左旋四氢巴马汀体内外代谢处置研究

发布时间：2018-10-30 21:00

【摘要】：左旋四氢巴马汀(levo-tetrahydropalmatine,l-THP),药品名罗通定,是我国科学家从延胡索属和千金藤属植物中提取得到的延胡索乙素左旋体,具有良好的中枢性镇痛、镇静和安定作用,作为镇痛药在我国已有近半个世纪的临床应用历史。近年来的研究发现,l-THP可有效抑制多种成瘾药物的成瘾依赖形成、维持和复吸,具有良好的治疗药物成瘾的临床应用前景。由于l-THP在我国批准进入临床应用的时间较早,早期的药代动力学、分布和排泄研究主要应用3H标记的dl-THP进行实验,缺乏非标记药物在动物和人体代谢处置的系统研究。已有的研究表明,l-THP在动物体内广泛代谢,主要的I相代谢产物是具有药理活性的单去甲基产物,但原药和活性产物的代谢处置性质以及体内暴露水平的相关性尚不清楚,且缺乏人体代谢的数据,为此,本课题的目的是研究l-THP及其主要代谢产物的大鼠血浆动力学、组织分布和排泄,鉴定l-THP在人体的主要代谢产物和消除途径,并比较大鼠和人的体外代谢性质差异。在此基础上,建立l-THP在人体的基于生理的药代动力学模型(PBPK模型),模拟预测严重肝损伤患者等特殊人群的药代动力学和基于代谢酶的人体药-药相互作用风险,为了解l-THP发挥药理效应的物质基础、指导新适应证的临床研究和安全有效用药,提供科学依据和实验资料。本课题的研究内容和结果总结如下:1.应用LC-MS/MS技术,建立并全面验证了定量检测生物样品中l-THP及其6个去甲基代谢产物(2-DM、3-DM、9-DM、10-DM、2,3-DM和2,10-DM)的方法;在样品前处理中应用特异性酶水解,同时对上述代谢产物的葡糖醛酸结合物和硫酸结合物进行间接定量。方法灵敏、快速和可靠,可满足l-THP及其代谢产物的体内外代谢处置研究需求。2.大鼠灌胃给药l-THP(9 mg·kg-1)的血浆药代动力学结果显示,原药的吸收迅速,消除半衰期为6.5 h,口服生物利用度为29.7%;血浆中主要检测到原药去甲基产物2-DM、3-DM和10-DM、及其去甲基产物的葡糖醛酸结合物,其中2-DM-Glu和10-DM分别是暴露水平最高的结合和游离产物,代谢产物的血浆消除较慢,且存在双峰现象。3.l-THP灌胃给药后在组织器官广泛分布,1 h时大部分组织的原药浓度达峰,分布浓度由高至低依次为:小肠肝睾丸肾肺脑心脾血;组织中的主要产物为2-DM、3-DM和10-DM及其葡糖醛酸结合物,分布规律与原药相似;l-THP及其去甲基产物易于透过血脑屏障,脑组织中可检测到较高浓度的3-DM和10-DM及少量的葡糖醛酸结合物;原药和去甲基产物与大鼠和人的血浆蛋白结合率在78%~92%的范围内,与脑匀浆的蛋白结合率大于91%。4.大鼠口服l-THP后,仅有0.22%的原药经尿粪排泄;药物主要以产物形式经肾排泄,72 h的累积尿排泄率为28.5%,主要产物是去甲基的葡糖醛酸和硫酸结合物;72 h粪累积排泄率为6.12%,主要产物是游离形式的去甲基产物。5.在胆管插管大鼠上,l-THP及其产物48 h的胆汁累积排泄率为灌胃剂量的70.1%,药物主要以去甲基的葡糖醛酸和硫酸结合物形式排出,原型的累积排泄率小于0.05%;应用配对大鼠模型,确定l-THP去甲基代谢产物存在肠肝循环,主要产物的肠肝循环系数在30-66%之间,经胆汁排泄的产物可在肠道分解并再次吸收利用,这可能是产物药时曲线出现双峰和消除缓慢的原因之一。6.体外肝微粒体孵育实验结果表明,去甲基反应是l-THP在人和大鼠肝微粒体的主要I相代谢途径,主要产物是2-DM、3-DM和10-DM;同时采用底物消除法和产物生成法进行酶动力学研究,发现人肝微粒体中2-去甲基化反应的Km和Vmax值与原药消除的相当,提示2-去甲基化是l-THP在人肝微粒体的主要代谢途径;去甲基产物的肝微粒体消除则以II相葡糖醛酸结合为主。7.应用重组人源CYP同工酶和人肝微粒体的代谢表型研究表明,l-THP的I相去甲基代谢由CYP3A4、CYP2D6、CYP1A2、CYP2C9和CYP2C19多酶介导,其中CYP3A4是主要的同工酶,贡献率为54.0%,其次是CYP2D6,贡献率为11.3%;10-DM和3-DM主要由CYP3A4介导生成,2-DM仅由CYP2D6介导生成,临床需要关注CYP3A4和CYP2D6相关的药-药相互作用。8.应用LC/UV和UPLC-QTOF-MS/MS技术,研究了l-THP在人肝微粒体、血浆、尿和粪样品中的代谢产物,共检测鉴定到20个代谢产物,其中15个是首次鉴定的产物;I相代谢反应包括去甲基化、双去甲基化、三去甲基化、单加氧、脱氢和二氢二醇化反应。II相代谢反应主要为去甲基产物的葡糖醛酸和硫酸结合反应。9.健康志愿者口服罗通定片(90 mg)后,考察了原药和代谢产物的血浆暴露水平和排泄途径,2-DM-Glu、10-DM-Sul和3-DM-Sul是血循环中主要的药物相关成分,暴露水平高于原药;l-THP及其产物的72 h累积尿和粪排泄率分别为38.0%和8.3%,其中原药总排泄率仅为0.7%;口服l-THP在人体的主要消除途径之一是去甲基化的葡糖醛酸和硫酸结合,随后结合产物经肾排泄。10.l-THP在人和大鼠的代谢处置存在一定的种属差异,人血浆中硫酸结合物的暴露水平较高,而大鼠血浆中主要以去甲基或葡糖醛酸结合物为主,未检测到硫酸结合物;药物口服后去甲基相关的产物在人体的累积尿排泄率显著高于大鼠。11.应用Gastro PlusTM的PBPK建模软件,成功建立并验证了l-THP在大鼠和健康人体的PBPK模型,将模型用于特殊人群药代行为和药物相互作用潜能的预测,结果显示,与正常人群相比,l-THP在严重肝损伤人群的代谢消除降低,血浆暴露显著增高;在CYP2D6超强代谢者,l-THP的代谢清除加快,血药浓度显著下降;l-THP与CYP同工酶强抑制剂酮康唑(CYP3A)或奎尼丁(CYP2D6)合用时,原药的AUC分别提高至单药组的2.78倍或1.57倍,临床应用时需要关注上述特殊人群的药代动力学行为改变以及基于CYP酶抑制的药-药相互作用。本论文有如下新发现或创新点:1.本研究建立了同时定量分析生物样品中l-THP原药、去甲基产物和结合物的LC-MS/MS方法;2.通过l-THP及其产物在大鼠的血浆药代动力学和组织分布研究,发现3-DM和10-DM是血浆和组织中暴露水平较高的活性产物,它们可能对原药药理作用有贡献,这一结果为认识l-THP药效学的分子基础提供了科学依据;3.定性和定量分析l-THP在人血循环和排泄物中的产物发现,2-DM-Glu和10-DM-Sul是人血浆的主要成分,暴露水平高于原药;去甲基的葡糖醛酸和硫酸结合物经肾脏排泄,是l-THP在人体的主要消除途径之一;l-THP在人和大鼠的代谢处置存在一定的差异。这些结果首次揭示了l-THP在人体的代谢清除特征;4.PBPK模型的模拟预测显示,严重肝损伤将显著影响l-THP的代谢清除;而在CYP2D6超强代谢人群中,原药的代谢加快,血浆AUC显著降低;与CYP3A和2D6的抑制剂合用,存在一定的药-药相互作用风险;预测结果为临床安全有效用药提供了指导。
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【学位授予单位】：中国人民解放军军事医学科学院
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R96

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