1. ADMET 概述

做 ADMET 预测这么多年,我最大的感受是:很多人把注意力全放在活性筛选上,却忽略了药物分子在体内能不能活下来。你有个化合物,体外 IC₅₀ 漂亮得不行,但一到动物实验就肝毒性、代谢太快、吸收率极低……这种案例我见了不下十次。说白了,ADMET 才是决定一个候选化合物能不能走到临床的关键。

1.1 什么是 ADME/T?

ADMET 是五个单词的首字母缩写,分别对应药物在体内的关键环节:

缩写全称含义
AAbsorption吸收——药物从给药部位进入血液循环的能力
DDistribution分布——药物在体内各组织器官的扩散与蓄积
MMetabolism代谢——药物被酶系统化学修饰的过程
EExcretion排泄——药物及其代谢物从体内清除的途径
TToxicity毒性——药物对人体产生的有害作用

我习惯把 ADMET 理解成一个「药代动力学 + 毒理学」的综合画像。你光看活性就好比相亲只看照片,ADMET 才是了解这个人的全部生活细节。

1.2 为什么新药研发这么重视 ADMET?

你可能听说过一个数字:一个新药从靶点发现到上市,平均要花 10-15 年,烧掉 10-26 亿美元。其中很大一部分成本花在了后期失败的候选化合物上。失败的原因里,超过一半都跟 ADMET 性质差有关。

  • 降低后期淘汰率——早期就把 ADMET 太差的化合物筛掉,别等到临床三期才出问题。我印象最深的是一个项目,化合物体外数据非常完美,但到了临床前大鼠灌胃实验发现生物利用度不到 2%,团队白白浪费了一年半……
  • 节省成本——体外实验比体内实验便宜,计算模型比实验更便宜。用对的方法在早期做判断,省下来的钱能多筛好几个靶点。
  • 提升成功率——有统计表明,在早期就引入 ADMET 评价的研发管线,临床成功率能提高 30% 以上。

一句话总结:ADMET 预测不是锦上添花,是雪中送炭。没有它,你会发现钱花得很快,但花对了地方吗?不一定。

1.3 传统实验方法 vs 计算模型

早期做 ADMET 全靠实验,体外用 Caco-2 细胞测吸收,用肝微粒体测代谢,用 Ames 试验测毒性……这些都是金标准,但速度和通量是硬伤。

后来有了计算模型,也就是我们常说的 in silico 方法。举个简单的例子,化合物的脂溶性通常用 logP 表示,以前得做摇瓶实验,现在用 RDKit 一行代码就能估算:

from rdkit import Chem
from rdkit.Chem import Descriptors

mol = Chem.MolFromSmiles('CC(C)CC1=CC=C(C=C1)C(C)C(=O)O')
logP = Descriptors.MolLogP(mol)
print(f"Predicted logP: {logP:.2f}")

你看到了吧?几毫秒就能出一个数值,而且准确度在很多场景下已经能接受。

下面我列了个对比表,方便你直观看清差异:

对比维度传统实验方法计算模型(in silico)
通量低,一次测几个化合物高,一次可预测上百万个
成本高,消耗试剂与动物极低,仅需算力
时间几小时到几周毫秒到分钟
可解释性直接测量,因果关系明确依赖模型,需验证
标准化有成熟 protocol各团队实现方式不同
适用阶段临床前候选化合物验证早期大规模虚拟筛选

我曾经在一个项目里先用计算模型从 10 万个小分子中预筛出 2000 个,然后才拿去做实验验证,最后真正进入优化轮的只有 20 个不到。如果没有计算模型,直接做实验,2000 个化合物的 ADMET 测定就能把预算吃掉一大半。

⚠️ 注意:计算模型不是万能的。我见过很多人过分相信预测结果,忽略实验验证,导致后期翻车。正确的做法是:计算模型做初筛,实验数据做最终决策。两者互补,不要对立。

💡 我个人的小习惯:构建 ADMET 预测模型时,永远保留 20% 的实验数据用于外部验证。如果模型在外部集上的表现和训练集差太多,那就要怀疑是不是过拟合或者特征选取有问题。

1.4 本章知识体系总览

为了让你的思路更清晰,我把本章的核心逻辑画在了下面的流程图中:

ADMET 概述知识体系 化合物库 / 候选分子 ADMET 关键性质 吸收 分布 代谢 排泄 毒性 传统实验方法 体外/体内测试 计算模型 (in silico) ML / 深度学习 / 图神经网络 异常检测与图谱纠错 💡 早期预测 + 实验验证 是降低药研成本的黄金组合

你看这个流程:从化合物出发,先过 ADMET 五关,然后选择传统实验还是计算模型,最终都会落到异常检测与图谱纠错上。这也是我们整门课的核心脉络——帮你建立一套高效、可靠的 ADMET 预测及质量保障体系。