAN Ning-hua*

　　(State Key Laboratory of Phytochemistry and Plant Resources in West China， Kunming Institute of Botany，

　　Chinese Academy of Sciences， Kunming 650201， China)

　　[Abstract]For natural products are one of the important sources for drug discovery， libraries and databases of natural products are significant for the development and research of natural products. At present， most of compound libraries at abroad are synthetic or combinatorial synthetic molecules， resulting to access natural products difficult; for information of natural products are scattered with different standards， it is difficult to construct convenient， comprehensive and large-scale databases for natural products. This paper reviewed the status of current accessing libraries and databases for natural products at abroad and provided some important information for the development of libraries and database for natural products.

　　[Key words]natural products; compound library; database

　　doi：10.4268/cjcmm20150106

　　由于生物代謝的多樣性和生態(tài)環(huán)境的復(fù)雜性，來源于天然產(chǎn)物的化合物一般都具有豐富的結(jié)構(gòu)多樣性，并且大多具有較好的生物活性。在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展、化學(xué)合成藥物占主導(dǎo)地位的今天，生物次生代謝的天然產(chǎn)物仍是新藥發(fā)現(xiàn)的重要源泉，據(jù)統(tǒng)計，從1981年到2010年，批準(zhǔn)上市的小分子藥物中有60%以上的藥物直接或間接來源于天然產(chǎn)物[1]。目前研究天然資源中的化學(xué)成分，從中篩選生物活性強的、有成藥潛力的化合物作為先導(dǎo)化合物，經(jīng)結(jié)構(gòu)修飾和改造，尋找療效更高、結(jié)構(gòu)更簡單并且便于工業(yè)化生產(chǎn)的、安全可控的候選藥物，再經(jīng)臨床試驗證明其是否能作為新藥上市，是創(chuàng)新藥物研究的重要途徑。隨著現(xiàn)代分離、分析、生理、藥理、藥學(xué)、醫(yī)學(xué)等實驗技術(shù)的不斷進步，每年都有大量的化合物被發(fā)現(xiàn)，但是到目前為止只有小部分化合物進行了有限的生物活性篩選，所以在活性篩選方面還有很大的潛力。天然產(chǎn)物相關(guān)信息數(shù)據(jù)庫和實物庫的建立對天然產(chǎn)物的研究及開發(fā)具有重要的意義，之前已經(jīng)對國內(nèi)中藥化學(xué)成分庫建設(shè)現(xiàn)狀進行了介紹[2]，本文就目前國外可以公開查詢到的有關(guān)天然產(chǎn)物的實物庫及數(shù)據(jù)庫建設(shè)情況進行概述和分析，以期對天然產(chǎn)物研究與開發(fā)，特別是天然產(chǎn)物化學(xué)成分實物庫和數(shù)據(jù)庫的建設(shè)提供參考。

　　1實物庫建設(shè)概況

　　國外很多制藥公司和研究機構(gòu)都建有自己的化合物庫，如美國輝瑞、德國拜耳、瑞士諾華、英國葛蘭素史克、美國國立癌癥研究所等，都在以多種方式大力擴建自己的化學(xué)成分庫，占領(lǐng)新藥研發(fā)的源頭――分子資源，但多不公開共享，其庫存成分多為合成或組合合成分子，分子結(jié)構(gòu)多樣性較少，其天然分子多從國外如中國大量收購或合作收集。一方面，由于植物、微生物等天然產(chǎn)物的化學(xué)結(jié)構(gòu)獨特，一些人工很難合成的化合物在生物體內(nèi)通過酶的作用就容易形成;另一方面，生物在不斷進化的過程中其天然成分大多具有某些生物活性，從中尋找先導(dǎo)化合物比人工合成成功率更高。因此天然產(chǎn)物備受世界各國醫(yī)藥研發(fā)者的青睞。目前，美國、歐盟、日本、韓國等一些國家和地區(qū)的許多醫(yī)藥研究機構(gòu)都在加緊進行有關(guān)天然植物藥的研發(fā)工作。不少大型制藥公司正盡力把大量的植物物種送入實驗室進行大規(guī)模篩選，以便從中發(fā)現(xiàn)任何可能的生物學(xué)功效。如美國國立癌癥研究所通過與世界各地的高�；蜓芯克�建立合作關(guān)系，收集大量的植物、海洋生物、真菌等樣品，建立了其天然產(chǎn)物篩選庫，據(jù)報道，到2009年末已收集并制備了230 000多個樣品[3]。雖然國外目前專門從事天然產(chǎn)物實物庫建設(shè)的單位不多，但由于在世界各地都有不少從事天然產(chǎn)物的研究和開發(fā)的研究單位和公司，且其大多為微生物和海洋天然產(chǎn)物，表1列舉了一些國外建有天然產(chǎn)物實物庫或可提供天然產(chǎn)物的研究單位或公司�！　�2數(shù)據(jù)庫建設(shè)概況

　　在化學(xué)和生物學(xué)信息數(shù)據(jù)庫建設(shè)方面，國外發(fā)展較快，出現(xiàn)了很多信息全面、易于查詢、可智能分析的化學(xué)、生物、醫(yī)藥類數(shù)據(jù)庫，給科研工作者帶來了很大的便利，不僅可以節(jié)約成本，還提高了工作效率。隨著各國醫(yī)藥科研工作者對天然藥物的重視，近些年也建立了一些有關(guān)天然產(chǎn)物方面的信息數(shù)據(jù)庫，下面主要從以下幾個方面進行介紹。

　　2.1綜合信息數(shù)據(jù)庫進入20世紀(jì)由于合成藥物、組合化學(xué)、高通量篩選、靶向藥物設(shè)計等技術(shù)的發(fā)展，天然藥物的研究一度進入低谷，使得有關(guān)天然產(chǎn)物的綜合信息數(shù)據(jù)庫的發(fā)展緩慢。近些年隨著化學(xué)藥的毒副作用不斷出現(xiàn)、疾病譜的改變以及醫(yī)學(xué)模式的轉(zhuǎn)變，很多醫(yī)藥科研工作者又把焦點轉(zhuǎn)移到天然產(chǎn)物上，并認識到包含藥物生物來源、分布、傳統(tǒng)應(yīng)用、活性成分分子結(jié)構(gòu)與功能、療效和毒副反應(yīng)、臨床應(yīng)用、參考文獻等信息的綜合型數(shù)據(jù)庫的建立對于天然產(chǎn)物的研究與開發(fā)具有重要的意義。目前也有一些單位在進行這方面數(shù)據(jù)庫的研究與構(gòu)建，表2列舉了國外一些有關(guān)天然產(chǎn)物綜合信息的數(shù)據(jù)庫，這些數(shù)據(jù)庫的建立在一定程度上促進了天然產(chǎn)物的研究與開發(fā)，但是由于信息的收集困難，并且傳統(tǒng)醫(yī)藥與現(xiàn)代醫(yī)藥之間存在差別，難以將兩者較好的結(jié)合起來，在專業(yè)術(shù)語描述上也缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，使這一類數(shù)據(jù)庫的發(fā)展受到了一定限制，規(guī)模不大。

　　2.2針對特定疾病的藥用植物數(shù)據(jù)庫天然藥物在一些疾病的治療上顯示有比合成藥物更好的療效，因此在新藥研發(fā)時選擇對特定疾病有效且有長期使用經(jīng)驗的傳統(tǒng)藥用植物進行研發(fā)，會提高創(chuàng)新藥物成功的概率。目前國外已出現(xiàn)了一些用于治療癌癥、糖尿病、哮喘、關(guān)節(jié)炎、皮膚病等的藥用植物數(shù)據(jù)庫，見表3。但是由于傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)在疾病分類、病理描述等方面與現(xiàn)代醫(yī)學(xué)存在差別，怎樣將兩者聯(lián)系起來，建立統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，是這一類數(shù)據(jù)庫發(fā)展面臨的一大難題。

　　2.3天然產(chǎn)物化學(xué)數(shù)據(jù)庫國外在化合物信息數(shù)據(jù)庫建設(shè)方面發(fā)展較早，從1961年美國化學(xué)文摘社建立了第一個化學(xué)化工數(shù)據(jù)庫《化學(xué)題錄》，現(xiàn)稱為化學(xué)文摘數(shù)據(jù)庫(Chemical Abstract，CA)后，很多國家相繼發(fā)展和建立了自己的數(shù)據(jù)庫，但是主要是關(guān)于合成化合物的，而有關(guān)天然產(chǎn)物的信息數(shù)據(jù)庫直到近些年隨著科研工作者對天然產(chǎn)物的重視，才慢慢興起，目前已建立了不少這方面的數(shù)據(jù)庫，表4是國外可以公開查到的一些天然產(chǎn)物化學(xué)相關(guān)數(shù)據(jù)庫。但是目前建立的這些數(shù)據(jù)庫大多只能提供一些比較基礎(chǔ)的信息，并多把焦點放在新藥發(fā)現(xiàn)上。

　　2.4天然產(chǎn)物波譜數(shù)據(jù)庫NMR，MS，IR等波譜信息是目前天然產(chǎn)物化學(xué)結(jié)構(gòu)鑒定的主要依據(jù)，但是由于這些波譜信息缺乏系統(tǒng)整理，研究人員在進行化學(xué)成分結(jié)構(gòu)鑒定時需花費大量時間整理實測譜圖和文獻中的化合物結(jié)構(gòu)鑒定數(shù)據(jù)，再進行人工結(jié)構(gòu)解析，所以對這些波譜信息進行系統(tǒng)整理，開發(fā)智能波譜信息數(shù)據(jù)庫，對于提高天然產(chǎn)物化學(xué)成分研究的效率及準(zhǔn)確性具有重要的促進作用。目前國外已有不少單位建立了有機化合物的各種波譜信息數(shù)據(jù)庫，但是有關(guān)天然產(chǎn)物化學(xué)成分的波譜信息的數(shù)據(jù)庫還不多，表5列舉了一些有關(guān)天然產(chǎn)物的波譜信息的數(shù)據(jù)庫，目前建立的這些數(shù)據(jù)庫大多只能提供波譜信息的查詢，智能化程度不高，規(guī)模偏小。

　　2.5天然產(chǎn)物活性數(shù)據(jù)庫小分子化合物活性數(shù)據(jù)庫對生物及醫(yī)藥研發(fā)具有重要意義，目前已建立的活性數(shù)據(jù)庫，包括ChemBank，DrugBank，PubChem，ChEBI等，然而針對天然產(chǎn)物活性的數(shù)據(jù)庫不多，表6列舉了一些有關(guān)天然產(chǎn)物活性的數(shù)據(jù)庫。

　　3問題與展望

　　國外在小分子化合物庫建設(shè)方面發(fā)展較早，建立了一些規(guī)模較大、分子結(jié)構(gòu)多樣的小分子化合物庫，但是這些化合物庫的分子多為合成或組合合成化合物，隨著醫(yī)藥科研工作者對天然產(chǎn)物的關(guān)注，國外不少企業(yè)和科研單位嘗試建設(shè)自己的天然產(chǎn)物庫，但是由于國外對天然產(chǎn)物的重視不夠，其實物獲取比較困難， 所以目前國外天然產(chǎn)物化學(xué)成分庫實物庫的建設(shè)還不多。而在信息數(shù)據(jù)庫建設(shè)方面，近年來發(fā)展較快，目前已建立了各種各樣的天然產(chǎn)物相關(guān)數(shù)據(jù)庫，但是也存在一些問題，主要表現(xiàn)為以下幾個方面：多為專題型數(shù)據(jù)庫，綜合型數(shù)據(jù)較少;多為文獻型數(shù)據(jù)庫，不便于進行數(shù)據(jù)挖掘和統(tǒng)計分析;全文數(shù)據(jù)庫較少，獲取全文困難;缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)庫之間難以實現(xiàn)整合與共享。所以通過數(shù)據(jù)優(yōu)化、行業(yè)共同標(biāo)準(zhǔn)制定，建立規(guī)范、實用、智能型、綜合型的大規(guī)模天然產(chǎn)物數(shù)據(jù)庫，研究開發(fā)天然產(chǎn)物數(shù)據(jù)庫的整合與擴展技術(shù)，實現(xiàn)不同數(shù)據(jù)庫間資源的共享，并建立相應(yīng)的高儲量、大規(guī)模的天然產(chǎn)物實物庫，對天然產(chǎn)物的研究開發(fā)具有重要的意義。

　　[參考文獻]

　　[1]Newman D J， Cragg G M. Natural products as sources of new drugs over the 30 years from 1981 to 2010 [J]. J Nat Prod， 2012， 75 (3)： 311.

　　[2]趙麗梅， 譚寧華. 國內(nèi)中藥化學(xué)成分庫建設(shè)的現(xiàn)狀分析與思考[J]. 中國中藥雜志， 2012， 37 (20)： 3012.

　　[3]McCloud T G. High throughput extraction of plant， marine and fungal specimens for preservation of biologically active molecules [J]. Molecules， 2010， 15 (7)： 4526.

　　[4]Fullbeck M， Michalsky E， Dunkel M， et al. Natural products： Sources and databases [J]. Nat Prod Rep， 2006， 23 (3)： 347.

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