首届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、 ADME在药物研发中的作用-从成药性评价到新药转化研究 首届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主要内容新药转化研究的背景和成药性评价的意义基于细胞模型的药物吸收转运成药性评价基于药物代谢稳定性的成药性评价基于DMEs诱导和抑制的药物成药性评价基于药物代谢的毒性预测基于DMEs的新药设计首届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一. 新药转化研究的背景和成药性评价的意义首届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新药研发是一复杂的庞大系统工程,所涉及的学科门类众多转化研究有助于构建创新

2、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统研发链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缩短创新药物从实验室到临床应用的研发周期对于提高新药研发效率十分重要 药学学报，2011；46: 19-29 首届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USFDA, innovation/ stagnation :challenge and opportunity on the critical path to new medical products，2004 “关键路径行动计划”（The Critical Path

3、 Initiative）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(translation research)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首届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,共同启动世界上第一个转化医学合作研究中心罗氏公司投资7100万美元，在新加坡设立转化医学研发中心 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医学研究 首届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首届北方药学

4、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药物转化研究ADME评价贯穿始终Hodgson J. ADMET-turning chemicals into drugs. Nature Biotechnol. 2001;19:722-6.首届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首届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DM/PK首届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Reasons for attrition (19912000).首届北方药学研究生论坛曾苏ADM

5、E在药物研发中的作用从成药性评价到新药转化研究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往往也是体外有活性而体内无效的原因 首届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成药性评价的意义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，美国、欧洲、日本等国的新药注册审批部门对CYPs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1. 美国FDA, Drug Metabolism/Drug Interaction Studies in the Drug

6、Development Process: Studies In Vitro，1997； 2. In Vivo Drug Metabolism/Drug Interaction Studies-Study Design, Data Analysis, and Recommendations for Dosing and Labeling，1999 ；3. 日本，Methods of Drug Interaction Studies,2001首届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并不是所有的药物-药物相互作用都由CYPs引起，也可由UGTs或转运体引起，导致

7、药物吸收、分布、代谢、排泄和毒性（ADME/T）性质改变 美国FDA在2006年指南中（Drug Interaction Studies Study Design, Data Analysis, and Implications for Dosing and Labeling），增加了转运体P-gp的研究内容2012年美国FDA指南中又新增UGTs和6种转运体BCRP,OATP1B3,OATP1B1,OCT2,OAT1,OAT3（Drug Interaction Studies Study Design, Data Analysis, Implications for Dosing, and

8、Labeling Recommendations）欧洲EMA2010年指南中还列有胆酸盐外排泵(BSEP)和OCT1（Guideline on the Investigation of Drug Interactions）；转运体总数达到9种首届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CYPsFDA Guidance 2006ITC recommendation 2010 FDA Guidance 2012EMA Guidelines 2010P-gp MDR1BCRP乳腺癌耐药蛋白BSEP胆酸盐外排泵 OATP1B1有机阴离子转运蛋白 OATP1B3OCT1

9、有机阳离子转运体OCT2OAT1有机阴离子转运体OAT3UGTs葡萄糖醛酸转移酶首届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首届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首届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首届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模拟肠道吸收代谢 药物或活性成分Caco-2,MDCK, MDCK /MDR1, LLC-PK1/MDR1, LLC-PK1,MRP, BCRP, Bcap 37/MDR1 肠道肝脏血液发挥功效整体PK模型人

10、源化体外模型永生化脑脉络膜上皮细胞、重组P-gp等模拟血脑透过性药酶的诱导与抑制PXR等/CYPs报告基因、hPXR转基因动物、原代肝细胞，重组CYPs，UGTs，微粒体等CYPs, UGTs，GST,OATP,Pe pT等转基因细胞 模拟肝脏代谢人源化转基因动物首届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 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（OAT）、有机阳离子转运体家族（OCT） 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

11、泵（BSEP）二、基于细胞模型的药物吸收和转运成药性评价Absorption Distribution Metabolism Excretion首届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红色标记的是美国FDA明确要求的转运体 首届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 2 3 4 MDCK Caco-2Western blot 检测四株MDCK/MDR1细胞P-gp的表达 Bcap37 1 2 3 4Western blot 检测四株Bcap37/MDR1细胞P-gp的表达药物吸收和转运细胞模型 Caco-2 cellW

12、orld J Gastroenterol. 2004;10(9):1365-8.首届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鉴定P-gp底物或抑制剂的体外试验方法 试验方法组织参数备注双向转运试验Caco-2 细胞； MDCK-MDR1细胞；LLC-PK1 MDR1细胞B-A与A-B药物净外排比 1. 直接测定药物的外排量 2. 鉴定P-gp的转运与抑制 3. 已考虑P-gp位于膜的顶端或基底外侧摄取/外排试验肿瘤细胞；cDNA 转染细胞；卵母细胞中注入转运蛋白的cRNA抑制荧光探针钙黄绿素-AM或罗丹明-123的摄取和外排 1.不能区别底物还是抑制剂 2.不

13、能鉴定透过性差的底物和抑制剂ATP酶膜囊法；重组P-gpATP酶的活性 1. 同外排/摄取试验 2.与P-gp的功能不一定具有良好的相关性首届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药物侯选物浓度(mol/L)Papp (10-8cm/s) 透过系数Efflux ratioAPBLBLAP50.04.20.186.20.291.5100.03.90.238.70.202.2250.03.30.3011.20.153.41. 抗病毒候选药物RDSS Caco-2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1%，并是外排泵P-gp的底物；再经过动物

14、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。 首届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 加入P-糖蛋白抑制剂或底物后,在caco-2细胞单层的透过性增强。认为是P-糖蛋白的底物结论：该化合物难于制成常规口服制剂J Pharm Pharmacol. 2005;57:1297-303 首届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花旗松素落新妇苷2.Effects of inhibitors (100 mol/L) on the transport of Ast or Tax across Caco-2 cell

15、monolayer 首届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Concentration (mol/L)Efflux ratioControlGF 120918VerapamilMK-571落新妇苷107.00.70.56.4506.30.60.76.31006.70.60.66.42506.00.70.86.85007.40.70.96.6花旗松素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-

16、6 cm/s 首届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落新妇苷和花旗松素分别为P-gp和MRP2的底物外排转运蛋白是限制其口服BA的主要因素之一(大鼠中的绝对生物利用度为0.066%和 0.17% )Int J Pharmaceut 2009;378:18 首届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花旗松素和落新妇苷对P-gp具有诱导效应P-gp在蛋白表达及mRNA表达水平上均有上调增加R123在Caco-2细胞中的外排Int J Pharmaceut 2009;378:18首届北方药学研究生论坛曾苏ADME在药物研发中

17、的作用从成药性评价到新药转化研究LLC-PK1/BCRP细胞 +抑制剂LLC-PK1/BCRP细胞* *转运实验:莲心碱外排作用强烈，在LLC-PK1/BCRP细胞上的净外排比为2.87加入BCRP的抑制剂CsA和GF120918后，净外排比显著降低至1左右 细胞摄取实验首届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3. CNS BBB首届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CNS BBB CD CompdConc(mmol/L)A-BMDCK-MDR1MDCKPapp(10-5cm/s)Efflux ratio (Papp

18、 (B-A)/ (A-B)Efflux ratio (Papp (B-A)/ (A-B)Net efflux ratioR1100.6500.0122.311.921.20500.5350.0092.081.731.201000.6450.0531.631.630.99R2100.5500.0395.181.782.90500.8530.0013.391.772.671001.0590.0232.471.672.16R3100.7300.0231.321.330.99500.5120.0341.281.101.161000.3760.0121.931.131.70R4101.8150.0191

19、.411.311.07502.6340.1081.011.130.901002.4580.1751.011.300.78R5100.1330.0021.291.081.20500.0970.0092.271.281.771000.0890.0154.011.862.16首届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poorly permeability: 05;moderately permeability : 01, 02,03;well permeability : 04, R02 and R05 may be the substrates of P-gpC

20、ompoundsConc(mmol/L)MDCK-MDR1 EffluxMDCK Efflux Net efflux ratio ratio (Papp (B-A)/Papp(A-B)ratio (Papp (B-A)/Papp(A-B)R02104.962.112.35+Verapamil1001.371.051.30+CsA101.181.190.93R051003.821.842.07+Verapamil1001.881.631.16+CsA101.281.211.06首届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CompConc.(mmol/L)MDCK

21、-MDR1Papp(10-5cm/s)Efflux ratioA-BB-AGAS1000.01830.00140.04490.00242.461500.01690.00140.03410.00152.012000.01630.00040.03180.00241.95502.3570.0153.1290.0951.321002.0620.1492.9820.0721.45HBA1502.8130.1542.8670.1621.022002.8050.4523.2010.1161.14首届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底物 Substrate:Drug

22、is metabolized by the enzyme system诱导剂 Inducer:Drug that will increase the activity or synthesis of CYP450 enzymes抑制剂 Inhibitor:Drug that will decrease the metabolism of a substrate三、基于药物代谢稳定性的成药性评价首届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CYPsUGTs药物代谢酶首届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UGT1A1, 1A3

23、, 1A4, 1A6, 1A9, 2B7, 2B15in vitro studies can be conducted using recombinant human DMEs首届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P450首届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UGT首届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DM/PK对新药研发的意义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Drug

24、MetabolismDrugOHDrugOGluConjugationExcretion首届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指导结构修饰首届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若CYP酶代谢消除占药物总消除的 25%时，则必须鉴定哪种CYP酶参与代谢将药物和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 Determination of Metabolic StabilityPhase

25、I代谢Phase I & II同工酶代谢物结构鉴定细胞代谢首届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首届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Isolated hepatocytes首届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models and techniques used to study DM In vitro Enzyme:Isolated hepatocytes and precisioncut liver slices Subcelluar fractions (hepati

26、c microsomes, S9, Cytosol)3. Human recombinant enzyme, Pure human enzymeInhibitor:1. Chemical inhibitors2. Antibody3. RNAiInducer:1. Chemical inducers2. Ligands of nuclear receptorsAnal technique:1. Sensitive and specific assays2. RT-PCR3. Western Blot4. Reporter gene assay首届北方药学研究生论坛曾苏ADME在药物研发中的作用

27、从成药性评价到新药转化研究CYP首选抑制剂(1)Ki(M)可用抑制剂(1)Ki(M)1A2呋拉茶碱(2)0.6-0.73-萘黄酮0.012A6反苯环丙胺、甲氧沙林(2)0.02-0.20.01-0.2毛果芸香碱、色胺4、1.7(3)2B63-isopropenyl-3-methyl diamantine(4)2-isopropenyl-2-methyl adamantine(4)舍曲林、苯环利定、塞替派、氯吡格雷、噻氯匹定2.2、5.3、3.2、(5)10、4.8、0.5、0.22C8孟鲁司特槲皮素1.1甲氧苄啶、吉非贝齐、罗格列酮、匹格列酮32、69-75、5.6、1.72C9磺胺苯吡唑0.

28、3氟康唑、氟伏沙明、氟西汀7、6.4-19、18-412C19噻氯匹定、努特卡酮1.2、0.52D6奎尼丁0.027-0.42E1二乙基二硫代氨基甲酸盐氯美噻唑、二烯丙基二硫化物9.8-34、12、1503A4/5酮康唑、伊曲康唑0.0037-0.180.27、2.3阿扎莫林醋竹桃霉素、维拉帕米(6)17、10，24酶底物的鉴定方法: 抑制剂探针法首届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General MethodHuman tissues, Subcellular liver tissue fractionsNew DrugMetaboliteChemi

29、cal InhibitorAntibodyRNAiChemical InducerIdentify DMEs Substrate, IsoformAnalytical Method人重组药物代谢酶 确证首届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The effects of P450 specific chemical inhibitors on ECB oxidative metabolism in human liver microsomes CYP3ACYP1A2,3A4CYP1A2CYP2D6CYP2E1CYP2C9CYP2C19Zhang X, et

30、 al, Drug Metab Dispo,2010首届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HLM(A) SCAN-ESI of HLM incubate (B) SIR-ESI (211) of HLM incubate(C) Negative-ion ESI-MS/MS spectrum of the deprotonated metabolite ions (211) 首届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Human recombinant CYP3A4首届北方药学研究生论坛曾苏ADME在药物研发中的作用从成药

31、性评价到新药转化研究UGTs的抑制剂丙磺舒和丙戊酸 (UGT通用抑制剂)胆红素,阿扎那韦 (UGT1A1)槲皮素 (UGT1A3)三氟拉嗪 (UGT1A4)保泰松 (UGT1A6)丙泊酚 (UGT1A9)双氯酚酸钾 (UGT2B7) 首届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UGT1A6/7 动物诱导 人首届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UGT1A3UGT2B7Biochem Pharmacol, 73: 1842-51(2007)特异性化合物作为酶抑制剂首届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

32、评价到新药转化研究“十一五”重大专项一类新药动物生物利用度较低 ?代谢稳定性差!首届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-glucuronideBiochem Biophys Res Commu 2004;

33、319: 386-392 首届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Propranolol side chain(-OH) glucurnidationChirality. 2010；22:456-61. 首届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The cumulative excretion percentage of S-(-)- and R-(+)-propranolol glucuronide in Chinese Han subjects urines after 20mg oral administratio

34、n of RS-()-propranolol tablet (xs%, n=16)首届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Primary Worries in Primary Care: 1,008 PatientsSource: American Society of Health Systems Pharmacists. ASHP Patient Concerns National Survey Research Report,四、基于DMEs诱导和抑制的 药物成药性评价首届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VA

35、 Medical Center (in- and outpatients) (n=1076)0%2%4%6%8%10%12%14%123456789101112131415161718192021Number of drugs prescribedPercentage of patients4 or more drugs68%3 drugs13%2 drugs12%1 drug7%Shad MU, et al. Clin Pharmacol Ther. 65:183, 1999. Abstract PIII-25首届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若药

36、物抑制CYP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高，从而引起不良反应或使疗效增加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 CYP抑制剂首届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 药物 合用药物 生物活性 相互作用机理 特非拉丁、酚必利、阿咪唑 酮康唑或红霉素 增加 抑制CYP3A4辛伐他丁及其酸代谢物 伊曲康唑或美贝地尔 增加 抑制CYP3A4 去甲丙咪嗪 氟西丁、帕罗西丁、奎尼丁 增加 抑制CYP2D6 卡马西平 利福平 降低 诱导CYP3A4CYP3A4Terfenadi

37、ne(Seldane)Fexofenadine(Allegra)引起严重的心脏毒性首届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Preferred and acceptable chemical substrates for in vitro experiments探针底物首届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CYP阳性对照抑制剂探针底物首届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对CYP抑制程度的判断临床发生DDI的可能性:弱抑制中等抑制强抑制不可能可能很可能首届北方药学研究生论坛曾苏A

38、DME在药物研发中的作用从成药性评价到新药转化研究CYP抑制作用的评价首届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。药酶动力学参数：Km、Vmax和 Clint 2。抑制常数或IC50CYP isoformFluorescent substrateFluorescent metaboliteEx/Em1A27-ER(7-ethoxyresorufin)resorufin565/5902C9MFC(7-Methoxy-4-trifluoro-methyl-coumarin)HFC410/5202D6AMMC(3-2-(N,N-diethyl-N-methyla

39、mino)ethyl-7-methoxy-4-methylcoumarin)AHMC380/4702E1MFC(7-Methoxy-4-trifluoro-methyl-coumarin)HFC410/5203A4BFC(7-Benzyloxy-4-trifluoro-methyl-coumarin)HFC410/520P450首届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LC/MS/MS分析方法的质谱条件 探针代谢物分子量母离子 (m/z)碎片离子 (m/z)离子源碰撞能量(eV)扑热息痛(PAR)151152110ESI+10羟基甲苯磺丁脲(OHTOL)28

40、6287171ESI+18羟基奥美拉唑(OHOME)361362214ESI+10氧去甲基右美沙芬(DEXP)257258157ESI+33羟基氯唑沙宗(OHCHL)185184120ESI-23氧化硝苯地平(DNIF)344345284ESI+28氯雷他定(LOR internal standard)382383266ESI+41首届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CYPsSubstrateKi (mean SD, mol/L)3AMidazolam178.6 14.11APhenacetin121.5 23.82D Dextromethorphan

41、357.4 31.22EChlorzoxazone156.3 18.52CDiclofenac5.26 1.07首届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 CYP诱导剂 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,可导致血药浓度低于治疗浓度可使前药的活性代谢产物增加，从而引起不良反应 首届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3A43A4Drug D(inducer)Drug CInduction of 3A4 lower concentration of Drug C首届北方药学研究生论坛曾苏AD

42、ME在药物研发中的作用从成药性评价到新药转化研究多数诱导剂是一些高脂溶性、长生物半衰期的化合物。典型的诱导剂有：诱导剂 被诱导的酶苯巴比妥(PB) 2B,3A 亚族3-MC,-萘黄酮(-NF) 1A亚族地塞米松(DEX) 3A亚族乙醇，吡啶 2E亚族（1）大鼠诱导首届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Chemical Inducers for In Vitro Experiments*（2）肝细胞首届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（3） DME的诱导机制 首届北方药学研究生论坛曾苏ADME在药物研发中的作用从成

43、药性评价到新药转化研究荧光素酶报告基因法Luciferase reporter gene assay首届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利福平（阳性对照）验证报告基因法构建成功(PXR/CYP3A4) CAR/CYP3A4, GR/CYP3A41) CYP3A4诱导PXR - - + +P3A4 - + - + 首届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地骨皮积雪草栀子水飞蓟虎杖天花粉茵陈板蓝根红景天黄连大黄何首乌金银花麦冬白芍五味子茯苓白术淫羊藿熟地黄生地黄当归甘草人参川芎黄芪三七丹参银杏叶中药提取物对CYP的转录

44、激活作用的快速评价五味子、白术、枸杞根提取物对CYP3A4的转录激活能力高于利福平7种中药麦冬、当归、黄连、茵陈、银杏叶、生首乌、川芎提取物对CYP3A4的转录激活能力与利福平相当从丹参、当归、五味子、银杏叶中鉴定了5个新的PXR激动剂 首届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 首届

45、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首届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2). CAR-CYP2B6报告基因分析hCAR的经典配体CITCO（2 mol/L ）首届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Initially, CYP1A2, CYP2B6, and CYP3A should be evaluated in vitro Drug is not an inducer of CYP3A4 then it can be concluded that the test dru

46、g is also not an inducer of CYP2C8, CYP2C9, or CYP2C19首届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成药性评价结果的判断: 评估 评估 体外研究实验结果成药性P450代谢酶低Clmet/Cltot或非P450酶途径 好主要由一种P450酶 酶 底物多种P450酶好P450酶抑制没有抑制作用 好抑制至少一种P450酶如果S肝=Ki 底物 酶Ki测定（IC50100m）如果S肝Ki好P450酶诱导没有诱导作用 好诱导至少一种P450酶 底物 酶 评估 评估 评估 首届北方药学研究生论坛曾苏ADME在药物研发中的作

47、用从成药性评价到新药转化研究五、基于药物代谢的毒性预测首届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Prediction of ADRs or toxicity governed by drug metabolism HMMMDAHMA100倍T首届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HepG2 细胞经10M 利福平（CYP3A4，2C诱导剂） (A) 25M -萘黄酮（CYP1A2诱导剂）(B) 预处理后，用MTT法测定银杏酸GA（ 15:1 ）对细胞的毒性增加 Toxicology Letters, 2009, 187:

48、 131-136 肝细胞 诱导/抑制-MTT法首届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/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 13.9

49、0.7 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（CYP1A抑制剂）和酮康唑（CYP3A抑制剂）共孵育可降低银杏酸（15:1）对原代培养大鼠肝细胞的毒性 CYP1A和CYP3A催化银杏酸（15:1）生成毒性更强的代谢物 首届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The shRNA plasmids inhibits CYP3A4 mRNA expression in HepG2 c

50、ells. (C) The shRNA expression plasmid inhibits CYP3A4 mRNA. (D) The shRNA did not change CYP3A5 mRNA expression normalized to corresponding GAPDH mRNA levelRNAi方法首届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转基因细胞方法紫杉醇: CYP3A4 & P-gp底物首届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首届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

51、到新药转化研究针对先导化合物代谢过快或生成毒性代谢物的缺点，进行结构改造使新药候选物按照预定的代谢途径失活或不代谢而由原形排出体外，以获得安全稳定的候选物合成有效代谢物或模拟有效代谢物的结构以获得新的候选物根据候选药物的吸收代谢特性设计合理的药物剂型及其处方 六、基于DMEs的新药设计首届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Carrier-linked prodrugsActivity1、前药设计首届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Uptake and Efflux transporters in the smal

52、l intestine play a significant role in determining oral drug bioavailabilitypH=4-7LumenBloodpH=7.2P-gpCNTPepT1OATPMRP2BCRPENT1MRP3OCT1?2. 转运前药设计首届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应用设计特定转运体的底物改进药物吸收提高生物利用度 首届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加巴喷丁：用于治疗癫痫和带状疱疹后遗神经痛血液（和大脑）的水平与口服剂量不成正比，血液中Cmax有限，病

53、人口服吸收存在高度变异性，半衰期短：5-7h，一天需要服用3-4次是一种定位于小肠低转运能力的氨基酸转运体底物 XP13512是加巴喷丁的转运前体药（Transported Prodrug），与P450或Pgp不发生相互作用，是两种在全肠道表达的转运体MCT-1和SMVT的底物在肠，肝和血被非特异性酯酶裂解生成加巴喷丁。在宽剂量范围内与加巴喷丁生物利用度（70%）成正比。与加巴喷丁比较，猴子口服后，血浆中加巴喷丁Cmax增加5倍，AUC增加3倍 加巴喷丁XP13512首届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StomachSmall IntestineCol

54、on2 to 4 hours1 to 6 hours8 to 18 hoursLimited CapacityAbsorption Window Saturable uptake exposure not proportional to dose Variable capacity/transit times - inter-subject variability in PK No colonic absorption - SR formulation not possibleGabapentin Has a Limited GI Absorption WindowTransit Time i

55、n Humans氨基酸转运体底物首届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Overcoming a Limited Absorption WindowStomachSmall IntestineColon2 to 4 hours1 to 6 hours8 to 18 hoursHigh Capacity Transporter Increased bioavailability Greater dose proportionality Lower inter-patient variability Reduced dosing frequency (sust

56、ained release)Modify the drug for recognition by high capacity transporters located throughout the intestine:MCT-1和SMVT的底物首届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XP13512 (IR) vs. Neurontin: Concentrations of Gabapentin in BloodEffect of Dose on Concs. of Gabapentin in Blood After Oral Administr. of N

57、eurontin or XP13512 to Healthy AdultsAll AEs reported for XP13512 were mild and similar to those reported for Neurontin首届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XP13512: Dose Proportionality of AUCEffect of Dose on AUC of Gabapentin in Blood AfterOral Administration of XP13512 or NeurontinXP13512 produceddose-proportional exposureNeurontin exposure showed saturationR2 = 0.994首届北方药学研究生论坛曾苏ADME在药物研发中的