新藥藥代動力學(xué)研究

關(guān)于新藥藥代動力學(xué)研究第一頁，共七十三頁，編輯于2023年，星期一一.藥代動力學(xué)研究內(nèi)容及意義1.定義：機體對藥物的處置

(Drugmetabolismanddisposition)

用數(shù)學(xué)公式定量地描述藥物在體內(nèi)的吸收,分布,排泄,生物轉(zhuǎn)化(ADME)的動態(tài)過程。2.意義：指導(dǎo)新藥設(shè)計,預(yù)示人體內(nèi)規(guī)律，改進(jìn)藥物劑型,優(yōu)選給藥方案。3.研究歷史1924年—Widmark和Tandberg提出藥代動力學(xué)的分室概念和開放式室模型。1937年---Teorell提出開放式二室模型第二頁，共七十三頁，編輯于2023年，星期一二．藥代動力學(xué)基本參數(shù)及房室模型分析

生物半衰期（Halflife,t1/2）:藥物(血漿)在體內(nèi)消除半量所需的時間

0.693 t1/2= kel（消除速率常數(shù)）

意義：反映藥物自體內(nèi)的消除（生物轉(zhuǎn)化和排泄）的速度

反映消除器官的功能（肝、腎）

臨床確定給藥次數(shù)和間隔的依據(jù)

第三頁，共七十三頁，編輯于2023年，星期一二．藥代動力學(xué)基本參數(shù)及房室模型分析表觀分布容積

(Apparentvolumeofdistribution,Vd)

體內(nèi)藥量與血漿藥物濃度間相互關(guān)系的比例常數(shù),即藥物分布在相等于其在血漿中的濃度時所占體液的體積,

不具備直接的生理意義，但可反映藥物分布的廣泛程度和組織的結(jié)合程度。A(體內(nèi)藥量)=Vd.C(血漿濃度)第四頁，共七十三頁，編輯于2023年，星期一二．藥代動力學(xué)基本參數(shù)及房室模型分析體內(nèi)總清除率(Totalbodyclearance,TBCL)

單位時間內(nèi)從體內(nèi)清除的表觀分布容積部分,與模型無關(guān)。TBCL=代謝清除率+腎清除率(對藥物清除率得出正確估算的唯一常數(shù))

A(體內(nèi)藥量）

TBCL= AUC（藥時曲線面積）第五頁，共七十三頁，編輯于2023年，星期一二．藥代動力學(xué)基本參數(shù)及房室模型分析血藥濃度-時間曲線下面積（AUC）

血藥濃度數(shù)據(jù)對時間作圖，所得曲線下的面積，用于絕對（F）和相對（Fr）生物利用度以及其他動力學(xué)參數(shù)的計算。

第六頁，共七十三頁，編輯于2023年，星期一二.藥代動力學(xué)基本參數(shù)及房室模型分析第七頁，共七十三頁，編輯于2023年，星期一二．藥代動力學(xué)基本參數(shù)及房室模型分析生物利用度（bioavailability）

藥物以活性形式進(jìn)入血液循環(huán)的速度和相對量，反映藥物的吸收程度。比較靜脈和口服給藥后血藥和尿藥濃度。

AUCoral

如靜脈和口服給藥劑量相同，F(xiàn)= X100% AUCiv

Div·AUCoral如靜脈和口服給藥劑量不相同，F(xiàn)= X100% Doral·AUCiv

第八頁，共七十三頁，編輯于2023年，星期一二．藥代動力學(xué)基本參數(shù)及房室模型分析平均穩(wěn)態(tài)血藥濃度(SteadyState,SS)

在恒定給藥間隔重復(fù)給藥時，體內(nèi)藥物濃度和血藥濃度達(dá)到穩(wěn)態(tài)，即任一劑量間隔內(nèi)的藥時曲線都相同（4-6個半衰期）。如服藥時間間隔短于半衰期，藥物易產(chǎn)生蓄積。

AUCCss= τ(兩次給藥相隔時間)當(dāng)藥物全部吸收時，如τ<t1/2的1.4倍，產(chǎn)生蓄積

1.4t1/2 AUC

Ra=理想τ值= τ Css

第九頁，共七十三頁，編輯于2023年，星期一二．藥代動力學(xué)基本參數(shù)及房室模型分析首過效應(yīng)

口服給藥時，部分藥物被肝組織代謝或與肝蛋白結(jié)合，進(jìn)入體循環(huán)的藥量少于吸收量，口服給藥的AUC小于靜脈給藥的AUC.

靜脈給藥劑量

R=口服AUC和靜脈AUC之比R=1-

靜脈給藥AUCxQ Q=血液通過肝臟的流速

第十頁，共七十三頁，編輯于2023年，星期一二．藥代動力學(xué)基本參數(shù)及房室模型分析速率過程（Rateprocess）

藥物通過生物膜的運動，即吸收，擴散，消除的過程。一級速率過程：藥物從膜的A側(cè)轉(zhuǎn)到B側(cè)，或從房室1轉(zhuǎn)到房室2,與A側(cè)或 房室1的濃度成正比。藥物的吸收、擴散、代謝及腎清除率，靜脈給藥

一級動力學(xué)特點：T1/2與劑量無關(guān)排泄代謝物的成分與劑量無關(guān)AUC與單劑量成正比尿中藥物的量與單劑量的總量成正比在劑量較寬的范圍內(nèi),平均穩(wěn)態(tài)血漿濃度與所給劑量成正比服用單劑量后,尿排藥量隨AUC的改變而改變

第十一頁，共七十三頁，編輯于2023年，星期一二．藥代動力學(xué)基本參數(shù)及房室模型分析零級速率過程：藥物從房室1到房室2的轉(zhuǎn)運在任何時候為恒定且與藥物濃度無關(guān)。如以恒定的速度靜脈滴注受酶活力限制的速率過程：藥物濃度過高而出現(xiàn)飽和現(xiàn)象時（Michaelis-Menten）高濃度----零級速率過程

降解酶飽和低濃度-----一級速率過程

膜載體飽和特點：體內(nèi)藥物濃度下降不呈指數(shù)關(guān)系排除劑量的50%所需的時間隨劑量的增加而增加AUC與藥物吸收量不呈正比排泄物的組成受劑量劑型的影響其他藥物的競爭性抑制維持劑量的增加可引起穩(wěn)態(tài)濃度的幾倍增加

第十二頁，共七十三頁，編輯于2023年，星期一二．藥代動力學(xué)基本參數(shù)及房室模型分析一室模型

二室模型

三室模型

一室中央室外周室外周室中央室外周室一室模型：藥物進(jìn)入體循環(huán)，瞬即形成均一單元，多分析口服和肌注后 血藥和尿藥的分析二室模型：藥物瞬間均勻地分配到中央室和較慢地分配到周邊室。中央室-----血供充盈，易于轉(zhuǎn)運的組織（心，肝，腎，腺體）周邊室------脂肪，皮膚，靜止?fàn)顟B(tài)的肌肉等三室模型：中央室連接兩個外周室（淺表和深部）

第十三頁，共七十三頁，編輯于2023年，星期一二．藥代動力學(xué)基本參數(shù)及房室模型分析房室模型

藥物在其中均勻分布的身體體腔的理論體積,體內(nèi)轉(zhuǎn)運機制相似的部位可歸于同一房室，不代表具體器官和組織。2.不受生理功能限制，同一房室的各組織藥量也不等。3.房室劃分與器官的血流量,膜的通透性,藥物與組織的親和力有關(guān)。第十四頁，共七十三頁，編輯于2023年，星期一三.藥物的吸收、分布和排泄1.藥物吸收：藥物（原型藥）從給藥部位進(jìn)入血液的過程。(1)消化道:胃（面積1m2,血流150ml/min,pH1-2)

小腸（面積200m2,血流1000ml/min)

影響因素藥物劑型：解離度、脂溶性、溶解度、晶型等。血流：灌注速率（ml/min?ml組織）狀況：胃排空、食物（成分、量、時間）腸蠕動（促進(jìn)崩 解、影響吸收）轉(zhuǎn)運蛋白：P-糖蛋白代謝轉(zhuǎn)化：首過效應(yīng)疾病：痢疾（吸收），庫欣?。c壁增厚，吸收減少）藥物相互作用：金屬離子與藥物形成復(fù)合物，氫氧化鋁吸附藥物。種屬差異：腸道菌類型和量，膽汁流量和膽酸生成，組織pH,首過效應(yīng)。年齡和遺傳：發(fā)育-代謝酶、胃pH，血漿蛋白結(jié)合,衰老-疾病、肝腎功能、生活方式和環(huán)境第十五頁，共七十三頁，編輯于2023年，星期一三.藥物的吸收、分布和排泄（2）呼吸道（鼻腔、喉、氣管、支氣管、肺）

表面積大，血供豐富，吸收快、無首過效應(yīng)，要求特殊劑型。（3）舌下及直腸

無首過效應(yīng)。避免胃腸反應(yīng)和小兒服藥困難。第十六頁，共七十三頁，編輯于2023年，星期一三.藥物的吸收、分布和排泄2.藥物分布：藥物由血液運送到機體各組織器官的過程。（1）組織血流量和親和力-灌注速率是限速因素，多少取 決于親和力。（2）屏障：血腦（脂溶性）、血-腦脊液、胎盤。（3）血漿蛋白結(jié)合：失活，有效運輸

K1 D+PDP

K2（4）蓄積：連續(xù)用藥在末梢器官藥物濃度逐漸上升。第十七頁，共七十三頁，編輯于2023年，星期一三.藥物的吸收、分布和排泄3.

藥物代謝：藥物經(jīng)過酶促反應(yīng)，發(fā)生結(jié)構(gòu)改變，生成代 謝產(chǎn)物。反應(yīng)類型氧化：脂肪族、芳香烴、N-氧化，O-脫烴，S-氧化還原：偶氮、硝基、羰基、還原脫鹵水解：羧酸酯、氨基甲酸酯、酰胺和酰肼結(jié)合：UDPGA,PAPS,氨基酸，GSH。第十八頁，共七十三頁，編輯于2023年，星期一藥物代謝酶細(xì)胞色素P450

(cytochromeP450)藥物代謝轉(zhuǎn)移酶

N-乙?；D(zhuǎn)移酶

(N-acetyltransferase)

甲基轉(zhuǎn)移酶

(methyltransferase)

尿苷二磷酸-葡萄糖醛酸轉(zhuǎn)移酶

(UDP-glucuronosyltransferase)

磺基轉(zhuǎn)移酶

(sulfotransferase)

谷胱甘肽巰基轉(zhuǎn)移酶

(glutathioneS-transferase)酯酶

乙酰膽堿酯酶

(cholinesterase)

對氧磷酸/芳香酯酶

(A-esterases)脫氫酶

乙醇脫氫酶

(alcoholdehydrogenase)

乙醛脫氫酶

(aldehydedehydrogenase)氧化還原酶

單胺還原酶

(monoamineoxidase)

超氧化物歧化酶

(superoxidase)

過氧化氫酶

(catalase)

第十九頁，共七十三頁，編輯于2023年，星期一藥物代謝酶

Conjugate Conjugatingagent

Conjugatingagent PhaseII(GST,UDPGT)

PhaseII

(GSH,UDPGA,SO42-)Xenobiotics

Metabolite

Excreted

PhaseI(P450)

Oxidation

Cytotoxicity ReductionMutagenicity HydrolysisCarcinogenecity

外源物體內(nèi)代謝途徑第二十頁，共七十三頁，編輯于2023年，星期一藥物代謝酶CyP450組成: CytochromeP450 Cytochromeb5 NADPH-cytochromeP450reductase Cytochromeb5reductase Phospholipid

CytochromeP450: 底物和分子氧的結(jié)合部位，決定底物和產(chǎn)物的特異性。

Cytochromeb5NADPH-cytochromeP450reduct參與CYP450催化反應(yīng)的電子傳遞Cytochromeb5reductase

Phospholipid：肝細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)干重的30-40%，可加速電子傳遞，提高CYP450

的氧化作用第二十一頁，共七十三頁，編輯于2023年，星期一藥物代謝酶分布： 哺乳動物：肝臟為主（微粒體、線粒體、核）、肺、皮膚、小腸黏膜、結(jié)腸、腎上腺、 腎臟、睪丸、卵巢、腦、淋巴細(xì)胞、前列腺等。非哺乳動物：植物、細(xì)菌、昆蟲、真菌等。 分布的選擇性與外源物進(jìn)入機體的途徑和代謝轉(zhuǎn)化、排泄密切相關(guān)，利于CYP450生理功能的發(fā)揮。肝外組織

腦P450:表達(dá)低（為肝臟1-10%），參與神經(jīng)遞質(zhì)和類固醇的合成降解（性發(fā)育和功能）小腸

P450:含量高，對誘導(dǎo)劑敏感，參與藥物的生物轉(zhuǎn)化催化反應(yīng)及機制:RH+NADPH+H++O2ROH+NADP+H2O反應(yīng)類型：

氧化（羥化、環(huán)氧化、脫烴、脫氨、脫硫、脫鹵）還原（硝基、偶氮、鹵代）內(nèi)源性底物：類固醇激素、脂肪酸、膽酸、花生四烯酸、維生素類、前列腺素等外源性底物：藥物、致癌物、致突變物、抗氧化劑、農(nóng)藥、有機溶劑、生物毒素等

第二十二頁，共七十三頁，編輯于2023年，星期一四.藥代動力學(xué)和藥效動力學(xué)

藥代動力學(xué)（PK）：闡明藥物在體內(nèi)的吸收，分布和排泄 和生物轉(zhuǎn)化。藥效動力學(xué)（PD）：描述藥物濃度和效應(yīng)的關(guān)系。研究意義：1.藥物在體內(nèi)過程的處置特性（藥代動力學(xué)參數(shù)）2.推論產(chǎn)生效應(yīng)的受體或作用部位的藥物濃度3.制訂臨床合理用藥方案的參考（年齡，疾病，合并用藥，長期用藥的療效異常）第二十三頁，共七十三頁，編輯于2023年，星期一四.藥代動力學(xué)和藥效動力學(xué)研究內(nèi)容主要研究受體部位的藥物濃度和效應(yīng)的關(guān)系（血藥濃度和效應(yīng)）藥效動力學(xué)模型藥效動力學(xué)模型線形模型（直線關(guān)系）：

E=S·C+E0

E=效應(yīng)強度，C=藥物濃度，S=直線斜率，E0=給藥前效應(yīng)值可預(yù)報給藥前藥物效應(yīng)是否為0，但不能預(yù)報最大效應(yīng)對數(shù)線形模型：

E=S·logC+1(經(jīng)驗常數(shù))

可預(yù)報最大效應(yīng)的20%-80%之間的藥物效應(yīng)，但不能預(yù)報藥物為0時間和最大效應(yīng)。最大效應(yīng)Emax模型：較寬范圍內(nèi)的濃度效應(yīng)的關(guān)系。適應(yīng)藥物效應(yīng)隨濃度呈拋物線增加，可預(yù)報最大效應(yīng)和無效應(yīng)，較為符合臨床觀察結(jié)果。

第二十四頁，共七十三頁，編輯于2023年，星期一四.藥代動力學(xué)和藥效動力學(xué)結(jié)合模型（PK-PDmodels）k12K21 K1e K13K31Ke0K10K11

藥效動力學(xué) 藥代動力學(xué) X1＝中央室Xe=效應(yīng)室XeX1X2X3X0第二十五頁，共七十三頁，編輯于2023年，星期一

五.藥代動力學(xué)與臨床用藥

研究目的為選擇最佳藥物劑量、給藥途徑、間隔時間、劑型提供依據(jù)，以達(dá)到安全、有效的用藥。

第二十六頁，共七十三頁，編輯于2023年，星期一五.藥代動力學(xué)與臨床用藥1.藥物劑量年齡：兒童（代謝酶的同功酶類型、水平以及排泄機能）、老人病理狀態(tài)：肝腎功能下降（半衰期延長、排泄速率下降），敏感性增高（甲亢對腎上腺素高度敏感）低蛋白血癥（游離型藥物增多）遺傳：種屬和個體差異與藥物代謝酶遺傳多態(tài)性（基因多態(tài)性）合并用藥及重復(fù)用藥(藥酶誘導(dǎo)和抑制)第二十七頁，共七十三頁，編輯于2023年，星期一五.藥代動力學(xué)與臨床用藥2.給藥間隔時間 血漿半衰期可作為確定給藥次數(shù)，預(yù)計達(dá)到穩(wěn)態(tài)時間以及停藥后消除時間的重要參考。常用藥物按半衰期長短可分為四類：超快消除類：t1/２≤１hr，給藥次數(shù)較頻繁，治療指數(shù)大的藥物以靜脈給藥為宜快速消除類：t1/２＝１－４hr，給藥次數(shù)較頻繁，治療指數(shù)大的藥物以靜脈給藥為宜中等消除類：t1/２＝４－８hr，可取半衰期作給藥間隔消除慢或極慢類：t1/２>８－２４hr，可按每日給藥一次。

第二十八頁，共七十三頁，編輯于2023年，星期一五.藥代動力學(xué)與臨床用藥3.給藥途徑和劑型與吸收速率、生物利用度密切相關(guān)(1)口服：肝首過效應(yīng)、腸破壞（胰島素、催產(chǎn)素）、不吸收、吸收緩慢不規(guī)則，胃腸道局部用藥（抗酸藥、瀉藥、驅(qū)蟲藥），CytochromeP4503A與P糖蛋白（glucoprotein）相互作用*藥物被動擴散進(jìn)入吸收細(xì)胞后的細(xì)胞-腸腔循環(huán)a.被P糖蛋白泵回腸道b.被吸收細(xì)胞中CYP3A代謝c.吸收進(jìn)入門靜脈結(jié)果：代謝增加，原型藥排出機率增加第二十九頁，共七十三頁，編輯于2023年，星期一五.藥代動力學(xué)與臨床用藥P-gp屬于ABC（ATP-bindingcassettetransporter）轉(zhuǎn)運蛋白超家族。主要功能為依賴ATP提供能量，將細(xì)胞內(nèi)的有毒物質(zhì)（包括藥物）轉(zhuǎn)運到細(xì)胞外，底物范圍較廣。體內(nèi)分布廣泛，腸道細(xì)胞高表達(dá)。P4503A為含量最高的同工酶，參與80％臨床藥物代謝，易被誘導(dǎo)。P-gp和P4503A對腸道吸收的聯(lián)合作用第三十頁，共七十三頁，編輯于2023年，星期一五.藥代動力學(xué)與臨床用藥第三十一頁，共七十三頁，編輯于2023年，星期一五.藥代動力學(xué)與臨床用藥(2)舌下給藥：黏膜吸收快，避免消化酶和酸鹼的破壞以及肝代謝的影響（硝酸甘油）。(3)直腸給藥：避免胃腸破壞和消化道反應(yīng)（抗菌素、復(fù)方咳喘寧）(4)注射給藥（皮下、肌內(nèi)、靜脈）：吸收迅速，避免胃腸破壞。(5)吸入給藥：氣體、氣霧、揮發(fā)性藥物肺部吸收快（肺泡總面積90m2）,吸收速率僅次于靜脈注射。(6)局部用藥：皮膚黏膜、離子透入、椎管內(nèi)等。(7)劑型：藥物的制劑可因配方和制造工藝不同而影響其生物利用度(片劑的崩解度、溶解度等)，同一藥物的不同劑型在給藥途徑、吸收速度、穩(wěn)定性也不同。第三十二頁，共七十三頁，編輯于2023年，星期一五.藥代動力學(xué)與臨床用藥4.臨床用藥個體化

由于個體差異或病理狀態(tài)需根據(jù)血藥濃度指導(dǎo)用藥，結(jié)合臨床觀察制訂合理的給藥方案。(1)治療指數(shù)低（安全范圍窄）的藥物：如強心甙、抗心率失常藥(2)胃腸道或心、肝、腎功能損害(3)長期用藥或合并用藥者(4)藥物的中毒癥狀容易與疾病本身癥狀相混淆者(5)臨床效果不宜很快被察覺者(6)藥物屬于零級動力學(xué)(7)診斷和處理過量中毒者(8)新藥的合理給藥方案第三十三頁，共七十三頁，編輯于2023年，星期一六.在新藥開發(fā)中的作用

(DiscoveryandDevelopment)

新藥研究藥物設(shè)計新藥開發(fā)設(shè)計先導(dǎo)物和結(jié)構(gòu)改造侯選物藥效和毒性評價第三十四頁，共七十三頁，編輯于2023年，星期一（一）先導(dǎo)物藥代特性評價的意義 1.滿足臨床醫(yī)療的特殊需要

2.具備藥理活性和/或安全性的優(yōu)勢 （明顯提高作用強度和選擇性或作用機制新穎）

3.理想的藥代動力學(xué)和/或代謝特性理想新藥的特點第三十五頁，共七十三頁，編輯于2023年，星期一（一）先導(dǎo)物藥代特性評價的意義新藥開發(fā)現(xiàn)狀第三十六頁，共七十三頁，編輯于2023年，星期一（一）先導(dǎo)物藥代特性評價的意義

失敗原因 發(fā)生率（％） 藥代動力學(xué) 40(18)

療效弱/無 30(14)

動物毒性 11(36)

臨床不良反應(yīng) 10(7)

商業(yè)原因 5(12)

其他 4(13)

PMA/FDAPreclinicalMeeting1991/MRL1992-2001新藥開發(fā)失敗原因第三十七頁，共七十三頁，編輯于2023年，星期一（一）先導(dǎo)物藥代特性評價的意義藥物－藥物相互作用個體差異P450基因多態(tài)性對代謝的影響依賴P450生成的活性代謝產(chǎn)物安全性和審批要求市場競爭避免治療藥物的監(jiān)測和基因分型和特殊警告第三十八頁，共七十三頁，編輯于2023年，星期一（一）先導(dǎo)物藥代特性評價的意義藥物代謝(ADMET)

D分布M代謝A吸收E排泄T毒代第三十九頁，共七十三頁，編輯于2023年，星期一（一）先導(dǎo)物藥代特性評價的意義水溶性好（注射液劑型/口服吸收）符合預(yù)計給藥途徑和次數(shù)的線性藥代動力學(xué)（PK）均衡清除（原型藥的腎臟和膽汁分泌，數(shù)目有限的代謝產(chǎn)物－無活性/最小種屬差異）經(jīng)多個藥物代謝酶催化的氧化代謝氧化代謝不主要依賴P450表達(dá)的多態(tài)性無化學(xué)活性代謝產(chǎn)物（毒性?)最小CYP/P-gP的抑制作用（可逆、作用機制要求）最小藥物代謝酶的誘導(dǎo)作用一定的首過效應(yīng)（最佳口服生物利用度）適當(dāng)?shù)难獫{蛋白結(jié)合（<90％）較寬的治療指數(shù)（劑量小，作用強）理想的藥代特性第四十頁，共七十三頁，編輯于2023年，星期一（一）先導(dǎo)物藥代特性評價的意義藥物設(shè)計針對特定靶點設(shè)計先導(dǎo)物對先導(dǎo)物進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造*針對先導(dǎo)物的代謝特性進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造(過快，或生成毒性代謝物)*合成有效代謝物或模擬有效代謝物合成新侯選物新藥開發(fā)侯選物藥效和毒性評價*體外侯選物代謝特性快速評價*

體內(nèi)代謝以推斷人體內(nèi)的生物轉(zhuǎn)化模式第四十一頁，共七十三頁，編輯于2023年，星期一（一）先導(dǎo)物藥代特性評價的意義1.對先導(dǎo)藥物進(jìn)行化學(xué)改造，改善藥理作用，降低毒性

(1)在體內(nèi)不代謝或僅經(jīng)水解酶代謝的藥物設(shè)計

P-C-P代替P-O-P

骨吸收抑制劑焦磷酸雙磷酸鹽(bisphosphonates)

(到達(dá)病變部位前水解失活)（活性相似，

但不代謝，經(jīng)腎排泄）特點:

*不經(jīng)P450進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化，

避免活性代謝物生成以降低毒性。*安全，

無顯著的系統(tǒng)毒性。*藥酶種類繁多，

底物廣泛，

化合物難找。第四十二頁，共七十三頁，編輯于2023年，星期一

(2)

對藥物分子進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾，防止其失活 巰基保護

6-

巰基嘌呤(6-mercaptopurine)

巰唑嘌呤(azathioprin)

（氧化脫硫而失效）

（保持療效）

2.合成有效代謝物或模擬有效代謝物，

以獲得新的侯選物

O-deethylation

Phenacetin

Paracetamol（高鐵血紅蛋白血癥）

（作用更強，規(guī)定劑量內(nèi)安全）

glucoronidation

Morphine

Morphine-6-glucuronnide特點：*代謝物有活性*與II相酶結(jié)合排出體外，安全性比原型藥高。（一）先導(dǎo)物藥代特性評價的意義第四十三頁，共七十三頁，編輯于2023年，星期一（一）先導(dǎo)物藥代特性評價的意義

組合化學(xué)+計算機輔助設(shè)計+天然產(chǎn)物的快速分離

樣品庫體外藥物篩選靶點－HTS自動化微量分析技術(shù)（GC/LC-MS/NMR、熒光、同位素標(biāo)記等)第四十四頁，共七十三頁，編輯于2023年，星期一（二）體外藥代特性評價藥物吸收和轉(zhuǎn)運－溶解度和滲透性

A.Caco-2單層細(xì)胞培養(yǎng)（攝取和轉(zhuǎn)運）HBSScontainingdrugandP-gpinhibitorAPMonolayerCaco-2cellsBL第四十五頁，共七十三頁，編輯于2023年，星期一（二）體外藥代特性評價BicycloluptakeninCaco-2cellsinthepresenceandabsenceofverapamilandCsAUnit:ng/mgprotein(*P<0.05,***P<0.001comparedwithcontrol)第四十六頁，共七十三頁，編輯于2023年，星期一（二）體外藥代特性評價B.人工磷脂雙層膜（96孔板）2.藥物分布－血腦屏障原代牛腦微血管內(nèi)皮細(xì)胞培養(yǎng)（BMEC，P-gP高表達(dá))/MDCK評價中樞神經(jīng)系統(tǒng)藥的作用特點評價非中樞神經(jīng)系統(tǒng)藥的潛在不良反應(yīng)第四十七頁，共七十三頁，編輯于2023年，星期一（二）體外藥代特性評價

CellSpecies/tissueoriginCelltypeCaco-2HT-29T-84MDCK－IILLC-PK1Human/colonHuman/colonHuman/colonCanine/kidneyPorcine/kidneyepithelialepithelialepithelialepithelialepithelial常用評價腸道轉(zhuǎn)運細(xì)胞模型

(Hoetal.,2000)第四十八頁，共七十三頁，編輯于2023年，星期一（二）體外藥代特性評價3.參與代謝的藥酶類型細(xì)胞色素P450

(cytochromeP450)藥物代謝轉(zhuǎn)移酶

N-乙酰化轉(zhuǎn)移酶

(N-acetyltransferase)

甲基轉(zhuǎn)移酶

(methyltransferase)

尿苷二磷酸-葡萄糖醛酸轉(zhuǎn)移酶(UDPGT)

磺基轉(zhuǎn)移酶

(sulfotransferase)

谷胱甘肽巰基轉(zhuǎn)移酶

(GST)酯酶

乙酰膽堿酯酶

(cholinesterase)

對氧磷酸/芳香酯酶

(A-esterases)脫氫酶

乙醇脫氫酶

(ALD)

乙醛脫氫酶

(ALDH))氧化還原酶

單胺還原酶

(monoamineoxidase)超氧化物歧化酶

(superoxidase)過氧化氫酶

(catalase)

第四十九頁，共七十三頁，編輯于2023年，星期一（二）體外藥代特性評價CytochromeP450s的分類和命名

Family Subfamily Speciestrivialname(ref)

P4501 2 1A1,1A2(Man,mouse,rabbit,fish)

P4502 8 2A1-3,2B1-10,2C1-15,2D1-9,2E1-2,2F1,2G1,2H1(Rat,human,mouse,chicken)

P4503 1 3A1-6(Rat,human,rabbit)

P4504 2 4A1-7,4B1(Rat,rabbit,human)

第五十頁，共七十三頁，編輯于2023年，星期一（二）體外藥代特性評價

目的：確定藥物代謝途徑及相關(guān)酶

CYP3A4

特非那定(terfenadine)

C-脫烷基化

N-羥基化

4-羥基化

美芬妥英(mephenytoin)

R-美芬妥英

CYP2C11S-美芬妥英CYP3A1/2

CYP1A2

米帕明(mipramine)甲基化反應(yīng)

CYP3A4

*在代謝過程中,一種酶催化多種反應(yīng),多種酶催化一種反應(yīng)

第五十一頁，共七十三頁，編輯于2023年，星期一（二）體外藥代特性評價體外模型

肝細(xì)胞原代培養(yǎng)（動物和人）HepG2細(xì)胞（人肝癌細(xì)胞）肝切片(接近整體器官）亞細(xì)胞組分(微粒體、胞漿）P450s高表達(dá)系統(tǒng)（人源）P450s體外重組系統(tǒng)

第五十二頁，共七十三頁，編輯于2023年，星期一（二）體外藥代特性評價CorrelationofBicyclolmetabolicrateswithcytochromeP4503Aactivitiesinuntreatedandinducedratlivermicrosomes第五十三頁，共七十三頁，編輯于2023年，星期一（二）體外藥代特性評價KineticparametersofBicyclolmetabolisminrats(untreated,DEXinduced)andhumanslivermicrosomes第五十四頁，共七十三頁，編輯于2023年，星期一（二）體外藥代特性評價4.藥酶的誘導(dǎo)和抑制(1)藥酶抑制作用(CYP1A,2C9,2C19,2D6,2E1,3A)

藥物相互作用的主要原因，是評價新藥進(jìn)入開發(fā)的重要指標(biāo)。

－對單個酶的影響（熒光法，LC-MS-MS等)

－判斷直接抑制/代謝后產(chǎn)生、可逆/不可逆共價結(jié)合。

（CYP450s酶促動力學(xué)參數(shù)分析，增加反應(yīng)時間、稀釋底物等）

強抑制劑 IC50<1um

中等抑制劑 1um<IC50<10um

弱抑制劑 IC50<10um 第五十五頁，共七十三頁，編輯于2023年，星期一（二）體外藥代特性評價PredictionofclinicalrelevanceofcompetitiveP450inhibition[I]/KiPredictionCmax/Ki﹥11﹥Cmax/Ki﹥0.10.1﹥Cmax/KiLikelyPossibleRemote(2)藥酶誘導(dǎo)作用肝腫瘤、藥物相互作用人源肝細(xì)胞和轉(zhuǎn)基因細(xì)胞（誘導(dǎo)2-3天，酶蛋白和活性）第五十六頁，共七十三頁，編輯于2023年，星期一（二）體外藥代特性評價Enzymesimplicatedindrugbiotransformation/clearance

ClearancemechanismPossibleenzymes/proteinsinvolvedOxidativemetabolismHydrolyticmetabolismConjugativemetabolismExcretionofunchangeddrugP450,FMO,MAO,Mo-CO,PeroxidasesEsterases,amidases,epoxidehydrolasesUGT,ST,methyltransferase,acetyltransferasesTransporters第五十七頁，共七十三頁，編輯于2023年，星期一（二）體外藥代特性評價5.藥物生物轉(zhuǎn)化和代謝產(chǎn)物鑒定（生物利用度、整體消除、毒副作用）

藥物代謝速率（Km,Vmax)－微粒體、肝細(xì)胞和高表達(dá)細(xì)胞

代謝產(chǎn)物鑒定+LC-MS-MS

底物、輔助因子、酶活性是影響結(jié)果客觀性的因素。6.確定藥物間相互作用 人CYP2C19

奧美拉唑(Omeprazole) 地西半血藥濃度升高

地西半(Diazepam)與酶親和力的差別不良反應(yīng) (Extensivemetabolizers)

第五十八頁，共七十三頁，編輯于2023年，星期一（三）體內(nèi)藥代特性評價1.體內(nèi)組合給藥(雞尾酒方法） 單個動物接受多個（5－10）低劑量(mg/kg)化學(xué)結(jié)構(gòu)類似的混合物(mg/kg)，同時測定多個藥物血藥濃度(LC-MS-MS)。2.快速體內(nèi)篩選 給藥后縮短常規(guī)血樣收集時間（6-8小時）或合并同一/不同時間點的樣品進(jìn)行測定。（適合口服系列化合物）優(yōu)點： 提高體內(nèi)給藥的研究速度，避免體內(nèi)外相關(guān)性差異。影響因素：不同代謝產(chǎn)物相互干擾、藥酶調(diào)控導(dǎo)致藥物相互作用、多個藥物的藥效和毒性對藥代的影響。第五十九頁，共七十三頁，編輯于2023年，星期一（四）藥代特性虛擬評價1.藥物吸收的評價藥物分子量>500，結(jié)構(gòu)中羥基和/或氨基的總數(shù)>5,氧和氮原子數(shù)>10LopP>5特點：不需生物學(xué)實驗，但需要龐大的結(jié)構(gòu)分析的信息庫工作軟件。2.底物作用部位

CYP4502B,2C9,2C19,2D6,3A的分子模型，主要用于藥物設(shè)計。第六十頁，共七十三頁，編輯于2023年，星期一先導(dǎo)物藥代特性評價進(jìn)展

DrugMetabolismCoreTechnologiesAutomationBiologicalToolsInsilicomethodsLabeledcompoundsAssay(LC-MS,UV,FluorescenceEnzymes/receptors(native/mutated)AntibodiesCellandsubcellularmodelsAnimalmodels(transgenic)Models(homology/pharmacophoreProteincrystalstructure(2C5)Radiolabels(C-14,H-3,S-35)Deuterium(N15,C-13)Metabolitesandparentdrug第六十一頁，共七十三頁，編輯于2023年，星期一七.藥代動力學(xué)研究原則及方法（化學(xué)藥品）

1.生物藥品檢測方法學(xué)的建立特異性好，

靈敏度高(1)化學(xué)分析：HPLC,GC,GC-MS,LC-MS(2)同位素分析：同位素標(biāo)記物（放射性和穩(wěn)定性）(3)生物學(xué)分析：微生物法，盡可能用色譜法平行檢查第六十二頁，共七十三頁，編輯于2023年，星期一七.藥代動力學(xué)研究原則及方法（化學(xué)藥品）基本要求：靈敏度（sensitivity）用最低檢測限或定量限表示(Limitofquantitation),標(biāo)準(zhǔn)曲線上的最低濃度，3-5個消除半衰期后或Cmax的1/10-1/20的血藥濃度。特異性（specificity）證明所測物質(zhì)是原型藥或代謝產(chǎn)物，可消除內(nèi)源性物質(zhì)、其他代謝物和雜質(zhì)的干擾。（如標(biāo)準(zhǔn)、