“氟足迹”是指在某一特定时期内，直接或间接由个人、组织、事件或产品产生的含氟物质的总排放量，通常可用氟离子或氟化钙当量来衡量。“氟足迹”是“环境足迹”的重要组成部分，可以形象地描述氟化工、氟医药和氟材料等产业发展对生态环境的影响，其中“人群摄氟总量”、PFAS等指标与大众健康密切相关。

       因近期PFAS等相关含氟产品在环境中的残留等问题，引起了社会的广泛关注，笔者提出了“氟足迹”的概念。

       氟是卤族中的第一个元素，却被发现得最晚。由于单质氟是化学性质最活泼、氧化性最强的物质，自然界中不存在游离状态的氟，能同所有其他元素化合，仅以离子的形式广泛存在于萤石和冰晶石中。虽然地壳中氟元素的丰度排在第13位，是自然界中含量最丰富的卤素，然而天然有机含氟化合物却很少。截至目前，科学家仅发现了20种天然有机含氟化合物，主要是在某些细菌和真菌中发现的，通常具有独特的生物活性。

       氟效应包括哪些

       科学家们还发现在有机分子引入氟原子存在如下四大效应，我们称之为“氟效应”：一是电子效应，氟原子具有极高的电负性，能够通过其强烈的诱导效应和潜在的共轭效应，改变分子的电子分布，影响分子的反应活性和酸碱性等物化性质。二是渗透效应，由于氟原子的适度疏水性，引入氟原子可以增强分子的脂溶性，提高分子通过细胞膜的能力，从而改善其在生物系统中的渗透性。三是阻碍效应，引入氟原子可以引发空间位阻效应，改变分子的立体构象，阻碍某些反应位点的可及性，影响与其他生物分子之间的相互作用。四是模拟效应，氟原子可以模拟氢原子或羟基等官能团，调节分子与生物靶标的相互作用，模拟或干扰生物体内的天然过程。

       氟药的应用

       以上这些效应使氟原子成为药物发现中不可或缺的工具，能够精确调控分子的性质以满足特定的功能需求。氟药通常具有较强的生理活性、较长的作用时间、较强膜穿透性和良好的药物稳定性，在抗微生物、抗癌、麻醉与镇静、心血管疾病、抗抑郁与抗焦虑、抗炎与免疫调节、抗骨质疏松及抗寄生虫等新药研发领域得到广泛应用。目前至少有25　的药物分子中含有氟原子，畅销排行榜前五位的小分子药物中，“氟药”占了三席。近年来，随着新药研发和有机氟化学迅速发展，含氟新药不断获批上市，每年上市的新药中约有20　是“氟药”，在抗癌药物、抗病毒药物和抗菌药物的开发中占据重要地位。

       手性氟药的特性

       手性是指分子结构不能与其镜像重叠的性质，手性分子通常存在于多种对应异构体。由于不同的手性异构体在生物系统中常常表现出不同的药理作用，手性分子在医药化学中具有独特的重要性。在手性分子中引入氟原子，影响药物的立体选择性、生物活性、选择性和代谢途径，从而提高药物的靶向性，在药物设计中有很多成功案例，在提升药物药效和减少药物副作用等起重要作用。如一些含氟降血脂药物，氟原子的引入不仅提高了药物的代谢稳定性，还通过手性异构体优化，增强了药物对还原酶的选择性抑制作用，显著提升了其降脂效果，同时提高了其抑制癌细胞DNA合成的能力，被广泛用于结直肠癌、乳腺癌、胃癌、胰腺癌等多种实体瘤的治疗。

       在应对新兴疾病和耐药性问题时，多靶点药物和个性化医疗进一步提高药物治疗效果和安全性，随着人工智能赋能手性含氟新药设计，特别是氟位点预测模型的应用，将进一步推动新型含氟候选新药分子的设计合成，提高研发效率，降低新药研发的风险。

       总之，我们有理由相信：通过“氟足迹”的探索与应用，加强氟医药化工产业的环境治理和生态保护；加强“氟效应”在手性含氟新药研发的应用研究；加强“氟位点预测模型”等人工智能赋能手性含氟新药的设计合成，手性含氟新药在未来的医疗实践中将继续发挥关键作用，为远未被满足的临床疾病治疗提供更安全高效的解决方案，为人类健康事业做出更大贡献。（作者系上海应用技术大学、上海绿色氟代制药工程技术研究中心教师）