恒兴讲堂

DMPK问题集(八)

来源:恒兴医药

Q1:血浆代谢物鉴定Ham法和等量法的应用上有何区别。有时候小动物的血药浓度暴露量不高,分析时常常会复测导致留给做鉴定的样品剩余量不足,选择Ham法可能代谢物达不到鉴定所需的浓度。这时候是否可以采用等量法,样品不足的时间点是否能用其他点来补充。

郭建军博士

1)设置单独的动物给药组,专门用于血浆代谢物的鉴定,这样在血样的量上就有保证了。采样时间点的设计上可以根据预期的药时曲线来设计,可以设置多个时间点(一个时间点一组动物),这样总能捕捉到代谢物量比较大的时间点的。
2)采用PK研究中获得的动物血浆,以pooling的方法来获得可进行简单分析的足够的血样。这里就存在您说的Hamilton和等量这两种pooling的方法了。从PK的角度来讲,Hamilton法获得的单一混合血样中的药物/代谢物浓度能粗略反映其暴露量的相对大小。等量法在这个意义上就要弱很多了。
3)血浆代谢物的鉴定,是一个定性的工作,其主要目的就是要探索给药后到底能在体内产生什么代谢物。从这个主要目的出发,其实我们并不需要太care那种pooling方法更好.如果我们已经获知了原形药的PK profile,那么可以直接根据这个信息来讲几个原形药浓度较高的样品混合起来去做鉴定即可(我们一般可以合理地推测:代谢物的profile和原型药的profile通常保持比较好的一致性)。
4)申报性研究中,通常采用单独设置的动物组来获取代谢物鉴定所需的血浆样品。因为这样的研究中更关注前面所讲的这个目的:给药后“到底”在体内产生了什么代谢物,所以需要过的足够多的且时间点丰富些的血样。

Q2:是否体外肝微粒体测出来的高CLint就意味着化合物本身的代谢稳定性差(assay有可能有问题吗)?如果体外CLint高但体内CL很好,从药物研发的角度上说是否需要去优化化合物的代谢稳定性?

郭建军博士

1)体外肝微粒体中测出来的高CLint不一定就意味着化合物的体内稳定性差,但这不是说体外肝微粒体代谢稳定性试验就没用了。
2)体外肝微粒体代谢稳定性试验,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,用肝微粒体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。
3)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。

Q3:如何知道一个化合物是肝代谢还是肾代谢,我们目前有化合物的简单的PK数据,毒理血生化数据,还是需要做其他实验?


郭建军博士

1)“肾代谢”的说法并不太准确。代谢是指产生了生物转化。尽管肾脏也存在药物代谢酶、具有一定的代谢能力,但肾脏的主要功能还是“排泄”(即将原形药物排出至尿液中)。
2)排泄的主要途径有三个,即肾排泄、胆汁排泄和肠道排泄,其中通过肾排泄的药物最终就出现在了尿液中,通过胆汁排泄和肠道排泄的药物最终就出现在了粪便中需注意的是,“排泄”这个词在DMPK中有着严格定义,其是指已经入血的原形药物被排出至体外的一个过程。在口服下,粪便中出现的原形药物并不一定都是“排泄”出来的,也有可能其中一部分就是没有被吸收入血的药物。
3)一般而言,肝代谢和肾排泄确实是药物清除的最主要的两个途径,但也可能存在着其他的代谢(如肾代谢、血液水解酶代谢)和排泄(如胆汁和肠道排泄)途径。
4)在静脉给药下,我们可以分别检测得到粪便和尿液中的原形药排出量。其中,尿液中原形药排出量占总给药量的比例,就反映了肾排泄在总体清除率中的贡献占比;而粪便中的原形药排出量占总给药量的比例就反映了胆汁排泄和肠道排泄占总清除率的贡献占比。这两个贡献占比之和就是体内排泄对总清除率的贡献。如果静脉注射下,这个贡献比达到了50%以上,就说明了排泄占优;如为50%以下,则代谢占优。
5)口服给药下,因为存在着生物利用度的问题,计算起来就有些不同了。口服下在尿液中检测到的原形药排出总量占给药量之比,还需要除以生物利用度之后才能解释为“通过肾排泄的比例”。
6)以上已经讲了如何通过实验手段、需要得到什么样的数据来搞清楚肾排泄在总清除率中的占比。您的case中,只有PK数据而无排泄数据,从数据来讲肯定是不够的。但我们可以根据一些其他信息进行初步的猜测。比如,如果总清除率与肝脏血流速率之比高于30~40%的话,几乎就可以肯定“肝代谢为体内清除的主要途径”,因为肾排泄的理论最高速率也只能达到肝血流速率的10%左右。再比如,分子量越小(小于200~250)、脂溶性越低(LogP小于2)的药物通常表现出越高的肾排泄趋势;反之,则代谢的趋势越高


Q4:同一个化合物不同的给药途径-口服,肌注,皮下,腹腔这几种途径的生物利用度会有什么区别呢?

郭建军博士

1、口服下,化合物存在着“非完全吸收”和“首过效应”的因素,这两个因素共同影响了生物利用度。口服后,药物分子总是存在着一定的“吸收时间窗”(一般是12~48h,动物体内稍短、人体内稍长),如果过了这个时间窗,没有被吸收的药物分子就没有机会了。换句话说,12~48h后,没有被吸收的药物分子就被排出至粪便了,当然也就没机会了;在首过效应上,不仅存在肝首过代谢,也存在肠首过代谢。

2、腹腔注射后的药物,不存在吸收时间窗的问题。腹腔注射后,药物通过腹膜毛细血管被吸收;因为腹膜表面极大,药物吸收比较迅速。吸收入血后,一部分汇入下腔静脉,直接回心脏(没有首过效应);一部分汇入上腔静脉,继而通过肝门静脉入肝首过代谢后回心脏。一般认为腹腔注射,生物利用度>50%,也要case-by-case。

3、肌肉注射和皮下注射,不存在吸收时间窗的问题,但吸收速率较低、吸收时间通常较长。药物从给药部位通过局部微环境的各种途径(包括“血管壁直接穿透即血液-组织液对流”、“毛细血管静脉端-组织液-毛细血管动脉端”、“组织液-淋巴管-血管”等)被吸收入血,绝大部分入血后的药物分子不经过肝脏、因此不存在肝首过效应,但存在局部可能的微量代谢酶的首过效应。总体而言,一般生物利用度很高(比如>70%)。

4、舌下给药,不存在吸收时间窗的问题,也基本不存在首过效应问题,但存在给药适应性的问题(想象一下,舌下两分钟后,你的药可能会被你的口水淹没),一般载药量不高。


Q5:同一化合物,不同的给药剂量,给药方式相同,那这MAT是随给药剂量的增加而减少么?还是不变?

郭建军博士

在完全线性PK的假设下,MAT理论上是一定的。但随着剂量的增加,一般或多或少都代入了“非线性”的因素,其中之一就是MAT增加。事实上,随着给药剂量的增加到一定程度,我们总能观察到MAT的明显增加。


Q6:这些过程在人体和动物上是类似的吗?比如PO是有显著物种差异的。ip或者im给药,人和动物的PK会有显著物种差异吗?


郭建军博士

1)我们可以将这些生物利用的过程分为三类“酶学过程“即首过代谢、“物理过程”即分子在体内的渗透(如透细胞膜)和溶解等、“生理过程”如分子随血液和组织液及淋巴液的流动过程。

2)腹腔注射/皮下注射/肌肉注射/舌下给药等方式的吸收过程在哺乳动物体和人体内的过程是类似的(尽管动物不会用舌下给药这个方式,而人也很少采用腹腔给药)。在这些过程中,首过代谢和药物溶解的对最终生物利用度的影响有限,这两者正好是口服生物利用度的最大影响因素。

综上分析,这些给药途径下,哺乳动物和人体的生物利用度比较类似。其实也可以换个思路来理解:因为这些给药方式下的生物利用度都还比较高,所以可供产生“差异”的空间就比较小了。





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