中药药代动力学(PharmacokineitcsofTraditionalChinesemedicine)是借助于动力学原理,研究中药活性成分、组分、中药单方和复方在体内的吸收(absorption,A)、分布(distribution,D)、代谢(metabolism,M)和排泄(excretion,E)(简称ADME)的动态变化规律及其体内时量-时效关系,并用数学函数加以定量描述的一门学科[2],它是中药药理学的重要分支,对阐明中药药效物质基础、揭示中药有效性与安全性的科学内涵、中药新药研发与剂型改进及方剂配伍机制、以及优化中药临床治疗、指导临床合理用药等方面均发挥了十分重要的作用[3]。
中药的特点
中药的药代动力学特点
中药药代动力学的研究思路与方法
生物效应法是研究中药复方药代动力学的常用的方法,尤其针对成分不明确的中药复方。生物效应法体现了中药复方的整体观思想,符合中医基础理论。主要有药理效应法、药物累积法、微生物指标法,如表1所示。
表1生物效应法研究内容及特点[35,36]
中药药物相互作用研究
中药通过多成分多靶点模式发挥良好中医药整体治疗作用,中药多组分间会产生广泛的代谢/转化,并且中药多成分间的相互作用同样会使中药有效单体成分的药动学和药效学产生改变。中药可以通过多种机制引起对药物代谢酶和转运体产生作用,当生物体药酶/转运体系统发生改变时,会使得药物的体内处置与动力学特征发生改变,进而影响药效作用甚至产生毒副反应[6,33],药代动力学的药物相互作用主要是通过对药物代谢酶或转运体的抑制和诱导作用、或通过与肠道微生物发生相互作用而产生,这种相互作用可能发生于中药单体成分在体内吸收、分布、代谢、排泄任意一个环节,进而影响药物的体内过程,见表2。此外,中药会通过影响胃肠道pH环境改变联用药物的离子状态,从而改变其吸收程度;还可能通过影响pH敏感转运体(如OATP)的改变影响联用药物吸收;中药还能通过调节胃排空以及与血浆蛋白竞争性结合影响联用药物的PK特征;此外,中药可能还通过损伤肝或/和肾功能影响联用药物的消除。
表2中药衍生组蛋白去乙酰酶抑制剂(HDIs)的药代动力学机制[6]
中药的生物分析方法
图1三重四极杆质谱仪和Q-TOF质谱仪表3液相色谱/质谱法在中草药定性、定量分析中的比较[37]
Orbitrap、Q-TOF、IT-TOF、LTQ-FTICR可以同时提供多级质谱信息以及高分辨质量数的数据,在中药及其代谢产物的结构鉴定的应用上具有绝对的优势,尤其,近年来数据的扫描模式从传统的数据依赖扫描模式(Datadependentacquisition,DDA)发展到数据非依赖扫描(Dataindependentacquisition,DIA)(如表4和图2所示)。通过MSE、MSALL技术(全分子量范围)、SWATH技术(Sequentialwindowedacquisitionofalltheoreticalfragmention)获得扫描范围内的全部粒子的碎片信息,具有强大的分辨率、扫描速率及高灵敏度等优势。
图2自下而上的蛋白质组学中数据非依赖扫描[38]表4数据非依赖扫描计划[38]
1、定性策略
2、定量策略
3.实例
案例一:
图3千金藤的结构及药时曲线[45]
案例二:某中药制剂化学成分复杂,血浆中的干扰成分较多;需要同时检测两对同分异构体,共四个化合物,且给药后血浆中的浓度较低,需要很低的灵敏度,这些都对分析方法有极大的挑战。我们通过较缓的梯度和较严格的流动相能更有效的分离两对同分异构体和干扰组分。另外采用固相萃取的方法,一方面可以去除部分干扰,另一方面固相萃取与传统的液液萃取法相比较可以提高分析物的回收率,更有效地将分析物与干扰组分分离,减少样品预处理过程,使操作简单、省时、省力。
图4某中药制剂药时曲线图[46]
案例三:
某中药制剂具有活血化瘀作用,临床用于预防和治疗心脑血管疾病。我们通过对流动相和色谱柱前处理的优化,实现了使用非同位素内标也能满足检测需求,且线性范围达900倍。还通过优化前处理条件、流动相、色谱柱等,解决了基质效应,极大地提高了灵敏度。同时采用了沉淀蛋白的前处理方法,比文献的固相萃取方法更节约成本。
图5某中药制剂标准曲线及待测物和非同位素内标的色谱图[46]
案例四:某中药颗粒临床用于治疗流行性感冒,通过采集口咽拭子检测流感病毒抗原阳性筛选受试者,并以流感病毒核酸转阴率作为疗效指标之一。我们采用实时荧光定量PCR法对口咽拭子中提取得到的核酸进行扩增,通过与CutPoint值对比,进行病毒核酸阴阳性的判断(如图6所示)。
图6不同样本的FluA病毒核酸检测结果及qPCR仪和核酸提取仪[46]
案例五:
某中药提取物具有一定的镇静、抗抑郁作用,在研究其给药后对神经因子生物标志物浓度水平的影响实验中,我们采用数字式单分子免疫阵列分析仪(Simoa)建立了检测血清中Tau、pTau181、Aβ40和Aβ42浓度的方法。该方法的难点之一是筛选既能达到检测目的、又适用于数字式单分子免疫阵列分析仪的抗体对;二是解决基质效应与方法灵敏度的相对关系问题。我们在保证足够的灵敏度的前提下,通过预处理或稀释等方法消除了基质效应。
图7生物标志物Tau、pTau181、Aβ40和Aβ42标准曲线[46]
结语
参考文献:
北京阳光德美医药科技有限公司是一家集大/小分子药物临床前/临床PK/PD服务于一体的综合性研究平台,可提供全方位的药代动力学-药效学和GLP生物分析服务,专注于解决客户药代药效研究及生物分析中所遇到的挑战。