ADME在药物研发中的作用从成药性评价到新药转化研究课件

ADME在药物研发中的作用---从成药性评价到新药转化研究

ADME在药物研发中的作用---1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的新药设计主要内容新药转化研究的背景和成药性评价的意义2一.新药转化研究的背景和成药性评价的意义

一.新药转化研究的背景和成药性评价的意义

3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药学学报4USFDA,innovation/stagnation:challengeandopportunityonthecriticalpathtonewmedicalproducts，2004“关键路径行动计划”（TheCriticalPathInitiative）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(translationresearch)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USFDA,innovation/stagnation5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

······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6ADME在药物研发中的作用从成药性评价到新药转化研究课件7药物转化研究ADME评价贯穿始终HodgsonJ.ADMET--turningchemicalsintodrugs.NatureBiotechnol.2001;19:722-6.药物转化研究ADME评价贯穿始终HodgsonJ.ADM8ADME在药物研发中的作用从成药性评价到新药转化研究课件9DM/PKDM/PK10Reasonsforattrition(1991–2000).Reasonsforattrition(1991–2011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12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,DrugMetabolism/DrugInteractionStudiesintheDrugDevelopmentProcess:StudiesInVitro，1997；2.InVivoDrugMetabolism/DrugInteractionStudies-StudyDesign,DataAnalysis,andRecommendationsforDosingandLabeling，1999；3.日本，MethodsofDrugInteractionStudies,2001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13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（DrugInteractionStudies—StudyDesign,DataAnalysis,andImplicationsforDosingandLabeling），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（DrugInteractionStudies—StudyDesign,DataAnalysis,ImplicationsforDosing,andLabelingRecommendations）欧洲EMA2010年指南中还列有胆酸盐外排泵(BSEP)和OCT1（GuidelineontheInvestigationofDrugInteractions）；转运体总数达到9种并不是所有的药物-药物相互作用都由CYPs引起，也可由UGT14CYPs

FDAGuidance2006ITCrecommendation2010

FDAGuidance2012EMAGuidelines2010P-gp√MDR1√√BCRP乳腺癌耐药蛋白

√√BSEP胆酸盐外排泵

√OATP1B1有机阴离子转运蛋白

√√OATP1B3

√√OCT1有机阳离子转运体

√OCT2

√√OAT1有机阴离子转运体

√√OAT3

√√UGTs葡萄糖醛酸转移酶√CYPs

FDAGuidance2006ITCreco15ADME在药物研发中的作用从成药性评价到新药转化研究课件16ADME在药物研发中的作用从成药性评价到新药转化研究课件17ADME在药物研发中的作用从成药性评价到新药转化研究课件18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,Bcap37/MDR1肠道肝脏血液发挥功效整体PK模型人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,PepT等转基因细胞模拟肝脏代谢人源化转基因动物模拟肠道吸收代谢药物或活性成分Caco-2,MDCK,M19

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）以及肝脏胆盐外排泵（BSEP）二、基于细胞模型的药物吸收和转运成药性评价AbsorptionDistributionMetabolismExcretion二、基于细胞模型的药物吸收和转运成药性评价Absorptio20红色标记的是美国FDA明确要求的转运体红色标记的是美国FDA明确要求的转运体211234MDCKCaco-2Westernblot检测四株MDCK/MDR1细胞P-gp的表达Bcap371234Westernblot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-2cellWorldJGastroenterol.2004;10(9):1365-8.123422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-PK1MDR1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23药物侯选物浓度(mol/L)Papp(10-8cm/s)

透过系数EffluxratioAPBLBLAP

50.04.20.186.20.291.5100.03.90.238.70.202.2250.03.30.3011.20.153.41.抗病毒候选药物RDSSCaco-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。

药物侯选物浓度Papp(10-8cm/s)透过系数Ef24

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JPharmPharmacol.2005;57:1297-303加入P-糖蛋白抑制剂或底物后,在caco-2细胞25花旗松素落新妇苷2.Effectsofinhibitors(100μmol/L)onthetransportofAstorTaxacrossCaco-2cellmonolayer花旗松素落新妇苷2.Effectsofinhibitor26Concentration(μmol/L)EffluxratioControlGF120918VerapamilMK-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1×10-6cm/sConcentration(μmol/L)Effluxr27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%)IntJPharmaceut2009;378:1–8落新妇苷和花旗松素分别为P-gp和MRP2的底物IntJ28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IntJPharmaceut2009;378:1–8花旗松素和落新妇苷对P-gp具有诱导效应IntJPhar29

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

LLC-PK1/BCRP细胞+抑制剂LLC-PK1/BC303.CNSBBB3.CNSBBB31CNSBBBCD

CompdConc(mmol/L)A-BMDCK-MDR1MDCKPapp(×10-5cm/s)Effluxratio(Papp

(B-A)/(A-B))Effluxratio(Papp

(B-A)/(A-B))NeteffluxratioR1100.650±0.0122.311.921.20500.535±0.0092.081.731.201000.645±0.0531.631.630.99R2100.550±0.0395.181.782.90500.853±0.0013.391.772.671001.059±0.0232.471.672.16R3100.730±0.0231.321.330.99500.512±0.0341.281.101.161000.376±0.0121.931.131.70R4101.815±0.0191.411.311.07502.634±0.1081.011.130.901002.458±0.1751.011.300.78R5100.133±0.0021.291.081.20500.097±0.0092.271.281.771000.089±0.0154.011.862.16CNSBBBCD

CompdConcA-BMDCK-M32poorlypermeability:05;moderatelypermeability:01,02,03;wellpermeability:04,R02andR05maybethesubstratesofP-gpCompoundsConc(mmol/L)MDCK-MDR1EffluxMDCKEffluxNeteffluxratio

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+CsA101.281.211.06poorlypermeability:05;Compou33CompConc.(mmol/L)MDCK-MDR1Papp(×10-5cm/s)EffluxratioA-BB-AGAS1000.0183±0.00140.0449±0.00242.461500.0169±0.00140.0341±0.00152.012000.0163±0.00040.0318±0.00241.95

502.357±0.0153.129±0.0951.32

1002.062±0.1492.982±0.0721.45HBA1502.813±0.1542.867±0.1621.022002.805±0.4523.201±0.1161.14CompConc.MDCK-MDR1Papp(×10-5cm34底物

Substrate:

Drugismetabolizedbytheenzymesystem诱导剂

Inducer:

DrugthatwillincreasetheactivityorsynthesisofCYP450enzymes抑制剂

Inhibitor:

Drugthatwilldecreasethemetabolismofasubstrate三、基于药物代谢稳定性的成药性评价底物Substrate:

Drugismetabo35CYPsUGTs药物代谢酶CYPsUGTs药物代谢酶36UGT1A1,1A3,1A4,1A6,1A9,2B7,2B15invitrostudiescanbeconductedusingrecombinanthumanDMEsUGT1A1,1A3,1A4,1A6,1A9,2B37P450P45038UGT

UGT

39DM/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DrugMetabolismDrugOHDrugOGluConjugationExcretionDM/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40指导结构修饰指导结构修饰41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InVitroMethodsforDeterminationofMetabolicStabilityPhaseI代谢PhaseI&II同工酶代谢物结构鉴定细胞代谢InVitroMethodsforDetermina42ADME在药物研发中的作用从成药性评价到新药转化研究课件43IsolatedhepatocytesIsolatedhepatocytes44modelsandtechniquesusedtostudyDMInvitroEnzyme:IsolatedhepatocytesandprecisioncutliverslicesSubcelluarfractions(hepaticmicrosomes,S9,Cytosol)3.Humanrecombinantenzyme,PurehumanenzymeInhibitor:1.Chemicalinhibitors2.Antibody3.RNAiInducer:1.Chemicalinducers2.LigandsofnuclearreceptorsAnaltechnique:1.Sensitiveandspecificassays2.RT-PCR3.WesternBlot4.Reportergeneassaymodelsandtechniquesusedto45CYP首选抑制剂(1)Ki(μM)可用抑制剂(1)Ki(μM)1A2呋拉茶碱(2)0.6-0.73α-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-methyldiamantine(4)2-isopropenyl-2-methyladamantine(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0.3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CYP首选抑制剂(1)Ki(μM)可用抑制剂(1)Ki(μM46GeneralMethodHumantissues,SubcellularlivertissuefractionsNewDrugMetaboliteChemicalInhibitorAntibodyRNAiChemicalInducerIdentifyDMEsSubstrate,IsoformAnalyticalMethod人重组药物代谢酶确证GeneralMethodHumantissues,47TheeffectsofP450specificchemicalinhibitorsonECBoxidativemetabolisminhumanlivermicrosomesCYP3ACYP1A2,3A4CYP1A2CYP2D6CYP2E1CYP2C9CYP2C19ZhangX,etal,DrugMetabDispo,2010TheeffectsofP450specificc48HLM(A)SCAN-ESIofHLMincubate

(B)SIR-ESI(211)ofHLMincubate(C)Negative-ionESI-MS/MSspectrumofthedeprotonatedmetaboliteions(211)HLM(A)SCAN-ESIofHLMincubat49HumanrecombinantCYP3A4HumanrecombinantCYP3A450UGTs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)

UGTs的抑制剂51UGT1A6/7

动物诱导人UGT1A6/7动物诱导人52UGT1A3UGT2B7BiochemPharmacol,73:1842-51(2007)特异性化合物作为酶抑制剂UGT1A3UGT2B7BiochemPharmacol,53“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!“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54N-glucuronidationbyUGT1A4TheimipramineincubatedwiththerecombinantUGT1A4andwithout(A)orwith(B)UDPGA.Peaks1:imipramine;peak2:p-nitrophenol;peak3:imipramineN-glucuronideBiochemBiophysResCommu2004;319:386-392

N-glucuronidationbyUGT1A4Th55Propranololsidechain(-OH)glucurnidationChirality.2010；22:456-61.Propranololsidechain(-OH)gl56ThecumulativeexcretionpercentageofS-(-)-andR-(+)-propranololglucuronideinChineseHansubjectsurinesafter20mgoraladministrationofRS-(±)-propranololtablet(x±s%,n=16)Thecumulativeexcretionperc57PrimaryWorriesinPrimaryCare:1,008PatientsSource:AmericanSocietyofHealthSystemsPharmacists.ASHPPatientConcernsNationalSurveyResearchReport,四、基于DMEs诱导和抑制的

药物成药性评价PrimaryWorriesinPrimaryCar58VAMedicalCenter(in-andoutpatients)(n=1076)0%2%4%6%8%10%12%14%123456789101112131415161718192021NumberofdrugsprescribedPercentageofpatients4ormore

drugs68%3drugs13%2drugs12%1drug7%ShadMU,etal.ClinPharmacolTher.65:183,1999.AbstractPIII-25VAMedicalCenter(in-andout59若药物抑制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抑制剂若药物抑制CYP酶，则可能降低通过相同途径代谢的合用药物的清60

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CYP3A4CYP3A4Terfenadine(Seldane)Fexofenadine(Allegra)引起严重的心脏毒性×药物61Preferredandacceptablechemicalsubstratesforinvitroexperiments探针底物Preferredandacceptablechemi62CYP阳性对照抑制剂探针底物CYP阳性对照抑制剂探针底物63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对CYP抑制程度的判断临床发生DDI的可能性:弱抑制不可能64CYP抑制作用的评价CYP抑制作用的评价651。药酶动力学参数：Km、Vmax和

Clint

2。抑制常数或IC50CYPisoformFluorescentsubstrateFluorescentmetaboliteEx/Em1A27-ER(7-ethoxyresorufin)resorufin565/5902C9MFC(7-Methoxy-4-trifluoro-methyl-coumarin)HFC410/5202D6AMMC(3-[2-(N,N-diethyl-N-methylamino)ethyl]-7-methoxy-4-methylcoumarin)AHMC380/4702E1MFC(7-Methoxy-4-trifluoro-methyl-coumarin)HFC410/5203A4BFC(7-Benzyloxy-4-trifluoro-methyl-coumarin)HFC410/520P4501。药酶动力学参数：Km、Vmax和Clint

2。抑制66LC/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)286287171ESI+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(LORinternalstandard)382383266ESI+41LC/MS/MS分析方法的质谱条件探针代谢物分子量母离子67CYPsSubstrateKi(mean±SD,μmol/L)3AMidazolam178.6±14.11APhenacetin121.5±23.82D

Dextromethorphan357.4±31.22EChlorzoxazone156.3±18.52CDiclofenac5.26±1.07CYPsSubstrateKi(mean±SD,μm68CYP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

CYP诱导剂药物若能诱导代谢酶，则可使经相同途径代693A43A4DrugD(inducer)DrugCInductionof3A4lowerconcentrationofDrugC3A43A4DrugDDrugCInductionof70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71ChemicalInducersforInVitroExperiments*（2）肝细胞ChemicalInducersforInVitro72（3）DME的诱导机制（3）DME的诱导机制73荧光素酶报告基因法Luciferasereportergeneassay荧光素酶报告基因法74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-+-+利福平（阳性对照）验证报告基因法构建成功(PXR/CYP3A75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

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76CYP3A4(331bp)β-actin(202bp)JEthnopharmacol(2011)InductionofCYP3A4mRNAPXR/HepG2cells

12种中药中，川芎、甘草、五味子对CYP3A4mRNA的诱导作用最为明显与报告基因实验结果一致CYP3A4(331bp)β-actin(202bp77ADME在药物研发中的作用从成药性评价到新药转化研究课件782).CAR-CYP2B6报告基因分析hCAR的经典配体CITCO（2μmol/L）2).CAR-CYP2B6报告基因分析hCAR的经典配体C79Initially,CYP1A2,CYP2B6,andCYP3AshouldbeevaluatedinvitroDrugisnotaninducerofCYP3A4thenitcanbeconcludedthatthetestdrugisalsonotaninducerofCYP2C8,CYP2C9,orCYP2C19Initially,CYP1A2,CYP2B6,and80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（IC50<100μm）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

评估成药性评价结果的判断:评估评估体外研究实验结果成药81五、基于药物代谢的毒性预测五、基于药物代谢的毒性预测82PredictionofADRsortoxicitygovernedbydrugmetabolismHMMMDAHMA100倍TPredictionofADRsortoxicity83HepG2细胞经10μM利福平（CYP3A4，2C诱导剂）

(A)25μMβ-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

ToxicologyLetters,2009,187:131-136肝细胞诱导/抑制-MTT法HepG2细胞经10μM利福平（CYP3A4，2C诱导剂84一些官能团如芳基胺、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)remainedinculturemedium(µmol/L)α-naphthoflavone(µmol/L)ketoconazole(µmol/L)Control0.55150.5515206.7±0.67.8±0.718.3±0.69.4±0.77.3±0.77.7±0.68.6±0.8

4013.9±0.715.9±0.817.0±0.819.3±0.914.7±0.815.4±0.716.9±0.7

6022.2±0.822.8±0.925.9±1.031.5±1.022.7±0.924.5±1.027.6±0.9α-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

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85TheshRNAplasmidsinhibitsCYP3A4mRNAexpressioninHepG2cells.(C)TheshRNAexpressionplasmidinhibitsCYP3A4mRNA.(D)TheshRNAdidnotchangeCYP3A5mRNAexpressionnormalizedtocorrespondingGAPDH

mRNAlevelRNAi方法TheshRNAplasmidsinhibitsCY86转基因细胞方法紫杉醇:CYP3A4&P-gp底物转基因细胞方法紫杉醇:CYP3A4&P-gp底物87ADME在药物研发中的作用从成药性评价到新药转化研究课件88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89Carrier-linkedprodrugsActivity1、前药设计Carrier-linkedprodrugsActivit90UptakeandEffluxtransportersinthesmallintestineplayasignificantroleindeterminingoraldrugbioavailabilitypH=4-7LumenBloodpH=7.2P-gpCNTPepT1OATPMRP2BCRPENT1MRP3OCT1?2.转运前药设计UptakeandEffluxtransporters91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92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（TransportedProdrug），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加巴喷丁：用于治疗癫痫和带状疱疹后遗神经痛XP13512是加93StomachSmallIntestineColon2to4hours1to6hours8to18hoursLimitedCapacityAbsorptionWindowSaturableuptake–exposurenotproportionaltodose

Variablecapacity/transittimes-inter-subjectvariabilityinPK

Nocolonicabsorption-SRformulationnotpossibleGabapentinHasaLimitedGIAbsorptionWindowTransitTimeinHumans氨基酸转运体底物StomachSmallIntestineColon2t94OvercomingaLimitedAbsorptionWindowStomachSmallIntestineColon2to4hours1to6hours8to18hoursHighCapacityTransporterIncreasedbioavailability

GreaterdoseproportionalityLowerinter-patientvariability

Reduceddosingfrequency(sustainedrelease)Modifythedrugforrecognitionbyhighcapacitytransporterslocatedthroughouttheintestine:MCT-1和SMVT的底物OvercomingaLimitedAbsorptio95XP13512(IR)vs.Neurontin:ConcentrationsofGabapentininBloodEffectofDoseonConcs.ofGabapentininBloodAfterOralAdministr.ofNeurontinorXP13512toHealthyAdultsAllAEsreportedforXP13512weremildandsimilartothosereportedforNeurontinXP13512(IR)vs.Neurontin:Ef96XP13512:DoseProportionalityofAUCEffectofDoseonAUCofGabapentininBloodAfterOralAdministrationofXP13512orNeurontinXP13512produceddose-proportionalexposureNeurontinexposureshowedsaturationR2=0.994XP13512:DoseProportionality97XP13512:HighBioavailabilityasGabapentinEffectofDoseonBioavailabilityasGabapentinAfterOralAdministrationofXP13512orNeurontin®toHealthyVolunteersNeurontinabsorptionwassaturatedNosaturationofXP13512absorptionorconversiontogabapentinXP13512:HighBioavailability98XP13512:VeryLowExposuretoProdrugConcsofGabapentinandIntactXP13512inBloodAfterOralAdministofXP13512toHealthyVolunteersat2800mgGabapentinCmaxwas50-foldhigherthanprodrugCmaxGabapentinAUCwas280-foldhigherthanprodrugAUCXP13512:VeryLowExposureto993.基于代谢物的新药发现和药物设计研究药物在体内外的代谢物设计生物转化激活的前体药物发现一些活性代谢物比母体药物更安全有效或再经过结构修饰发现新药新药发现和药物设计的一种重要来源3.基于代谢物的新药发现和药物设计研究药物在体内外的代谢物100Phenacetin,

1887(nephrotoxic,methemoglobinemia)Recognizedasactivemetaboliteofphenacetinin1948;popularinUSsince1955磺胺还原Phenacetin,1887Recognizedas101CYP3A4Terfenadine(Seldane)Fexofenadine(Allegra)CYP3A4,2C19

DiazepamOxazepamCYP3A4Terf