天然植物中萜類藥物的代謝動(dòng)力學(xué)研究進(jìn)展

　　摘要：萜類是一類不飽和烴類化合物，它們具有異戊二烯的基本單位。廣泛存在于植物、昆蟲(chóng)及微生物中，按其碳原子數(shù)不同分為半萜、單萜、倍半萜、二萜、三萜、四萜及多萜，其在自然界分布很廣，種類繁多，是天然化合物中最多的一類。本文綜述了天然植物中萜類不同給藥途徑的藥物代謝動(dòng)力學(xué)特性，體內(nèi)代謝情況及生物利用度，并介紹了目前常用的測(cè)定這些成分的方法。
　　關(guān)鍵詞：萜；藥物代謝動(dòng)力學(xué)；綜述
　　中圖分類號(hào)：R969.1
　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
　　文章編號(hào)：1007—2349(2008)05—0056—03
　　
　　近年來(lái)國(guó)內(nèi)外對(duì)一些藥理作用明確，甚至已經(jīng)用于臨床的萜類藥物在體內(nèi)的吸收、分布、清除、代謝和生物利用度進(jìn)行了探討，這對(duì)于弄清萜類藥物的作用機(jī)理、作用過(guò)程，對(duì)于指導(dǎo)新藥設(shè)計(jì)、了解萜類藥物藥劑的安全性也是很重要的?，F(xiàn)將近年來(lái)研究綜述如下。
　　
　　1、生物介質(zhì)中萜類的分析方法
　　
　　由于萜類種類繁多，結(jié)構(gòu)多樣，從揮發(fā)性的萜類到大分子的萜類皂甙均有異戊二烯的基本單位，所以其分析方法也多種多樣。近年來(lái)由于GC、HPLC及其與MS的聯(lián)用使生物樣品(如：血、尿、組織等)中萜類及其衍生物的測(cè)定變得簡(jiǎn)單可行。萜類中的具有揮發(fā)性的精油部分主要采用GC進(jìn)行分析，對(duì)非揮發(fā)性的二萜、三萜則采用HPLC，結(jié)合適宜的檢測(cè)器基本可以滿足不低于ng/mL的分析。目前最常用的是GC(HPLC)-MS或GC-MS-MS，并配備離子檢測(cè)器或反應(yīng)檢測(cè)器。如用其對(duì)生物介質(zhì)中痕量物質(zhì)進(jìn)行定量分析，則必需穩(wěn)定同位素的標(biāo)記。在制備測(cè)試樣品中，血或尿中的原型組分或初期代謝產(chǎn)物一般是用溶媒提取，如王氏在研究β—欖香烯時(shí)就采用乙醚提取后揮干提取液后用二硫化碳溶解后進(jìn)樣?；蛑苯佑酶鞣N沉淀劑沉淀蛋白后進(jìn)樣分析，或用溶媒提取后進(jìn)行固相分離或直接進(jìn)行固相分離后進(jìn)行分析。Chen等在研究d—檸檬烯時(shí)采用n—戊烷對(duì)大鼠全血進(jìn)行提取后在Kuderna-Danish濃縮器上進(jìn)行濃縮后殘留物進(jìn)行GC-MS分析，d—檸檬烯標(biāo)準(zhǔn)品的最低檢測(cè)限可達(dá)1ng。Yang等對(duì)人血漿中的龍腦進(jìn)行了研究。采用正已烷：二氯甲烷＝10：1提取后以樟腦為內(nèi)標(biāo)進(jìn)行GC-MSD分析。Ye等用SPE小柱對(duì)大鼠血清中的芍藥苷進(jìn)行了分離純化后以乙腈：水=18：82為流動(dòng)相在HPLC上紫外檢測(cè)波長(zhǎng)為230nm進(jìn)行檢測(cè)，其最低檢測(cè)濃度可達(dá)10ng/mL。Mauri等在研究人服用銀杏提取物后血漿中銀杏內(nèi)酯時(shí)就采用的是HPLC-MS。在血漿或各種體液中青蒿素和其代謝同系物則因缺乏紫外吸收的基團(tuán)也無(wú)熒光基團(tuán)且對(duì)熱不穩(wěn)定，所以檢測(cè)較難，現(xiàn)在則采用幾種方法對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)。第一個(gè)方法是用酸或堿使其降解為有紫外吸收的基團(tuán)，然后進(jìn)行HPLC法，另外一種方法則是HPLC檢測(cè)器換為還原性的電化學(xué)檢測(cè)器。但由于電化學(xué)檢測(cè)器較昂貴，而酸或堿降解法對(duì)樣本的去氧操作要求嚴(yán)格，都限制了其應(yīng)用，Teja等采用生物評(píng)價(jià)的方法對(duì)其進(jìn)行了研究，對(duì)體外藥物敏感性試驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn)，以二氫青蒿素的抗瘧原蟲(chóng)生長(zhǎng)劑量一反應(yīng)曲線為標(biāo)準(zhǔn)，此種方法的重現(xiàn)性好，變異系數(shù)≤10.9％，最低濃度可達(dá)2.5ng/mL，此方法比現(xiàn)行了電化學(xué)檢測(cè)器HPLC測(cè)定法所需的血漿或血清量更少且更靈敏。
　　
　　2、藥物動(dòng)力學(xué)
　　
　　2.1靜脈給藥的藥代動(dòng)力學(xué)　荷希輝等對(duì)三七皂苷股靜脈注射給正常和腦缺血再灌大鼠后的藥動(dòng)力學(xué)變化進(jìn)行了觀察。其藥代動(dòng)力學(xué)過(guò)程呈現(xiàn)一室開(kāi)放模型，在腦缺血狀態(tài)和正常狀態(tài)下的藥代動(dòng)力學(xué)參數(shù)沒(méi)有明顯差異。正常狀態(tài)下R1和Rg的t1/2、AUCO—∞CL(s)、Vd分別為(21.6±7.9)和(20.8±3.7)min、(418.7±85.9)和(1.20±0.18)mg/kg；腦缺血再灌狀態(tài)下，R1和Rgl的t1/2、AUCO—∞、CL(s)、Vd分別為(19.2±5.0)和(20.0±5.2)rain、(416.7±58.9)和(1368.0±186.3)μg/mL/min、(0.1390±0.0413)和(0.0380±0.0060)mg/kg/min、(3.31±0.54)和(1.04±0.15)mg/kg。薛明等研究了隱丹參酮及其代謝物靜脈注射給豬后的藥代動(dòng)力學(xué)，在單劑量給予10mg/kg后的藥代動(dòng)力學(xué)過(guò)程符合二室模型，其分布半衰其很小為2.36mim中央室分布容積占總分布容積的比例較小，說(shuō)明其在豬體內(nèi)分布較廣；其消除半衰其較短為64.78min。張永等對(duì)紫杉醇靜脈注射給藥后的藥代動(dòng)力學(xué)過(guò)程進(jìn)行了研究，并對(duì)其聚合物膠束的制劑進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果2種制劑體內(nèi)過(guò)程均符合二室模型，給藥后，紫杉醇迅速地分布于組織，血液中藥物濃度低，降低了血液毒性。
　　
　　2.2 口服給藥的藥代動(dòng)力學(xué)　Chow對(duì)人體服用檸檬水后體內(nèi)d—檸檬烯的代謝產(chǎn)物紫蘇酸血藥濃度進(jìn)行了測(cè)定。紫蘇酸的血藥濃度在服用1h后達(dá)峰值，24h后消除完全，藥時(shí)曲線下曲積從5.07～32.59mg/mL/h。Gelal等研究了人口服薄荷醇的分布和動(dòng)力學(xué)過(guò)程，發(fā)現(xiàn)薄荷醇在體內(nèi)很快轉(zhuǎn)化為葡萄糖醛酸結(jié)合的形式，原形幾乎檢測(cè)不到，結(jié)合型的藥物血漿半衰期為56.2min，AUC為9.2。尿中可檢到的結(jié)合型藥物為45.6％到56.6％。Rath給9個(gè)成年男性服用9g艾蒿水煎劑后采集血樣用反相高效液色譜法進(jìn)行檢測(cè)，其最大血藥藥濃度為240±75ng/mL，藥時(shí)曲線下面積為336土71ng/mL/h，在口服艾蒿水煎劑后青蒿素可被迅速吸收進(jìn)入血液，可產(chǎn)生足夠的臨床療效。
　　
　　2.3腹腔注射給藥的藥代動(dòng)力學(xué)　此種給藥途徑常用于動(dòng)物試驗(yàn)，但也有用于臨床給藥。如紫杉醇分子量高，結(jié)構(gòu)較大，主要在肝臟代謝，故腹腔內(nèi)給藥可使局部達(dá)到較高的藥物濃度，且可維持較長(zhǎng)時(shí)間。如肝癌，卵巢癌等在應(yīng)用時(shí)就采用此給藥方式，以達(dá)到用藥局部藥物濃度。Markan等對(duì)正常人腹腔內(nèi)注入紫杉醇25～175mg/kg，30min～1h后，測(cè)得腹腔內(nèi)紫杉醇濃度高達(dá)336μmol/L，到72h后仍有相當(dāng)高的紫杉槨濃度能被測(cè)到，而同時(shí)測(cè)得的血藥濃度曲線卻非常低，峰值<0.5pmol/L血藥平均濃度為腹腔內(nèi)液的1/1000以下，AUC腹/AUC血為996/93，腹腔清除率為0.42L/(rn2·d)，t1/2為73.4h。這樣，紫杉醇在用藥局部可達(dá)到很高的濃度。
　　
　　3、代謝研究
　　
　　對(duì)萜類藥物代謝的研究包括體內(nèi)代謝物的尋找和體外代謝物的分離確證。體外法又分為腸道菌群代謝研究和肝臟代謝研究，體內(nèi)則主要在尿糞和膽汁、血液中尋找到代謝產(chǎn)物。
　　
　　3.1體外代謝研究
　　3.1.1腸道菌群代謝研究　芍藥苷在和大鼠糞便進(jìn)行溫育時(shí)發(fā)現(xiàn)其可發(fā)生轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化為PM-1，但因?yàn)镻M-1缺乏紫外發(fā)色團(tuán)，其轉(zhuǎn)化率難以用HPLC直接測(cè)定。后采用芍藥甙和腸內(nèi)短乳酸桿菌在苯硫酚的作用下同溫育，可以轉(zhuǎn)化為PT-PM-1其轉(zhuǎn)化率和芍藥苷轉(zhuǎn)化為PM-1的轉(zhuǎn)化率相同，且PT-PM-1可在HPLC225nm處測(cè)到，所以可以用于替代測(cè)量芍藥苷轉(zhuǎn)化為PM-1的轉(zhuǎn)化率。Hsiu等給大鼠口服芍藥苷后發(fā)現(xiàn)其在血液中幾乎測(cè)不到，只能測(cè)到其苷元并比較了不同動(dòng)物和人類的腸菌代謝芍藥苷的不同，除兔外大鼠和豬的糞便和其共溫育均可發(fā)現(xiàn)其苷元代謝物。Kawata等將去羥梔子苷、梔子苷和人糞便共溫育時(shí)發(fā)現(xiàn)兩者可轉(zhuǎn)變?yōu)樾碌暮械锶チu梔子和梔子黃素，并采用LC-MS測(cè)定了其含量。在溫育體系中還發(fā)現(xiàn)去羥梔子苷和梔子苷的苷元。苷元含量很高而兩個(gè)含氮的化合物含量很低，在人混合腸道菌中的轉(zhuǎn)化率高于入單個(gè)腸道菌的轉(zhuǎn)化率。
　　3.1.2肝臟代謝研究　在肝臟發(fā)生的代謝主要是由肝微粒體完成，在體外的研究包括有肝細(xì)胞色素P-450體外溫育法、肝細(xì)胞體外溫育法、肝灌流等，Bun等研究發(fā)現(xiàn)紫杉醇可以在人肝微粒體酶中代謝為3種產(chǎn)物：6a羥化紫杉醇、3'—P—羥化紫杉醇和6a—3'—P—羥化紫杉醇，但其主要的代謝產(chǎn)物6a羥化紫杉醇在22人的微粒體中產(chǎn)生量相差很大，達(dá)16倍。阿霉素、櫟精、抗真菌藥可以抑制6a羥化紫杉醇生成。在體外的肝臟代謝藥物的研究也不僅局限于微粒體酶，也有進(jìn)行肝臟中其他酶代謝藥物的研究，研究發(fā)現(xiàn)在體外谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶也可參與青蒿素的代謝，將青蒿素與谷胱甘肽、NADPH、谷胱甘肽還原酶和谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶其溫育發(fā)現(xiàn)青蒿素有促進(jìn)細(xì)胞質(zhì)中NADPH氧化的作用并推測(cè)反應(yīng)過(guò)程如下：(1)青蒿素菜和谷胱甘肽作用后產(chǎn)生氧化型谷胱甘肽；(2)氧化型谷胱甘肽在谷胱甘肽還原酶作用下變?yōu)檫€原型谷胱甘肽；(3)后者通過(guò)GSSG還原酶使NADPH耗損。認(rèn)為細(xì)胞質(zhì)中的谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶可能參與了青蒿素等類似藥物的代謝。近年也有研究肝微粒體亞型代謝藥物。如青蒿素的主要是由CYP286亞型代謝，其次是由CYP3A4和CYP286代謝，最低的是CYP2A6。
　　
　　3.2體內(nèi)代謝研究　因?yàn)樵隗w外的研究和體內(nèi)所發(fā)生的代謝過(guò)程存在一定的差距，所以在體外試驗(yàn)后一般都應(yīng)進(jìn)行體內(nèi)代謝物的尋找以確認(rèn)是否體外所發(fā)生的代謝在體內(nèi)也同樣發(fā)生。有人對(duì)青蒿素在內(nèi)的抗瘧藥物在體內(nèi)外的肝臟代謝清除率進(jìn)行了比較。采用了大鼠和人的肝微粒體酶和基因重組型細(xì)胞色素P450對(duì)青蒿素體內(nèi)的清除率和代謝其的肝微粒體酶亞型進(jìn)行了研究。發(fā)現(xiàn)體外大鼠和人肝微粒對(duì)藥物的代謝速率有非常顯著的相關(guān)性。在體外試驗(yàn)中青蒿素屬于清除速率中等的藥物，而在體內(nèi)試驗(yàn)中其屬于高清除速率的藥物。Chen等研究了胡薄荷酮在F344大鼠體內(nèi)的代謝轉(zhuǎn)化，發(fā)現(xiàn)其在體內(nèi)代謝后產(chǎn)物很多，得到了14個(gè)代謝產(chǎn)物。并闡明其代謝過(guò)程主要有3條途徑：(1)羥基化后產(chǎn)生了單羥基的胡薄荷酮，然后羥基又發(fā)生葡萄糖醛酸化(2)碳碳雙鍵的斷裂產(chǎn)生非對(duì)映異構(gòu)的薄荷醇/異薄荷醇然后又發(fā)生羥基化和葡萄糖醛酸化(3)與谷胱甘肽發(fā)生作用生成非對(duì)映異構(gòu)的8—(N—乙酰半胱氨酸—S—y1)薄荷醇/異薄荷醇。
　　
　　4、吸收和生物利用度
　　
　　藥物的吸收過(guò)程于血管外給藥時(shí)存在，血管外給藥包括口服，吸入，皮下及肌肉注射，經(jīng)皮給藥，舌下給藥，直腸給藥，腹腔注射等。生物利用度則是藥物吸收進(jìn)入血循環(huán)的程度和速率，是藥物吸收進(jìn)入血液循環(huán)的相對(duì)量或吸收程度。Scha—fer等研究了不同種萜烯在體外經(jīng)皮吸收后血藥濃度，采用放射性元素標(biāo)記各種成分后在體外用動(dòng)物皮膚進(jìn)行觀察，在10min時(shí)所有萜烯類的血漿藥物濃度達(dá)最高，沒(méi)有任何一種藥物有選擇性吸收的現(xiàn)象，吸收的程度與皮膚面積有關(guān)。Chen等對(duì)比了大鼠口服和靜脈注射d一檸檬烯200mg/kg后發(fā)現(xiàn)其口服生物利用度為43％，靜脈注射的分布相半衰期為12.4min消除相半衰期為280min，口服分布相半衰期為34min，消除相半衰期為337min。Wang等對(duì)青蒿素進(jìn)行了β和γ環(huán)糊精包合后與原藥進(jìn)行其口服生物利用度的對(duì)比。采用三個(gè)參數(shù)(AUC、Cmax、Tmax)，12名成年男性口服藥物后進(jìn)行對(duì)比研究。結(jié)果表明7環(huán)糊精包合物的90％AUC可信區(qū)間與單體青蒿素相比在1.51～2.04間，Cmax在1.73～2.93間，口環(huán)糊精包合物則在1.30～1.76和1.43～2.43間，與單體青蒿素相比2種包合物均有更好的生物利用度.張典瑞等將冬凌草甲素制成固相類脂納米粒后研究其生物利用度和其在兔體內(nèi)的藥代動(dòng)力學(xué)過(guò)程，發(fā)現(xiàn)在制成固相類脂納米粒后冬凌草甲素在大鼠體內(nèi)停留時(shí)間增長(zhǎng)并有肝脾靶向作用，生物利用度提高。Kang Kw將紫杉醇和竹子提取物共同給大鼠口服后和單用紫杉醇進(jìn)行生物利用度的比較發(fā)現(xiàn)共同服用后紫杉醇的生物利用度提高?？赡艿臋C(jī)制是竹子提取物抑制了肝臟中CYP3A4酶的表達(dá)。而Choi JS等在給大鼠服用柚皮苷后再服用紫杉醇和同時(shí)服用兩種藥物后紫杉醇的絕對(duì)生物利用度也顯著提高。
　　
　　5、小結(jié)和展望
　　
　　綜上所述，萜類體內(nèi)過(guò)程的研究還比較少，也不是很深入和廣泛。由于萜類在自然界分布廣泛，揮發(fā)性的萜類靜脈注射后快速消除，半衰期不超過(guò)1h，分布容積很大，清除率高，幾乎不產(chǎn)生蓄積，而非揮發(fā)性的萜類根據(jù)其化學(xué)結(jié)構(gòu)的不同，其體內(nèi)過(guò)程不盡相同。
　　近年來(lái)，由于檢測(cè)手段和分析手段的提高，對(duì)其代謝物的尋找和確定變得容易。萜類中的甙類較多，而中藥大多為口服，所以在腸道中的代謝研究也相當(dāng)重要，如人參皂苷、三七皂苷、芍藥苷等，但大部分的研究只對(duì)其代謝物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析而對(duì)代謝物和活性及其毒性今后有待進(jìn)一步進(jìn)行研