中药复杂组份药代动力学与整体药效研究的探索课件

中药复杂组份药代动力学与

整体药效研究的探索王广基教授中国药科大学中药复杂组份药代动力学与

整体药效研究的探索1体内处置中药药代动力学研究可以阐明中药多组分体内处置过程、解释中药的体内药效物质基础等问题。药效学药效指标起效植物化学中药效应组分中药复方药代动力学研究体内处置中药药代动力学研究可以阐明中药多组分体内处置过2中药复杂组份药代动力学研究经典药代动力学细胞分子生物学的介入中药复杂体系药代动力学数学模型与动力学参数代谢酶与转运体符合中医药理论的整体动力学中药复杂组份药代动力学研究经典药代动力学细胞分子中药复杂体系3中药药效物质基础研究：体内与体外的结合，药代与药效研究的结合；中药药代动力学研究：多组份药代动力学的整体表征；中药药效研究：整体综合效应的表征三者应为有机联系的整体中药PK/PD研究的关键科学问题

中药药效物质基础研究：体内与体外的结合，药代与药效研究的结合4整体研究设想中药方剂的纵向深入研究分析/药代代谢组学-生物化学-药效学国家自然科学基金重点项目（30630076）、面上项目（30572228）及“十一五”支撑计划中医药专项（2006BAI08B04-05）资助整体研究设想中药方剂的纵向深入研究分析/药代代谢组学-生物化5报告内容中药体内外物质组的初步探索中药整体药效作用的代谢组学研究中药多组份整合药代动力学研究报告内容中药体内外物质组的初步探索6基于体内外物质组思想的

中药药效物质基础研究基本假设：中药药效作用取决于进入体循环及靶器官的原形成分与代谢产物的组合，即体内物质组；中药的药效物质基础研究应从单纯的中药/制剂成分分离筛选转向体内成分组的研究，并建立体内外成分组的网络关系。基于体内外物质组思想的

中药药效物质基础研究基本假设：中药药7脉络宁注射液体内外

物质组的初步探讨脉络宁注射液的制剂成分组分析动态血浆成分组分析体外成分组与体内成分组的关联分析脉络宁注射液体内外

物质组的初步探讨脉络宁注射液的制剂成分组8脉络宁注射液的制剂成分分析目前，脉络宁注射液中所含成分已知的仅有绿原酸，咖啡酸等几种有机酸类成分，难以解释其临床疗效；对于中药制剂中所含未知成分的快速分析，目前尚缺乏相应的策略和技术；我们基于高分辨LC-MS-IT-TOF技术，建立了一种具有普适性的中药制剂/提取物中复杂成分的快速分析鉴定方法。脉络宁注射液的制剂成分分析目前，脉络宁注射液中所含成分已知的9基本分析思想包括：利用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。脉络宁注射液的制剂成分分析基本分析思想包括：脉络宁注射液的制剂成分分析10脉络宁注射液的制剂成分分析分析策略AnalChem,2008;80:8187-94

脉络宁注射液的制剂成分分析分析策略11脉络宁注射液的制剂成分分析LC-MS-IT-TOF技术从脉络宁中检出87种成分脉络宁注射液的制剂成分分析LC-MS-IT-TOF技术从脉络12脉络宁注射液的制剂成分分析脉络宁注射液成分分类脉络宁注射液的制剂成分分析脉络宁注射液成分分类13脉络宁注射液的制剂成分分析成分类别个数有机酸类30糖苷类17环烯醚萜类10黄酮类10苯乙醇苷类7醌类4生物碱类3甾酮类3脉络宁注射液的制剂成分分析成分类别个数有机酸类30糖苷类1714脉络宁注射液动态血浆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脉络宁注射液动态血浆成分分析从血浆中共鉴定出175种成分，包15脉络宁注射液动态血浆成分分析Ｐ为原形成分，Ｍ为代谢产物，4h后体内可检出成分多为代谢物脉络宁注射液动态血浆成分分析Ｐ为原形成分，Ｍ为代谢产物，4h16脉络宁注射液血浆中原形成分的动态移行规律脉络宁注射液动态血浆成分分析脉络宁注射液血浆中原形成分的动态移行规律脉络宁注射液动态血浆17脉络宁注射液动态血浆成分分析脉络宁注射液血浆中代谢物的动态移行规律脉络宁注射液动态血浆成分分析脉络宁注射液血浆中代谢物的动态移18体内外成分组的关联分析策略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现正在编写相应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体内外成分组的关联分析策略药后血浆空白血浆药源性制剂原形代谢19脉络宁注射液体内外物质组关联分析代谢物代谢物化学结构代谢途径M15-Hydroxymethyl-2-furancarboxylicacidY(5-Hydroxymethylfuraldehyde)+OM23-Methyl-1H-pyrrole-2,4-dicarboxylicacidY11_C2H4_CH2M3Oospolide?M42-(1-Hydroxypropan-2-yl)-4-oxocyclopentanecarboxylicacidY7_2HM5Glucuronicacid?M64-HydroxybenzamidoaceticacidY3_O+GlyM72-Hydroxy-3-(4-methoxyphenyl)propanoicacidY4+2H+O+CH2M84-(Methoxycarbonyl)-3-(hydroxymethyl)-1H-pyrrole-2-carboxylicacidY11_C2H4+OM92-(1-Formylethyl)-2-hydroxy-4-oxocyclopentanecarboxylicacidY10_2HM102,4-Bis(hydroxymethyl)-6-methylenecyclohexanecarboxylicacidY13_H2OY代表相应的原形成分脉络宁注射液体内外物质组关联分析代谢物代谢物化学结构代谢途径20M11VanillacticacidY9+H2OM121,4a,5,6,7,7a-Hexahydro-1-hydroxy-7-(hydroxymethyl)cyclopenta[c]pyran-4-carboxylicacidY14_O+2HM136,11-Dihydroxy-2,8-undecadienoicacid?M14Homononactinicacid?M154-Hydroxy-3,5-dimethoxycinnamicacidY9+O+CH2M161,4a,5,6,7,7a-Hexahydro-1-hydroxy-6-methoxy-7-methylcyclopenta[c]pyran-4-carboxylicacidY44_Glc+CH2M171,4a,5,6,7,7a-Hexahydro-1,4a-dihydroxy-7-(hydroxymethyl)cyclopenta[c]pyran-4-carboxylicacidY14+2HM18(2E,4E)-6,8,11-Trihydroxyundeca-2,4-dienoicacid?M19(E)-8,12-Dihydroxydodec-2-enoicacidY16_O+2HM20(E)-6,10,11-Trihydroxyundec-2-enoicacid?脉络宁注射液体内外物质组关联分析M11VanillacticacidY9+H2OM121,21M100Methyl6-(hexadecahydro-2,3,5,14-tetrahydroxy-10,13-dimethyl-6-oxo-1H-cyclopenta[a]phenanthren-17-yl)-2,5,6-trihydroxy-2-methylheptanoateEDS+O+O+CH2M1013,6,7,8-Tetramethoxy-3'-O-glucopyranoside-4',5-heptahydroxyflavone?M1027-O-E-FeruloylloganicacidY44+Y9_H2OM10311-Cinnamoyl-20-Ac-2,3,11,14,20-pentahydroxypregn-6-oneY74_---+2H+AC+Y4M10410-(3,4-Dimethoxy-E-cinnamoyl)geniposidicacidY41+Y9+CH2M1052,22-O-Diacetyl-2,3,14,20,22,25-Hexahydroxycholest-7-en-6-oneEDS+2ACM1067-FeruloylloganinY44+Y9_H2O+CH2M1071-O-Acetyl-3,5-Di-O-feruloylquinicacidY75+2CH2+ACM108OsmanthusideBY82_2OM109Pregnane-3,5,6,8,11,12,14,20-octolY74+4H_-----M1105-O-Glucuronopyranoside-3,4,7-trimethoxy-2-(3,4,5-trimethoxyphenyl)-6-methylchroman-5-olY48+2H+2CH2+GAM1112-(1-Hydroxyethyl)-3-hydroxy-5,7-dimethoxy-1,4-naphthoquinone+2GAY67_-----+2GAM1124'-Methoxy-5-O-acetylscolymosideY81+CH2+O+ACM113Oleanolicacid+2GA???Y(Oleanolicacid)+2GAM114CandidosideY(Oleanolicacid)_O+2H+2Glc+Ara+XylM1153-O-Glucopyranosyl-glucopyranosyl-glucopyranosyl-glucopyranoside-12-oleanene-3,28-diolY(Oleanolicacid)_O+2H+4Glc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M100Methyl6-(hexadecahydro-2,22小结建立了一种具有普适性的体内外中药复杂组份鉴定方法（脉络宁，生脉等）；初步建立了中药体内外物质组的信息处理技术，尝试了体内外物质组的关联研究；如何进行体内物质组的药效评价，需要探索新的研究思路小结建立了一种具有普适性的体内外中药复杂组份鉴定方法（脉络23中药多组份整合药代动力学研究

与临床合理用药关键难点：中药含有多个有效组份，各自有不同的药代动力学特征，单一成分ＰＫ特征不能用于表征中药的整体ＰＫ行为；如何定量描述中药组份的整体药代动力学特征，是中药药代动力学研究的关键科学问题之一；我们在2006年国家自然科学基金重点项目（30630076）中明确提出了“中药多组份整合药代动力学”研究的创新思路。中药多组份整合药代动力学研究

与临床合理用药关键难点：中药含24中药多组份药时曲线拟合

药代模型拟合各成分PK参数整合PK参数中药多组份整合药代动力学研究中药多组份药时曲线拟合

药代模型拟合各成分PK参数整合PK参25中药多组份整合药代动力学研究TCMIdentifyingMultiplemarkersCombinedanalytical,PKandPDmethodsDevelopingbioanalyticalmethodStandards:abundantcontent,exactPDeffectsandsatisfiedplasmaconcentrationsPKandPDstudiesPKandPDpropertiesforeachmarkerIntegratedModelsHolisticPKpropertiesforTCMClinicalPKstudiesanddosageregimendesign中药多组份整合药代动力学研究TCMIdentifyingM26血塞通注射液的多组份整合

药代动力学研究与临床给药方案设计临床适应症: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,200-400mg/天实际临床给药剂量200-1600mg/天不等，医生多根据临床经验判断血塞通注射液的多组份整合

药代动力学研究与临床给药方案设计临27血塞通注射液主要活性成分（Markers）的确定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注射液主要活性成分定性定量分析所含成分28血塞通主要活性成分的定量分析LiXY,WangGJ,SunJG,etal.Biol.Pharm.Bull.30(5):847-51(2007)5种成分含量占总量的80%以上血塞通主要活性成分的定量分析LiXY,WangGJ29血塞通及主要成分的体外

抗血小板聚集作用TPNSandginsenosideRd,Rb1showgoodandconcentrationdependentinhibitoryeffectonplateletaggregationinducedbyADP-2Na(n=6)血塞通及主要成分的体外

抗血小板聚集作用TPNSan30MTTstudyshowTPNSanditsmajorcomponentsexceptRepossessprotectingroleonrBMECsdamagedbyhydrogenperoxidePretreatmentPostdamage血塞通及主要成分的血管内皮细胞保护作用MTTstudyshowTPNSanditsma31LDHdeterminationreachedsameresultsLiXY,SunJG,WangGJ,etal.Chin.Pharm.Bull.23(8):1030-34,(2007)PretreatmentPostdamage血塞通及主要成分的血管内皮细胞保护作用LDHdeterminationreachedsame32人参皂苷Rb1,Rg1,Rd,Re和三七皂苷R1为血塞通所含的主要组份，且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药代动力学研究的Markers。小结人参皂苷Rb1,Rg1,Rd,Re和三七皂苷R1为33LC-MS法同时测定血浆中5种皂苷成分LC-MS法同时测定血浆中5种皂苷成分34LiXY,SunJG,WangGJ,etal.Chromatogr.21(7):735-46(2007)定量下限:2.77-4.00ng/mLLC-MS法同时测定血浆中5种皂苷成分LiXY,SunJG,WangGJ,etal35iv:10mg/kg静注给药后各成分药代动力学iv:10mg/kg静注给药后各成分药代动力学36ig:300mg/kg灌胃给药后各成分药代动力学ig:300mg/kg灌胃给药后各成分药代动力学37各成分PK参数各异各成分PK参数各异38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AUC0-∞*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基于AUC0-∞自定义权重系数的原理与依据*评价药物在吸收39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权重系数的计算j分别代表三七皂苷R1、人参皂苷Rg1、Rd40结果1、基于AUC0-∞自定义的整合权重系数（ωj）

受试对象给药方式项目R1Rg1RdReRb1大鼠口服AUC0-∞(mg/L*h)6.0214.122.463.0737.66ωj0.0720.1690.2700.0370.452静注AUC0-∞(mg/L*h)2.167.7631.721.45106.44ωj0.0140.0520.2120.0100.712人静滴AUC0-∞(mg/L*h)3.355.4523.562.66102.77ωj0.0240.0400.1710.0190.746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(ωj)

结果1、基于AUC0-∞自定义的整合权重系数（ωj）受试对41结果2、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药动学参数整合前整合后R1Rg1RdReRb1T1/2β(h)1.115.0118.151.8120.1518.88Tmax(h)0.710.750.880.790.830.79Cmax(μg/mL)2.9376.4242.3561.5145.0854.11AUC(0-∞)(μg/mL*h)6.01814.10422.4583.07437.66225.33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

结果2、整合前后的药动学参数及药-时曲线大鼠口服给予300m42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药动学参数整合前整合后R1Rg1RdReRb1T1/2β(h)1.674.0319.250.7222.1622.40CL(L/h/kg)5.221.910.4610.720.120.14AUC(0-∞)(μg/mL*h)2.1617.76431.7261.449106.43684.83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

结果大鼠静脉注射10mg/kg的血塞通注射液后整合前后药时曲线图43大鼠PK/PD相关性分析GoodPK/PDmatch大鼠PK/PD相关性分析GoodPK/PDmatch44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/药效研究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45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药动学参数整合前整合后R1Rg1RdReRb1T1/2β(h)1.972.0625.491.3031.3728.1CL(L/h/kg)9.5724.641.368.031.690.068AUC(0-∞)(μg/mL*h)3.355.4523.562.66102.77100.81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

结果健康志愿者静脉注射400mg/kg的血塞通注射液整合前后药时46伦理委员会论证，57个脑中风病人，收集流行病学数据800mg/天，连续给药14天，于第7,14天药后1h或3h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,APTTandFib）脑中风病人群体药代/药效研究伦理委员会论证，57个脑中风病人，收集流行病学数据脑中风病47R1,Rg1,Rd,Re及Rb1血药浓度数据R1,Rg1,Rd,Re及Rb1血药浓度数据48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整合血药浓度数据49脑中风病人血塞通注射液群体药代动力学参数脑中风病人血塞通注射液群体药代动力学参数50血塞通注射液药动/药效相关性分析

Index1

PTprolongratio(PT%)TTprolongratio(TT%)APTTprolongratio(APTT%)Fibinhibitratio(Fib%)

Index2

Dosage(mg/kg)

Integratedconcentration

血塞通注射液药动/药效相关性分析51PT(%),Fib(%),TT(%),APTT(%)Withthervalueswereof0.598,0.551,0.590and0.505(p<0.01).Datatransformationtodeterminetheideal‘therapeuticwindows’15-40µg/mLcanmakegoodresults,25-35µg/mlarethebest整合浓度与药效作用的相关性PT(%),Fib(%),TT(%),APTT(%)52PT(%),Fib(%),TT(%),APTT(%)Withthervalueswereof0.560,0.438,0.593and0.351).12-17mg/kgcanmakegoodresultsDatatransformationtodeterminetheidealdosage给药剂量与药效作用的相关性PT(%),Fib(%),TT(%),APTT(%)53基于SAAM软件的药代动力学

建模与预测根据前述结果，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:200,400,800and1200mg/天基于SAAM软件的药代动力学

建模与预测根据前述结果，建立54不同给药剂量与滴注速率的拟合曲线BestinfusionratioOptimizedDosage:12-17mg/kg(800-1200mg/day)

OptimizedInfusionratio:10-14mg/min不同给药剂量与滴注速率的拟合曲线Bestinfusion55多剂量给药药代动力学模型预测Theactualdeterminedconcentrationscorrelatedwellwiththepredictedconcentrations多剂量给药药代动力学模型预测Theactualdeter56中药制剂临床疗效评价多组份药代评价PK-PD结合整合PK参数调整给药方案临床疗效终点评价模型拟合中药多组份整合药代动力学与

临床合理用药中药制剂临床疗效评价多组份药代评价PK-PD结合整合PK参数57中药多组份整合药代动力学能够定量描述中药的整体药代动力学特征，在指导临床给药方案设计中具有实际意义；需要探索更多的整合建模方法。GeorgeE.PBox:Allmodelsarewrong,butsomeareuseful!小结中药多组份整合药代动力学能够定量描述中药的整体药代动力学特征58基于代谢组学的中药整体药效研究代谢组是生物体整体功能状态的“生化表型”，因而对于表征中药“多组份、多靶点弱效应协同、有机整合整体效应”具有突出优势多成分多靶点效应血管保护扩张冠脉降低耗氧量强心作用………综合作用评价特异药效作用弱临床疗效确切？代谢组变化国家自然科学基金面上项目（30572228）及“十一五”支撑计划中医药专项（2006BAI08B04-05）资助基于代谢组学的中药整体药效研究代谢组是生物体整体功能状态的“59基于GC/MS测定技术的代谢组学研究方法衍生化气相质谱分析转换为数据文件MCR或积分多变量数据分析SIMCA样品加入内标三维数据谱图。X(左_右):保留时间,Y(前_后):荷质比数,Z(上_下):峰强度.提取模型识别数学模型分类、预测、诊断生物标志物基于GC/MS测定技术的代谢组学研究方法衍生化气相质谱分析转60GC-TOF/MS代谢组学研究方法GC-TOF/MS代谢组学研究技术,可在15min内鉴定出600个以上的内源性小分子化合物AnalChem.2005;77(24):8086-94.GC-TOF/MS代谢组学研究方法GC-TOF/MS代谢组学61方法优势：可对成批谱图同时进行处理；将人工不能分开的重叠峰解析出来；有效剔除外源性干扰，消除了假阳性结果。数据处理速度快，谱图解析能力和可靠性强。右上侧：色谱图中的数个峰经校正、重新排列、解析和拆分后情形，不同的颜色表示不同化合物，包含最终化合物鉴定的信息的。专业数据处理方法方法优势：可对成批谱图同时进行处理；将人工不能分开的重叠峰解62人参总皂苷调节血压作用的

代谢组学研究自发性高血压大鼠模型（SHR）：连续给予人参总皂苷8周，研究动态代谢组变化，并与相应的化学降压药相比较。人参总皂苷调节血压作用的

代谢组学研究自发性高血压大鼠模型（63人参总皂苷和西药的降压作用

以及停药后续效果人参总皂苷停药后具有较明显的持续降压和后续降压效果10周停药给药10周后停药黄芪人参总皂苷卡托普利氨氯地平人参总皂苷和西药的降压作用

以及停药后续效果人参总皂苷停药后64正常组

高血压组

人参组

人参总皂苷治疗后对SHR代谢组的影响W表示正常对照（WKY）；G为人参治疗组；S为模型组（SHR大鼠）人参总皂苷治疗第2、4、6、8周正常组高血压组人参组人参总皂苷治疗后对SHR代谢65中西药对代谢组影响的比较

（给药后8周数据）正常对照组人参组高血压组西药组黄芪组中西药对代谢组影响的比较

（给药后8周数据）正常对照组人参组66用药后对体内Biomarkers的调节药物调节到正常的化合物（与疾病组差异显著而与正常组无显著差异）趋向正常的化合物（与疾病组正常组均无显著差异）调整的化合物总个数，%人参总皂苷高剂量20，56%1028，78%人参总皂苷低剂量9，25%1221，58%黄芪总提取物14，39%1024，67%氨氯地平8，22%1422，61%氢氯噻嗪4，11%1216，44%卡托普利7，19%916，44%从总共166个响应变量中，剔除与研究无关的因素后，筛选出SHR与WKY有显著性差异的化合物36个；统计分析，发现人参总皂苷能调节36个化合物中的20个接近正常，28个靠近提示人参总皂苷可能调节代谢组向正常状态恢复，起到“纠偏”的作用，且这一作用明显优于只具有单纯降压作用的化药。用药后对体内Biomarkers的调节调节到正常的化合物趋向67小结高血压多属“肝阳上亢”证，中医临床并不推荐对高血压病人使用人参类补益药治疗，但我们的研究结果表明人参制品能够调节高血压失衡的代谢组，提示可能有益于高血压病人的治疗；对临床高血压病人采用中西药联合治疗，利用西药快速降压（治标）及中药调节机体功能状态（治本）的作用特点，“标本并治”，有效降低高血压诱发的各种心脑血管事件的发生率，是一种值得探索和深入研究的临床治疗模式。小结高血压多属“肝阳上亢”证，中医临床并不推荐对高血压病68展望复杂组份分析与吸收、代谢相关研究技术GC/TOF/MS、UPLC-TOF/MS代谢组学技术代谢通路分析与整体药效相关研究技术中药方剂的纵向深入研究展望复杂组份分析GC/TOF/MS、UPLC-TOF69致谢国家自然科学基金重点项目“中药复杂药效物质基础确证及整体药代动力学研究新思路与方法（30630076）；面上项目“代谢组学与人参双向调节血压作用新机制探索”（30572228）；“十一五”支撑计划中医药专项““生脉方”作用机理和配伍评价方法研究（2006BAI08B04-05）致谢国家自然科学基金重点项目“中药复杂药效物质70ThankyouverymuchforyouattentionThankyouverymuchforyouat71中药复杂组份药代动力学与

整体药效研究的探索王广基教授中国药科大学中药复杂组份药代动力学与

整体药效研究的探索72体内处置中药药代动力学研究可以阐明中药多组分体内处置过程、解释中药的体内药效物质基础等问题。药效学药效指标起效植物化学中药效应组分中药复方药代动力学研究体内处置中药药代动力学研究可以阐明中药多组分体内处置过73中药复杂组份药代动力学研究经典药代动力学细胞分子生物学的介入中药复杂体系药代动力学数学模型与动力学参数代谢酶与转运体符合中医药理论的整体动力学中药复杂组份药代动力学研究经典药代动力学细胞分子中药复杂体系74中药药效物质基础研究：体内与体外的结合，药代与药效研究的结合；中药药代动力学研究：多组份药代动力学的整体表征；中药药效研究：整体综合效应的表征三者应为有机联系的整体中药PK/PD研究的关键科学问题

中药药效物质基础研究：体内与体外的结合，药代与药效研究的结合75整体研究设想中药方剂的纵向深入研究分析/药代代谢组学-生物化学-药效学国家自然科学基金重点项目（30630076）、面上项目（30572228）及“十一五”支撑计划中医药专项（2006BAI08B04-05）资助整体研究设想中药方剂的纵向深入研究分析/药代代谢组学-生物化76报告内容中药体内外物质组的初步探索中药整体药效作用的代谢组学研究中药多组份整合药代动力学研究报告内容中药体内外物质组的初步探索77基于体内外物质组思想的

中药药效物质基础研究基本假设：中药药效作用取决于进入体循环及靶器官的原形成分与代谢产物的组合，即体内物质组；中药的药效物质基础研究应从单纯的中药/制剂成分分离筛选转向体内成分组的研究，并建立体内外成分组的网络关系。基于体内外物质组思想的

中药药效物质基础研究基本假设：中药药78脉络宁注射液体内外

物质组的初步探讨脉络宁注射液的制剂成分组分析动态血浆成分组分析体外成分组与体内成分组的关联分析脉络宁注射液体内外

物质组的初步探讨脉络宁注射液的制剂成分组79脉络宁注射液的制剂成分分析目前，脉络宁注射液中所含成分已知的仅有绿原酸，咖啡酸等几种有机酸类成分，难以解释其临床疗效；对于中药制剂中所含未知成分的快速分析，目前尚缺乏相应的策略和技术；我们基于高分辨LC-MS-IT-TOF技术，建立了一种具有普适性的中药制剂/提取物中复杂成分的快速分析鉴定方法。脉络宁注射液的制剂成分分析目前，脉络宁注射液中所含成分已知的80基本分析思想包括：利用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。脉络宁注射液的制剂成分分析基本分析思想包括：脉络宁注射液的制剂成分分析81脉络宁注射液的制剂成分分析分析策略AnalChem,2008;80:8187-94

脉络宁注射液的制剂成分分析分析策略82脉络宁注射液的制剂成分分析LC-MS-IT-TOF技术从脉络宁中检出87种成分脉络宁注射液的制剂成分分析LC-MS-IT-TOF技术从脉络83脉络宁注射液的制剂成分分析脉络宁注射液成分分类脉络宁注射液的制剂成分分析脉络宁注射液成分分类84脉络宁注射液的制剂成分分析成分类别个数有机酸类30糖苷类17环烯醚萜类10黄酮类10苯乙醇苷类7醌类4生物碱类3甾酮类3脉络宁注射液的制剂成分分析成分类别个数有机酸类30糖苷类1785脉络宁注射液动态血浆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脉络宁注射液动态血浆成分分析从血浆中共鉴定出175种成分，包86脉络宁注射液动态血浆成分分析Ｐ为原形成分，Ｍ为代谢产物，4h后体内可检出成分多为代谢物脉络宁注射液动态血浆成分分析Ｐ为原形成分，Ｍ为代谢产物，4h87脉络宁注射液血浆中原形成分的动态移行规律脉络宁注射液动态血浆成分分析脉络宁注射液血浆中原形成分的动态移行规律脉络宁注射液动态血浆88脉络宁注射液动态血浆成分分析脉络宁注射液血浆中代谢物的动态移行规律脉络宁注射液动态血浆成分分析脉络宁注射液血浆中代谢物的动态移89体内外成分组的关联分析策略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现正在编写相应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体内外成分组的关联分析策略药后血浆空白血浆药源性制剂原形代谢90脉络宁注射液体内外物质组关联分析代谢物代谢物化学结构代谢途径M15-Hydroxymethyl-2-furancarboxylicacidY(5-Hydroxymethylfuraldehyde)+OM23-Methyl-1H-pyrrole-2,4-dicarboxylicacidY11_C2H4_CH2M3Oospolide?M42-(1-Hydroxypropan-2-yl)-4-oxocyclopentanecarboxylicacidY7_2HM5Glucuronicacid?M64-HydroxybenzamidoaceticacidY3_O+GlyM72-Hydroxy-3-(4-methoxyphenyl)propanoicacidY4+2H+O+CH2M84-(Methoxycarbonyl)-3-(hydroxymethyl)-1H-pyrrole-2-carboxylicacidY11_C2H4+OM92-(1-Formylethyl)-2-hydroxy-4-oxocyclopentanecarboxylicacidY10_2HM102,4-Bis(hydroxymethyl)-6-methylenecyclohexanecarboxylicacidY13_H2OY代表相应的原形成分脉络宁注射液体内外物质组关联分析代谢物代谢物化学结构代谢途径91M11VanillacticacidY9+H2OM121,4a,5,6,7,7a-Hexahydro-1-hydroxy-7-(hydroxymethyl)cyclopenta[c]pyran-4-carboxylicacidY14_O+2HM136,11-Dihydroxy-2,8-undecadienoicacid?M14Homononactinicacid?M154-Hydroxy-3,5-dimethoxycinnamicacidY9+O+CH2M161,4a,5,6,7,7a-Hexahydro-1-hydroxy-6-methoxy-7-methylcyclopenta[c]pyran-4-carboxylicacidY44_Glc+CH2M171,4a,5,6,7,7a-Hexahydro-1,4a-dihydroxy-7-(hydroxymethyl)cyclopenta[c]pyran-4-carboxylicacidY14+2HM18(2E,4E)-6,8,11-Trihydroxyundeca-2,4-dienoicacid?M19(E)-8,12-Dihydroxydodec-2-enoicacidY16_O+2HM20(E)-6,10,11-Trihydroxyundec-2-enoicacid?脉络宁注射液体内外物质组关联分析M11VanillacticacidY9+H2OM121,92M100Methyl6-(hexadecahydro-2,3,5,14-tetrahydroxy-10,13-dimethyl-6-oxo-1H-cyclopenta[a]phenanthren-17-yl)-2,5,6-trihydroxy-2-methylheptanoateEDS+O+O+CH2M1013,6,7,8-Tetramethoxy-3'-O-glucopyranoside-4',5-heptahydroxyflavone?M1027-O-E-FeruloylloganicacidY44+Y9_H2OM10311-Cinnamoyl-20-Ac-2,3,11,14,20-pentahydroxypregn-6-oneY74_---+2H+AC+Y4M10410-(3,4-Dimethoxy-E-cinnamoyl)geniposidicacidY41+Y9+CH2M1052,22-O-Diacetyl-2,3,14,20,22,25-Hexahydroxycholest-7-en-6-oneEDS+2ACM1067-FeruloylloganinY44+Y9_H2O+CH2M1071-O-Acetyl-3,5-Di-O-feruloylquinicacidY75+2CH2+ACM108OsmanthusideBY82_2OM109Pregnane-3,5,6,8,11,12,14,20-octolY74+4H_-----M1105-O-Glucuronopyranoside-3,4,7-trimethoxy-2-(3,4,5-trimethoxyphenyl)-6-methylchroman-5-olY48+2H+2CH2+GAM1112-(1-Hydroxyethyl)-3-hydroxy-5,7-dimethoxy-1,4-naphthoquinone+2GAY67_-----+2GAM1124'-Methoxy-5-O-acetylscolymosideY81+CH2+O+ACM113Oleanolicacid+2GA???Y(Oleanolicacid)+2GAM114CandidosideY(Oleanolicacid)_O+2H+2Glc+Ara+XylM1153-O-Glucopyranosyl-glucopyranosyl-glucopyranosyl-glucopyranoside-12-oleanene-3,28-diolY(Oleanolicacid)_O+2H+4Glc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M100Methyl6-(hexadecahydro-2,93小结建立了一种具有普适性的体内外中药复杂组份鉴定方法（脉络宁，生脉等）；初步建立了中药体内外物质组的信息处理技术，尝试了体内外物质组的关联研究；如何进行体内物质组的药效评价，需要探索新的研究思路小结建立了一种具有普适性的体内外中药复杂组份鉴定方法（脉络94中药多组份整合药代动力学研究

与临床合理用药关键难点：中药含有多个有效组份，各自有不同的药代动力学特征，单一成分ＰＫ特征不能用于表征中药的整体ＰＫ行为；如何定量描述中药组份的整体药代动力学特征，是中药药代动力学研究的关键科学问题之一；我们在2006年国家自然科学基金重点项目（30630076）中明确提出了“中药多组份整合药代动力学”研究的创新思路。中药多组份整合药代动力学研究

与临床合理用药关键难点：中药含95中药多组份药时曲线拟合

药代模型拟合各成分PK参数整合PK参数中药多组份整合药代动力学研究中药多组份药时曲线拟合

药代模型拟合各成分PK参数整合PK参96中药多组份整合药代动力学研究TCMIdentifyingMultiplemarkersCombinedanalytical,PKandPDmethodsDevelopingbioanalyticalmethodStandards:abundantcontent,exactPDeffectsandsatisfiedplasmaconcentrationsPKandPDstudiesPKandPDpropertiesforeachmarkerIntegratedModelsHolisticPKpropertiesforTCMClinicalPKstudiesanddosageregimendesign中药多组份整合药代动力学研究TCMIdentifyingM97血塞通注射液的多组份整合

药代动力学研究与临床给药方案设计临床适应症: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,200-400mg/天实际临床给药剂量200-1600mg/天不等，医生多根据临床经验判断血塞通注射液的多组份整合

药代动力学研究与临床给药方案设计临98血塞通注射液主要活性成分（Markers）的确定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注射液主要活性成分定性定量分析所含成分99血塞通主要活性成分的定量分析LiXY,WangGJ,SunJG,etal.Biol.Pharm.Bull.30(5):847-51(2007)5种成分含量占总量的80%以上血塞通主要活性成分的定量分析LiXY,WangGJ100血塞通及主要成分的体外

抗血小板聚集作用TPNSandginsenosideRd,Rb1showgoodandconcentrationdependentinhibitoryeffectonplateletaggregationinducedbyADP-2Na(n=6)血塞通及主要成分的体外

抗血小板聚集作用TPNSan101MTTstudyshowTPNSanditsmajorcomponentsexceptRepossessprotectingroleonrBMECsdamagedbyhydrogenperoxidePretreatmentPostdamage血塞通及主要成分的血管内皮细胞保护作用MTTstudyshowTPNSanditsma102LDHdeterminationreachedsameresultsLiXY,SunJG,WangGJ,etal.Chin.Pharm.Bull.23(8):1030-34,(2007)PretreatmentPostdamage血塞通及主要成分的血管内皮细胞保护作用LDHdeterminationreachedsame103人参皂苷Rb1,Rg1,Rd,Re和三七皂苷R1为血塞通所含的主要组份，且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药代动力学研究的Markers。小结人参皂苷Rb1,Rg1,Rd,Re和三七皂苷R1为104LC-MS法同时测定血浆中5种皂苷成分LC-MS法同时测定血浆中5种皂苷成分105LiXY,SunJG,WangGJ,etal.Chromatogr.21(7):735-46(2007)定量下限:2.77-4.00ng/mLLC-MS法同时测定血浆中5种皂苷成分LiXY,SunJG,WangGJ,etal106iv:10mg/kg静注给药后各成分药代动力学iv:10mg/kg静注给药后各成分药代动力学107ig:300mg/kg灌胃给药后各成分药代动力学ig:300mg/kg灌胃给药后各成分药代动力学108各成分PK参数各异各成分PK参数各异109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AUC0-∞*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基于AUC0-∞自定义权重系数的原理与依据*评价药物在吸收110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权重系数的计算j分别代表三七皂苷R1、人参皂苷Rg1、Rd111结果1、基于AUC0-∞自定义的整合权重系数（ωj）

受试对象给药方式项目R1Rg1RdReRb1大鼠口服AUC0-∞(mg/L*h)6.0214.122.463.0737.66ωj0.0720.1690.2700.0370.452静注AUC0-∞(mg/L*h)2.167.7631.721.45106.44ωj0.0140.0520.2120.0100.712人静滴AUC0-∞(mg/L*h)3.355.4523.562.66102.77ωj0.0240.0400.1710.0190.746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(ωj)

结果1、基于AUC0-∞自定义的整合权重系数（ωj）受试对112结果2、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药动学参数整合前整合后R1Rg1RdReRb1T1/2β(h)1.115.0118.151.8120.1518.88Tmax(h)0.710.750.880.790.830.79Cmax(μg/mL)2.9376.4242.3561.5145.0854.11AUC(0-∞)(μg/mL*h)6.01814.10422.4583.07437.66225.33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

结果2、整合前后的药动学参数及药-时曲线大鼠口服给予300m113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药动学参数整合前整合后R1Rg1RdReRb1T1/2β(h)1.674.0319.250.7222.1622.40CL(L/h/kg)5.221.910.4610.720.120.14AUC(0-∞)(μg/mL*h)2.1617.76431.7261.449106.43684.83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

结果大鼠静脉注射10mg/kg的血塞通注射液后整合前后药时曲线图114大鼠PK/PD相关性分析GoodPK/PDmatch大鼠PK/PD相关性分析GoodPK/PDmatch115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/药效研究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116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药动学参数整合前整合后R1Rg1RdReRb1T1/2β(h)1.972.0625.491.3031.3728.1CL(L/h/kg)9.5724.641.368.031.690.068AUC(0-∞)(μg/mL*h)3.355.4523.562.66102.77100.81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

结果健康志愿者静脉注射400mg/kg的血塞通注射液整合前后药时117伦理委员会论证，57个脑中风病人，收集流行病学数据800mg/天，连续给药14天，于第7,14天药后1h或3h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,APTTandFib）脑中风病人群体药代/药效研究伦理委员会论证，57个脑中风病人，收集流行病学数据脑中风病118R1,Rg1,Rd,Re及Rb1血药浓度数据R1,Rg1,Rd,Re及Rb1血药浓度数据119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整合血药浓度数据120脑中风病人血塞通注射液群体药代动力学参数脑中风病人血塞通注射液群体药代动力学参数121血塞通注射液药动/药效相关性分析

Index1

PTprolongratio(PT%)TTprolongratio(TT%)APTTprolongratio(APTT%)Fibinhibitratio(Fib%)

Index2

Dosage(mg/kg)

Integratedconcentration

血塞通注射液药动/药效相关性分析122PT(%),Fib(%),TT(%),APTT(%)Withthervalueswereof0.598,0.551,0.590and0.505(p<0.01).Datatransformationtodeterminetheideal‘therapeuticwindows’15-40µg/mLcanmakegoodresults,25-35µg/mlarethebest整合浓度与药效作用的相关性PT(%),Fib(%),TT(%),APTT(%)123PT(%),Fib(%),TT(%),APTT(%)Withthervalueswereof0.560,0.438,0.593and0.351).12-17mg/kgcanmakegoodresultsDatatransformationtodeterminetheidealdosage给药剂量与药效作用的相关性PT(%),Fib(%),TT(%),APTT(%)124基于SAAM软件的药代动力学

建模与预测根据前述结果，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:200,400,800and1200mg/天基于SAAM软件的药代动力学

建模与预测根据前述结果，建立125不同给药剂量与滴注速率的拟合曲线BestinfusionratioOptimizedDosage:12-17mg/kg(800-1200mg/day)

OptimizedInfusionratio:10-14mg/min不同给药剂量与滴注速率的拟合曲线Bestinfusion126多剂量给药药代动力学模型预测Theactualdeterminedconcentrationscorrelatedw