在日新月异的药物研发领域，科学家不断寻求创新方法来提高药物分子的疗效和安全性。近几年，其中一种受到广泛关注的策略是将氘（氢的重同位素，两者仅差1个中子）引入药物分子。氘代，即用氘原子替代氢原子的过程，会引起化合物的结构和性质变化，从而优化药物分子的药代动力学并降低毒性。
      意大利东皮埃蒙特大学发表综述，总结了氘代反应在药物发现领域的发展历程、潜在机遇及面临的挑战。
      ◆ 含氘药物优势
      氘代反应会对分子的性质产生各种影响，例如改变其稳定性、反应性和药代动力学（PK）特征。在药物化合物中引入氘代反应，被越来越多用于改善已有药物的PK，被称为“氘替换”。
      在药物发现过程中，氘主要通过两种方式来修饰药物分子的性质。作为“氘替换”来构建现有药物的氘代类似物，或通过从头氘代策略将氘纳入新的候选药物中。前一种策略已被用于改善药物PK和/或毒性特征，后一种策略则在提高药物疗效和选择性方面具有广泛潜力。
      氘的化学性质较为稳定，将氘原子纳入药物中可能有几个潜在好处，包括：（1）改进PK特征：氘可通过提高药物代谢稳定性、减少清除率来延长药物半衰期，可能会带来更持久和一致的药效。（2）降低毒性：氘可增加分子对于化学键断裂的抵抗力，而不会显著改变其空间位阻或电子性质，有可能成为比其他代谢阻滞剂更为安全的生物等效异构体。（3）增强功效和选择性：氘可改变药物对其靶点的结合亲和力和/或选择性，提高其治疗指数并减少脱靶效应。最后，氘有利于提高药物的溶解度和制剂稳定性，有助于其剂型的制备和给药过程。
      ◆ 氘在新药开发中的作用
      在新药研发过程中，氘能帮助开发全新的候选药物分子，而非单纯对现有药物分子结构进行修改。因此，氘代反应可作为一种策略性工具，在药物发现的早期阶段，便开始对药物分子特性进行优化。
      在药物先导优化阶段，将氘原子引入先导化合物中能够改善药物分子PK特性。利用氘标记先导分子，可追踪候选药物分子在生物体内分布路径，提供宝贵信息，如药物的吸收、分布、代谢和排泄等情况，有助于进一步优化药物PK属性。通过将氘原子整合到药物分子中的特定位置，可微调PK特征，提高生物利用度、延长半衰期、降低清除率和增强组织渗透性。氘代作用是一种强大工具，能够帮助开发出具有优良药代动力学特性的候选药物。
      由于氘原子能影响药物分子与预期靶点（如蛋白质、受体或酶）间的相互作用，可通过在药物分子中的特定位置选择性用氘原子替换氢原子，改变药物分子的靶点亲和力，提高效力和选择性。除改善药物自身属性，氘代作用还可作为一种有效的研究手段，帮助了解药物的作用机制。将氘原子引入候选药物中，可将其作为靶点结合（target engagement）的工具——通过选择性地氘代药物分子中的特定官能团，可追踪药物与其靶点的结合过程，获得更多关于药物作用机制的信息。
      在药物分子中引入氘原子还会影响到PK以外的其他重要药物特性。例如，可影响药物的溶解度、制剂稳定性和整体物理化学性质，这些都是药物开发过程中的关键考虑因素。
       氘代是一种多功能新药开发工具，可在早期优化候选药物性质。通过策略性地将氘原子纳入分子结构，可微调已有药物分子的PK，增强治疗潜力，同时也能解决可能存在的其他问题。在提高药物研发成功率，提供更安全、有效的治疗方式方面，展示出广阔前景。（信息来源：药明康德）