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1、中药复方药代动力学研究探讨 从PK标记物群到临床合理用药设计,王广基 中国药科大学,报告内容,中药药代动力学研究意义 研究思路 关键技术的研究 确有疗效中药制剂药代动力学研究,体 内 处 置,阐明中药在生物体内的物质组处置过程、沟通体内外物质组关系,揭示中药在生物体内的药效物质组,在创新中药、组分中药及现代复方中药研究中具有重要意义,中药药代动力学,一、中药药代动力学研究意义,二、研究思路,体外物质组,体内物质组,有效物质组,PK/PD标记物,多成分整合PK,临床PPK/PPD,临床合理用药,中药药代动力学的纵贯式研究,三、关键技术的研究,2008年获批筹建国家中医药管理局中药复方药代动力学方
2、法学重点研究室,获国家重大专项课题“中药复方药代动力学关键技术”资助。,核心分析思想:中药成分通常以类群存在,具有相同母核结构或共有结构单元,形成相同碎片离子,根据共有离子进行成分分类。 利用LC-MS/IT-TOF的精确分子量功能,预测成分的化学式,在网络/光盘成分库中进行查寻符合的结构式(几十个-几百个不等); 基于所有碎片离子,应用自编的(基于Matlab平台)的共有离子搜寻软件,根据共有离子信息对化合物进行分类与桥接; 确定共有离子化学结构,根据亚结构信息,对数据库中所获得的候选结构进行再筛选,进而根据碎裂规律推测化合物结构。,1. 中药复杂未知成分快速鉴定技术,1. 中药复杂未知成分
3、快速鉴定技术,人参皂苷,五味子木脂素,基于部分对照品确定各类成分诊断离子,J Mass Spectrom, 2009, 44:230-44,Anal Chem, 2008; 80:8187-94,1.中药复杂未知成分快速鉴定技术,脉络宁注射液成分分类,脉络宁注射液的制剂成分分析,Peer reviewers: The work is important, original and interesting. In my opinion the approach is very clever and original.,Drug Week以“Study from China Pharmaceuti
4、cal University provide novel insight into liquid chromatography”为题专文评价了该项策略,2.中药多成分同步定量分析技术,LC-MS-IT-TOF法同时测定28种木脂素,对其中有标准品的7种成分进行了精确定量分析,另21种没有标准品的成分进行相对定量分析, LLOQ1ng/mL,2. 中药多成分同步定量分析技术,针对标准品不易获得,建立粗提物“稀释比标准曲线法”定量分析方法,3.中药成分代谢产物快速分析技术,Talanta, 2009, 80:572-80,松果菊苷 降解产物,降解产物的I/II相代谢产物,I/II相代谢产物,级联代
5、谢产物(Sequential metabolites)分析策略研究,药后血浆 指纹谱,空白血浆 指纹谱,药源性 指纹谱,制剂 指纹谱,原形 成分组,代谢 产物组,制剂 成分组,代谢物归属与 确定代谢途径,不同时相 药效物质组,应用自编的化学信息处理软件,包括差示谱分析 软件及代谢物与原形成分关联分析软件,3.中药成分代谢产物快速分析技术,脉络宁注射液体内外物质组关联分析,对其中80%以上的代谢物成功地进行了代谢途径推断及与原形成分的关联分析,大鼠血浆中脉络宁注射液代谢网络分析,4. 中药有效物质组分析技术,脉络宁注射液血浆动态成分分析,从血浆中共鉴定出175种成分,包括60种原形成分及115种
6、代谢产物,其中一半以上成分具有明确的血浆移行消长规律,4. 中药有效物质组分析技术,ADP诱导血小板聚集,PCA方法分析不同时相的血药浓度与药效强度,推测抗小血板聚集主要成分。,5. 中药同系物代谢规律研究,糖基取代后不能被代谢,糖基取代后代谢速率下降,通过分子对接、酶动力学构动关系研究,建立了三醇型人参皂苷同系物代谢规律的研究方法。代谢速率取决于糖基取代的位置和数量,可以对它的代谢速率进行预测。 (Biochemical Pharmacology, Submitted ),6. 中药对药物代谢酶的调控作用,Ki values and mode of inhibition,IC50 value
7、s on inhibiting CYPs,Drug Metab Dispos, 2008, 36:1308-14,丹参素对CYP2C9有一定的抑制作用,丹参酮类成分对CYP1A2有很强的抑制作用,6. 中药对药物代谢酶的调控作用,口服丹参片对人CYP1A2无显著影响,Br J Clin Pharmacol 2007,652:270-4,6. 中药对药物代谢酶的调控作用,Drug Metab Dispos, 2009 Sep 9, published online,五味子木脂素提取物对肠CYP3A的调节作用大于肝(口服注射);短期给药抑制作用,长期给药诱导作用大于抑制作用。,7. 中药对转运体的
8、调节作用,23-HBA可增加阿霉素在肿瘤 耐药细胞核内的蓄积,红色-阿霉素 蓝色-细胞核 紫色-阿霉素入核 颜色重合,23-HBA增加阿霉素在耐药细胞中核与胞浆中的分布比例,J Ethnopharmacol, 2009, accepted,耐药株,敏感株,上图为高内涵活细胞工作站分析结果,ATP,ADP,Pi,P-glycoprotein,7. 中药对转运体的调节作用,23-HBA可抑制细胞膜和细胞核膜上P-gp的功能和表达,逆转肿瘤多药耐药。,2009年国家自然科学基金 (No. 30801411) , “十一五”重大专项候选药物(No. 2009ZX09103 ),mRNA 水平,Appa
9、rent permeability coefficient (Papp) and net efflux (RE) of bi-directional digoxin transport across polarized Caco-2 cell monolayers,8. 中药多成分整合PK研究,中国天然药物, 2008, 6:377-382,四、中药PK标记物群的指认到临床合理用药,血塞通注射液,临床适应症: 脑中风, 冠心病 药理活性: 抗凝血,抗氧化,扩张血管,增加脑血流量等; 给药方案: 静滴, 200-400 mg/天,实际临床给药剂量200-1600mg/天不等,医生多根据临床经验判
10、断,血塞通注射液PK标记物群(Markers) 的指认标准与方法,定性定量分析所含成分 药效活性筛选评价 体内外抗血小板聚集作用 血管内皮细胞保护作用,血塞通主要活性成分的定量分析,Biol. Pharm. Bull. 30(5):847-51(2007),5种成分含量占总量的80%以上,5种皂苷成分化学结构,基于药效活性筛选Markers,Ginsenoside Rd, Rb1 show good and concentration dependent inhibitory effect on platelet aggregation,抗血小板聚集,血管内皮 细胞保护,TPNS and it
11、s major components except Re possess protecting role on rBMECs damaged by hydrogen peroxide,根据成分构成与含量:人参皂苷 Rb1,Rg1,Rd, Re 和三七 皂苷 R1 是血塞通所含的主要组份,5种成分的累计含量约为80%. 5种主要成分具有与血塞通注射液相似的药效活性 人参皂苷 Rb1,Rg1,Rd, Re 和三七皂苷 R1可作为血塞通注射液PK/PD标记物。,血塞通注射液PK标记物群(Markers),Chromatogr. 21(7):735-46(2007),定量下限: 2.77-4.00 n
12、g/mL,LC-MS法同时测定血浆中5种皂苷成分,血塞通注射液PK标记物群药代动力学,iv: 10 mg/kg,ig: 300 mg/kg,各成分PK参数各异,血塞通注射液PK标记物群药代动力学,基于AUC0-自定义权重系数的 三七总皂苷多组份整合药代动力学研究,原理与依据,*评价药物在吸收机体内吸收的重要指标,*反映了药物在机体内的曝露程度,*符合中药药代动力学研究的“整体观”思想,*多数情况下与药效作用呈正相关,AUC0-,权重系数的计算,j 分别代表三七皂苷R1、人参皂苷Rg1、Rd、Re和Rb1,其中:,整合浓度计算公式为:,基于AUC0-自定义权重系数的 三七总皂苷综合浓度的计算方法
13、,基于AUC0-自定义的整合权重系数(j),血塞通注射液在大鼠及健康志愿者体内的AUC0-及相应的权重系数(j),整合前后的药动学参数及药-时曲线,大鼠口服给予300mg/kg的三七总皂苷后整合前后药时曲线图,大鼠口服给予300mg/kg三七总皂苷后各成份整合前后药动学参数,大鼠静脉注射10mg/kg的血塞通注射液后整合前后药时曲线图,大鼠静脉给予10mg/kg血塞通注射液后各成份整合前后药动学参数,整合前后的药动学参数及药-时曲线,大鼠PK/PD 相关性分析,Good PK/PD match,血塞通注射液临床药代动力学研究 及给药方案设计,健康志愿者整合药代动力学研究 脑中风病人群体药代/药
14、效研究,健康志愿者静脉注射400mg/kg的血塞通注射液整合前后药时曲线图,健康志愿者静脉给予400mg血塞通注射液后三七总皂苷各成份整合前后药动学参数,健康志愿者整合药代动力学研究,伦理委员会论证,57个脑中风病人,收集流行病学数据 800 mg/天,连续给药14天,于第7, 14天药后1 h或3 h取血 5mL,测定血药浓度,并于药后第14天取全血测定凝血四项(PT, TT, APTT and Fib),脑中风病人群体药代/药效研究,R1, Rg1, Rd, Re 及 Rb1 血药浓度数据,脑中风病人血塞通注射液整合血药浓度数据,脑中风病人血塞通注射液群体药代动力学参数,血塞通注射液药动/
15、药效相关性分析,PT(%), Fib(%), TT(%), APTT(%) With the r values were of 0.598, 0.551, 0.590 and 0.505 (p0.01).,Data transformation to determine the ideal therapeutic windows,15-40 g/mL can make good results, 25-35 g/ml are the best,整合浓度与药效作用的相关性,PT(%), Fib(%), TT(%), APTT(%) With the r values were of 0.560,
16、 0.438, 0.593 and 0.351).,12-17mg/kg can make good results,Data transformation to determine the ideal dosage,给药剂量与药效作用的相关性,血塞通注射液时效关系模建与预测,血塞通注射液时效关系模建与预测,实测值与预测值拟合度好,故基于药时数据可较好预测整体药效,大鼠单次静注血塞通血小板抑制时效关系预测,血塞通注射液时效关系模建与预测,实测值与预测值拟合度好,故基于药时数据可较好预测整体药效,脑中风病人多次静注血塞通凝血四项时效关系预测,基于SAAM软件的药代动力学 建模与预测,根据前述结果
17、, 建立静注二房室模型,所用数据: PPK 参数:k10, k12, k21;静滴速率; 整合浓度;给药剂量: 200, 400, 800 and 1200mg/天,不同给药剂量与滴注速率的拟合曲线,Optimized Dosage: 12-17mg/kg (800-1200mg/day) Optimized Infusion ratio: 10-14mg/min,SMI在心肌缺血患者体内整合PPK-PPD研究,Logistic regression AP(抗心绞痛),在参麦注射液临床PPK/PPD研究中,采用临床疗效综合评分作为整体指标,与整合浓度进行回归分析,确定有效浓度,从而优化给药方案
18、:通过抗心绞痛综合评分法,发现当稳态血药浓度达196.8ng/mL以上时,显效与有效概率最高。,无效,显效,有效,SMI在心肌缺血患者体内整合PPK-PPD研究,Logistic regression ECG(改善心电图),在体内外物质组研究的基础上,阐明药效物质组,确定中药的PK/PD标记物,进行多组分药代动力学研究与模型整合,开展临床PPK/PPD结合研究,探讨中药临床给药方案优化措施,开展确有疗效中药制剂的纵贯式深入研究。,George E. P Box: All models are wrong, but some are useful!,结论与展望,致 谢,感谢研究团队中的所有老师和学生对此做出的贡献!,