中药药代动力学研究专家讲座

中药复方药代动力学研究探讨

从PK标识物群到临床合理用药设计

王广基中国药科大学中药药代动力学研究第1页汇报内容中药药代动力学研究意义研究思绪关键技术研究确有疗效中药制剂药代动力学研究中药药代动力学研究第2页体内处置说明中药在生物体内物质组处置过程、沟通体内外物质组关系，揭示中药在生物体内药效物质组，在创新中药、组分中药及当代复方中药研究中含有主要意义药效学药效指标起效植物化学中药效应组分中药复方中药药代动力学一、中药药代动力学研究意义中药药代动力学研究第3页二、研究思绪体外物质组体内物质组有效物质组PK/PD标识物多成份整合PK临床PPK/PPD临床合理用药中药药代动力学纵贯式研究中药药代动力学研究第4页三、关键技术研究体外物质组体内物质组有效物质组PK/PD标识物多成份整合PK临床PPK/PPD临床合理用药定性定量分析及体内外物质组关联技术PK/PD筛选整体药效评价化学/生物信息多成份整合PK/PD模型系列成份构动关系中西药相互作用年获批筹建国家中医药管理局中药复方药代动力学方法学重点研究室，获国家重大专题课题“中药复方药代动力学关键技术”资助。中药药代动力学研究第5页

关键分析思想：中药成份通常以类群存在，含有相同母核结构或共有结构单元，形成相同碎片离子，依据共有离子进行成份分类。利用LC-MS/IT-TOF准确分子量功效，预测成份化学式，在网络/光盘成份库中进行查寻符合结构式（几十个-几百个不等）；基于全部碎片离子，应用自编（基于Matlab平台）共有离子搜寻软件，依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，依据亚结构信息，对数据库中所取得候选结构进行再筛选，进而依据碎裂规律推测化合物结构。1.中药复杂未知成份快速判定技术中药药代动力学研究第6页1.中药复杂未知成份快速判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份诊疗离子JMassSpectrom,,44:230-44中药药代动力学研究第7页AnalChem,;80:8187-94

1.中药复杂未知成份快速判定技术脉络宁注射液成份分类中药药代动力学研究第8页脉络宁注射液制剂成份分析成份类别个数有机酸类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中药药代动力学研究第9页Peerreviewers:Theworkisimportant,originalandinteresting.Inmyopiniontheapproachisverycleverandoriginal.

DrugWeek以“StudyfromChinaPharmaceuticalUniversityprovidenovelinsightintoliquidchromatography”为题专文评价了该项策略中药药代动力学研究第10页2.中药多成份同时定量分析技术化合物名称方法最低定量限发表论文人参皂苷Rg1、Rh1、PPTLC-MS<1.0ng/mlJPharmBiomedAnalRg1,Re,Rd,Rb1,麦冬皂苷D

LC-MS<6.0ng/mlJChromatogrB丹参酮IIA，IIB,羟基IIA,紫丹参甲素LC-MS/MS<1.0ng/mlRapidCommunMassSpectrom隐丹参酮、丹参酮ⅡALC-MS/MS<1.0ng/mlJPharmBiomedAnal氧化苦参碱、苦参碱LC-MS<2.0ng/mlJChromatogrB人参皂苷Rg3、Rh2、ppdLC-MS<10ng/mLJChromatogrB绿原酸，咖啡酸,二咖啡酰奎宁酸（3种异构体）LC-MS<50ng/mlBiomedChromatogr中药药代动力学研究第11页LC-MS-IT-TOF法同时测定28种木脂素，对其中有标准品7种成份进行了准确定量分析,另21种没有标准品成份进行相对定量分析,

LLOQ<1ng/mL2.中药多成份同时定量分析技术针对标准品不易取得，建立粗提物“稀释比标准曲线法”定量分析方法中药药代动力学研究第12页3.中药成份代谢产物快速分析技术Talanta,,80:572-80松果菊苷降解产物降解产物I/II相代谢产物I/II相代谢产物级联代谢产物(Sequentialmetabolites)分析策略研究中药药代动力学研究第13页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份组代谢产物组制剂成份组代谢物归属与确定代谢路径不一样时相药效物质组应用自编化学信息处理软件，包含差示谱分析软件及代谢物与原形成份关联分析软件3.中药成份代谢产物快速分析技术中药药代动力学研究第14页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路径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_H2OM1105-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对其中80%以上代谢物成功地进行了代谢路径推断及与原形成份关联分析中药药代动力学研究第15页大鼠血浆中脉络宁注射液代谢网络分析中药药代动力学研究第16页4.中药有效物质组分析技术脉络宁注射液血浆动态成份分析从血浆中共判定出175种成份，包含60种原形成份及115种代谢产物，其中二分之一以上成份含有明确血浆移行消长规律中药药代动力学研究第17页4.中药有效物质组分析技术ADP诱导血小板聚集PCA方法分析不一样时相血药浓度与药效强度，推测抗小血板聚集主要成份。中药药代动力学研究第18页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

经过分子对接、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研究方法。代谢速率取决于糖基取代位置和数量，能够对它代谢速率进行预测。（BiochemicalPharmacology,Submitted）中药药代动力学研究第19页6.中药对药品代谢酶调控作用丹参成份CYPenzymeKi(µM)Modeofinhibition丹参素CYP2C935Competitive丹参酮ⅠCYP1A20.48Competitive丹参酮

ⅡACYP1A21.1Competitive隐丹参酮CYP1A2,CYP2C9,CYP2D60.45,8,68Competitive,mixed,mixedKivaluesandmodeofinhibition丹参成份IC50(µM)CYP1A2CYP2C9CYP2D6CYP3A4aCYP3A4b亲水成份原儿茶酸>200>200>200>200>200原儿茶醛>200>200>200130160丹参素11050>200>200>200丹酚酸B105>200>200>200>200亲脂成份丹参酮Ⅰ0.75>200120>200>200丹参酮ⅡA1.3>200>200>200>200隐丹参酮0.753375>200>200阳性对照

0.630.30.120.050.045IC50valuesoninhibitingCYPs

DrugMetabDispos,,36:1308-14

丹参素对CYP2C9有一定抑制作用,丹参酮类成份对CYP1A2有很强抑制作用中药药代动力学研究第20页氨茶碱片0.1g氨茶碱片0.1g丹参片４片0、0.5、1、1.5、2、3、4、6、8、10、12、24h0、0.5、1、1.5、2、3、4、6、8、10、12、24h×14天丹参片，４片／次，３次／天6.中药对药品代谢酶调控作用PkparamaterBaselineDanshenT1/2(h)6.66±0.816.69±1.02Tmax(h)1.60±0.221.30±0.45Cmax(ng/ml)1882±1542134±405CL/F(ng/ml)4.37±0.284.47±0.85AUC(ng/ml)22970±147023031±4457口服丹参片对人CYP1A2无显著影响BrJClinPharmacol,652:270-4中药药代动力学研究第21页6.中药对药品代谢酶调控作用DrugMetabDispos,Sep9,publishedonline

五味子木脂素提取物对肠CYP3A调整作用大于肝（口服>注射）；短期给药抑制作用，长久给药诱导作用大于抑制作用。中药药代动力学研究第22页7.中药对转运体调整作用23-HBA可增加阿霉素在肿瘤耐药细胞核内蓄积……红色--阿霉素蓝色--细胞核紫色--阿霉素入核颜色重合Nuc/CytoDOX（5µM）DOX（5µM）+Ver（20µM）DOX（5µM）+23-HBA（0.2µM）DOX（5µM）+23-HBA（2µM）DOX（5µM）+23-HBA（20µM）MCF-7/ADR（耐药株）2.01±0.095.70±0.26***2.46±0.10***2.73±0.10***6.03±0.28***MCF-7（敏感株）16.3±0.916.4±0..913.2±0.417.6±2.416.6±1.123-HBA增加阿霉素在耐药细胞中核与胞浆中分布百分比JEthnopharmacol,,accepted耐药株敏感株上图为高内涵活细胞工作站分析结果

中药药代动力学研究第23页ATPADPPiP-glycoprotein23-HBA7.中药对转运体调整作用23-HBA可抑制细胞膜和细胞核膜上P-gp功效和表示，逆转肿瘤多药耐药。年国家自然科学基金(No.30801411)，“十一五”重大专题候选药品(No.ZX09103)mRNA水平增加减少减少Apparentpermeabilitycoefficient(Papp)andnetefflux(RE)ofbi-directionaldigoxintransportacrosspolarizedCaco-2cellmonolayers

中药药代动力学研究第24页8.中药多成份整合PK研究中国天然药品,,6:377-382中药药代动力学研究第25页四、中药PK标识物群指认到临床合理用药DevelopingbioanalyticalmethodCombinedanalytical,PKandPDmethodsTCMIdentifyingMultiplemarkersStandards:abundantcontent,exactPDeffectsandsatisfiedplasmaconcentrationsPKandPDstudiesPKandPDpropertiesforeachmarkerClinicalPKstudiesanddosageregimendesignIntegratedModelsHolisticPKpropertiesforTCM中药药代动力学研究第26页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,200-400mg/天实际临床给药剂量200-1600mg/天不等，医生多依据临床经验判断中药药代动力学研究第27页血塞通注射液PK标识物群（Markers）指认标准与方法定性定量分析所含成份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中药药代动力学研究第28页血塞通主要活性成份定量分析Biol.Pharm.Bull.30(5):847-51()5种成份含量占总量80%以上中药药代动力学研究第29页5种皂苷成份化学结构中药药代动力学研究第30页基于药效活性筛选MarkersGinsenosideRd,Rb1showgoodandconcentrationdependentinhibitoryeffectonplateletaggregation抗血小板聚集血管内皮

细胞保护TPNSanditsmajorcomponentsexceptRepossessprotectingroleonrBMECsdamagedbyhydrogenperoxide中药药代动力学研究第31页依据成份组成与含量：人参皂苷Rb1,Rg1,Rd,Re和三七皂苷R1是血塞通所含主要组份，5种成份累计含量约为80%.5种主要成份含有与血塞通注射液相同药效活性人参皂苷Rb1,Rg1,Rd,Re和三七皂苷R1可作为血塞通注射液PK/PD标识物。血塞通注射液PK标识物群（Markers）中药药代动力学研究第32页Chromatogr.21(7):735-46()定量下限:2.77-4.00ng/mLLC-MS法同时测定血浆中5种皂苷成份中药药代动力学研究第33页血塞通注射液PK标识物群药代动力学iv:10mg/kgig:300mg/kg中药药代动力学研究第34页各成份PK参数各异血塞通注射液PK标识物群药代动力学中药药代动力学研究第35页基于AUC0-∞自定义权重系数三七总皂苷多组份整合药代动力学研究原理与依据*评价药品在吸收机体内吸收主要指标*反应了药品在机体内曝露程度*符合中药药代动力学研究“整体观”思想*多数情况下与药效作用呈正相关AUC0-∞中药药代动力学研究第36页权重系数计算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-∞自定义权重系数三七总皂苷综合浓度计算方法中药药代动力学研究第37页基于AUC0-∞自定义整合权重系数（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AUC0-∞及对应权重系数(ωj)

中药药代动力学研究第38页整合前后药动学参数及药-时曲线大鼠口服给予300mg/kg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中药药代动力学研究第39页大鼠静脉注射10mg/kg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整合前后药动学参数及药-时曲线中药药代动力学研究第40页大鼠PK/PD相关性分析GoodPK/PDmatch中药药代动力学研究第41页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/药效研究中药药代动力学研究第42页健康志愿者静脉注射400mg/kg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健康志愿者整合药代动力学研究中药药代动力学研究第43页伦理委员会论证，57个脑中风病人，搜集流行病学数据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/药效研究中药药代动力学研究第44页R1,Rg1,Rd,Re及Rb1血药浓度数据中药药代动力学研究第45页脑中风病人血塞通注射液整合血药浓度数据中药药代动力学研究第46页脑中风病人血塞通注射液群体药代动力学参数中药药代动力学研究第47页血塞通注射液药动/药效相关性分析

Index1

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

Index2

Dosage(mg/kg)

Integratedconcentration

中药药代动力学研究第48页PT(%),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相关性中药药代动力学研究第49页PT(%),Fib(%),TT(%),APTT(%)Withthervalueswereof0.560,0.438,0.593and0.351).12-17mg/kgcanmakegoodresultsDatatransformationtodeterminetheidealdosage给药剂量与药效作用相关性中药药代动力学研究第50页血塞通注射液时效关系模建与预测

PK浓度作为自变量时间序列矩阵X(C1,······,Cn,T,othervariable)PD指标作为因变量时间序列矩阵Y(E1,······,Em)偏最小二乘（PLS)多元回归Y-X回归关系Response-T模拟结果analysissimulation中药药代动力学研究第51页血塞通注射液时效关系模建与预测