靶向生物利用资料

1、靶向生物利用资料 药效学：主要研究药物对机体的作用及其作用机制，以阐明药物防治疾病的规律 药动学：主要研究机体对药物的处置的动态变化。包括药物在机体内的吸收、分布、代谢和排泄的过程，特别血药浓度随时间而变化的规律。 生物利用度：表示药物活性成分到达体内循环的程度和速度的一种量度，用于评价药物制剂质量、保证药品安全有效的重要参数。前言 在先导化合物优化期间，药物动力学和药效学的研究是药物开发的重要组成部分 在药物的研发和发展阶段对候选药物的吸收、分布、代谢、排泄等参数进行优化，可以减少后期发展阶段的失败率 PK和PD 决定化合物的主要特性，在新药的发展中起着决定性的作用 真实的生物利用度：药物到

2、达作用部位的药量与给药剂量之比药物研发与发展中PK/PD的目标 药物发展中PK/PD的总目标是定量描述体内活性物（母体或代谢物）的浓度-时间过程 PK和PD模型能表现一种药进入体内重要的的吸收和分布特性，并可以反应药物的作用强度和持续时间 药物研发主要关心的是设计出不仅有所需的活性，还要有必需的强度和作用时间（可以通过化合物的生物利用度和半衰期来预测） 然而在临床研究中，给定相同的给药方案也可能导致不同的结果，下面将围绕PK和PD的差异性和变化的机制原因展开讨论药物反应的变化位置各种屏障的重要性大部分取决于给药部位、药物的理化性质和最后的作用部位 FDA定义生物利用度为“活性成分或活性部分从药

3、品中进入作用部位的速率和程度。对于没有预期在血液中吸收的药物产品，生物利用度也可以通过活性成分或活性部分进入作用部位的速率和程度测得。 但对此定义又有限制，认为传递路线是药物从给药部位到血液循环，因此生物利用度又被定义为口服剂量到达系统循环的过程和通常认为是药物进入体循环的速率和程度 越来越多复杂的方法可以用来测量血液外的药物浓度，我们就越能够决定药物的真正的或靶向生物利用度为定量评估可能影响药物从血液到作用部位的各种机制，有必要在药品的测定方法上进行变革 分子影像技术可能成为测定药物在特定部位分布的重要手段。 近30年分子影像技术有了显著进步，如磁共振成像、X射线计算机成像、正电子发射段成像

4、都在临床上有广泛应用。 这些技术以及其他正在发展的技术被改进后，可用来测量组织内药物分布。可精密解析必要的时间和空间变化，从而描绘出从给药部位到作用部位这条链上各处的药物浓度机理分析和黑匣子PK/PD分析 PK和PD系统分析是量化药物分布和反应的描述工具。PK和PD分析的最新进展已从纯粹的隔室模型到更多采用机理分析手段。这对影响药物分布的机理有着重要的作用机体、化合物和给药剂量之间的相互关系多种因素动态相互作用，影响药物靶向生物利用度机理性PK和PD模型的例子 机理性PK和PD模型应用的典型例子用于专门解决药物靶向生物利用度差异性的问题。把皮质激素对基因影响的PD模型，与定量结构特征关系模型(

5、QSPR)整合 在PD模型中，考察了皮质激素对酪氨酸转氨酶（TAT)活性的影响，包括糖皮质激素受体，TAT和TATmRNA的时间过程 基于皮质激素调节受体的作用机理，整个建模过程中用QSPR模型预测受体亲和力,继而预测机理性PD模型中的Ec50（半数有效浓度）参数。只要已知一个药物的物理化学性质和结构特征，就可以预测类固醇-受体的相互作用（平衡解离常数）总结 本章主要是用更广阔的视角看待药物传递中的PK和PD问题，主要是对影响药物从给药部位穿过生物屏障传递到作用部位的机理的检测。 有效的生物利用度不仅是进入体循环的药量部分，而应该是进入靶部位的药量部分-靶向生物利用度。系统前代谢和首过代谢 药

6、物和外源物进入系统循环前，会经历前吸收和首过代谢，这通常会影响药物的传递。药物稳定性和溶解性问题可以通过处方设计解决，但药物的代谢问题，却难以有显著的改变。 前吸收和首过代谢使药物的生物利用降低，并有可能在患者之间产生巨大的个体间和个体性差异，也会产生药物的相互作用。 低生物利用度可能需要频繁给药，即一天2次（b.i.d)或一天3次（t.i.d)或相对高的剂量 了解前吸收和首过代谢非常重要，只要有可能就有必要在临床前研究优化这些性质。在当代药物发现和候选药物优化方面，药物代谢已经呈现重要作用。 本章主要讨论肠和肝内的前吸收和首过代谢酶系统，并且介绍酶系统作用的体内外研究方法。相酶系统酯酶和酰胺

7、酶 在许多哺乳动物组织和血液中都发现有酯酶活性，他们都来自许多不同酶族催化，包括羧酸酯酶、二乙基对硝基苯磷酸酯酶和胆碱酯酶 酯酶的底物范围非常广，负责体内大量的水解性生物转换工作 酶家族最重要的是羧酸酯酶（EC3.1.1.1),能水解很多药物 这些酶位于细胞内质网，能被硫酰氟化物强烈抑制。这种酶的水解是Ser-His-Glu三联体。主要包括hCE-1 hCE-2 hCE- 3 组织分布 肝中酯酶活性最高，肠内酯酶活性也很高。人肠组织内最丰富的羧酸酯酶是hCE-2.这种酶在肝中也有。不过hCE-1是最丰富的肝羧酸酯酶。细胞色素P450酶 细胞色素P450酶（CYP)酶是肝中最主要的酶家族，其它组

8、织也有，对50%以上的药物有一定的代谢作用，这种酶的底物非常广泛，而且不同的CYP可利用同一个底物 目前已发现50多种，但仅有5种负责代谢大部分药物:CYP1A2,CYP2C9,CYP2D6和CYP3A4 CYP3A4是其中最重要的酶，数量最多，有最广泛的已知底物肠内CYP酶 肠内CYP酶 肠组织内存在的的主要酶是CYP3A4.对于各种底物来说，肠微粒体的活性与肝内活性一致。 肠内代谢的另一个特征是，肠比肝的酶量少，前者只在肠上皮细胞中转送高浓度药物时，才体现出作用。肠内总酶量少，比肝更易于代谢饱和，两个器官中酶含量不同的事实，造成代谢药物时有浓度依赖性。肝内CYP酶 肝是含CYP酶最多的器官

9、，代谢药物和外援物的能力极强。肝中CYP酶成为药物分子进入系统循环的最重要障碍。所有主要的CYP酶在肝中的数量比其他器官相对高些。含黄素的单氧化合物 FMO存在于内质网，进行各种氧化性生物转化。人体内主要的FMO酶是FMO3,在成人肝内相当丰富。 这种酶能代谢许多外源物和药物，其中药物如西米替丁、他莫昔芬、依托比利和舒林酸 FMO3有很高的个体差异。因为分离酶时可能存在降解，所以要确切了解这种差异的程度很困难相酶系统 葡萄糖醛酸转移酶 5-二磷酸尿苷葡萄糖醛酸转移酶（UGT),是内质网上酶家族成员之一。 能催化葡萄糖醛酸转移到药物和外源物的亲核位点上。 底物范围广泛，能与酚、羧酸、醇含硝基杂环

10、及其他基团发生偶合。 这种酶的主要多肽基因是UGT1A1.完全缺乏功能化UGT1A1活性，并造成缺失酶或产生无活性酶的病症称为克纳综合征（Crigler-Najjar syndrome）。 UGT1A1基因发生缺陷更为常见，称为吉氏综合征（先天性睾丸发育不全症）。UGT酶的多态性决定了抗癌药CPT-11(结肠直肠癌化疗药物)的效果和毒性。 肠组织内活性 人肠组织内发现有多种葡萄糖酸转移酶，但如CYP酶一样，他们只相当于肝中酶的一小部分。肝组织内活性 肝内含有最多的UGT酶，但并不是所有16个功能化UGT基团都被表达。肠内和肝内酶活性好像没有区别。硫转移酶 硫转移酶（SULTs)通过转移腺苷-3

11、-磷酸-5-磷酰硫酸酯（PAPS)的磺酰基来催化底物的磺化。这种酶的底物与UGT的底物相似，包括醇、酚及含胺化合物。 这种酶存在于细胞浆中，想其他外源代谢酶一样，存在一个超家族基因。 人体内存在约11种SULT.其中SULT1和SULT2家族对药物代谢最重要。 其他酶：上述已提到的酶系统之外，还有一些酶家族在首过代谢方面有重要作用，包括肠肽酶、醇脱氢酶及N-乙酰转移酶。研究首过代谢的方法 体外方法：最常用的膜渗透评价方法，是测定化合物通过人工膜的能力或细胞单层的能力。最常用的细胞内成分是血浆和肝微粒体。 肝细胞也是很有用的体外工具，可为代谢研究提供一个完整系统。此方法中高质量人肝细胞的获得比较

12、困难，这是一个缺点。现在可用低温保存的人细胞用于生物转化研究，作为新鲜分离细胞的一种替代方案，但仍不理想。人体清除率预测 微粒体内的氧化生物转化 这种方法首先用体外动力学参数测定固有频率，然后根据体外培养的组织量、肝重、肝清除模型数据进一步将其放大到体内的肝清除率。 测定体外参数时必须注意几点。 首先用于外推体内数据的方法都是建立在一个假设之上，即药物在CYP酶活性部位的浓度远比其Km（酶促反应达到其最大速度一半时的底物浓度）值小 在测定体外半衰期，需考虑蛋白结合率仍存在争议。扩展法 首先找到动物药动学参数和体重间关系，然后扩展到人体参数。这种方法只适用于肾清除的药物。如果药物通过代谢而清除，

13、扩展法无法使用。体内方法 研究中经常采用动物肝胆管插管方法，为检测动物的生物利用度提供了一个很好的模型，大鼠实验可提供更大的灵活性。 一种新方法定量的19F核磁共振法。在此项技术中，尿和胆汁中所有原药的19F-NMR化学位移区的信号被记录和积分，通过和标准比较，就能定量得到药物相关信息。 另一种体内模型系统在处理低口服生物利用度问题上很有作用-门静脉插管动物。这项实验有两种测定肝摄取的方法：1测定口服给药、门静脉给药及系统给药后的系统血浆浓度2测定口服后门静脉和肝静脉浓度。优选策略 在优化候选物时，常用的方法是选出结构系列化合物中的一种，用体内外实验找出生物利用度问题，然后再用快速技术进行筛选

14、。药物发明过程中侯选药物优化阶段基于MADE的“开发性”筛选示意图新化合物的设计策略 A ADME筛选与早期活性筛选平行进行，满足设定标准后进行下一步筛选 B 化合物满足设定效能标准后进行ADME筛选，满足设定标准后可进行下一步生物筛选 C 关键性ADME筛选那些满足设定标准的化合物，然后进行完整的ADME筛选。研究首过代谢的计算机方法 基于数据库信息比较的专家系统，以确认可能的代谢位点 基于分子轨道理论的预测代谢位点程序 基于分子物化属性和定量结构-活性关系发展的预测代谢率的程序 基于对CYP活性位点的了解，预测代谢位点总结1. 现在有可能完全用合理手段预测新化学实体在人体内的代谢，体外方法

15、如人肝微粒体、低温保存或新鲜分离的肝细胞2. 药物代谢领域将继续在提高质量、安全、高效的候选药物方面起着越来越重要的作用 但对此定义又有限制，认为传递路线是药物从给药部位到血液循环，因此生物利用度又被定义为口服剂量到达系统循环的过程和通常认为是药物进入体循环的速率和程度 越来越多复杂的方法可以用来测量血液外的药物浓度，我们就越能够决定药物的真正的或靶向生物利用度 基于皮质激素调节受体的作用机理，整个建模过程中用QSPR模型预测受体亲和力,继而预测机理性PD模型中的Ec50（半数有效浓度）参数。只要已知一个药物的物理化学性质和结构特征，就可以预测类固醇-受体的相互作用（平衡解离常数）系统前代谢和首过代谢 药物和外源物进入系统循环前，会经历前吸收和首过代谢，这通常会影响药物的传递。药物稳定性和溶解性问题可以通过处方设计解决，但药物的代谢问题，却难以有显著的改变。肠内CYP酶 肠内CYP酶 肠组织内存在的的主要酶是CYP3A4.对于各种底物来说，肠微粒体的活性与肝内活性一致。 肠内代谢的另一个特征是，肠比肝的酶量少，前者只在肠上皮细胞中转送高浓度药物时，才体现出作用。肠内总酶量少，比肝更易于代谢饱和，两