首北方药学研究生论坛曾苏ADME在药物研发中的作用从成药性评价到新药转化研究

1、 曾苏曾苏 浙江大学药学院浙江大学药学院 adme在药物研发中的作用在药物研发中的作用-从成药性评价到新药转化研究从成药性评价到新药转化研究 主要内容主要内容o 新药转化研究的背景和新药转化研究的背景和成药性评价的意义成药性评价的意义o 基于细胞模型的药物吸收转运成药性评价基于细胞模型的药物吸收转运成药性评价o 基于药物代谢稳定性的成药性评价基于药物代谢稳定性的成药性评价o 基于基于dmesdmes诱导和抑制的药物成药性评价诱导和抑制的药物成药性评价o 基于药物代谢的毒性预测基于药物代谢的毒性预测o 基于基于dmesdmes的新药设计的新药设计一一. 新药转化研究的背景和新药转化研究的背景和成

2、药性评价的意义成药性评价的意义o 新药研发是一复杂的庞大系统工程新药研发是一复杂的庞大系统工程,所涉及的学科所涉及的学科门类众多门类众多o 转化研究转化研究有助于构建创新药物的基础研究、临床前有助于构建创新药物的基础研究、临床前研究和临床疗效评价直至新药制造和临床应用的系研究和临床疗效评价直至新药制造和临床应用的系统研发链统研发链o 顺畅基础医学和生物学与创新药物研发、临床医学顺畅基础医学和生物学与创新药物研发、临床医学之间的双向信息和研究关联之间的双向信息和研究关联o 缩短创新药物从实验室到临床应用的研发周期缩短创新药物从实验室到临床应用的研发周期o 对于提高新药研发效率十分重要对于提高新药

3、研发效率十分重要 药学学报，药学学报，2011；46: 19-29 o usfda, innovation/ stagnation :challenge and opportunity on the critical path to new medical products，2004 o “关键路径行动计划关键路径行动计划”（the critical path initiative）o 新药、生物制品和医疗器械研发、评价、生产和使新药、生物制品和医疗器械研发、评价、生产和使用整个过程转化研究用整个过程转化研究(translation research)的国家策略，以缩小大量生物医学和技术的发现

4、与的国家策略，以缩小大量生物医学和技术的发现与新药成功率之间的鸿沟新药成功率之间的鸿沟o 苏格兰卫生部与全球最大制药公司之一的惠苏格兰卫生部与全球最大制药公司之一的惠氏制药公司合作氏制药公司合作,共同启动世界上第一个转共同启动世界上第一个转化医学合作研究中心化医学合作研究中心o 罗氏公司投资罗氏公司投资7100万美元，在新加坡设立万美元，在新加坡设立转化医学研发中心转化医学研发中心 o 阿斯利康公司建立阿斯利康中国创新中心，阿斯利康公司建立阿斯利康中国创新中心，并开展精神疾病基因及药物研发领域的转化并开展精神疾病基因及药物研发领域的转化医学研究医学研究 o药物转化研究药物转化研究adme评价贯

5、穿始终评价贯穿始终hodgson j. admet-turning chemicals into drugs. nature biotechnol. 2001;19:722-6.dm/pkoreasons for attrition (19912000).o 先导物的优化是对分子的理化性质、药代和药先导物的优化是对分子的理化性质、药代和药效的综合修饰效的综合修饰o 过分强调药效强度和选择性，追求高活性，而过分强调药效强度和选择性，追求高活性，而忽略理化和药代性质，会导致药物的效力低下忽略理化和药代性质，会导致药物的效力低下o 往往也是体外有活性而体内无效的原因往往也是体外有活性而体内无效的原因

6、 成药性评价的意义成药性评价的意义o 评价和预测基于药物代谢的潜在药物相互作用是新评价和预测基于药物代谢的潜在药物相互作用是新药研发中的重要环节，药研发中的重要环节，美国、欧洲、日本美国、欧洲、日本等国的新等国的新药注册审批部门对药注册审批部门对cyps引起的药物相互作用都十引起的药物相互作用都十分重视，发布了一系列研究指导原则分重视，发布了一系列研究指导原则o1. 美国美国fda, drug metabolism/drug interaction studies in the drug development process: studies in vitro，1997； o2. in vi

7、vo drug metabolism/drug interaction studies-study design, data analysis, and recommendations for dosing and labeling，1999 ；o3. 日本，日本，methods of drug interaction studies,2001o 并不是所有的药物并不是所有的药物-药物相互作用都由药物相互作用都由cyps引起，也引起，也可由可由ugts或或转运体转运体引起，导致药物吸收、分布、代谢、引起，导致药物吸收、分布、代谢、排泄和毒性（排泄和毒性（adme/t）性质改变）性质改变 o美国

8、美国fda在在2006年指南中（年指南中（drug interaction studies study design, data analysis, and implications for dosing and labeling），增加了转运体），增加了转运体p-gp的研究内容的研究内容o2012年美国年美国fda指南中又新增指南中又新增ugts和和6种转运体种转运体bcrp,oatp1b3,oatp1b1,oct2,oat1,oat3（drug interaction studies study design, data analysis, implications for dosing,

9、 and labeling recommendations）o欧洲欧洲ema2010年指南中还列有年指南中还列有胆酸盐外排泵胆酸盐外排泵(bsep)和和oct1（guideline on the investigation of drug interactions）；转运体总数达到）；转运体总数达到9种种cypsfda guidance fda guidance 20062006itc recommendation itc recommendation 2010 2010 fda guidance fda guidance 20122012ema guidelines ema guidelin

10、es 20102010p-gpp-gp mdr1bcrpbcrp乳腺癌耐药蛋白乳腺癌耐药蛋白bsepbsep胆酸盐外排泵胆酸盐外排泵 oatp1b1oatp1b1有机阴离子转运蛋白有机阴离子转运蛋白 oatp1b3oatp1b3oct1oct1有机阳离子有机阳离子转运体转运体oct2oct2oat1oat1有机阴离子转运体有机阴离子转运体oat3oat3ugtsugts葡萄糖醛酸转移酶葡萄糖醛酸转移酶模拟肠道吸收代谢模拟肠道吸收代谢 药物或活性成分药物或活性成分caco-2,mdck, mdck /mdr1, llc-pk1/mdr1, llc-pk1,mrp, bcrp, bcap 37/m

11、dr1 肠道肠道肝脏肝脏血液血液发挥功效发挥功效整体整体pk模型模型人源化体外模人源化体外模型型永生化脑永生化脑脉络膜脉络膜上皮细上皮细胞、重组胞、重组p-gp等等模拟血脑透过性模拟血脑透过性药酶的诱导与抑制药酶的诱导与抑制pxr等等/cyps报告基因、报告基因、hpxr转基因动物、原代转基因动物、原代肝细胞，重组肝细胞，重组cyps，ugts，微粒体等，微粒体等cyps, ugts，gst,oatp,pe pt等转基因细胞等转基因细胞 模拟肝脏代谢模拟肝脏代谢人源化转基因动物人源化转基因动物l摄入型转运体将内外源性物质摄入细胞内，包括有机阴离子转运多肽家族（oatp）、有机阴离子转运体家族（

12、oat）、有机阳离子转运体家族（oct）l外排型转运体多药耐药蛋白（mdr）、多药耐药相关蛋白（mrp）、乳腺癌耐药相关蛋白（bcrp）以及肝脏胆盐外排泵（bsep）二、基于细胞模型的药物吸收和转运二、基于细胞模型的药物吸收和转运成药性评价成药性评价absorption distribution metabolism excretion红色标记的是美国红色标记的是美国fda明确要求的转运体明确要求的转运体 1 2 3 4 mdck caco-2western blot 检测四株检测四株mdck/mdr1细胞细胞p-gp的表达的表达 bcap37 1 2 3 4western blot 检测四株

13、检测四株bcap37/mdr1细胞细胞p-gp的表达的表达o 药物吸收和转运细胞模型药物吸收和转运细胞模型 caco-2 cellworld j world j gastroenterolgastroenterol. 2004;10(9):1365-8. 2004;10(9):1365-8.鉴定鉴定p-p-gpgp底物或抑制剂的体外试验方法底物或抑制剂的体外试验方法 试验方法试验方法组织组织参数参数备注备注双向转运双向转运试验试验caco-2 caco-2 细胞；细胞； mdck-mdr1mdck-mdr1细胞；细胞；llc-pk1 mdr1llc-pk1 mdr1细胞细胞b-ab-a与与a-

14、ba-b药物净外排药物净外排比比 1.1. 直接测定药物的外排量直接测定药物的外排量 2.2. 鉴定鉴定p-p-gpgp的转运与抑制的转运与抑制 3.3. 已考虑已考虑p-p-gpgp位于膜的顶位于膜的顶端或基底外侧端或基底外侧摄取摄取/ /外排试验外排试验肿瘤细胞；肿瘤细胞；cdnacdna 转染细胞；转染细胞；卵母细胞中注入卵母细胞中注入转运蛋白的转运蛋白的crnacrna抑制荧光探针钙抑制荧光探针钙黄绿素黄绿素-am-am或罗丹或罗丹明明-123-123的摄取和的摄取和外排外排 1.1.不能区别底物还是不能区别底物还是抑制剂抑制剂 2.2.不能鉴定透过性差不能鉴定透过性差的底物和抑制剂的

15、底物和抑制剂atpatp酶酶膜囊法；膜囊法；重组重组p-p-gpgpatpatp酶的活酶的活性性 1.1. 同外排同外排/ /摄取试验摄取试验 2.2.与与p-p-gpgp的功能不一定的功能不一定具有良好的相关性具有良好的相关性药物侯选物药物侯选物浓度浓度( ( mol/l)mol/l)p papp (app ( 1010-8-8cm/s)cm/s) 透过系数透过系数e f f l u x e f f l u x ratioratioapapblblblblapap 50.050.04.24.2 0.180.186.26.2 0.290.291.51.5100.0100.03.93.9 0.2

16、30.238.78.7 0.200.202.22.2250.0250.03.33.3 0.300.3011.211.2 0.150.153.43.41. 抗病毒候选药物抗病毒候选药物rdss caco-2细胞双向转运透过实验细胞双向转运透过实验 该有效部位的透过系数很小，总透过率小于该有效部位的透过系数很小，总透过率小于1%，并是外，并是外排泵排泵p-gp的底物；再经过动物口服实验的验证，在各时间点的底物；再经过动物口服实验的验证，在各时间点未检测到有效部位化合物及代谢物。未检测到有效部位化合物及代谢物。 00.20.400.0040.0080.0121/c1/vrdsrds+rhodamin

17、e-123线性(rds+rhodamine-123)线性 (rds)00.10.200.0040.0080.0121/c1/vrdsrds+csa线性(rds+csa)线性 (rds) 加入加入p-糖蛋白抑制剂或底物后糖蛋白抑制剂或底物后,在在caco-2细胞细胞单层的透过性增强。认为是单层的透过性增强。认为是p-糖蛋白的底物糖蛋白的底物结论：该化合物难于制成常规口服制剂结论：该化合物难于制成常规口服制剂oj pharm pharmacol. 2005;57:1297-303 花旗松素花旗松素落新妇苷落新妇苷2.effects of inhibitors (100 2.effects of i

18、nhibitors (100 molmol/l) on the /l) on the transport of transport of astast or tax across caco-2 cell monolayer or tax across caco-2 cell monolayer concentration (mol/l)efflux ratiocontrolgf 120918verapamilmk-571落新落新妇妇苷苷107.00.70.56.4506.30.60.76.31006.70.60.66.42506.00.70.86.85007.40.70.96.6花旗花旗松松素

19、素1016.913.615.43.65015.414.115.93.810036.335.237.33.225025.425.124.43.250028.925.326.53.2papp非常相近，且均小于1 10-6 cm/s o 落新妇苷和花旗松素分别为落新妇苷和花旗松素分别为p-gp和和mrp2的底物的底物o 外排转运蛋白是限制其口服外排转运蛋白是限制其口服ba的主要因素的主要因素之一之一(大鼠中的绝对生物利用度为大鼠中的绝对生物利用度为0.066%和和 0.17% )int j pharmaceut 2009;378:18 o 花旗松素和落新妇苷对花旗松素和落新妇苷对p-gp具有诱导效应

20、具有诱导效应o p-gp在蛋白表达及在蛋白表达及mrna表达水平上均有表达水平上均有上调上调o 增加增加r123在在caco-2细胞中的外排细胞中的外排intjpharmaceut2009;378:18llc-pk1/bcrp细胞细胞 +抑制剂抑制剂llc-pk1/bcrp细胞细胞uptakeofliensinineinllc-pk1andllc-pk1/bcrpcells10 m20 m40 m5101520llc-pk1llc-pk1withgf120918llc-pk1/bcrpllc-pk1/bcrpwithgf120918cellularaccumulation(nmol/mgpro

21、tein/120min)*转运实验转运实验:莲心碱外排作用强莲心碱外排作用强烈，在烈，在llc-pk1/bcrp细胞细胞上的净外排比为上的净外排比为2.87加入加入bcrp的抑制的抑制剂剂csa和和gf120918后，净后，净外排比显著降低至外排比显著降低至1左右左右 细胞摄取实验细胞摄取实验3. cns bbbcns bbb cd compdconc(mol/l)a-bmdck-mdr1mdckpapp(10-5cm/s)efflux ratio (papp (b-a)/ (a-b)efflux ratio (papp (b-a)/ (a-b)net efflux ratior1100.65

22、00.0122.311.921.20500.5350.0092.081.731.201000.6450.0531.631.630.99r2100.5500.0395.181.782.90500.8530.0013.391.772.671001.0590.0232.471.672.16r3100.7300.0231.321.330.99500.5120.0341.281.101.161000.3760.0121.931.131.70r4101.8150.0191.411.311.07502.6340.1081.011.130.901002.4580.1751.011.300.78r5100.13

23、30.0021.291.081.20500.0970.0092.271.281.771000.0890.0154.011.862.16opoorly permeability: 05;omoderately permeability : 01, 02,03;owell permeability : 04, or02 and r05 may be the substrates of p-gpcompoundsconc( mol/l)mdck-mdr1 effluxmdck efflux net efflux ratio ratio (papp (b-a)/papp(a-b)ratio (papp

24、 (b-a)/papp(a-b)r02104.962.112.35+verapamil1001.371.051.30+csa101.181.190.93r051003.821.842.07+verapamil1001.881.631.16+csa101.281.211.06oohhohohoh2coch2ohhoch2ohcompconc.(mol/l)mdck-mdr1papp(10-5cm/s)efflux ratioa-bb-agas1000.01830.00140.04490.00242.461500.01690.00140.03410.00152.012000.01630.00040

25、.03180.00241.95 502.3570.0153.1290.0951.32 1002.0620.1492.9820.0721.45hba1502.8130.1542.8670.1621.022002.8050.4523.2010.1161.14o 底物底物 substrate:drug is metabolized by the enzyme systemo 诱导剂诱导剂 inducer:drug that will increase the activity or synthesis of cyp450 enzymeso 抑制剂抑制剂 inhibitor:drug that wil

26、l decrease the metabolism of a substrate三、基于药物代谢稳定性的成药性评价三、基于药物代谢稳定性的成药性评价cypsugts药物代谢酶药物代谢酶ugt1a1, 1a3, 1a4, 1a6, 1a9, 2b7, 2b15in vitro studies can be conducted using recombinant human dmesp450ugtdm/pk对新药研发的意义对新药研发的意义o 任何药物在体内都有其发挥疗效的有效期，因为任何药物在体内都有其发挥疗效的有效期，因为大部分药物在体内都会被代谢而失去活性大部分药物在体内都会被代谢而失去活性o

27、 代谢可以使脂溶性药物转变为水溶性化合物，从代谢可以使脂溶性药物转变为水溶性化合物，从而加速药物从体内的排泄而加速药物从体内的排泄drugmetabolismdrugohdrugogluconjugationexcretion指导结构修饰指导结构修饰o 若若cyp酶代谢消除占药物总消除的酶代谢消除占药物总消除的 25%时，则必须鉴定哪种时，则必须鉴定哪种cyp酶参与代谢酶参与代谢o 将药物和肝细胞或微粒体肝细胞或微粒体共孵育，然后分析孵育介质或细胞内容物（ hplc-uv、荧光或放射性检测，hplc-ms/ms）。可对形成的代谢物直接鉴定in vitro methods for determi

28、nation of metabolic stabilityphase i代代谢谢phase i & ii同工酶同工酶代谢物结构鉴定代谢物结构鉴定细胞代谢细胞代谢isolatedhepatocytesmodelsandtechniquesusedtostudydminvitroenzyme:1. isolatedhepatocytesandprecisioncutliverslices2. subcelluarfractions(hepaticmicrosomes,s9,cytosol)3.humanrecombinantenzyme,purehumanenzymeinhibitor:1

29、.chemicalinhibitors2.antibody3.rnaiinducer:1.chemicalinducers2.ligandsofnuclearreceptorsanaltechnique:1.sensitiveandspecificassays2.rt-pcr3.westernblot4.reportergeneassaycypcyp首选抑制剂首选抑制剂(1)ki(m)ki(m)可用抑制剂可用抑制剂(1)ki(m)ki(m)1a21a2呋拉茶碱呋拉茶碱(2)0.6-0.730.6-0.73-萘黄酮萘黄酮0.010.012a62a6反苯环丙胺、反苯环丙胺、甲氧沙林甲氧沙林(2)0

30、.02-0.20.02-0.20.01-0.20.01-0.2毛果芸香碱、毛果芸香碱、色胺色胺4 4、1.71.7(3)2b62b63-isopropenyl-3-methyl diamantine(4)2-isopropenyl-2-methyl adamantine(4)舍曲林、舍曲林、苯环利定、苯环利定、塞替派塞替派、氯吡格雷、氯吡格雷、噻氯匹定噻氯匹定2.22.2、5.35.3、3.23.2、(5)1010、4.84.8、0.50.5、0.20.22c82c8孟鲁司特孟鲁司特槲皮素槲皮素1.11.1甲氧苄啶、甲氧苄啶、吉非贝齐吉非贝齐、罗格列酮、罗格列酮、匹格列酮匹格列酮3232、69

31、-7569-75、5.65.6、1.71.72c92c9磺胺苯吡唑磺胺苯吡唑0.30.3氟康唑、氟康唑、氟伏沙明、氟伏沙明、氟西汀氟西汀7 7、6.4-196.4-19、18-4118-412c192c19噻氯匹定、噻氯匹定、努特卡酮努特卡酮1.21.2、0.50.52d62d6奎尼丁奎尼丁0.027-0.40.027-0.42e12e1二乙基二硫代氨基甲酸盐二乙基二硫代氨基甲酸盐氯美噻唑、氯美噻唑、二烯丙基二硫化物二烯丙基二硫化物9.8-349.8-34、1212、1501503a4/53a4/5酮康唑、酮康唑、伊曲康唑伊曲康唑0.0037-0.180.0037-0.180.270.27、2

32、.32.3阿扎莫林阿扎莫林醋竹桃霉素、醋竹桃霉素、维拉帕米维拉帕米(6)1717、1010，2424酶底物的鉴定方法酶底物的鉴定方法: 抑制剂探针法抑制剂探针法general methodohuman tissues, human tissues, subcellularsubcellular liver tissue fractions liver tissue fractions newdrugmetabolitechemicalinhibitorantibodyrnaichemicalinduceridentifydmessubstrate,isoformanalyticalmethod

33、人重组药物代谢酶 确证theeffectsofp450specificchemicalinhibitorsonecboxidativemetabolisminhumanlivermicrosomescyp3acyp1a2,3a4cyp1a2cyp2d6cyp2e1cyp2c9cyp2c19zhangx,etal,drugmetabdispo,2010hlmo(a) scan-esi of hlm incubateo (b) sir-esi (211) of hlm incubateo(c) negative-ion esi-ms/ms spectrum of the deprotonated

34、metabolite ions (211) human recombinant cyp3a4o ugts的抑制剂的抑制剂o 丙磺舒和丙戊酸丙磺舒和丙戊酸 (ugt(ugt通用抑制剂通用抑制剂) )o 胆红素胆红素, ,阿扎那韦阿扎那韦 (ugt1a1)(ugt1a1)o 槲皮素槲皮素 (ugt1a3)(ugt1a3)o 三氟拉嗪三氟拉嗪 (ugt1a4)(ugt1a4)o 保泰松保泰松 (ugt1a6)(ugt1a6)o 丙泊酚丙泊酚 (ugt1a9)(ugt1a9)o 双氯酚酸钾双氯酚酸钾 (ugt2b7)(ugt2b7) ugt1a6/7 动物诱导动物诱导 人人ugt1a3ugt2b7bi

35、ochem pharmacol, 73: 1842-51(2007)特异性化合物作为酶抑制剂特异性化合物作为酶抑制剂“十一五十一五”重大专项一类新药重大专项一类新药动物生物利用度较低动物生物利用度较低 ? ?代谢稳定性差代谢稳定性差!n-glucuronidation by ugt1a4 the imipramine incubated with the recombinant ugt1a4 and without (a) or with (b) udpga. peaks1: imipramine; peak2: p-nitrophenol; peak3: imipramine n-glucu

36、ronidebiochembiophysrescommu2004;319:386-392propranolol side chain(-oh) glucurnidation05010015020025051020406080time(min)propranolol glucuronideproduced(pmol)r-pl-glu(ugt1a9)s-pl-glu(ugt1a9)r-pl-glu(ugt2b7)s-pl-glu(ugt2b7)oohnch3ch3houdpgtoonch3ch3oud pohohcoohhoudpoohohcoohhohchirality. 2010；22:456

37、-61. the cumulative excretion percentage of s-(-)- and r-(+)-propranolol glucuronide in chinese han subjects urines after 20mg oral administration of rs-()-propranolol tablet (xs%, n=16)051015200102030time(h)the cumulativeexcretion%s-glucuronider-glucuronide0102030405060being given the wrong drugbei

38、ng given drugs that interactcost of treatmentcomplications of treatmenthaving enough informationgetting an infection in the office/hospitalside-effects from a medicinereceiving too much medicinesuffering paincost of prescriptions once discharged% of patientsprimary worries in primary care: 1,008 pat

39、ientssource:americansocietyofhealthsystemspharmacists.ashppatientconcernsnationalsurveyresearchreport,四、基于四、基于dmes诱导和抑制的诱导和抑制的 药物成药性评价药物成药性评价va medical center (in- and outpatients) (n=1076)0%2%4%6%8%10%12%14%123456789101112131415161718192021number of drugs prescribedpercentage of patients4ormoredrug

40、s68%3drugs13%2drugs12%1drug7%shad mu, et al. clin pharmacol ther. 65:183, 1999. abstract piii-25o 若药物抑制若药物抑制cyp酶，则可能降低通过相同途径代谢酶，则可能降低通过相同途径代谢的合用药物的清除率，可直接导致其血药浓度的升的合用药物的清除率，可直接导致其血药浓度的升高，从而引起不良反应或使疗效增加高，从而引起不良反应或使疗效增加o 代谢途径的抑制也可能导致合用（相同酶代谢）前代谢途径的抑制也可能导致合用（相同酶代谢）前体药物其活性代谢物的产率减少，从而降低疗效体药物其活性代谢物的产率减少，从

41、而降低疗效 cypcyp抑制剂抑制剂 药物药物 合用药物合用药物 生物活性生物活性 相互作用机理相互作用机理 特非拉丁、酚必利、阿咪唑特非拉丁、酚必利、阿咪唑 酮康唑或红霉素酮康唑或红霉素 增加增加 抑制抑制cyp3a4辛伐他丁及其酸代谢物辛伐他丁及其酸代谢物 伊曲康唑或美贝地尔伊曲康唑或美贝地尔 增加增加 抑制抑制cyp3a4 去甲丙咪嗪去甲丙咪嗪 氟西丁、帕罗西丁、奎尼丁氟西丁、帕罗西丁、奎尼丁 增加增加 抑制抑制cyp2d6 卡马西平卡马西平 利福平利福平 降低降低 诱导诱导cyp3a4cyp3a4 nhoco2hoh nhoohcyp3a4terfenadine(seldane)fex

42、ofenadine(allegra)引起严重的心脏毒性引起严重的心脏毒性preferred and acceptable chemical substrates for in vitro experiments探针底物探针底物cyp阳性对照抑制剂阳性对照抑制剂探针底物探针底物对对cyp抑制程度的判断抑制程度的判断o 临床发生临床发生ddi的可能性的可能性:弱抑制弱抑制中等抑制中等抑制强抑制强抑制不可能不可能可能可能很可能很可能cyp抑制作用的评价抑制作用的评价1。药酶动力学参数：km、vmax和 clint 2。抑制常数或ic500102030405060708090-2-1.5-1-0.50

43、0.511.5logquinidine% of control activitycyp isoformcyp isoformfluorescent substratefluorescent substratefluorescent metabolitefluorescent metaboliteex/emex/em1a21a27-er7-er(7-ethoxyresorufin) )resorufinresorufin565/590565/5902c92c9mfcmfc(7-methoxy-4-trifluoro-methyl-coumarin)hfchfc410/520410/5202d62

44、d6ammcammc(3-2-(n,n-diethyl-n-methylamino)ethyl-7-methoxy-4-methylcoumarin)ahmcahmc380/470380/4702e12e1mfcmfc(7-methoxy-4-trifluoro-methyl-coumarin)hfchfc410/520410/5203a43a4bfcbfc(7-benzyloxy-4-trifluoro-methyl-coumarin)hfchfc410/520410/520p450p450lc/ms/ms分析方法的质谱条件分析方法的质谱条件 探针代谢物探针代谢物分子分子量量母离子母离子 (

45、m/z)碎片离子碎片离子 (m/z)离子源离子源碰撞能量碰撞能量(ev)扑热息痛扑热息痛(par)151152110esi+10羟基甲苯磺丁脲羟基甲苯磺丁脲(ohtol)286287171esi+18羟基奥美拉唑羟基奥美拉唑(ohome)361362214esi+10氧去甲基右美沙芬氧去甲基右美沙芬(dexp)257258157esi+33羟基氯唑沙宗羟基氯唑沙宗(ohchl)185184120esi-23氧化硝苯地平氧化硝苯地平(dnif)344345284esi+28氯雷他定氯雷他定(lor internal standard)382383266esi+41cypssubstrateki

46、(mean sd, mol/l)3amidazolam178.6 14.11aphenacetin121.5 23.82d dextromethorphan357.4 31.22echlorzoxazone156.3 18.52cdiclofenac5.26 1.07 cyp诱导剂诱导剂 o 药物若能诱导代谢酶，则可使经相同途径代药物若能诱导代谢酶，则可使经相同途径代谢的合用药物的代谢清除率增加谢的合用药物的代谢清除率增加,可导致血药可导致血药浓度低于治疗浓度浓度低于治疗浓度o 可使前药的活性代谢产物增加，从而引起不可使前药的活性代谢产物增加，从而引起不良反应良反应 3a43a4drug d(

47、inducer)drug cinduction of 3a4 lower concentration of drug cchemical inducers for in vitro experiments*（3） dme的诱导机制的诱导机制 荧光素酶报告基因法荧光素酶报告基因法luciferasereportergeneassay利福平（阳性对照）验证报告基因利福平（阳性对照）验证报告基因法构建成功法构建成功(pxr/cyp3a4) car/cyp3a4, gr/cyp3a41) cyp3a4诱导诱导pxr-+p3a4-+-+地骨皮地骨皮积雪草积雪草栀子栀子水飞蓟水飞蓟虎杖虎杖天花粉天花粉茵陈

48、茵陈板蓝根板蓝根红景天红景天黄连黄连大黄大黄何首乌何首乌金银花金银花麦冬麦冬白芍白芍五味子五味子茯苓茯苓白术白术淫羊藿淫羊藿熟地黄熟地黄生地黄生地黄当归当归甘草甘草人参人参川芎川芎黄芪黄芪三七三七丹参丹参银杏叶银杏叶o 中药提取物对cyp的转录激活作用的快速评价o 五味子、白术、枸杞根提五味子、白术、枸杞根提取物对取物对cyp3a4的转录的转录激活能力高于利福平激活能力高于利福平o 7种中药麦冬、当归、黄种中药麦冬、当归、黄连、茵陈、银杏叶、生首连、茵陈、银杏叶、生首乌、川芎提取物对乌、川芎提取物对cyp3a4的转录激活能的转录激活能力与利福平相当力与利福平相当o 从丹参、当归、五味子、从丹参

49、、当归、五味子、银杏叶中鉴定了银杏叶中鉴定了5个新的个新的pxr激动剂激动剂 cyp3a4(331bp) -actin (202bp)j ethnopharmacol (2011)induction of cyp3a4 mrnapxr/hepg2 cells 12种中药中，川芎、甘草、五味子对cyp3a4 mrna的诱导作用最为明显与报告基因实验结果一致 2).car-cyp2b6报告基因分析报告基因分析hcar的经典配体的经典配体citco（2 mol/l ）04080120citcotanshinone iiacryptotanshinoneschizandrin aschizandrin

50、 b schisantherin aschisandringinkgolide aginkgolide batractylenolide iatractylenolide ii apigenin praeruptorin apiperinerhynchophyllinevindolineartemethercurcumolcolumbianadinursolic acidrelative luc activity(%)0246810+-+-car3cyp2b6*relativelucactivity2110 20 50110 50050100150200citcoprearuptorinaar

51、temethermrelativelucactivity(%)o initially, cyp1a2, cyp2b6, and cyp3a should be evaluated in vitro o drug is not an inducer of cyp3a4 then it can be concluded that the test drug is also not an inducer of cyp2c8, cyp2c9, or cyp2c19成药性评价结果的判断成药性评价结果的判断: 评估评估 评估评估 体外研究体外研究实验结果实验结果成药性成药性p450代谢酶低clmet/cl

52、tot或非p450酶途径 好主要由一种主要由一种p450酶酶 酶酶 底物底物多种p450酶好p450酶抑制没有抑制作用没有抑制作用 好好抑制至少一种p450酶如果s肝=ki 底物 酶ki测定测定（ic50100m）如果如果s肝肝ki好好p450酶诱导没有诱导作用 好诱导至少一种诱导至少一种p450酶酶 底物底物 酶酶 评估评估 评估评估 评估评估 五、基于药物代谢的毒性预测五、基于药物代谢的毒性预测o prediction of adrs or toxicity governed by drug metabolism hmmmdahma100倍thepg2 细胞经细胞经10m 利福平利福平（c

53、yp3a4，2c诱诱导剂）导剂） (a) 25m -萘黄酮萘黄酮（cyp1a2诱导剂）诱导剂）(b) 预处理后，用预处理后，用mtt法测定法测定银杏酸银杏酸ga（ 15:1 ）对细胞的毒性增加对细胞的毒性增加 toxicology letters, 2009, 187: 131-136 肝细胞肝细胞 诱导诱导/抑制抑制-mtt法法一些官能团如一些官能团如芳基胺、硝基苯环、噻吩、呋喃和3-甲基吲哚等往往被认为是危险等往往被认为是危险结构，通常在设计候选药物时要避免结构，通常在设计候选药物时要避免 ga (15:1) ga (15:1) remained in culture medium(mol

54、/l) -naphthoflavone (mol/l) ketoconazole (mol/l) control 0.5 5 15 0.5 5 15 20 6.70.6 7.80.71 8.30.6 9.40.7 7.30.7 7.70.6 8.60.8 40 13.90.7 15.90.8 17.00.8 19.30.9 14.70.8 15.40.7 16.90.7 60 22.20.8 22.80.9 25.91.0 31.51.0 22.70.9 24.51.0 27.60.9-萘黄酮（萘黄酮（cyp1a抑制剂）和酮康唑（抑制剂）和酮康唑（cyp3a抑制剂）共孵育可降低银杏酸（抑制剂）

55、共孵育可降低银杏酸（15:1）对原代培）对原代培养大鼠肝细胞的毒性养大鼠肝细胞的毒性 cyp1a和和cyp3a催化银杏酸（催化银杏酸（15:1）生成毒性）生成毒性更强的代谢物更强的代谢物 othe shrna plasmids inhibits cyp3a4 mrna expression in hepg2 cells. (c) the shrna expression plasmid inhibits cyp3a4 mrna. (d) the shrna did not change cyp3a5 mrna expressiono normalized to corresponding ga

56、pdh mrna levelrnai方法方法转基因细胞方法转基因细胞方法o紫杉醇紫杉醇: cyp3a4 & p-gp底物底物o 针对先导化合物针对先导化合物代谢过快代谢过快或或生生成毒性代谢物成毒性代谢物的缺点，进行的缺点，进行结结构改造构改造使新药候选物按照预定使新药候选物按照预定的代谢途径失活或不代谢而由的代谢途径失活或不代谢而由原形排出体外，以获得安全稳原形排出体外，以获得安全稳定的候选物定的候选物o 合成有效代谢物合成有效代谢物或模拟有效代或模拟有效代谢物的结构以获得新的候选物谢物的结构以获得新的候选物o 根据候选药物的吸收代谢特性根据候选药物的吸收代谢特性设计设计合理的药物合

57、理的药物剂型剂型及其及其处方处方 六、六、基于基于dmesdmes的新药设计的新药设计carrier-linkedprodrugsactivity1、前药设计前药设计uptakeandeffluxtransportersinthesmallintestineplayasignificantroleindeterminingoraldrugbioavailabilityph=4-7lumenbloodph=7.2p-gpcntpept1oatpmrp2bcrpent1mrp3oct1?2. 转运前药设计转运前药设计应用设计特定转运体的底物应用设计特定转运体的底物改进药物吸收改进药物吸收提高生物利

58、用度提高生物利用度 o加巴喷丁：用于治疗癫痫和带状疱加巴喷丁：用于治疗癫痫和带状疱疹后遗神经痛疹后遗神经痛o血液（和大脑）的水平与口服剂量血液（和大脑）的水平与口服剂量不成正比，血液中不成正比，血液中cmax有限，病有限，病人口服吸收存在高度变异性，半衰人口服吸收存在高度变异性，半衰期短：期短：5-7h，一天需要服用，一天需要服用3-4次次o是一种定位于小肠低转运能力的氨是一种定位于小肠低转运能力的氨基酸转运体底物基酸转运体底物 ooonhoohonh2oho+ohooco2oxp13512是加巴喷丁的转运前体是加巴喷丁的转运前体药（药（transported prodrug），），与与p45

59、0或或pgp不发生相互作用，不发生相互作用，是两种在全肠道表达的转运体是两种在全肠道表达的转运体mct-1和和smvt的底物的底物o在肠，肝和血被非特异性酯酶裂解在肠，肝和血被非特异性酯酶裂解生成加巴喷丁。在宽剂量范围内与生成加巴喷丁。在宽剂量范围内与加巴喷丁生物利用度（加巴喷丁生物利用度（70%）成）成正比。与加巴喷丁比较，猴子口服正比。与加巴喷丁比较，猴子口服后，血浆中加巴喷丁后，血浆中加巴喷丁cmax增加增加5倍，倍，auc增加增加3倍倍 加巴喷丁加巴喷丁xp13512stomachsmallintestinecolon2to4hours1to6hours8to18hourslimite

60、dcapacityabsorptionwindowsaturableuptakeexposurenotproportionaltodosevariablecapacity/transittimes-inter-subjectvariabilityinpknocolonicabsorption-srformulationnotpossiblegabapentinhasalimitedgiabsorptionwindowtransittimeinhumans氨基酸转运体底物氨基酸转运体底物overcomingalimitedabsorptionwindowstomachsmallintestinecolon2to