本教材主要内容包括：药物靶标发现、药物发现与研发、临床药物评价和临床精准用药等；将分析对象从药物活性成分，主要是具有生物活性的物质，如苗头化合物、先导化合物、候选药物、药物(化药、中药和生物药)及其代谢物等：拓展到药物效应分子，主要是能与药物活性成分发生直接或间接相互作用的基因、蛋白质、酶、受体、细胞因子和内源性小分子化合物等；将分析手段拓展到生物学、兔疫学、影像学、生物芯片、人工智能等。

A 总论 001
第一章 绪论 002
第一节　分析药理学发展历程和研究意义 002
第二节　分析药理学的内涵和主要研究内容 004
参考文献 005


B 生物样品 007
第二章 生物样本的采集与储存 008
第一节　概述 008
第二节　生物样本的采集 008
一、体液样本的采集 008
二、组织样本的采集 013
三、头发与粪便样本的采集 014
四、细胞样本的采集 015
第三节　生物样本的储存 024
一、低温储存 024
二、常温储存 026
第四节　生物样本库 027
一、生物样本库的定义与类型 027
二、生物样本库建设现状 028
三、生物样本库的应用 028
参考文献 029

第三章 生物样本处理方法 031
第一节　核酸样本前处理方法 031
一、核酸的基本结构和性质 031
二、 DNA提取纯化的基本原理和方法 032
三、 RNA提取纯化的基本原理和方法 034
四、循环核酸的性质和分离纯化 037
五、核酸样本质量控制方法 038
第二节　蛋白质样本前处理方法 041
一、蛋白质的基本结构和性质 041
二、蛋白质提取分离纯化的原理和方法 041
三、基于质谱的蛋白质组学样本制备 044
四、蛋白质组学样本质量控制方法 051
第三节　代谢物样本的制备方法 054
一、基于质谱的代谢组学样本制备方法 054
二、代谢组学样品质量控制方法 059
第四节　基于前沿技术的分析样本制备及应用 062
一、基于单细胞样本制备 062
二、基于质谱成像的样本制备 062
三、基于高内涵成像的样本制备及应用 063
四、纳米材料用于样本制备 065
参考文献 067


C 分析方法 069
第四章 基于质谱的组学分析方法 070
第一节　基于质谱的组学分析方法概述 070
一、组学技术 070
二、组学计划及研究对象 070
三、多组学研究的质谱技术 071
第二节　质谱分析方法用于多组学分析的基本原理 073
一、质谱法检测物质质量变化 073
二、ESI 液质联用仪的原理 074
三、生物分子的检测 075
第三节　质谱分析方法在组学研究中的进展 090
一、单细胞蛋白质组学的发展 090
二、空间代谢组学的发展 093
参考文献 096

第五章 常用PCR分析方法 098
第一节　概述 098
第二节　聚合酶链式反应（PCR） 098
一、PCR的基本原理 098
二、PCR的反应体系 099
三、PCR的主要应用 100
第三节 实时荧光定量PCR 101
一、实时荧光定量PCR的基本原理 101
二、实时荧光定量PCR的应用 102
第四节　巢式PCR 103
一、巢式PCR的基本原理 103
二、巢式PCR的分类 103
三、巢式PCR的应用 104
第五节　数字PCR 105
一、数字PCR的基本原理 105
二、数字PCR的应用 106
第六节　其他PCR 相关技术进展 107
一、反向PCR 107
二、桥式PCR 108
三、原位PCR 108
四、PCR芯片 109
参考文献 110

第六章 常用流式细胞术 112
第一节　概述 112
第二节　流式细胞术的基本原理 112
一、仪器构造 112
二、工作原理 114
第三节　流式细胞术的基本应用 115
一、细胞表面标志物的检测 115
二、细胞凋亡检测 116
三、细胞增殖检测 117
四、细胞因子检测 118
五、细胞分选 119
第四节　流式细胞术在药理学研究中的应用 119
一、肿瘤药理学 119
二、心血管药理学 120
三、神经药理学 121
四、临床药理学 122
第五节　流式细胞术在毒理学中的应用 124
一、免疫毒理学 124
二、遗传毒理学 125
三、生殖毒理学 125
四、血液学评价 126
五、致癌性评价 126
第六节　流式细胞仪的研究进展 127
一、流式细胞仪的研发概述 127
二、新型流式细胞仪 128
参考文献 130

第七章 常用显微镜技术 135
第一节　概述 135
第二节　常用显微镜技术的发展史 135
第三节　常用显微镜技术 137
一、普通光学显微镜技术 137
二、荧光显微镜技术 139
三、激光扫描共聚焦显微成像技术 144
四、电子显微镜技术 145
第四节　超分辨成像技术 147
参考文献 148

第八章 常用分子成像分析方法 151
第一节　概述 151
一、分子成像的产生 151
二、分子成像的定义和原理 152
三、分子成像与传统影像的比较 153
第二节 常用分子成像技术 154
一、放射性核素显像 154
二、X射线计算机断层成像 160
三、光学成像 162
四、超声成像 171
五、磁共振成像 172
六、常用分子成像技术比较 176
七、分子成像技术进展 177
第三节　分子成像在药学领域的应用 180
一、分子成像在新药研发过程中的应用 181
二、分子成像在临床中的应用 184
参考文献 187

第九章 常用生物芯片分析法 189
第一节 生物芯片分析法概述 189
一、概述 189
二、生物芯片的分类 190
三、生物芯片的起源与发展 191
第二节 基因芯片分析 191
一、概述 191
二、基因芯片的基本原理 192
三、基因芯片的特点 194
四、基因芯片的应用 194
五、展望 197
第三节　蛋白质芯片分析 198
一、概述 198
二、蛋白质芯片的基本原理 198
三、蛋白质芯片的特点 201
四、应用 202
五、前景以及存在问题 204
第四节　细胞芯片 204
一、概述 204
二、常见的细胞芯片 205
三、细胞芯片的应用 207
四、展望 208
第五节　器官芯片 208
一、概述 208
二、器官芯片的基本原理 209
三、器官芯片的特点 211
四、器官芯片的应用 212
五、展望 212
参考文献 213

第十章 常用免疫学分析方法 216
第一节　概述 216
一、免疫分析法的分类 216
二、免疫分析法的基本原理 217
三、免疫分析法在药理学中的应用发展 218
第二节　放射免疫分析法 219
一、放射免疫分析法的基本原理 219
二、放射免疫分析技术的药理学应用示例 220
第三节　酶免疫分析技术 221
一、酶免疫分析技术的常用标记酶及底物 221
二、酶联免疫吸附测定 222
三、细胞计数实验 225
四、免疫组织化学 227
第四节　化学发光免疫分析技术 229
一、化学发光免疫分析技术基本原理及分类 229
二、蛋白质印迹 233
三、免疫沉淀 237
四、免疫荧光 241
参考文献 244

第十一章 常用生物学分析方法 246
第一节　荧光探针 246
一、概述 246
二、荧光共振能量转移原理 247
三、常见荧光材料汇总 248
四、应用示例 249
第二节　表面等离子体共振 250
一、概述 250
二、表面等离子体共振原理 251
三、应用示例 252
第三节　放射元素标记 253
一、概述 253
二、检测原理 254
三、应用示例 254
第四节　报告基因法 256
一、概述 256
二、常见报告基因法 256
三、应用示例 257
第五节　基因测序 259
一、概述 259
二、纳米孔测序技术 259
三、应用示例 260
参考文献 260

第十二章 常用基因编辑技术 264
第一节　概述 264
第二节　常用基因编辑技术的基本原理 266
一、锌指核酸酶技术 266
二、转录激活因子样效应物核酸酶技术 266
三、成簇规律间隔的短回文重复序列相关蛋白技术 267
四、单碱基编辑技术 269
第三节　基因编辑技术的应用和优缺点 270
一、ZFN技术 270
二、TALEN技术 271
三、CRISPR-Cas9技术 273
四、单碱基编辑技术 277
第四节　基因编辑技术展望 278
参考文献 280

第十三章 常用医药大数据分析 283
第一节 概述 283
一、药效学 283
二、药代动力学 284
三、药理学数据分析涉及的概念 284
第二节 药理学研究设计与统计分析 285
一、药理学与数理统计 285
二、药理学研究设计与统计分析 288
第三节　定量药理学与模型引导 292
一、群体药代动力学/ 药效学分析 293
二、药代动力学- 药效学模型 294
三、模型引导分析 295
第四节　数据库在药理学中的发展与应用 297
一、综合性数据库 297
二、药效学数据库 299
三、药代动力学数据库 301
四、中医药数据库 302
五、生物信息学数据库 303
六、其他药理学相关数据库 304
第五节　人工智能在药理学研究中的应用 305
一、定义 305
二、人工智能在药物研发中的应用 306
三、人工智能在个体化用药中的应用 311
第六节　大数据在药理学中的发展及应用 312
一、定义 312
二、大数据在药物研发中的应用 313
三、药理学研究中的其他大数据领域 318
参考文献 320


D 典型案例 321
第十四章 基于化学蛋白质组学的药物靶标发现 322
第一节　概述 322
一、新药研发策略和药物靶标发现 322
二、基于化学蛋白质组学的药物靶标发现 323
第二节　基于化学改性的化学蛋白质组学技术 324
一、直接捕获靶标发现技术 325
二、竞争性靶标发现技术 328
第三节　不基于化学改性的化学蛋白质组学技术 333
一、基于酶解稳定性的化学蛋白质组学靶标发现技术 334
二、基于热稳定性的化学蛋白质组学靶标发现技术 338
三、基于氧化稳定性的靶标发现技术 343
四、基于氨基酸可及性变化的靶标发现方法 345
第四节　展望 348
参考文献 348

第十五章 代谢调控与药物靶标的发现和转化 351
第一节 概述 351
第二节　新兴的代谢组学技术及其应用 352
一、代谢流技术 352
二、空间分辨的代谢组学技术 357
第三节　代谢组学技术在肿瘤靶标发现中的应用 362
一、三羧酸循环 362
二、谷氨酰胺代谢 364
三、一碳代谢 365
第四节　代谢组学技术在肠- 脑相关疾病靶标发现中的应用 369
一、肠道菌群代谢产物TMAO与心血管疾病 369
二、多巴胺与帕金森病 372
第五节　展望 376
参考文献 376

第十六章 生物标志物的发现和分析典型案例 379
第一节　生物标志物概述 379
一、生物标志物的定义 379
二、生物标志物的分类 380
三、生物标志物的类型 381
四、生物标志物的发现 382
五、理想的生物标志物 382
第二节　基于基因组学的生物标志物开发 383
一、非小细胞肺癌——血液肿瘤突变负荷 383
二、食管癌——基因组拷贝数 384
第三节　基于转录组学的生物标志物开发 385
一、非小细胞肺癌PD-L1免疫治疗——浆细胞 385
二、非酒精性脂肪肝 387
第四节　基于蛋白质组学的生物标志物开发 388
一、卵巢癌 388
二、口腔鳞状细胞癌 389
三、酒精相关肝病 390
第五节　基于代谢组学的生物标志物开发 392
一、癌代谢物——2-HG 393
二、动脉粥样硬化 393
三、早期肺腺癌 394
四、肥厚型心肌病 395
第六节　基于表观组学的生物标志物开发 396
一、前列腺癌 396
二、膀胱癌 398
参考文献 399

第十七章 药物代谢和药物转运分析典型案例 400
第一节　药物代谢和药物转运概述 400
一、药物代谢和药物代谢酶 400
二、药物转运和药物转运体 401
三、药物转运体- 代谢酶协同介导细胞对药物的处置 402
四、代谢性药物- 药物相互作用 403
五、代谢酶和转运体表达改变对药物有效性和安全性的影响 404
第二节　药物代谢酶和转运体介导的药物-药物相互作用研究案例 404
一、基于CYPs抑制和诱导的药物- 药物相互作用研究 404
二、基于UGTs 和转运体抑制的DDI研究案例 407
第三节　转运体介导药物组织分布研究案例 410
一、BCRP和MDR1限制吉非替尼进入脑组织 410
二、OCT2介导氯化两面针碱的肾脏积聚 412
三、OAT2和ENT1在恩替卡韦肝脏转运和抗病毒活性中的作用研究 414
第四节　转运体和药物代谢酶协同介导药物处置研究案例 416
第五节　以药物转运体为靶标的药物增敏研究案例 419
第六节　基于药物代谢酶调节机制的潜在药物靶标研究案例 424
一、CYP1B1在肝癌组织中高表达致紫杉醇耐药 424
二、MLL-menin抑制剂MI-2下调肝细胞癌细胞系中CYP1B1的蛋白质水平 425
三、MI-2与紫杉醇合用可以协同增强紫杉醇对肝细胞癌细胞系的毒性 425
四、MI-2和紫杉醇可以促进CDX和PDX模型中微管蛋白聚合并提高紫杉醇抗肿瘤活性 426
参考文献 428


E 分析方法验证 431
第十八章 生物标志物分析方法验证 432
第一节　qPCR 分析方法验证 432
一、特异性 432
二、灵敏度 433
三、线性范围 433
四、精密度和准确度 433
五、基质干扰和回收率 433
六、稳定性 434
第二节　生物标志物验证 434
一、生物标志物分析方法验证 434
二、生物标志物临床确证 438
参考文献 439