恒兴讲堂

DMPK问题集(六)

来源:恒兴医药

Q:一般根据肝微粒体和肝细胞的代谢物谱去选择相关种属,但是有时候肝细胞和肝微粒体代谢物谱上差异还是挺大的,这种情况下如何去选择?

郭建军博士

1)通常在进行IND申报性研究的时候,肯定是需要先做一下预试验以事先获取一定的信息的。这些事先获取的信息主要就是为了更好地进行正式试验的条件设计、甚至是模型选择(比如:体外代谢试验是用肝微粒体和肝细胞等)。
2)药物同一种体外代谢系统中(肝细胞或是肝微粒体),根据解育条件设置的不同是可以呈现出来很大差别的。这些条件就包括:代谢系统、孵育时长、底物浓度、酶浓度(即肝细胞密度或肝微粒体蛋白浓度等)。在这些不同的设置条件下,发现的代谢物种类和其相互间的比例很可能是不同的。这是因为,每一条代谢途径的动力学过程都不同,其在不同的酶浓度和底物浓度下的反应速率都不同(如果遵循米氏反应方程的话,每一个反应都有着自己的Km和Vmax值);随着反应时间的增加,底物在被消耗,其浓度也是在随时发生变化的,也导致各代谢途径的反应速率处于一个动态变化的过程中。另外,对于可以发生后续反应的“一级代谢产物”(primarymetabolite)来讲,其生成后随着时间的进行也在被消耗,从而生成二级代谢产物。
3)以上所描绘的这个过程,从微观的层面上来讲是相当复杂的。我们可以通过条件的摸索来获取一个对自身最有利的孵育条件。一般情况下,摸索一下反应时间就够了(在你的反应体系中,隔一段时间取出来一部分样品进行处理,操作方便、不怎么费事),也可以摸索一下不同底物浓度下的profile情况。一般情况下,对孵育时间的选择依据是:具有一定的代谢程度,最好的情况是最后还剩一定量的原形药(比如20%)。这么选择的道理是:不至于将原形药消耗殆尽而使最终结果反映出来的是一个“过时”的状态,也不至于代谢程度太低而导致代谢产物发现的种类不足。作为最后的试验结果,针对不同的种属,也可以采用不同的孵育时间,以使最终的原药剩余比例在各种属间大致一致。但酶浓度和底物浓度,通常还是要保持一致的。


Q:一般根据肝微粒体和肝细胞的代谢物谱去选择相关种属,但是有时候肝细胞和肝微粒体代谢物谱上差异还是挺大的,这种情况下如何去选择?

郭建军博士

4)上面讲到,我们可以通过条件的摸索来获取一个对自身最有利的孵育条件。比如,如果发现在肝细胞中发现犬和人的很接近,而在肝微粒体中犬和人的差别很大,我们就可以选择肝细胞;如果在底物浓度5uM的情况下发现犬和人的代谢产物谱比在10uM的情况下更接近,我们就可以选择5uM进行孵育。有人会问,这么做是不是会有“选取数据”之嫌。我的回答是:不会。选肝细胞还是肝微粒体那个更好,这个本身就是没有定论的事情。如果说,是因为肝细胞中发现犬和人的很接近就选了肝细胞是有选取之嫌的话,那么因此而不选肝细胞本身也就有完全不公平之嫌。因为这两个代谢系统都只是“体外代谢模型”而已,他们本就不存在谁好谁差的问题。而在设定孵育浓度上,其实也是一样的道理,体外的孵育系统是一个封闭的系统(这是其与体内真实代谢环境的一个很重大的区别),在这个封闭的系统中代谢物生成后无处排泄,都积累在这个小空间中,必然会导致各种动力学过程无法真正模拟体内的情况,也就无所谓谁好谁坏的问题。有人可能会问,如果体内血药浓度预计是2uM的话,选择5uM进行孵育不是更接近于体内情况吗?但是要知道,体外代谢产物鉴定的常规孵育浓度通常设置在10uM,都是远大于一般的预计血药浓度的,其原因是为了尽可能多地产生代谢物以供分析。
5)正式IND研究中,通常选择肝细胞和肝微粒体之一进行代谢产物鉴定即可。然后根据这个“模型”得出的结果进行判断就好了。但是,如果您过于土豪,两种体系都做了。我只能说:这种土豪作风在结果不一致的情况下肯定是既不利己又不利人。因为如果确实两个体系下的profile差别太大以至于不好做决策,不仅你们自己很苦恼,CDE也很头疼(他们一头疼就要你们补充实验)。请原谅我这么说,实际情况就是如此!


Q:对于单纯人源肝微粒体或者肝细胞高清除的先导化合物应该怎样解读?

郭建军博士

1)体外肝微粒体中测出来的高CLint(内在清除率)不一定就意味着化合物的体内稳定性差。也就是大家经常提到的“体内外代谢稳定性的一致性”问题。
2)理论上,药物的内外清除率是不考虑血浆蛋白结合率的;所以理论上,内在清除率高的药物,实际体内清除率可能并不高(在血浆蛋白结合率很高的情况下)。可以用经典的充分搅拌模型和平行管模型来进行体内清除率的预测(即IVIVE法)。
3)但是,我也在实践中发现,对于高血浆蛋白结合率的药物来讲,用IVIVE法来预测清除率的话经常远远小于实际测得值。而只有在血浆蛋白结合率不那么高(“不那么高”,我可以给出一个粗略的范围就是低于90%或者是80%)的情况下,才能得到比较好的预测结果。这样的事实其实可能反映了IVIVE法本身的缺陷,比如其并没有反映以下情况:药物进入到血管后的短时间内有很大比例的药物其实为游离状态、且经受肝脏的高强度代谢(药物与血浆蛋白结合是需要时间的)。
4)同时我们需要理解到,从技术的角度来讲,血浆蛋白结合率的测定在高结合率的情况下经常会因为吸附的问题导致结合率高估(也就是游离比例低估)。即便是我们可以通过加入低比例吐温来降低吸附,也仍然会低估。这是在技术层面目前无法完全解决的问题。


Q:对于单纯人源肝微粒体或者肝细胞高清除的先导化合物应该怎样解读?

郭建军博士

5)我在本次系列讲座中的第一讲中提到了一个我非常推荐的方法,就是利用动物实验的“预测-实测”差异比例作为校正因子来对人体的IVIVE预测进行“校准”。根据我的经验,这种方法可以极大地提升预测质量。
大家可以找找我第一讲的PPT了解一下。
6)体外肝微粒体或肝细胞代谢稳定性试验,在早期的作用是用于进行高通量筛选的。一系列的结构类似物,用体外代谢稳定性试验测出的CLint来对化合物进行分级,至少在趋势上是正确的。
7)我们选择出来的PCC(或者接近于PCC的化合物),一定是综合了动物体内的药效、安全性和药代的最终考虑。在选择PCC的过程中,发现了某化合物CLint高、且动物试验提示半衰期也很短,那么大概率是要被淘汰掉的;即便不淘汰也是要进行代谢稳定性优化的;但如果仅仅只是CLint很高、但动物实验半衰期并不短,其实可能也就不需要优化了。





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