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本研究的目的是系统地研究CTS在大鼠与Beagle犬体内的吸收、分布、代谢、排泄过程,阐明CTS及其代谢物体内药动学特征,为药物的药效、毒理评价以及临床新药报批提供资料,为其它丹参酮类化合物的药代动力学研究提供参考和新思路。
本研究的主要内容包括以下几个部分:
一、建立检测生物样品中CTS、TS ⅡA及结合型CTS、TS ⅡA的LC/MS/MS分析方法目的建立检测生物样品中CTS、代谢物丹参酮ⅡA(tanshinone ⅡA,TSⅡA)以及结合型CTS、TS ⅡA的方法,用于药动学的分析研究。
结论:本部分建立并确证了检测生物样品中CTS、代谢物TS ⅡA以及结合型CTS、TS ⅡA的灵敏度高、特异性强、快速可靠、线性良好的方法,该分析方法的样品处理及检测过程较已报道的方法简单、快速,可满足CTS药代动力学研究的要求。
二、CTS的血药浓度-时间曲线及吸收目的研究大鼠与Beagle犬灌胃和静脉注射不同剂量CTS后原型与代谢物的药代动力学及生物利用度。
方法:采用高效液相色谱.串联质谱(LC/MS/MS)方法测定血浆中CTS与TS ⅡA的浓度,用非房室模型计算其药代动力学参数,用线性相关、方差分析等方法对药动学参数进行了统计分析。
结果:大鼠口服CTS 30~180 mg/Kg剂量范围CTS的AUC0-τ与AUC0-∞均随给药剂量的增加而增加,分别将AUC与剂量作线性回归,r值为0.99~1.00,各剂量组t1/2等参数经组间方差分析无统计学差异,CTS的消除半衰期为4.2~5.4 h,口服生物利用度为6.7%±2.1%,代谢物TS ⅡA、葡萄糖醛酸结合型CTS(CTSⅡ)、葡萄糖醛酸结合型TS ⅡA(TS ⅡAⅡ)的消除半衰期分别为4.1~5.4 h、4.2~5.5 h及5.9~8.8 h,以摩尔浓度计算大鼠口服30、60、180 mg/Kg CTS后原型药与各代谢物在体内水平之比分别为(AUCCTS:AUCTS:AUCCTS-Ⅱ:AUCTSⅡA-Ⅱ)1.0:0.7:1.4:1.5、1.0:0.2:3.7:2.5与1.0:0.1:3.3:0.8;Beagle犬口服CTS 17.8~160.2mg/kg剂量范围CTS的AUC0-t与AUC0-∞均随给药剂量的增加而增加,分别将AUC与剂量作线性回归r值为0.8~0.84,各剂量组t1/2等参数经组间方差分析无统计学差异,CTS的消除半衰期为6.1~7.8 h,口服生物利用度为11.3%±3.7%,代谢物TS IIA、CTSⅡ、TS IIAⅡ的消除半衰期分别为5.2~5.5 h、7.5~8.3 h及6.2~6.8h,以摩尔浓度计算Beagle犬口服17.8、53.4、160.2 mg/Kg CTS后原型药与各代谢物在体内水平之比分别为(AUCCTS:AUCTS:AUCCTS-Ⅱ:AUCTSⅡA-Ⅱ)1.0:0.3:2.0:2.0、1.0:0.5:0.3:0.2与1.0:0.4:1.0:0.6。Beagle犬多次给药后体内血药浓度未能达稳态,但CTS与Ⅰ相、Ⅱ相代谢物在体内的水平均较单次给药增加。结论通过剂型改造后,CTS的口服生物利用度较以往研究已有很大提高。大鼠口服CTS 30~180 mg/Kg剂量范围CTS在体内的药动学过程符合线性。Beagle犬口服CTS 17.8~160.2 mg/kg范围CTS在体内的药动学过程基本符合线性特征。多次给药或大剂量给药后CTS不会在体内发生累积,但可能会因为生物利用度的增加导致原型与代谢物浓度的增加。
CTS脂溶性高的理化特性并不是造成药物口服后血药浓度低的唯一原因,CTS在组织的广泛分布、广泛的Ⅰ、Ⅱ相代谢以及P-gp糖蛋白对CTS的外排都对口服CTS在体内的血药浓度产生影响,CTS的低口服生物利用度是上述因素综合作用的结果。但尚需组织分布实验、代谢实验进一步证明。
三、CTS在大鼠体内的分布研究目的研究口服和静脉注射给药后CTS与TS ⅡA在大鼠各组织中的分布特点及组织中药物浓度随时间的变化规律。
方法:大鼠单次口服或静脉注射给予CTS制剂60 mg/Kg后于0.5、1.5、3.0、20.0、48、72 h处死动物,取各组织器官,制成0.5 g/mL匀浆,取匀浆处理,采用高效液相色谱-串联质谱(LC/MS/MS)方法测定各组织匀浆中CTS与代谢物TS ⅡA的浓度,梯形法计算CTS与TS ⅡA在组织与血中的AUC0-t与Kp值(组织/血浆中药物浓度比,Kp=[AUC0-t(组织)/AUC0-t(血浆)])。
结果:给药后在组织中CTS与TS ⅡA的浓度远远高于血浆浓度。口服给药各组织的CTS与TS ⅡA的Kp值分别为为0.3~254.7与20.5~11143.0;静脉给药各组织的CTS与TS ⅡA的Kp值分别为为0.2~2109.8与20.5~303.3。静脉给药后大部分组织CTS与TS ⅡA组织药物浓度.时间曲线在给药后3 h出现“第二峰”。原型与代谢物浓度在不同给药途径、不同脏器不同:口服给药时以CTS与TS ⅡA在胃、肺、小肠和肝脏最高,静注给药时以肺部、脂肪、心、肝最高,静脉给药后72 h肺中仍能检测到原型。CTS在脑组织中药物浓度较低,但仍可达到一定浓度。
结论:给药后原型与代谢物均能在大鼠体内能迅速、广泛分布,药物在各组织中的分布属灌流限制性,分布的速度与程度受器官灌流速度、药物在该组织的Kp值、药物与组织的亲和力等因素影响。CTS在脑中能达到一定的浓度,为药物的药效实验结果提供药动学支持。口服与静脉给药途径下CTS与TS ⅡA在胃肠分布结果表现出显著差异,提示口服给药后胃肠对药物及代谢物有“吸附”作用。静脉给药后大部分组织CTS与TS ⅡA组织药物浓度.时间曲线出现双峰现象很可能与EHC有关,从另一方面证明了EHC对体内药物水平的影响。关于CTS及代谢物TS ⅡA肺蓄积的原因和机制以及EHC是否是造成静脉给药后组织药物-时间曲线出现双峰的原因需进一步的实验研究。
四、CTS对大鼠肝代谢酶的影响以及在大鼠体内的代谢
目的:
1.大鼠口服CTS制剂后药物对大鼠肝微粒体CYP酶各亚型的影响。
2.研究CTS在体内的代谢产物与代谢途径。
方法:大鼠连续10日口服20~540 mg/Kg CTS制剂后,处死动物并取肝脏制备肝微粒体,分别用"Cocktail”体外孵育法、Western-blotting以及RT-PCR考察CTS对CYP酶各亚型酶活性、蛋白以及基因表达的变化。
采用LC/MS/MS技术,通过对体外肝微粒体孵育,体外含氨肝微粒体体系孵育,健康大鼠口服CTS制剂后血、组织、胆汁、尿、粪便样品以及高血氨模型大鼠口服CTS后血、组织、尿、粪便样品分析,考察CTS在体内的代谢产物与代谢途径。
结果:大鼠连续10日口服不同剂量CTS:20、60、180以及540 mg/Kg/day剂量组CYPlA2探针代谢物的量分别比阴性对照组提高60%、200%、220%和430%,CYP1A2的蛋白表达分别比阴性对照组提高130%、280%、210%和320%,CYP1A2的基因表达分别比对照组提高10%、30%、130%和150%。
结论:口服CTS后药物能显著诱导大鼠肝微粒体CYP1A2的基因和蛋白表达以及活性,而且呈现剂量依赖性。提示经CYP1A2代谢的药物在临床上与CTS合用时,有可能发生药物相互作用。
CTS在大鼠体内可进行广泛的Ⅰ相代谢与Ⅱ相代谢,与文献报道一致;其中CTS与氨结合代谢产物为首次报道,这与药效学实验显示CTS可以清除体内血/脑氨结果相符,为CTS去除体内氨的作用机理提供药动学依据。
五、CTS在大鼠体内的排泄目的研究CTS及其Ⅰ、Ⅱ相代谢物在大鼠体内的排泄。
方法大鼠单次口服CTS制剂60 mg/Kg后收集尿液、胆汁和粪便样品,采用高效液相色谱.串联质谱(LC/MS/MS)方法测定样品中非结合型与总CTS和TS ⅡA的浓度,计算CTS及其Ⅰ、Ⅱ相代谢物的累积排泄量和累积排泄百分率。
结果口服给药后CTS和分别代谢成TS ⅡA、CTSⅡ、TS ⅡAⅡ的CTS经尿排泄累积百分率为1.2%(×10-3)、16.3%(×10-3)、2.3%(×10-3)、15.8%(×10-3),经胆汁排泄为0.7%、0.4%、0.9%、0.3%,经粪排泄为8.0%、4.8%、1.4%、0.8%,经尿、粪、胆汁排泄的累积百分率原型药物约为15%。
结论:原型药与代谢物自尿的排泄非常有限,而粪和胆汁是CTS及其代谢物的主要排泄途径。CTS的排泄质量不守衡,推测广泛的组织分布与代谢是造成这种现象的主要原因。
综上所述,本研究在建立了快速、灵敏、可靠的LC/MS/MS分析方法的基础上,对CTS及其Ⅰ、Ⅱ相代谢物在体内的吸收、分布、代谢、排泄过程进行了系统研究,发现了CTS药代动力学的一些新特性与新现象,丰富了CTS药代动力学数据,为药物的药效及毒理评价、制剂研究临床研究提供药动学依据,为其他丹参酮类化合物的药代动力学研究提供参考。