药化与新药开发.ppt

药化与新药开发,1,Whathappensafteryoutakeapill.,AbsorptionDistributionMetabolismExcretion,2,WhatisADME?,ADMEAbsorption(Howmuch?Howfast?)Distribution(Howextensive?Howfast?Whereisthedrugdistributed?)Metabolism(Howfast?Whatmechanism/route?Whatmetabolites?Aretheyactive?Aretheytoxic?)Excretion(Howfast?Whichroute?)MeasureandunderstandADMEandyoucanpredictpharmacokineticsThesemeasurementsarekeyapplicationsforDrugdevelopmentanddiscovery,3,DrugDiscovery超滤法：采用超滤膜,将离心管隔开,药物与蛋白混合液加在上室内开始离心,蛋白分子不能透膜,与蛋白结合的药物分子也不会被离心到下室,只有游离的药物分子能进入下室;凝胶过滤：是通过凝胶渗透层析将蛋白与小分子药物分离开。光谱法：是通过蛋白与药物结合后的光吸收改变来测定与蛋白结合的药物的量,这种方法只在特殊的情况下才能使用。,平衡透析、超滤和凝胶过滤的特点都是将与蛋白结合的药物与未结合的药物分开,从而便于衡量药物与蛋白的结合率。,光学生物传感器：使用表面等离子体共振技术,主要用于探测生物分子间的相互作用,因而可用于药物开发的许多过程中。该技术可筛选针对某一靶位点的先导化合物,也可检测药物与蛋白包括酶的结合能力。,体外研究方法主要有:,20,2.2药物向各组织分布的模型,目前在这方面没有有效的体外模型，主要是因为各组织的生物膜组分不同，同时生物膜上的蛋白受体不可能很好模拟。,2.3透血脑屏障模型,药物要透过血脑屏障才能进入脑组织。模拟血脑屏障的模型,主要是采用脑血管内皮细胞和神经胶质细胞的共培养物。,内皮细胞和神经胶质细胞共培养物模型,采用transwell培养板的方法,先在下层小池底部接种神经胶质细胞,培养23天后,再在上层小池底部的膜上接种血管表皮细胞,经培养可形成紧密连接的单层细胞。也可将神经胶质细胞接种于上层小池的膜底部。,研究药物的穿透能力也是在上层小池内加入药物,过一段时间再测外面大池内药物浓度。,21,3.药物代谢,I相反应：氧化、还原或水解为极性更大的代谢物。关键酶为P450酶;II相反应：药物及其代谢物与内源性物质结合。酶较多,重要的有葡萄糖醛酸转移酶，谷胱甘肽-S-转移酶，N-乙酰基转移酶等,3.1代谢稳定性（Metabolicstability）,Scientistsareinterestedinmeasuringsomethingcalled“clearance”Conceptually,thisistherateatwhichthedrugiseliminatedbythebodyThemetabolicenzymes“clear”thedrugfromthebodybymetabolizingittosomethingelseTherateofclearanceisveryimportantindetermininghowmuchdruggetsthroughtheliverandhowlongadrugwillstayinthebody,“Howbigapillisneededandhowoftenyouneedtotakeit”,22,example,23,PhaseI/IIDrugMetabolism,24,ExperimentalApproach,将微粒体或肝实质细胞与供试药物共同孵育,然后用LC/MS对药物进行定量分析,可得出药物的代谢率,还可对一系列结构相关的化合物进行测量,对代谢中间物进行研究。,25,Gilson215liquidhandler系统可以进行编程控制，并对测试过程中的试剂添加，及反应终止进行自动化操作，并可进行温度控制。可与HPLC系统联用，实现自动进样测试。自动化操作重复性好,半衰期是确定给药间隔，频率的重要参数。增加药物分布容积或降低清除率可延长半衰期。制成缓控释制剂或进行化学修饰可降低清除率，延长半衰期。缓、控释制剂:Modified,control,slow-releasepreparations,26,半衰期,化学修饰:尼非地平经历广泛首过代谢,半衰期短,需频繁给药。在二氢吡啶二甲基侧链连接烷氨基侧链,形成新的化合物阿莫地平，口服生物利用度增加,半衰期延长,而抗高血压活性不变。,阿莫地平,尼非地平,27,3.2药物相互作用（Drug-druginteraction）,CPY-inhibitor,28,3.2药物相互作用（Drug-druginteraction）,CPY-inducer,29,ExperimentalApproach,KeyProducts:BDUltraPoolHLM150,BDSupersomes,CYPInhibitionKits,Chemicals,了解一个药物对协同治疗药物的潜在代谢影响是必要的。可以在96孔板上进行人肝细胞长期单层培养,研究药物对肝基因表达的影响。当代谢酶表达稳定后,加入药物然后检测代谢酶的量,就可用mRNA定量方法来衡量基因表达变化,也可通过测酶的活性来衡量。mRNA的量基本可以反应出诱导与否,因为许多诱导都是通过与特定的上游感应元件相互作用提高转录水平的。qRT-PCR可以在100ng的总RNA(50000个细胞)中检验出10个拷贝,还可实时测定mRNA。确定一个孔细胞多基因表达的实现,使得同时研究一个药物对所有CYPs酶的影响成为可能。,30,3.3药物毒性（Drugtoxicity）,药物毒性很多体现在肝毒性,而且药物代谢会改变药物的毒性,因此经常使用分离的肝细胞进行毒性试验。其他体外模型如：视觉中毒试验模型,有用于急性试验的人角化细胞和角膜上皮细胞的单层培养物,也有用于慢性试验的角膜上皮3D模型,还有人造的角膜。皮肤模型中,包括角化细胞或纤维原细胞的单层培养物和人表皮的3D模型。肾毒性试验可用近球小管细胞单层培养物也可使用新鲜分离的肾小球囊或肾单元进行,但它们的存活期只有几个小时。人的其他组织如肺、心、肠和淋巴都可用来进行毒性试验,不过大都只能进行细胞中毒试验。,药物毒性是药物的一个至关重要的性质,也是最难加以筛选的性质。,药物毒性可能是种属特异性的或组织特异性的,也可能是多种其他因子共同作用的结果,有时需要长期服用才能体现。,31,ExperimentalApproach,这些细胞毒性筛选模型基本都是将药物与细胞共同孵育一段时间,然后检测细胞的活性,或是检测一些其他指标。细胞活性可通过多种方法来检测,如基于线粒体活性的MTT法、中性红染色法、基于细胞膜完整的酶释放测量。其他测试指标还有对分化细胞DNA合成或所有种类细胞的RNA、蛋白合成检测,以及针对自由基毒性的GSH(谷胱甘肽)检测。生物技术如基因芯片技术通过基因表达能检测出常规方法不能检测到的毒性作用。极其昂贵。许多其他的检测方法则要依赖于具体试验来确定。,32,1吸收变异生物利用度高，变异程度低，反之则高。与剂型、胃肠道生理状态及首过代谢有关；与胃排空时间，肠蠕动性有关；影响速率、吸收程度,药代动力学变异,吸收、分布、代谢、排泄过程的变异,与饮食有关；成分：高蛋白、低碳水化合物饮食增加茶碱和氨基比林代谢。数量：阿莫西林,250ml水送服生物利用度增加。与药物理化性质有关:高脂肪饮食增加亲脂性药物吸收。*健康志愿者标准饮食所得吸收数据；*疾病则使吸收过程更复杂。心得安游离血浓度肝病22ng/ml,健康人体7.5ng/ml，生物利用度肝病54%，健康人体35%,33,药物：蛋白亲和力个体：蛋白的质和量量：疾病、感染性疾病、心机梗塞、恶性肿瘤、肾病1酸性蛋白含量增加。低蛋白血症：肝硬化、肾衰竭、恶性病变、脓毒症由正常个体的35mg/ml降为10mg/ml。质:结构改变:大剂量乙酰水杨酸使血清蛋白发生乙酰化，从而使结合部位结构改变。氰酸盐，修饰（carbamylate）白蛋白分子精氨酸残基,降低尿毒症患者酸性药物蛋白结合。,2.蛋白结合变异,34,代谢、肝、肾排泄；头孢他定主要经肾排泄，与肾病患者肌酐清除率线性相关；靛青绿经胆汁排泄，与肝硬化患者肝功能相关。重吸收；亲脂性药物重吸收广泛，尿流、尿液pH影响重吸收。尿pH值：5-8.5对弱酸、弱碱性药物影响大。水杨酸pH从5升至8，水杨酸肾排泄增加8倍。,3排泄变异,35,酶活性、含量由基因或基因产物调节；进化和环境因素导致人群发生基因变异;药代酶基因变异引起酶活性改变、消失，药物代谢速率改变，药理效应增强或减弱。,4代谢酶变异,遗传多态性可引起许多麻烦，但并不能