Imaging in Drug Discovery and Early Clinical Trials pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Springer Verlag

作者:Rudin, Markus 编

出品人:

页数:402

译者:

出版时间:

价格:$ 90.34

装帧:Pap

isbn号码:9783764377809

丛书系列:

图书标签:

药物发现
临床试验
医学影像
生物医学工程
影像技术
药物研发
早期临床
分子影像
诊断成像
生物标记物

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具体描述

In this monograph the contribution of imaging modalities to the various stages of drug discovery and development, from early target validation to their use in clinical development programs, is described. Chapters are devoted to the description of the drug discovery process as such, to the various imaging modalities being used both preclinically and clinically, to applications of imaging during the optimization of a lead compound (addressing issues such as bioavailability and efficacy) and during the drug safety evaluation. A chapter describes imaging biomarkers, their development, advantages and the potential pitfalls associated with their use. In the translation of imaging tools from animals to man regulatory issues have to be addressed, which are dealt with in a separate section. The monograph provides a comprehensive overview on the role of imaging in drug discovery today and discusses major developments and trends both with regard to technologies and applications.

《前沿生物技术在药物研发中的应用：从基础研究到临床转化》导言：药物研发的新范式在当代生命科学和生物技术飞速发展的浪潮中，新药研发正经历一场深刻的范式转变。传统的高通量筛选与经验主义方法正在被更精准、更深入的分子机制理解和先进的生物工程技术所取代。本书旨在全面、深入地探讨当前生物技术领域最前沿的突破性进展，及其如何重塑从靶点识别、先导化合物发现到临床前优化和早期临床试验设计的全过程。我们聚焦于那些正在改变游戏规则的技术平台和研究策略，为药物研发领域的科学家、研究人员和行业专业人士提供一个兼具理论深度与实践指导的前瞻性视角。第一部分：分子靶点的精准识别与验证药物研发的基石在于对疾病相关生物通路的准确理解和关键靶点的有效验证。本部分将深入剖析如何利用新一代组学技术（Omics Technologies）来揭示复杂的疾病机制，并从中挖掘出具有治疗潜力的分子靶点。第一章：多组学整合分析与疾病建模本章详细阐述基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学数据的深度整合分析方法。我们将讨论如何利用单细胞测序技术（Single-Cell Sequencing）来解析肿瘤微环境、神经退行性疾病中异质细胞群的功能状态，从而发现传统Bulk测序难以识别的、位于特定细胞亚群中的关键驱动基因或蛋白。此外，还将探讨类器官（Organoids）和“芯片上的器官”（Organ-on-a-Chip）模型在模拟人体生理和病理条件下的优势，以及它们如何作为体外验证系统，提高靶点验证的可靠性。重点关注利用这些模型进行基因编辑（如CRISPR/Cas9）干扰实验，以确证靶点的因果关系。第二章：蛋白质结构解析与功能预测的革命蛋白质是药物作用的主要分子。本章将聚焦于冷冻电子显微镜（Cryo-EM）技术在解析复杂蛋白质复合物三维结构上的突破性进展，以及结合人工智能（AI）和深度学习预测蛋白质结构（如AlphaFold的应用）的革命性影响。我们将探讨如何利用高分辨率结构信息来指导结构辅助药物设计（SAD），精确预测配体结合位点、鉴定别构调节位点，并理解药物耐药性相关的构象变化。同时，对膜蛋白和瞬态复合物的结构解析挑战与最新解决方案也将进行深入讨论。第二部分：新型药物实体的设计与优化从靶点确定到有效药物分子的筛选与设计，需要强大的生物化学和生物物理学工具支持。本部分着眼于超越传统小分子库筛选的创新药物开发策略。第三章：核酸药物与基因治疗的工程学核酸药物（如siRNA, miRNA, ASO）和基因治疗载体（如AAV, 慢病毒）已成为治疗遗传性疾病和癌症的有力工具。本章详细介绍递送系统的优化策略，包括脂质纳米颗粒（LNP）的表面化学修饰、靶向配体设计，以提高体内靶向性和跨越生物屏障的能力。对于基因编辑技术，我们将侧重于新型碱基编辑器（Base Editors）和先导编辑器（Prime Editors）的改进，以及如何解决脱靶效应和免疫原性等关键的临床前挑战。第四章：抗体工程与双特异性生物制品单克隆抗体仍然是生物制药的主力军，但技术已向更复杂的双特异性或多特异性抗体（BsAbs, Multi-specific Antibodies）发展，以实现双靶点抑制或激活特定免疫细胞。本章探讨了抗体亲和力成熟、Fc功能优化（如ADCC、CDC调节）的技术，以及利用噬菌体展示和酵母展示等高通量筛选技术快速发现新型结合域的流程。同时，对ADC（抗体药物偶联物）的连接子技术（Linker Technology）和有效载荷（Payload）的选择与毒性控制进行细致分析。第五章：基于人工智能的药物分子生成与优化人工智能和机器学习在加速药物化学发现中的作用日益突出。本章探讨如何构建和训练用于预测分子性质（如药代动力学、毒性、活性）的深度学习模型。重点讨论生成式模型（如GANs, VAEs）在从头设计（De Novo Design）新颖化学结构方面的应用，以及如何将计算筛选结果与湿实验室实验数据迭代反馈，形成高效的闭环优化系统。第三部分：转化医学与早期临床策略药物的临床前评估是通往人体试验的关键桥梁。本部分关注如何利用先进的生物标志物策略和创新的临床试验设计，加速安全有效的候选药物进入早期临床阶段。第六章：生物标志物的发现、验证与伴随诊断成功的药物开发依赖于可靠的生物标志物（Biomarkers）来衡量疗效、预测反应或识别毒性。本章深入探讨了液体活检（Liquid Biopsy）技术，如循环肿瘤DNA（ctDNA）和循环肿瘤细胞（CTC）分析，在非侵入性监测疾病进展和治疗反应中的应用。我们将阐述如何利用空间转录组学（Spatial Transcriptomics）数据来定义组织病理学中的响应性生物标志物，以及如何将这些标志物整合到伴随诊断（Companion Diagnostics）的开发流程中，指导患者招募。第七章：早期临床试验的优化与风险管理早期临床试验（I期和IIa期）的目标是在有限的患者群体中，以最快速度评估人体的安全性和初步有效性。本章介绍适应性试验设计（Adaptive Trial Designs），如何根据中期数据实时调整剂量、臂数或入组标准，以提高试验效率。此外，还将讨论如何利用“健康志愿者替代模型”和人源化小鼠模型来提前预测I期试验中可能出现的毒性，从而降低临床失败的风险。重点讨论在罕见病和肿瘤治疗领域中，如何平衡疗效信号的获取与患者安全保护的伦理考量。结论：整合驱动的未来药物发现本书的最终结论强调，未来的药物研发将不再是单一技术的胜利，而是跨学科整合的产物。只有将分子生物学、生物工程、计算科学和精准临床医学紧密结合，才能持续高效地将科学发现转化为挽救生命的疗法。本书提供了一个全面的框架，指导读者在这一快速演变的领域中导航和创新。