圖片來源：Pixabay

撰文 | Tom Anchordoquy

翻譯 | 熊茵

審校 | clefable

不知你是否好奇當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修飾，并依據需求來確定藥物在人體內的結合位點。

藥品中包含活性成分與非活性成分，前者會對人體產生直接影響，而后者影響藥品的質量，如增強藥物的穩定性，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分解。

作為一個制藥領域的科學家，我在過去 30 年里一直致力于開發藥物遞送入人體內的方法，也就是開發一些方法和設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，藥物就能通過循環達到全身不同的組織和器官。藥物分子通過結合細胞上的不同受體，引發特異性反應，進而在人體產生效果。不過，即使藥物在設計時是通過靶向特定的受體來產生療效，我們也不能阻止它們繼續在血液中循環，無法避免它們與一些非目標靶點結合，產生一些副作用。

隨著時間推移，在血液循環中的藥物也會分解，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），當它排出體外時，尿液呈現出亮黃色。

藥物分子透過腸壁的效率會因化學性質的不同而存在差異，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，進而持續發揮效果。

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到達全身。

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，能結合并殺死腫瘤細胞。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，也會無差別地消化那些蛋白質類藥物。

此外，還有一類情況，例如使用抗生素治療一些嚴重的感染時，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合產生療效，但同樣也會增加藥物與非目標靶點的結合，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生影響。

患者的配合

最后，所有藥物設計中的一個關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，即便科學家完全了解了一個疾病并設計出有效的藥物，也唯有患者謹遵醫囑才能實現藥物的療效。