1、 曾蘇 浙江大學(xué)藥學(xué)院 ADME在藥物研發(fā)中的作用-從成藥性評價到新藥轉(zhuǎn)化研究 2021/9/301主要內(nèi)容新藥轉(zhuǎn)化研究的背景和成藥性評價的意義基于細胞模型的藥物吸收轉(zhuǎn)運成藥性評價基于藥物代謝穩(wěn)定性的成藥性評價基于DMEs誘導(dǎo)和抑制的藥物成藥性評價基于藥物代謝的毒性預(yù)測基于DMEs的新藥設(shè)計2021/9/302一. 新藥轉(zhuǎn)化研究的背景和成藥性評價的意義2021/9/303新藥研發(fā)是一復(fù)雜的龐大系統(tǒng)工程,所涉及的學(xué)科門類眾多轉(zhuǎn)化研究有助于構(gòu)建創(chuàng)新藥物的基礎(chǔ)研究、臨床前研究和臨床療效評價直至新藥制造和臨床應(yīng)用的系統(tǒng)研發(fā)鏈順暢基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)和生物學(xué)與創(chuàng)新藥物研發(fā)、臨床醫(yī)學(xué)之間的雙向信息和研究關(guān)聯(lián)縮短創(chuàng)新藥

2、物從實驗室到臨床應(yīng)用的研發(fā)周期對于提高新藥研發(fā)效率十分重要 藥學(xué)學(xué)報，2011；46: 19-29 2021/9/304USFDA, innovation/ stagnation :challenge and opportunity on the critical path to new medical products，2004 “關(guān)鍵路徑行動計劃”（The Critical Path Initiative）新藥、生物制品和醫(yī)療器械研發(fā)、評價、生產(chǎn)和使用整個過程轉(zhuǎn)化研究(translation research)的國家策略，以縮小大量生物醫(yī)學(xué)和技術(shù)的發(fā)現(xiàn)與新藥成功率之間的鴻溝2021/9/3

3、05蘇格蘭衛(wèi)生部與全球最大制藥公司之一的惠氏制藥公司合作,共同啟動世界上第一個轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)合作研究中心羅氏公司投資7100萬美元，在新加坡設(shè)立轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研發(fā)中心 阿斯利康公司建立阿斯利康中國創(chuàng)新中心，并開展精神疾病基因及藥物研發(fā)領(lǐng)域的轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究 2021/9/3062021/9/307藥物轉(zhuǎn)化研究ADME評價貫穿始終Hodgson J. ADMET-turning chemicals into drugs. Nature Biotechnol. 2001;19:722-6.2021/9/3082021/9/309DM/PK2021/9/3010Reasons for attrition (1991

4、2000).2021/9/3011先導(dǎo)物的優(yōu)化是對分子的理化性質(zhì)、藥代和藥效的綜合修飾過分強調(diào)藥效強度和選擇性，追求高活性，而忽略理化和藥代性質(zhì)，會導(dǎo)致藥物的效力低下往往也是體外有活性而體內(nèi)無效的原因 2021/9/3012成藥性評價的意義評價和預(yù)測基于藥物代謝的潛在藥物相互作用是新藥研發(fā)中的重要環(huán)節(jié)，美國、歐洲、日本等國的新藥注冊審批部門對CYPs引起的藥物相互作用都十分重視，發(fā)布了一系列研究指導(dǎo)原則1. 美國FDA, Drug Metabolism/Drug Interaction Studies in the Drug Development Process: Studies In Vi

5、tro，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,20012021/9/3013并不是所有的藥物-藥物相互作用都由CYPs引起，也可由UGTs或轉(zhuǎn)運體引起，導(dǎo)致藥物吸收、分布、代謝、排泄和毒性（ADME/T）性質(zhì)改變 美國FDA在2006年指南中（Drug Interaction S

6、tudies Study Design, Data Analysis, and Implications for Dosing and Labeling），增加了轉(zhuǎn)運體P-gp的研究內(nèi)容2012年美國FDA指南中又新增UGTs和6種轉(zhuǎn)運體BCRP,OATP1B3,OATP1B1,OCT2,OAT1,OAT3（Drug Interaction Studies Study Design, Data Analysis, Implications for Dosing, and Labeling Recommendations）歐洲EMA2010年指南中還列有膽酸鹽外排泵(BSEP)和OCT1（Gui

7、deline on the Investigation of Drug Interactions）；轉(zhuǎn)運體總數(shù)達到9種2021/9/3014CYPsFDA Guidance 2006ITC recommendation 2010 FDA Guidance 2012EMA Guidelines 2010P-gp MDR1BCRP乳腺癌耐藥蛋白BSEP膽酸鹽外排泵 OATP1B1有機陰離子轉(zhuǎn)運蛋白 OATP1B3OCT1有機陽離子轉(zhuǎn)運體OCT2OAT1有機陰離子轉(zhuǎn)運體OAT3UGTs葡萄糖醛酸轉(zhuǎn)移酶2021/9/30152021/9/30162021/9/30172021/9/3018模擬腸道吸收

8、代謝 藥物或活性成分Caco-2,MDCK, MDCK /MDR1, LLC-PK1/MDR1, LLC-PK1,MRP, BCRP, Bcap 37/MDR1 腸道肝臟血液發(fā)揮功效整體PK模型人源化體外模型永生化腦脈絡(luò)膜上皮細胞、重組P-gp等模擬血腦透過性藥酶的誘導(dǎo)與抑制PXR等/CYPs報告基因、hPXR轉(zhuǎn)基因動物、原代肝細胞，重組CYPs，UGTs，微粒體等CYPs, UGTs，GST,OATP,Pe pT等轉(zhuǎn)基因細胞 模擬肝臟代謝人源化轉(zhuǎn)基因動物2021/9/3019 攝入型轉(zhuǎn)運體 將內(nèi)外源性物質(zhì)攝入細胞內(nèi)，包括有機陰離子轉(zhuǎn)運多肽家族（OATP）、有機陰離子轉(zhuǎn)運體家族（OAT）、有機

9、陽離子轉(zhuǎn)運體家族（OCT） 外排型轉(zhuǎn)運體 多藥耐藥蛋白（MDR）、多藥耐藥相關(guān)蛋白（MRP）、乳腺癌耐藥相關(guān)蛋白（BCRP）以及肝臟膽鹽外排泵（BSEP）二、基于細胞模型的藥物吸收和轉(zhuǎn)運成藥性評價Absorption Distribution Metabolism Excretion2021/9/3020紅色標(biāo)記的是美國FDA明確要求的轉(zhuǎn)運體 2021/9/30211 2 3 4 MDCK Caco-2Western blot 檢測四株MDCK/MDR1細胞P-gp的表達 Bcap37 1 2 3 4Western blot 檢測四株Bcap37/MDR1細胞P-gp的表達藥物吸收和轉(zhuǎn)運細胞模

10、型 Caco-2 cellWorld J Gastroenterol. 2004;10(9):1365-8.2021/9/3022鑒定P-gp底物或抑制劑的體外試驗方法 試驗方法組織參數(shù)備注雙向轉(zhuǎn)運試驗Caco-2 細胞； MDCK-MDR1細胞；LLC-PK1 MDR1細胞B-A與A-B藥物凈外排比 1. 直接測定藥物的外排量 2. 鑒定P-gp的轉(zhuǎn)運與抑制 3. 已考慮P-gp位于膜的頂端或基底外側(cè)攝取/外排試驗?zāi)[瘤細胞；cDNA 轉(zhuǎn)染細胞；卵母細胞中注入轉(zhuǎn)運蛋白的cRNA抑制熒光探針鈣黃綠素-AM或羅丹明-123的攝取和外排 1.不能區(qū)別底物還是抑制劑 2.不能鑒定透過性差的底物和抑制劑

11、ATP酶膜囊法；重組P-gpATP酶的活性 1. 同外排/攝取試驗 2.與P-gp的功能不一定具有良好的相關(guān)性2021/9/3023藥物侯選物濃度(mol/L)Papp (10-8cm/s) 透過系數(shù)Efflux ratioAPBLBLAP50.04.20.186.20.291.5100.03.90.238.70.202.2250.03.30.3011.20.153.41. 抗病毒候選藥物RDSS Caco-2細胞雙向轉(zhuǎn)運透過實驗 該有效部位的透過系數(shù)很小，總透過率小于1%，并是外排泵P-gp的底物；再經(jīng)過動物口服實驗的驗證，在各時間點未檢測到有效部位化合物及代謝物。 2021/9/3024

12、加入P-糖蛋白抑制劑或底物后,在caco-2細胞單層的透過性增強。認為是P-糖蛋白的底物結(jié)論：該化合物難于制成常規(guī)口服制劑J Pharm Pharmacol. 2005;57:1297-303 2021/9/3025花旗松素落新婦苷2.Effects of inhibitors (100 mol/L) on the transport of Ast or Tax across Caco-2 cell monolayer 2021/9/3026Concentration (mol/L)Efflux ratioControlGF 120918VerapamilMK-571落新婦苷107.00.70

13、.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 10-6 cm/s 2021/9/3027落新婦苷和花旗松素分別為P-gp和MRP2的底物外排轉(zhuǎn)運蛋白是限制其口服BA的主要因素之一(大鼠中的絕對生物利用度為0.066%和 0.17% )Int J Pharmaceut 2009;378:18 2021/9

14、/3028花旗松素和落新婦苷對P-gp具有誘導(dǎo)效應(yīng)P-gp在蛋白表達及mRNA表達水平上均有上調(diào)增加R123在Caco-2細胞中的外排Int J Pharmaceut 2009;378:182021/9/3029LLC-PK1/BCRP細胞 +抑制劑LLC-PK1/BCRP細胞* *轉(zhuǎn)運實驗:蓮心堿外排作用強烈，在LLC-PK1/BCRP細胞上的凈外排比為2.87加入BCRP的抑制劑CsA和GF120918后，凈外排比顯著降低至1左右 細胞攝取實驗2021/9/30303. CNS BBB2021/9/3031CNS BBB CD CompdConc(mmol/L)A-BMDCK-MDR1MD

15、CKPapp(10-5cm/s)Efflux ratio (Papp (B-A)/ (A-B)Efflux ratio (Papp (B-A)/ (A-B)Net efflux ratioR1100.6500.0122.311.921.20500.5350.0092.081.731.201000.6450.0531.631.630.99R2100.5500.0395.181.782.90500.8530.0013.391.772.671001.0590.0232.471.672.16R3100.7300.0231.321.330.99500.5120.0341.281.101.161000.3

16、760.0121.931.131.70R4101.8150.0191.411.311.07502.6340.1081.011.130.901002.4580.1751.011.300.78R5100.1330.0021.291.081.20500.0970.0092.271.281.771000.0890.0154.011.862.162021/9/3032poorly permeability: 05;moderately permeability : 01, 02,03;well permeability : 04, R02 and R05 may be the substrates of

17、 P-gpCompoundsConc(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+CsA101.281.211.062021/9/3033CompConc.(mmol/L)MDCK-MDR1Papp(10-5cm/s)Eff

18、lux ratioA-BB-AGAS1000.01830.00140.04490.00242.461500.01690.00140.03410.00152.012000.01630.00040.03180.00241.95502.3570.0153.1290.0951.321002.0620.1492.9820.0721.45HBA1502.8130.1542.8670.1621.022002.8050.4523.2010.1161.142021/9/3034底物 Substrate:Drug is metabolized by the enzyme system誘導(dǎo)劑 Inducer:Dru

19、g that will increase the activity or synthesis of CYP450 enzymes抑制劑 Inhibitor:Drug that will decrease the metabolism of a substrate三、基于藥物代謝穩(wěn)定性的成藥性評價2021/9/3035CYPsUGTs藥物代謝酶2021/9/3036UGT1A1, 1A3, 1A4, 1A6, 1A9, 2B7, 2B15in vitro studies can be conducted using recombinant human DMEs2021/9/3037P450202

20、1/9/3038UGT2021/9/3039DM/PK對新藥研發(fā)的意義任何藥物在體內(nèi)都有其發(fā)揮療效的有效期，因為大部分藥物在體內(nèi)都會被代謝而失去活性代謝可以使脂溶性藥物轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄曰衔?，從而加速藥物從體內(nèi)的排泄DrugMetabolismDrugOHDrugOGluConjugationExcretion2021/9/3040指導(dǎo)結(jié)構(gòu)修飾2021/9/3041若CYP酶代謝消除占藥物總消除的 25%時，則必須鑒定哪種CYP酶參與代謝將藥物和肝細胞或微粒體共孵育，然后分析孵育介質(zhì)或細胞內(nèi)容物（ HPLC-UV、熒光或放射性檢測，HPLC-MS/MS）?？蓪π纬傻拇x物直接鑒定In Vitro

21、Methods for Determination of Metabolic StabilityPhase I代謝Phase I & II同工酶代謝物結(jié)構(gòu)鑒定細胞代謝2021/9/30422021/9/3043Isolated hepatocytes2021/9/3044models and techniques used to study DM In vitro Enzyme:Isolated hepatocytes and precisioncut liver slices Subcelluar fractions (hepatic microsomes, S9, Cytosol)3. H

22、uman 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 assay2021/9/3045CYP首選抑制劑(1)Ki(M)可用抑制劑(1)Ki(M)1A2呋拉茶堿(2)0.6-0.

23、73-萘黃酮0.012A6反苯環(huán)丙胺、甲氧沙林(2)0.02-0.20.01-0.2毛果蕓香堿、色胺4、1.7(3)2B63-isopropenyl-3-methyl diamantine(4)2-isopropenyl-2-methyl adamantine(4)舍曲林、苯環(huán)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孟魯司特槲皮素1.1甲氧芐啶、吉非貝齊、羅格列酮、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

24、-0.42E1二乙基二硫代氨基甲酸鹽氯美噻唑、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、維拉帕米(6)17、10，24酶底物的鑒定方法: 抑制劑探針法2021/9/3046General MethodHuman tissues, Subcellular liver tissue fractionsNew DrugMetaboliteChemical InhibitorAntibodyRNAiChemical InducerIdentify DMEs Substrate, IsoformAnalytical Me

25、thod人重組藥物代謝酶 確證2021/9/3047The effects of P450 specific chemical inhibitors on ECB oxidative metabolism in human liver microsomes CYP3ACYP1A2,3A4CYP1A2CYP2D6CYP2E1CYP2C9CYP2C19Zhang X, et al, Drug Metab Dispo,20102021/9/3048HLM(A) SCAN-ESI of HLM incubate (B) SIR-ESI (211) of HLM incubate(C) Negative

26、-ion ESI-MS/MS spectrum of the deprotonated metabolite ions (211) 2021/9/3049Human recombinant CYP3A42021/9/3050UGTs的抑制劑丙磺舒和丙戊酸 (UGT通用抑制劑)膽紅素,阿扎那韋 (UGT1A1)槲皮素 (UGT1A3)三氟拉嗪 (UGT1A4)保泰松 (UGT1A6)丙泊酚 (UGT1A9)雙氯酚酸鉀 (UGT2B7) 2021/9/3051UGT1A6/7 動物誘導(dǎo) 人2021/9/3052UGT1A3UGT2B7Biochem Pharmacol, 73: 1842-51(2

27、007)特異性化合物作為酶抑制劑2021/9/3053“十一五”重大專項一類新藥動物生物利用度較低 ?代謝穩(wěn)定性差!2021/9/3054N-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; 319: 386-3

28、92 2021/9/3055Propranolol side chain(-OH) glucurnidationChirality. 2010；22:456-61. 2021/9/3056The 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)2021/9/3057Primary Worrie

29、s in Primary Care: 1,008 PatientsSource: American Society of Health Systems Pharmacists. ASHP Patient Concerns National Survey Research Report,四、基于DMEs誘導(dǎo)和抑制的 藥物成藥性評價2021/9/3058VA Medical Center (in- and outpatients) (n=1076)0%2%4%6%8%10%12%14%123456789101112131415161718192021Number of drugs prescrib

30、edPercentage of patients4 or more drugs68%3 drugs13%2 drugs12%1 drug7%Shad MU, et al. Clin Pharmacol Ther. 65:183, 1999. Abstract PIII-252021/9/3059若藥物抑制CYP酶，則可能降低通過相同途徑代謝的合用藥物的清除率，可直接導(dǎo)致其血藥濃度的升高，從而引起不良反應(yīng)或使療效增加代謝途徑的抑制也可能導(dǎo)致合用（相同酶代謝）前體藥物其活性代謝物的產(chǎn)率減少，從而降低療效 CYP抑制劑2021/9/3060 藥物 合用藥物 生物活性 相互作用機理 特非拉丁、酚必利、

31、阿咪唑 酮康唑或紅霉素 增加 抑制CYP3A4辛伐他丁及其酸代謝物 伊曲康唑或美貝地爾 增加 抑制CYP3A4 去甲丙咪嗪 氟西丁、帕羅西丁、奎尼丁 增加 抑制CYP2D6 卡馬西平 利福平 降低 誘導(dǎo)CYP3A4CYP3A4Terfenadine(Seldane)Fexofenadine(Allegra)引起嚴重的心臟毒性2021/9/3061Preferred and acceptable chemical substrates for in vitro experiments探針底物2021/9/3062CYP陽性對照抑制劑探針底物2021/9/3063對CYP抑制程度的判斷臨床發(fā)生DD

32、I的可能性:弱抑制中等抑制強抑制不可能可能很可能2021/9/3064CYP抑制作用的評價2021/9/30651。藥酶動力學(xué)參數(shù)：Km、Vmax和 Clint 2。抑制常數(shù)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-methylamino)ethyl-7-metho

33、xy-4-methylcoumarin)AHMC380/4702E1MFC(7-Methoxy-4-trifluoro-methyl-coumarin)HFC410/5203A4BFC(7-Benzyloxy-4-trifluoro-methyl-coumarin)HFC410/520P4502021/9/3066LC/MS/MS分析方法的質(zhì)譜條件 探針代謝物分子量母離子 (m/z)碎片離子 (m/z)離子源碰撞能量(eV)撲熱息痛(PAR)151152110ESI+10羥基甲苯磺丁脲(OHTOL)286287171ESI+18羥基奧美拉唑(OHOME)361362214ESI+10氧去甲基右

34、美沙芬(DEXP)257258157ESI+33羥基氯唑沙宗(OHCHL)185184120ESI-23氧化硝苯地平(DNIF)344345284ESI+28氯雷他定(LOR internal standard)382383266ESI+412021/9/3067CYPsSubstrateKi (mean SD, mol/L)3AMidazolam178.6 14.11APhenacetin121.5 23.82D Dextromethorphan357.4 31.22EChlorzoxazone156.3 18.52CDiclofenac5.26 1.072021/9/3068 CYP誘導(dǎo)劑

35、 藥物若能誘導(dǎo)代謝酶，則可使經(jīng)相同途徑代謝的合用藥物的代謝清除率增加,可導(dǎo)致血藥濃度低于治療濃度可使前藥的活性代謝產(chǎn)物增加，從而引起不良反應(yīng) 2021/9/30693A43A4Drug D(inducer)Drug CInduction of 3A4 lower concentration of Drug C2021/9/3070多數(shù)誘導(dǎo)劑是一些高脂溶性、長生物半衰期的化合物。典型的誘導(dǎo)劑有：誘導(dǎo)劑 被誘導(dǎo)的酶苯巴比妥(PB) 2B,3A 亞族3-MC,-萘黃酮(-NF) 1A亞族地塞米松(DEX) 3A亞族乙醇，吡啶 2E亞族（1）大鼠誘導(dǎo)2021/9/3071Chemical Induce

36、rs for In Vitro Experiments*（2）肝細胞2021/9/3072（3） DME的誘導(dǎo)機制 2021/9/3073熒光素酶報告基因法Luciferase reporter gene assay2021/9/3074利福平（陽性對照）驗證報告基因法構(gòu)建成功(PXR/CYP3A4) CAR/CYP3A4, GR/CYP3A41) CYP3A4誘導(dǎo)PXR - - + +P3A4 - + - + 2021/9/3075地骨皮積雪草梔子水飛薊虎杖天花粉茵陳板藍根紅景天黃連大黃何首烏金銀花麥冬白芍五味子茯苓白術(shù)淫羊藿熟地黃生地黃當(dāng)歸甘草人參川芎黃芪三七丹參銀杏葉中藥提取物對CYP的

37、轉(zhuǎn)錄激活作用的快速評價五味子、白術(shù)、枸杞根提取物對CYP3A4的轉(zhuǎn)錄激活能力高于利福平7種中藥麥冬、當(dāng)歸、黃連、茵陳、銀杏葉、生首烏、川芎提取物對CYP3A4的轉(zhuǎn)錄激活能力與利福平相當(dāng)從丹參、當(dāng)歸、五味子、銀杏葉中鑒定了5個新的PXR激動劑 2021/9/3076CYP3A4(331bp) -actin (202bp)J Ethnopharmacol (2011)Induction of CYP3A4 mRNAPXR/HepG2 cells 12種中藥中，川芎、甘草、五味子對CYP3A4 mRNA的誘導(dǎo)作用最為明顯與報告基因?qū)嶒灲Y(jié)果一致 2021/9/30772021/9/30782). CA

38、R-CYP2B6報告基因分析hCAR的經(jīng)典配體CITCO（2 mol/L ）2021/9/3079Initially, CYP1A2, CYP2B6, and CYP3A should be evaluated in vitro 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 CYP2C192021/9/3080成藥性評價結(jié)果的判斷: 評估 評估 體外研究實驗結(jié)果成藥性P450代謝酶低Clmet/Cl

39、tot或非P450酶途徑 好主要由一種P450酶 酶 底物多種P450酶好P450酶抑制沒有抑制作用 好抑制至少一種P450酶如果S肝=Ki 底物 酶Ki測定（IC50100m）如果S肝Ki好P450酶誘導(dǎo)沒有誘導(dǎo)作用 好誘導(dǎo)至少一種P450酶 底物 酶 評估 評估 評估 2021/9/3081五、基于藥物代謝的毒性預(yù)測2021/9/3082Prediction of ADRs or toxicity governed by drug metabolism HMMMDAHMA100倍T2021/9/3083HepG2 細胞經(jīng)10M 利福平（CYP3A4，2C誘導(dǎo)劑） (A) 25M -萘黃酮（

40、CYP1A2誘導(dǎo)劑）(B) 預(yù)處理后，用MTT法測定銀杏酸GA（ 15:1 ）對細胞的毒性增加 Toxicology Letters, 2009, 187: 131-136 肝細胞 誘導(dǎo)/抑制-MTT法2021/9/3084一些官能團如芳基胺、硝基苯環(huán)、噻吩、呋喃和3-甲基吲哚等往往被認為是危險結(jié)構(gòu)，通常在設(shè)計候選藥物時要避免 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

41、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-萘黃酮（CYP1A抑制劑）和酮康唑（CYP3A抑制劑）共孵育可降低銀杏酸（15:1）對原代培養(yǎng)大鼠肝細胞的毒性 CYP1A和CYP3A催化銀杏酸（15:1）生成毒性更強的代謝物 2021/9/3085The shRNA plasmids inhibits CYP3A4 mRNA

42、 expression in HepG2 cells. (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2021/9/3086轉(zhuǎn)基因細胞方法紫杉醇: CYP3A4 & P-gp底物2021/9/30872021/9/3088針對先導(dǎo)化合物代謝過快或生成毒性代謝物的缺點，進行結(jié)構(gòu)改造使新藥候選物按照預(yù)定的代謝途徑失活或不代謝而由原形排

43、出體外，以獲得安全穩(wěn)定的候選物合成有效代謝物或模擬有效代謝物的結(jié)構(gòu)以獲得新的候選物根據(jù)候選藥物的吸收代謝特性設(shè)計合理的藥物劑型及其處方 六、基于DMEs的新藥設(shè)計2021/9/3089Carrier-linked prodrugsActivity1、前藥設(shè)計2021/9/3090Uptake and Efflux transporters in the small intestine play a significant role in determining oral drug bioavailabilitypH=4-7LumenBloodpH=7.2P-gpCNTPepT1OATPMRP2

44、BCRPENT1MRP3OCT1?2. 轉(zhuǎn)運前藥設(shè)計2021/9/3091應(yīng)用設(shè)計特定轉(zhuǎn)運體的底物改進藥物吸收提高生物利用度 2021/9/3092加巴噴丁：用于治療癲癇和帶狀皰疹后遺神經(jīng)痛血液（和大腦）的水平與口服劑量不成正比，血液中Cmax有限，病人口服吸收存在高度變異性，半衰期短：5-7h，一天需要服用3-4次是一種定位于小腸低轉(zhuǎn)運能力的氨基酸轉(zhuǎn)運體底物 XP13512是加巴噴丁的轉(zhuǎn)運前體藥（Transported Prodrug），與P450或Pgp不發(fā)生相互作用，是兩種在全腸道表達的轉(zhuǎn)運體MCT-1和SMVT的底物在腸，肝和血被非特異性酯酶裂解生成加巴噴丁。在寬劑量范圍內(nèi)與加巴噴丁生

45、物利用度（70%）成正比。與加巴噴丁比較，猴子口服后，血漿中加巴噴丁Cmax增加5倍，AUC增加3倍 加巴噴丁XP135122021/9/3093StomachSmall IntestineColon2 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 a

46、bsorption - SR formulation not possibleGabapentin Has a Limited GI Absorption WindowTransit Time in Humans氨基酸轉(zhuǎn)運體底物2021/9/3094Overcoming a Limited Absorption WindowStomachSmall IntestineColon2 to 4 hours1 to 6 hours8 to 18 hoursHigh Capacity Transporter Increased bioavailability Greater dose proporti

47、onality Lower inter-patient variability Reduced dosing frequency (sustained release)Modify the drug for recognition by high capacity transporters located throughout the intestine:MCT-1和SMVT的底物2021/9/3095XP13512 (IR) vs. Neurontin: Concentrations of Gabapentin in BloodEffect of Dose on Concs. of Gaba

48、pentin in Blood After Oral Administr. of Neurontin or XP13512 to Healthy AdultsAll AEs reported for XP13512 were mild and similar to those reported for Neurontin2021/9/3096XP13512: Dose Proportionality of AUCEffect of Dose on AUC of Gabapentin in Blood AfterOral Administration of XP13512 or NeurontinXP13512 produ