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从抗真菌药到免疫抑制剂：西罗莫司（雷帕霉素）的发现
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哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin，mTOR）是一个丝氨酸／苏氨酸激酶（serine/threonine kinase），属于磷脂酰肌醇3激酶相关激酶［phosphatidylinositol-3 kinase（PI3K） related kinases （PIKKs） ］家族。它可以调节细胞代谢、生长和繁殖。常见的雷帕霉素靶蛋白抑制剂（mTOR inhibitors）是雷帕霉素类似物，它可以抑制肿瘤细胞。
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西罗莫司（sirolimus）于1999年上市，是一种大环内酯抗生素类免疫抑制剂。1972年，加拿大耶斯特实验室（Ayerst）的苏伦·塞加尔（Suren Sehgal）与同事从太平洋智利复活节岛（Easter Island）土壤样品中培养的吸水链霉菌（Streptomyces hygroscopicus）中分离得到西罗莫司，因为复活节岛土著名为Rapa Nui，所以命名为雷帕霉素（rapamycin）。
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一开始，它只是被用来作为抗真菌药物。1977年，西罗莫司被发现具有免疫抑制作用，1989年开始把西罗莫司作为治疗器官移植排斥反应的新药进行试用。经过Ⅲ期临床试验，1999年10月惠氏（Wyeth）公司研制的西罗莫司口服溶液在美国首次上市，FDA允许它作为一种安全性较高的药物应用于临床防治肾移植排斥反应。此后1毫克片剂也已在美上市，获准与环孢素、类固醇激素联合用于肾移植患者的抗排异。之后美国FDA又批准了惠氏公司西罗莫司的新适应证，用于使用鸡尾酒疗法患者中撤除环孢素（ciclosporin）后预防肾移植排斥的维持用药。
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20世纪80年代，美国国家癌症研究中心（NCI）又发现西罗莫司有抗肿瘤作用。不过其药物动力学性能不好，所以未开发其上市。随后又发现它具有预防冠状动脉再狭窄与治疗神经退行性疾病的作用。
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20世纪90年代，发现西罗莫司以抑制细胞生长周期的方式抑制肿瘤细胞繁殖，由此发现了mTOR抑制作用。惠氏公司在西罗莫司基础上进行修饰，合成替西罗莫司（temsirolimus，CCI-779），仅用于抗肿瘤。随后诺华公司将依维莫司（everolimus，RAD001）推向市场，它既可以作为免疫抑制剂治疗肾移植和肝移植的免疫排挤反应，又可以作为抗肿瘤药治疗肾癌、乳腺癌和胰腺癌等。
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2012年，NCI列举了200多个对雷帕霉素类似物的临床研究，认为雷帕霉素类似物有不错的抗肿瘤表现，但因主要抑制细胞生长，对于复发型肿瘤效果一般。
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从土壤中发现的抗肿瘤药：蒽环类抗肿瘤药
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20世纪70—90年代，蒽环类（anthracyclines）抗肿瘤药也被发现，作用靶点都是拓扑酶Ⅱ。第一个蒽环类药物是柔红霉素（daunorubicin），但用得更多的是多柔比星（doxorubicin，商品名Adriamycin；聚乙二醇化脂质体剂型Doxil或Caelyx；非聚乙二醇化脂质体剂型Myocet），也称羟基柔红霉素（hydroxydaunorubicin，hydroxydaunomycin）是对细菌分泌物中化合物修饰得来的，属于蒽环类的抗肿瘤药物。既可以用于血液癌也可以用于固体肿瘤。本品以盐酸盐的形式静脉注射使用。
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在20世纪50年代，一家意大利药企发米他利研究实验室公司（Farmitalia Research Laboratories）开始从土壤微生物菌中筛选抗肿瘤药物。他们在一个13世纪的城堡附近的土壤样本中分离得到一株新的链霉菌（streptomyces peucetius），它可以分泌一种红色物质，可有效治疗小鼠的肿瘤。另外一个法国研究团队也得到了同样一个物质，于是他们协商，将之命名为柔红霉素（daunorubicin），其法语单词中前半部分dauni指一个罗马部落，后半部分rubis指红色。
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20世纪60年代，本品开始临床试验，发现对急性白血病和淋巴瘤效果非常好，于是很快上市。但在1967年，又发现它有心脏毒性，并可致死。虽然本品没有撤市，但发米他利公司已经开始研究它的替代品。研究人员通过N-亚硝基-N-甲基氨基甲酸酯诱导菌株变异，得到了cesius ATCC 27952菌株。该变异菌株产生了一种新的红色物质，这种物质抗肿瘤功效增加，特别是治疗固体肿瘤，虽然也存在心脏毒性，不过安全范围增加了。他们命名为Adriamycin，意指亚得里亚海Adriatic Sea，不过后来循国际惯例改为通用名多柔比星（doxorubicin）[8]，后来又有研究人员发现，对其他链霉菌进行诱导突变，也会得到生产多柔比星的菌株。多柔比星于20世纪70年代上市。
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多柔比星是第一个蒽环类药物，后来，科学工作者发现了超过2000种蒽环类化合物。到1991年，美国NCI已经筛选评估了500多个蒽环类化合物的抗肿瘤作用。多柔比星的长效制剂于1995年上市。
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虽然多柔比星上市多年，但通过合成的方法产率极低，所以必须通过细菌发酵获得，产率也不高，于是基因工程起到关键作用。
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1996年至1999年，施特罗尔（Strohl）的团队通过克隆相应的细菌基因，得到了recombinant dox A，它可以催化细菌合成多柔比星。哈钦森（Hutchinson）团队通过基因重组工程，不但使菌株多柔比星产量大增，而且使相关的副产物大为减少。而当时多柔比星达到137万美元每千克。而1999年总产量不过225千克。但价格也仅降到110万美元每千克。2011年，因为产量不足，多柔比星只能在个别患者身上使用。
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勃林格殷格翰（Boehringer Ingelheim）下属工厂贝福实验室（Ben Venue Laboratories）公司是专门为强生公司提供多柔比星API原料的供应商，但也难以大规模生产。2012年，为了解决这一原料药问题，美国FDA允许印度太阳制药短期内上市仿制药。并在2013年正式批准其生产这一仿制药。
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表柔比星（epirubicin，阿霉素）是第二个蒽环类化合物，现由辉瑞公司上市，治疗手术后的乳腺癌，后来又应用于子宫癌、胃癌、肺癌等。表柔比星优于多柔比星，因为其副作用更小。
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1980年普强公司就开始进行了表柔比星的临床，但在1984年因数据不足被拒。但这一药品在欧洲开始使用。1999年，法玛西亚（pharmacia，Upjohn已经并入这家公司）再次提交了申请，这次被批准，商品名为Ellence。
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一个差点被放弃的课题带来数十亿美元市场：瑞林类药物的发现
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促甲状腺激素释放因子（thyrotropin-releasing factor，TRF）首先于1969年由罗杰·查尔斯·路易斯·吉耶曼（Roger Charles Louis Guillemin，1924— ）和安杰伊·维克多·沙利（Andrzej Viktor Schally，1926— ）发现。两人在20世纪50年代就认识，并讨论过下丘脑的激素因子。
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他们两人的实验室都接受了NIH的课题，决心要先于对方之前发现TRF。他们杀死大量的羊和猪，得到其下丘脑，用于从中提取相应的因子。但1966年，吉耶曼经过多次失败，推测这一因子可能不是一个多肽，而沙利也想要放弃。NIH介入进来，要求两个实验室继续完成课题。不得已，他们合作开展了这一研究，共同发现了TRF。两人因激素方面的研究，与罗莎琳·亚洛（Rosalyn Yalow，1921—2011，发明放射免疫法，可以检测血液中的激素、酶、药物及病毒）在1977年分享了诺贝尔生理学或医学奖。
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在得到TRF后，沙利与其他科学家合作，于1971年得到了黄体生成素-释放激素（luteinizing hormone-releasing hormone，LHRH），这一激素同时也被称为促性腺激素释放激素（gonadotropin-releasing hormone，GnRH或gonadorelin）。
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而GnRH的激动剂可以通过不断刺激垂体，减少脑垂体分泌促黄体生成激素（LH）和卵泡刺激素（FSH）。与其他促性腺激素释放激素激动剂相同，相应的药物可以治疗对激素反应的癌症（如前列腺癌、乳腺癌、子宫肌瘤）以及性早熟和子宫内膜异位症。
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20世纪80年代早期，美国生理学家弗洛伦斯·科米特（Florence Comite）就尝试用促性腺激素释放激素治疗性早熟。
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制药界也发现了这一点，于是各类的GnRH激动剂研究兴起来。由于其本身是一个十肽，制药界便进行不同的修饰，以达到相应的效果。一般进行6位、9位和10位氨基酸修饰。这些修饰可以避免被体内酶迅速降解，延长作用时间。虽然这是一种激素类药物，但生产方法多为合成方法，因为只有十个氨基酸。所以，把这类药放在化学制剂当中。
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