前药

前药(prodrug)是指本身没有生物活性，而经体内的化学或生物化学的作用，转变成具有药理活性和治疗作用的药物。
前药的概念是Albert在1958年提出的，用来描述那些“只有经过体内的生物转化之后，才能呈现药理活性的化合物”，但在此很久以前，很多药物即以前药的形式在应用，例如阿司匹林是解热镇痛药水杨酸的乙酰化前药，尿路消毒药乌洛托品是甲醛的前药。Harper在1959年提出的“药物潜伏化”概念(drug latentiation)，即“具有生物活性的化合物，经分子修饰产生有某种特定性质的新化合物，后者在体内的酶促作用下，产生原来的活性化合物”，这一思想与前药的设计原理是基本一致的。
当药物的药代动力学性质不利于药效的发挥或者有碍于治疗应用时，或药物有某些毒性、副作用、不稳定性和其它不利因素时，应用前药原理，可将药物分子（原药）与某种暂时转运基团用化学方法连结，这样修饰过的药物分子改变了原药的物理、化学和生物学性质，并且在体内酶的作用下，再释放出原药。这个过程可用下图表示：

这种暂时转运基团与原药连接以后，可以去掉原药的不良性质。前药的设计一般要满足如下要求：
❶前药应是无毒的，本身没有活性或比原药活性低；
❷暂时转运基团也应是无毒性的；
❸原药与转运基团的连接键应于体内裂解；
❹裂解产生原药的速度应能确保药物在作用部位的有效浓度；
❺物理化学性质应优于原药，例如脂溶性、水溶性、选择性转运、趋器官性、气味和味道、稳定性等。
将极性基团酯化或酰胺化，可增加原药的亲脂性。例如，氨苄青霉素的口服吸收较差，生物利用度只40%，其酯化产物氨苄青霉素碳酯作为前药，虽然本身没有抗菌活性，但口服后胃肠吸收率达98～99%，在血液中产生游离的氨苄青霉素的时间在15分钟以内，同时释放出的暂时转运基团是乙醛、乙醇和二氧化碳。临床试验表明，碳酯的疗效比原药氨苄青霉素为好。

氨苄青霉素碳酯

氨苄青霉素

将原药中的羟基、氨基、羧基等基团酯化、酰胺化或成盐后，使在体内水解、中和，缓缓释放出原药，以延长药物的作用时间。例如睾丸素的作用时间短暂而丙酸睾丸素可以延长作用时间。

又如，青霉素G制成普鲁卡因青霉素G则作用时间延长。

将羟基做成二元酸单酯的钠、钾和铵盐可增加水溶解度。二元酸可以是琥珀酸、戊二酸、邻苯二甲酸和磷酸等。例如甾类药物和维生素的前药常制成磷酸酯的钠盐；羟基化合物还可与糖制成甙；羧酸和胺类化合物可与L-氨基酸缩合成肽也可增加亲水性。例如，安定与L-赖氨酸生成苯二氮䓬-L-赖氨酸肽，形成的水溶性前药， 临床上可以静脉注射，效果优于安定：
促进选择性转运的前药： γ-谷氨酰多巴作为多巴胺的前药具有选择性肾血管扩张作用，而全身作用很小。这是因为肾脏中γ-谷氨酰转肽酶和L-芳香氨基酸脱羧酶的活性较其它器官高，相继将无多巴胺活性的前药γ-谷氨酰多巴水解和脱羧，释放出多巴胺：

注：
❶为γ-谷氨酰转肽酶

❷为多巴脱羧酶
5,6-二氢解磷定作为解磷定的前药，是脂溶性较强、化学性能稳定的烯胺类化合物，它容易穿越血脑屏障，增加了向脑内的转运。在脑内被氧化成季铵型的原药，使脑内已中毒的胆碱酯酶重新活化：

前药可除去不利于给药的某些性质： 药物的苦涩味、难闻气味、刺激性和疼痛等引起的不适，可制成前药加以改变。例如氯霉素棕榈酸酯没有原药氯霉素的苦味，适于儿童应用的无味红霉素等。
前药作为药物设计的一种方法，已有许多成功的例子。随着生物化学、生化药理学和药物代谢的发展和深入研究，利用机体对外来物质代谢活化的前药原理，可研制具有特异作用的新药。