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目的:
通过亚细胞、器官和整体动物三种水平的代谢实验,研究了一种新的抗真菌感染药利福布汀(Rifabutin,RBT)自身代谢、RBT被连续给药后对肝细胞色素P450酶系的影响、P-gp糖蛋白对RBT的药泵作用以及RBT的代谢途径与代谢产物,探讨了与RBT相关的药物相互作用机制,为临床的合理用药提供有益的指导。本研究目的归为以下4点:
(1)RBT是否存在显著的自身诱导,即连续服用RBT一段时间之后是否加快了自身的代谢,如果存在并探询自身诱导的原因。
(2)RBT在肝脏器官水平上是否依然存在显著的自身诱导?是否是P-gp糖蛋白的底物?
(3)RBT对大鼠的总CYP450以及各个主要亚酶活性水平的影响以及对大鼠胆碱酯酶活性的影响。
(4)RBT在大鼠肝脏的主要代谢产物以及它的代谢途径。
材料与方法:
(1)Wistar大鼠(230g~250g,♂)12只,随机分为两组:RBT连续口服给药组(300mg·kg-1·day-1×7day,相当于临床治疗剂量)和空白对照组(等量的生理盐水替代),每组6只。于实验第八天给予单剂量RBT300mg·kg-1后,按时间点取大鼠颈静脉血,HPLC测定血药浓度并绘制药时曲线。
(2)Wistar大鼠(230g~250g,♂)18只,随机分为三组:空白对照组、RBT诱导组(300mg·kg-1·day-1×7day)及Vcr组(加入P-gp转运体的特异性抑制剂verapamil),每组6只。进行大鼠原位肝脏RBT灌流,测定各时间点RBT剩余量并绘制药时曲线。
(3)Wistar大鼠(230g~250g,♂)12只,RBT连续口服给药组(300mg·kg-1·day-1×7day)和空白对照组(等量的生理盐水替代),每组6只。
实验第八天,每只大鼠取全血1ml备用,测血清中胆碱酯酶水平,用于评价RBT对大鼠胆碱酯酶的影响;取每只大鼠肝脏2g,匀浆,4℃超速离心,制备大鼠肝微粒体,用Lowry法测蛋白浓度及Omura法测定总体CYP450水平,储存备用。分别用两组微粒体体外温孵4种探针药物:Dextromethorphan(DEX)、Phenacetin(PHE)、Tolbutamide(TOL)和Chlorzoxazone(CHOL),并用HPLC检测相应代谢物Dextrorphan(DM)、3-methoxymorphian(3-MM)、Acetaminophen (ACE)、4-hydroxy-tolbutamide(4-OH-TOL)和6-hydroxychlorzoxazone (6-OH-CHOL)的浓度,通过比较两组的特异性代谢物的生成速率差异分别用于评价RBT对大鼠CYP2D6、CYP3A2、CYP1A2、CYP2C9和CYP2E1各亚酶的影响。 (4)Wistar大鼠(230g~250g,♂)一只,取其肝脏组织全部匀浆,匀浆液平均分成两份:一份为空白,先加入足量的甲醇沉淀蛋白后加入一定量的RBT;另一份匀浆液中加入同样量的RBT, 37℃温孵5小时,反应之后加入足量的甲醇沉淀蛋白。两份反应液离心、取上清、旋转蒸发、流动相溶解,HPLC分析检测。通过比较两个色谱图的差异来鉴定RBT的代谢物峰,LC-MS鉴定大鼠RBT主要代谢物。
为了解大鼠RBT的主要代谢途径,取空白微粒体做RBT体外温孵实验:blank组(用加热的方法使其生物活性完全丧失的微粒体蛋白),control组(不加入任何其他抑制剂的活性微粒体蛋白),特异性抑制剂组(加一定浓度的CYP450亚酶或胆碱酯酶特异性抑制剂的活性微粒体蛋白)。通过比较不同抑制剂对RBT的代谢速率影响来确定RBT的代谢酶。
结果:
(1)连续给药组的RBT药物的t1/2发生显著改变,为空白对照组的71.08%。说明RBT具有明显的自身诱导作用,导致自身代谢明显加快。
(2)在Ver组和RBT连续给药组的器官灌流代谢实验中,结果显示为RBT的t1/2和AUC均发生了显著改变,t1/2分别为空白组的47.55%和12.74%;AUC.
分别为空白的58.41%和36.59%。说明摒除其他影响仅肝脏器官代谢也导致自身代谢明显加快。 (3)RBT连续给药组的总体P450水平是空白组的410.0%,RBT主要提高了CYP3A和CYP2D水平,分别提升为空白组的184.0%及155.7%;此外RBT组还提高胆碱酯酶的活性为空白的167.86%。
(4)RBT在大鼠的主要肝脏代谢产物是25-OH-RBT,RBT在肝脏的主要代谢酶是胆碱酯酶,
结论:(1)连续服用RBT之后,产生显著的自身诱导效应,即RBT自身代谢速率加快。提示长期服用RBT后,继续服用RBT则有必要考虑增加RBT药量以增加疗效。
(2)肝脏灌流中,Ver组代谢参数的改变提示RBT是P-gp糖蛋白的底物,当P-gp抑制剂或者诱导剂和RBT合用之后,RBT的血药浓度可能因此而改变;RBT连续给药组代谢参数的改变提示肝脏器官水平上仍然存在RBT的代谢自身诱导效应。
(3)RBT显著增加了大鼠的总体P450水平,并主要以CYP3A和CYP2D改变为主。提示如果RBT与某些CYP3A或者CYP2D的底物药合用之后,可能产生药物药物相互作用,引起合用药物的血药浓度的降低。RBT也显著增加了胆碱酯酶活性,若RBT和某些胆碱酯酶的底物合用之后,合用药物的血药浓度也因此降低从而降低药效。
(4)RBT在大鼠肝脏中的主要代谢产物和人类一致,故代谢途径应当和人类之间具有一致性;胆碱酯酶是RBT的主要代谢酶,RBT合用临床中的各种胆碱酯酶抑制剂之后,必将引起RBT血药浓度的增加进而导致药物毒性,如果合用胆碱酯酶诱导剂则会引起RBT血药浓度的降低从而降低疗效。