药代动力学研究在新药研发中的应用02

2.3　ADME过程的体外预测方法　面对大量的化合物，除了对其进行体内药代动力学研究以外，更多的药物在设计之初就对其进行体外预测，利用药物的理化性质的常数和体外渗透、代谢等实验预测化合物的药代参数，为进一步的结构改造和体内实验提供数据参考，粗筛待选化合物。分析测试百科网t-kbNr$M,K0P%R
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2.3.1　吸收模型预测　许多化合物虽然在体内有较好的活性，但是缺乏合适的吸收性能而无法进入临床，因此对药物通过体内各种生物膜和屏障的预测可以减少复杂的实验，用较为简单的参数进行描述。 分析测试百科网~nnB l_J+FF6_M
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药物在正辛醇和水中的分配系数（IgP）是预测药物吸收性能的主要参数，除此以外还和药物的分子大小以及形成氢键的能力有关。对于口服药物的小肠吸收预测主要有数学模型和细胞模型两种。
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由于细胞膜的类脂性质，只有透过类脂膜，药物才能被细胞吸收进入血液循环。IgP反映的是药物真实的脂水分配系数，表观分配系数（IgD）是一种 pH依赖性的分配系数，一般用正辛醇与缓冲液中的分配系数表示。有人对14种结构不同的化合物的IgD与Caco-2细胞单分子膜的表观渗透率进行比较，得到结果显示IgD越低，其吸收越差；当其值大于1时，则有良好的吸收。但也有人认为单纯使用IgD值进行预测可能会夸大药物的渗透性。目前有人采用模拟生物膜色谱预测药物的小肠吸收，根据化合物在色谱上保留行为的不同判断药物在体内可能的吸收情况。毛希琴等人采用涂敷磷脂的硅胶为固定相，测定了6种药物在3个pH值下的保留情况，与肠吸收拟合的相关性大于有机溶剂 -水系统模型。Beigi等利用色谱技术将各种磷脂成分制成的脂质体分散于硅胶颗粒，填充到色谱柱中，分别测定了12种化合物的容量因子，结果表明与它们的吸收分数具有良好的相关性。 分析测试百科网v{z;R+iHi%M
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细胞模型预测主要采用的是一种结肠癌细胞（Caco-2），其结构和生理生化作用类似人体小肠上皮细胞，具有各种体内代谢酶及主动转运的载体，因此药物在Caco-2细胞的渗透性与药物在小肠上皮细胞的吸收具有很好的相关性。有人利用该细胞模型快速测定了一系列用于减肥的1，5- 苯二氮卓类化合物的表观渗透系数（Papp），发现其透膜吸收是被动扩散过程，并且得到了相关参数的方程。Ginski等人研究建立了药物溶解和Caco -2细胞体系预测药物溶解和吸收的关系，并成功的预测出药物吡罗昔康的溶解限速过程与药物吸收限速过程的一致性。Caco-2细胞模型还可以用来对药物吸收过程中的相互作用进行预测，这些与药物吸收相互作用有关的酶类，转运载体以及P-糖蛋白，同样存在于Caco-2细胞中。有人研究了 P-糖蛋白泵抑制剂环抱菌素A或者维拉帕米在与 atorvastatin共同口服吸收时的生物利用度较单独服用时增加约60%。但是需要注意Caco-2细胞内酶活性与P-糖蛋白表达不同对结果的影响。
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} `,}P7vyE&Nl0 2.3.2 体外代谢研究　体外代谢研究主要有组织匀浆温孵法、肝细胞温孵法、在位肠肝灌流法、肝切片法以及微生物发酵法等。目前较为常用的是肝匀浆温孵法，包括肝去线粒体上清液温孵法和肝微粒体温孵法。用体外微粒体反应系统进行药物代谢研究，容易控制，操作简便，代谢产率较高且体系相对比较纯净，短时间内可以得到大量的代谢产物，便于对代谢物进行分离纯化和结构鉴定，以确定药物可能的代谢途径。 分析测试百科网Fmj[E.`'V~

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JJ;OY0 细胞色素P450酶系有许多亚型，不同亚型催化的底物不同，根据化合物的结构判断催化其反应的亚型后，选择特异性的诱导剂诱导大鼠肝微粒体酶的活性，而后制备得到肝微粒体酶，加入药物和辅助因子还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷磷酸（NAD- PH）再生系统进行体外代谢实验，适合I相代谢反应研究。有人建立了一种在线P450酶促生物反应器，该法通过泵以400 μL/min的流速将各反应成分泵到反应池中，再以停泵的时间为反应时间，反应结束后再通过自动固相萃取装置联用HPLC进行产物检测，该法可以对大量化合物进行自动的代谢检测，得到候选药物的代谢特征。
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可以根据体外酶促反应预测体内药物动力学，其中体内内在清除率（Clint）的体外相关性可由每一代谢途径的Vmax/Km比值给出，用以说明或比较该途径代谢对药物体内不同途径清除的相对贡献。Vmax表示最大的酶促反应速率，是代谢酶催化某种反应时的最大效能，可反映药物酶促反应的内在效应特征。Km，米氏常数表示理论上能使 50%的代谢酶形成底物－酶复合物的底物浓度，是药物酶促反应的强度指标。分析测试百科网@Fk5Gv$Mid
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对于一些中药如人参皂苷、淫羊霍苷等进入体内后发生肠道菌群的代谢，代谢产物是吸收入血发生药理作用的活性成分。因此常用肠道菌群体外代谢实验进行药物代谢研究，主要采用的是粪便温孵法和离体消化道内容物温孵法。王毅等人研究肠道菌群对人参皂苷Rg1的代谢转化作用的研究，用薄层色谱法检查代谢结果，ESI-MS推断代谢物的结构。 分析测试百科网*M(W`-eSS

*@ Pz\t3]j;is0 3 结语 分析测试百科网hzY1jy

3h X|:B}"ai4Go w0 将药代动力学研究的ADME过程放在新药筛选和发现阶段进行研究，对候选药物进行ADME的综合评价，预测和完善化合物的最佳结构，已经成为新药研究中的一个非常重要的内容。良好的药动学参数和代谢特征是具有发展前景的先导化合物所必备的。面对大量组合化学技术产生的大量化合物和传统制备分离技术得到的天然产物中的成分，需要采用快速、简便并且结果可靠的体内外实验方法和技术进行筛选以供进一步的结构优化。将体外模型预测和组合给药相结合，对化合物进行粗筛，通过对得到的数据进行分析确定进一步的实验方法，采用体内外代谢技术研究其代谢特征，并对相似结构的化合物进行代谢预测等。因此，药代动力学实验研究结合最新的色谱分析技术和计算机技术形成的新的药物代谢和动力学研究体系，将会为创新药物的优化结构和设计提供新的思路。