中藥多成分藥代動(dòng)力學(xué)研究：思路與方法

李川

[摘要] 藥物在體內(nèi)產(chǎn)生藥效作用有兩個(gè)前提條件，其一是給藥后藥物分子能被機(jī)體有效利用（即：能夠通過(guò)體內(nèi)的生物屏障到達(dá)作用靶位，達(dá)到并維持起效濃度）；其二是藥物分子到達(dá)作用靶位的化學(xué)形式（原型化合物或代謝物）具有與藥效關(guān)聯(lián)的生物活性。中藥藥代動(dòng)力學(xué)是中藥藥理學(xué)的重要分支，它從中藥活性成分能否被機(jī)體有效利用的角度，研究與中藥藥效和安全性相關(guān)的物質(zhì)問(wèn)題。中藥化學(xué)組成復(fù)雜，通常含眾多活性成分，許多中藥的發(fā)展經(jīng)過(guò)“臨床→研究→臨床”的過(guò)程；與此相對(duì)應(yīng)，化藥通常為單一成分，其發(fā)展一般經(jīng)過(guò)“研究→臨床”的過(guò)程；這些帶來(lái)了中藥藥代動(dòng)力學(xué)研究有別于化藥相關(guān)研究的特點(diǎn)。中藥藥代動(dòng)力學(xué)研究常圍繞臨床有效中藥，為揭示中藥藥效物質(zhì)基礎(chǔ)邁出關(guān)鍵的一步，并通過(guò)“選對(duì)成分”和“用好成分”為中藥療效的提高創(chuàng)造條件。作者主要基于其研究團(tuán)隊(duì)近年來(lái)開展的中藥多成分藥代動(dòng)力學(xué)研究工作，重點(diǎn)介紹開展這類研究的思路和方法。

[關(guān)鍵詞] 多成分藥代動(dòng)力學(xué)研究； 中藥； 中藥藥代標(biāo)識(shí)物

[Abstract] There are two prerequisites for the therapeutic action of a drug， i.e.， having sufficient bioavailability to and biopersistence at the locus of action after dosing and having intrinsic ability to produce desired pharmacodynamic effects in their major exposure forms， unchanged and metabolized. As a special branch of pharmacology of Chinese herbal medicines， pharmacokinetics is to investigate issues related to the medicines′ efficacy and safety by assessing the herbal ingredients′ bioavailability to and biopersistence at the locus of action in the body. Chinese herbal medicines are often herb combinations of complex mixture and contain multiple bioactive ingredients working in concert. Unlike most investigational synthetic drugs developed from bench to bedside， Chinese herbal medicines are often developed from bedside to bench to bedside. Accordingly， pharmacokinetic research on Chinese herbal medicines could serve as a crucial step in identifying the chemical basis of the medicines′ therapeutic actions and could facilitate development of new herbal medicines with enhanced efficacy and safety by using the right herbal ingredients in the right way. Mainly based on studies by the author′s research group， this article illustrates approach to and methodology of multi-compound pharmacokinetic research on Chinese herbal medicines.

[Key words] multi-compound pharmacokinetic research； Chinese herbal medicines； pharmacokinetic markers for Chinese herbal medicines

經(jīng)過(guò)20年中藥現(xiàn)代化的努力，中藥制藥產(chǎn)業(yè)取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，其年生產(chǎn)總值從1996年的不足250億元人民幣迅猛增長(zhǎng)至2015年的7 800億元人民幣[1]。通過(guò)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，中藥被制成片劑、膠囊劑、注射劑等現(xiàn)代藥物劑型（中成藥），來(lái)滿足臨床用藥的巨大需求。然而，由于中藥復(fù)雜的化學(xué)組成及獨(dú)特的發(fā)展歷程，目前中藥離完全概念的現(xiàn)代藥物尚有差距。一方面中藥藥用價(jià)值的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)尚低于以化藥為代表的現(xiàn)代藥物標(biāo)準(zhǔn)，另一方面中藥的臨床合理使用尚缺足夠的科技支持。中藥制藥產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展迫切需要繼續(xù)推進(jìn)中藥現(xiàn)代化，也就是用現(xiàn)代科學(xué)的原理與語(yǔ)言，闡明中藥的有效性、安全性和與有效安全關(guān)聯(lián)的質(zhì)量一致性，提供能夠讓人聽得懂、信得過(guò)的科學(xué)證據(jù)。為使中藥成為獲得國(guó)際普遍認(rèn)可的現(xiàn)代藥物，需針對(duì)其特點(diǎn)做好三方面的工作：其一是通過(guò)嚴(yán)格的隨機(jī)對(duì)照多中心臨床試驗(yàn)以驗(yàn)證中藥的有效性和安全性，其二是揭示中藥的藥效物質(zhì)基礎(chǔ)及作用機(jī)理，其三是充分展示并確保與藥效和安全性關(guān)聯(lián)的中藥質(zhì)量一致性。圍繞中成藥品種，做好這些工作將極大地提升其科技內(nèi)涵與形象、擴(kuò)大臨床用藥，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

隨著中藥制藥產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，近年來(lái)出現(xiàn)了一個(gè)重要的發(fā)展趨勢(shì)，國(guó)內(nèi)一些大型中藥制藥企業(yè)按現(xiàn)代藥物的標(biāo)準(zhǔn)投巨資開展嚴(yán)格的臨床試驗(yàn)，以評(píng)價(jià)其臨床用量大的中成藥品種的有效性和安全性。麻杏石甘-銀翹散、芪藶強(qiáng)心膠囊、芪參益氣滴丸、黃葵膠囊等中成藥的有效性和安全性在嚴(yán)格的臨床試驗(yàn)中得以驗(yàn)證，其研究結(jié)果獲得國(guó)際同行的認(rèn)可，研究工作發(fā)表于相關(guān)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的國(guó)際權(quán)威刊物[2-6]。另外，復(fù)方丹參滴丸（NCT00797953）、血脂康膠囊（NCT01327014）、扶正化瘀片（NCT00854087）、康萊特注射液（NCT00733850）、桂枝茯苓膠囊（NCT01588236）等一批中成藥先后通過(guò)了美國(guó)FDA的Ⅱ期臨床試驗(yàn)（http：//clinicaltrials.gov）[7-8]。這些按現(xiàn)代藥物標(biāo)準(zhǔn)所開展的嚴(yán)格臨床試驗(yàn)極大地提升了人們對(duì)中藥有效性和安全性的認(rèn)識(shí)，促進(jìn)了中藥制藥產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，未來(lái)將有更多的中成藥品種進(jìn)行這樣的臨床試驗(yàn)。由于中藥化學(xué)組成復(fù)雜，闡明中藥的有效性和安全性不僅需要開展嚴(yán)格的臨床試驗(yàn)，在此基礎(chǔ)上還需進(jìn)一步揭示中藥的藥效物質(zhì)基礎(chǔ)。這是因?yàn)椴幻鞔_藥效物質(zhì)基礎(chǔ)就不能說(shuō)明中藥是通過(guò)哪些化學(xué)成分發(fā)揮藥效作用，也難以說(shuō)明其藥效作用的機(jī)制和特點(diǎn)。

藥物在體內(nèi)產(chǎn)生藥效作用有2個(gè)前提條件，其一是給藥后藥物分子能被機(jī)體有效利用（即：藥物分子能夠通過(guò)體內(nèi)的生物屏障到達(dá)作用靶位，達(dá)到并維持起效濃度）；其二是藥物分子到達(dá)作用靶位的化學(xué)形式（原型化合物或代謝物）具有與藥效關(guān)聯(lián)的生物活性（藥效活性）。中藥通常含眾多化學(xué)成分，能夠成為藥效物質(zhì)基礎(chǔ)的中藥成分需要具備一定的條件，簡(jiǎn)單地講就是：這些成分應(yīng)有較好的“類藥屬性”[9]。所謂類藥屬性包括：與中藥療效關(guān)聯(lián)的生物活性（藥效活性）、用藥時(shí)的“安全性”、決定能否被機(jī)體有效利用的“藥代屬性”、在中藥中的“含量”以及能否與其他藥物“和諧共事”。由于中藥所含的各化學(xué)成分在生物活性、理化性質(zhì)、含量等方面存在明顯差異，因此中藥的藥效作用可能主要來(lái)自其所含的部分關(guān)鍵成分，而非中藥所含的全部化學(xué)成分。給藥后能被機(jī)體有效利用且具有藥效活性的中藥成分最有可能成為中藥的藥效物質(zhì)基礎(chǔ)，此外也不排除一些含量較低但具有相同藥理活性的中藥成分通過(guò)在體內(nèi)的“濃度疊加”產(chǎn)生藥效作用的可能。面對(duì)中藥的化學(xué)復(fù)雜性，作者及其研究團(tuán)隊(duì)提出：藥代動(dòng)力學(xué)可作為篩選手段，通過(guò)考察給藥后中藥成分能否被機(jī)體有效利用，發(fā)現(xiàn)值得進(jìn)一步研究的中藥成分，為揭示中藥的藥效物質(zhì)基礎(chǔ)邁出關(guān)鍵一步[10-11]。

1 開展中藥藥代動(dòng)力學(xué)研究的思路

所含成分在給藥后能被機(jī)體有效利用，是中藥在體內(nèi)產(chǎn)生藥效作用的物質(zhì)前提。對(duì)于大多數(shù)中藥而言，藥效作用的發(fā)揮需要其活性成分進(jìn)入體循環(huán)，由此到達(dá)作用靶位與受體發(fā)生作用，因此給藥后哪些中藥物質(zhì)具有顯著的系統(tǒng)暴露（在體循環(huán)血液中出現(xiàn)）是開展藥代動(dòng)力學(xué)研究首先要搞清楚的問(wèn)題。圖1所示為作者開展中藥藥代動(dòng)力學(xué)研究的初始思路。中藥含有眾多成分，各成分不僅含量高低不同，而且其藥代屬性也會(huì)因結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)的不同而不同。給藥后，由于在中藥中的含量差異，以及在吸收、分布、代謝及排泄過(guò)程中受機(jī)體因素的影響，中藥各成分的體內(nèi)暴露會(huì)出現(xiàn)明顯差異。通過(guò)對(duì)給藥前后收集的血、尿樣品進(jìn)行分析，就能發(fā)現(xiàn)中藥所含的許多成分因含量低或藥代屬性差，給藥后的體內(nèi)暴露不顯著，這些成分即使有藥效活性，可能也很難對(duì)中藥藥效產(chǎn)生貢獻(xiàn)；另一些成分因含量高且藥代屬性較好或在體內(nèi)可由其他成分轉(zhuǎn)化而來(lái)，給藥后在體內(nèi)以原型化合物或代謝物形式暴露顯著，其暴露水平可隨中藥給藥劑量的增加而提高，這些中藥成分是后續(xù)涉及中藥藥效和安全性的研究應(yīng)優(yōu)先關(guān)注的對(duì)象。如果在體內(nèi)暴露顯著的同時(shí)具有較強(qiáng)的藥效活性，這樣的中藥成分就很有機(jī)會(huì)成為中藥的藥效物質(zhì)基礎(chǔ)。藥代動(dòng)力學(xué)研究發(fā)現(xiàn)的暴露顯著的活性中藥成分或其代謝物可作為中藥的藥代標(biāo)識(shí)物（pharmacokinetic markers for Chinese herbal medicines）[9]，用以反映給藥后機(jī)體對(duì)中藥的物質(zhì)暴露，并在后續(xù)臨床研究中與中藥的藥效和安全性相關(guān)聯(lián)。

基于上述研究思路，作者及其研究團(tuán)隊(duì)在人體受試者和實(shí)驗(yàn)動(dòng)物上開展了一批中藥多成分藥代動(dòng)力學(xué)研究[9-18]。研究結(jié)果表明：不論是口服給藥還是靜脈注射給藥，給藥前的中藥化學(xué)組成物質(zhì)譜與給藥后的中藥體內(nèi)暴露物質(zhì)譜之間通常存在明顯差異。這可總結(jié)為2個(gè)“不一定”，即：給藥前在中藥中含量高的成分給藥后其體內(nèi)暴露水平“不一定”仍然高；給藥后一些體內(nèi)暴露顯著的中藥物質(zhì)（中藥成分的代謝物）“不一定”是中藥所含的成分。上述2個(gè)“不一定”突顯藥代動(dòng)力學(xué)研究對(duì)于揭示中藥藥效物質(zhì)基礎(chǔ)的重要性。圖2所示為人體受試者口服復(fù)方丹參滴丸后，在具有心血管藥效活性的丹參多酚類主要成分中，丹參素的系統(tǒng)暴露水平明顯高于其他成分的暴露水平，這是因?yàn)楹笳叩哪c道吸收差（丹酚酸A、丹酚酸B、丹酚酸D、迷迭香酸、紫草酸）或者體內(nèi)代謝過(guò)快（原兒茶醛）[9]。在人體受試者上靜脈注射丹紅注射液后，丹參素、丹酚酸D及紫草酸的系統(tǒng)暴露水平明顯高于其他丹參多酚類成分（原兒茶醛、丹酚酸B、迷迭香酸及丹酚酸A）的暴露水平（圖2）[12]。靜脈注射丹紅注射液后丹參素的暴露水平高，主要是由于該成分在注射液中的含量高于其他成分的含量。然而，丹酚酸D和紫草酸在丹紅注射液中的含量卻低于上述其他丹參多酚類成分的含量，這以上成分的暴露水平較高是由于其清除半衰期比其他成分的長(zhǎng)3～5倍，較長(zhǎng)時(shí)間的體內(nèi)循環(huán)抵消了這些成分含量相對(duì)較低對(duì)其體內(nèi)暴露帶來(lái)的不利影響。再有1個(gè)例子是關(guān)于口服給藥后三七皂苷類成分的系統(tǒng)暴露。三萜皂苷類成分是三七所含的具有心血管藥效活性的一類重要成分，主要有二醇型皂苷成分（如人參皂苷Rb1， Rd， Rc等）及三醇型皂苷成分（如人參皂苷Rg1， Re和三七皂苷R1等）。雖然2型皂苷成分化學(xué)結(jié)構(gòu)相似，但在大鼠和人體受試者上開展的藥代動(dòng)力學(xué)研究表明：經(jīng)成分劑量校正后，口服三七水提物后二醇型皂苷成分的系統(tǒng)暴露水平（AUC）仍顯著高于三醇型皂苷成分的暴露水平[10，13]。這是由于二醇型皂苷成分與三醇型皂苷成分在肝膽排泄和腎排泄2個(gè)清除途徑上存在顯著差異[19]。在人體受試者上開展的研究還發(fā)現(xiàn)：口服給藥后三七皂苷類成分以三類化學(xué)形式進(jìn)入體內(nèi)循環(huán)，包括：由腸道吸收的原型成分、在結(jié)腸微生物作用下水解脫糖形成的代謝物（化合物-K，二醇型苷元原人參二醇及三醇型苷元原人參三醇）、以及脫糖代謝物在宿主腸肝P450酶作用下生成的代謝物（圖3）。比較三七皂苷類成分的上述三類物質(zhì)形式在人體內(nèi)的暴露水平可知，口服給藥后三七皂苷類成分主要以代謝物的形式（而非原型成分的形式）在體內(nèi)產(chǎn)生暴露，這些代謝物是研究口服給藥后三七皂苷類成分的體內(nèi)藥效作用及其機(jī)制所應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注的物質(zhì)對(duì)象。

2 中藥多成分藥代動(dòng)力學(xué)研究方法及關(guān)鍵技術(shù)

中藥化學(xué)組成復(fù)雜，一般含有眾多具有藥效活性的成分。針對(duì)中藥的這一特點(diǎn)，開展中藥多成分藥代動(dòng)力學(xué)

A.來(lái)自復(fù)方丹參在滴丸的丹參多酚類成分的成分劑量；B.口服給藥復(fù)方丹參滴丸后丹參多酚成分的系統(tǒng)暴露水平；C.來(lái)自丹紅注射液的丹參多酚類成分的成分劑量；D.靜注給藥丹紅注射液后丹參多酚類成分的系統(tǒng)暴露水平。

研究，考察給藥后中藥成分能否被機(jī)體有效利用，其目的就是在中藥化學(xué)研究與中藥成分的藥效活性研究之間搭建橋梁，為揭示中藥的藥效物質(zhì)基礎(chǔ)邁出關(guān)鍵一步。開展中藥多成分藥代動(dòng)力學(xué)研究有2類基本方法[20]。研究方法之一被歸納為“藥效→物質(zhì)”方法，它是圍繞一類具有藥效活性的中藥成分，在人體受試者和實(shí)驗(yàn)動(dòng)物上開展研究，比較給藥后不同成分的體內(nèi)暴露，找出暴露顯著的中藥成分及其代謝物，并研究這些中藥物質(zhì)的藥代動(dòng)力學(xué)特征和體內(nèi)變化過(guò)程，由此找出有可能影響中藥藥效或安全性的中藥物質(zhì)[9-10]。研究方法之二被歸納為“物質(zhì)→藥效”方法，它是從中藥所含的能被現(xiàn)有分析技術(shù)檢測(cè)到的所有成分出發(fā)，利用高載量和高通量技術(shù)考察不同成分的藥代屬性，根據(jù)給藥后體內(nèi)暴露情況找出能被機(jī)體有效利用的中藥物質(zhì)，為后續(xù)涉及中藥藥效和安全性的研究指明應(yīng)優(yōu)先關(guān)注的中藥物質(zhì)[14]。目前針對(duì)中成藥品種所開展的多成分藥代動(dòng)力學(xué)研究正是基于上述2類基本研究方法的結(jié)合。

圍繞某個(gè)中成藥品種，在健康人體受試者上和大鼠等實(shí)驗(yàn)動(dòng)物上開展的多成分藥代動(dòng)力學(xué)研究，應(yīng)回答3個(gè)問(wèn)題：①被研中成藥品種的化學(xué)組成及質(zhì)量一致性如何？回答該問(wèn)題是開展藥代動(dòng)力學(xué)研究的第一步，這是因?yàn)橹谐伤幒惺裁闯煞旨捌浜扛叩褪菦Q定給藥后體內(nèi)中藥物質(zhì)暴露的一個(gè)重要因素。另外，在人體受試者和實(shí)驗(yàn)動(dòng)物上進(jìn)行的藥代動(dòng)力學(xué)研究通常都只用某一生產(chǎn)批次的中成藥開展工作，這就需要了解用該批次中成藥獲得的藥代動(dòng)力學(xué)研究結(jié)果是否能推廣至該中成藥的其他批次產(chǎn)品。②給藥后被研中成藥所含的哪些成分能產(chǎn)生顯著的系統(tǒng)暴露？研究中成藥所含成分能否被機(jī)體有效利用首先要看給藥后這些成分在體循環(huán)血液中的出現(xiàn)情況，也就是成分的系統(tǒng)暴露?？疾煜到y(tǒng)暴露，既要看成分的暴露水平（可用曲線下面積AUC及峰濃度Cmax等藥動(dòng)學(xué)參數(shù)來(lái)表達(dá)），也要看成分的暴露形式（原型成分或代謝物）。③給藥后暴露顯著的中藥成分有怎樣的藥動(dòng)學(xué)、吸收及體內(nèi)變化過(guò)程特征？對(duì)該問(wèn)題的回答就是圍繞暴露顯著的中藥成分，進(jìn)一步考察與被研中成藥藥效和安全性關(guān)聯(lián)的這些成分的藥代動(dòng)力學(xué)特征。這些特征包括：中藥成分的體內(nèi)清除半衰期、中成藥的給藥劑量與成分暴露水平的關(guān)系（量-暴關(guān)系）、中藥成分的吸收機(jī)制及影響因素、中藥成分的體內(nèi)到達(dá)性（能與何處的受體結(jié)合）和組織分布特征（重點(diǎn)是藥效靶組織、毒副作用靶組織、關(guān)鍵清除組織和產(chǎn)生藥代機(jī)制藥物間相互作用靶組織等）、中藥成分在體內(nèi)的主要清除途徑及相關(guān)分子作用機(jī)制等。

為了回答上述3個(gè)問(wèn)題，中藥多成分藥代動(dòng)力學(xué)研究可按照“一個(gè)基礎(chǔ)、一個(gè)中心、兩個(gè)協(xié)助、三個(gè)支撐”的工作模式來(lái)開展?！耙粋€(gè)基礎(chǔ)”是指：開展藥代動(dòng)力學(xué)研究時(shí)首先搞清楚被研中成藥的化學(xué)組成（特別應(yīng)關(guān)注已報(bào)道具有藥效活性的成分在被研中成藥中的存在情況）及其不同生產(chǎn)批次的質(zhì)量一致性?！耙粋€(gè)中心”是指：按照規(guī)定的臨床劑量考察給藥后被研中成藥的成分在人體受試者上的系統(tǒng)暴露情況，找出暴露顯著的中藥成分（包括其暴露的水平和形式），特別應(yīng)關(guān)注那些已報(bào)道具有藥效活性的成分的系統(tǒng)暴露情況?！皟蓚€(gè)協(xié)助”是指：作為對(duì)上述人體受試者研究的補(bǔ)充，在大鼠等實(shí)驗(yàn)動(dòng)物上開展被研中成藥的藥代動(dòng)力學(xué)研究，并圍繞在人體受試者上發(fā)現(xiàn)的主要暴露成分開展體外藥代研究，以幫助全面了解體內(nèi)暴露顯著的中藥成分的藥代動(dòng)力學(xué)特征，尤其是與藥效作用或毒副作用關(guān)聯(lián)的藥代動(dòng)力學(xué)特征。在了解種屬差異的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步開展動(dòng)物藥代動(dòng)力學(xué)研究可幫助獲得給藥后的量-暴關(guān)系、吸收特征及影響因素、組織分布特征、在體內(nèi)的主要清除途徑及藥代基質(zhì)效應(yīng)（中藥成分的系統(tǒng)暴露和藥動(dòng)學(xué)特征受中成藥中其他成分的影響）等信息。體外藥代研究包括：體外代謝試驗(yàn)（幫助鑒定體內(nèi)代謝物、比較代謝種屬差異及鑒定起關(guān)鍵作用的人代謝酶等）、體外轉(zhuǎn)運(yùn)試驗(yàn)（研究被動(dòng)擴(kuò)散所涉及的膜通透性、鑒定介導(dǎo)主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)的轉(zhuǎn)運(yùn)體并比較相關(guān)種屬差異等）、血漿蛋白結(jié)合試驗(yàn)、全血-血漿分配比試驗(yàn)等。“三個(gè)支撐”是指：研究前的情報(bào)收集與分析、基于色譜-質(zhì)譜技術(shù)的樣品分析及研究數(shù)據(jù)分析。由于中藥藥代動(dòng)力學(xué)研究涉及中藥和機(jī)體2個(gè)復(fù)雜體系，因此研究前的情報(bào)收集與分析對(duì)于讓實(shí)驗(yàn)研究能更快地抓住關(guān)鍵、減少盲目及提高效率十分重要。為了給實(shí)驗(yàn)研究提供更好的幫助，樣品分析需要具備化合物高載量和樣品高通量的性能特點(diǎn)。研究數(shù)據(jù)分析不僅包括藥動(dòng)學(xué)參數(shù)計(jì)算，還可利用生理藥代動(dòng)力學(xué)（PBPK）建模與預(yù)測(cè)來(lái)獲取更多在人體上的中藥成分藥代動(dòng)力學(xué)信息，此外采用正確的數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)方法也是產(chǎn)生準(zhǔn)確信息的一個(gè)前提條件。

除上述研究方法外，開展中藥多成分藥代動(dòng)力學(xué)研究還需發(fā)展與之相配套的關(guān)鍵技術(shù)。由于涉及中藥和機(jī)體2個(gè)復(fù)雜體系，通常需要將不同類別的研究技術(shù)整合在一起，形成能適應(yīng)多成分特點(diǎn)、具備某方面研究功能的技術(shù)群。支持中藥藥代動(dòng)力學(xué)研究的技術(shù)群包括：中藥情報(bào)收集與分析技術(shù)群、復(fù)雜生物樣品微量中藥物質(zhì)分析技術(shù)群、中藥體內(nèi)代謝物制備和純化技術(shù)群、藥代動(dòng)物實(shí)驗(yàn)技術(shù)群、中藥化合物通過(guò)生物屏障研究技術(shù)群、中藥化合物體內(nèi)清除研究技術(shù)群、中藥藥代標(biāo)識(shí)物發(fā)現(xiàn)鑒定技術(shù)群、中藥藥代研究數(shù)據(jù)分析技術(shù)群等。例如：應(yīng)用低濃度電解質(zhì)效應(yīng)（low concentration electrolyte effects），通過(guò)提高電噴霧電離（ESI）源的離子化效率（ionization efficiency）和離子化容量（ionization capacity），來(lái)增強(qiáng)被測(cè)化合物的檢測(cè)響應(yīng)、降低復(fù)雜生物樣品基質(zhì)效應(yīng)（matrix effects）干擾并提高定量檢測(cè)上限，將其與脈沖梯度色譜洗脫技術(shù)相結(jié)合，可有效提高液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)用于分析復(fù)雜生物樣品中微量中藥物質(zhì)的效能（圖4）[21-26]。中藥所含的一些藥效活性成分因具有揮發(fā)性，一直難以準(zhǔn)確靈敏地在生物樣品中對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)分析。冰片的單萜類成分龍腦、異龍腦及其代謝物樟腦正是這樣的揮發(fā)性中藥物質(zhì)，應(yīng)用氣相色譜-質(zhì)譜的“程序升溫汽化”（programmable temperature vaporizing， PTV）進(jìn)樣技術(shù)結(jié)合“微萃取”樣品前處理技術(shù)可解決這一分析難題，促進(jìn)了冰片的藥代動(dòng)力學(xué)研究，該項(xiàng)技術(shù)可推廣至分析其他揮發(fā)性中藥物質(zhì)[17]。圖5所示的是將體內(nèi)（in vivo；大鼠藥代研究）、體外（in vitro；中藥物質(zhì)與藥物代謝酶和轉(zhuǎn)運(yùn)體的相互作用）、計(jì)算機(jī)輔助（in silico；中藥物質(zhì)的理化性質(zhì)）、分析等技術(shù)整合在一起，用于評(píng)價(jià)不同中藥成分能否通過(guò)“腸肝屏障”和“血腦屏障”的技術(shù)群[27]。

3 研究實(shí)例：銀杏酮酯及其制劑的多成分藥代動(dòng)力學(xué)研究

20世紀(jì)60年代德國(guó)人Willmar Schwabe博士開發(fā)了國(guó)際上首個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化銀杏葉提取物及其制劑[28]。我國(guó)是銀杏葉資源大國(guó)，國(guó)家食品藥品監(jiān)督管理總局（CFDA）先后批準(zhǔn)了100多個(gè)銀杏葉提取物制劑品種上市。在防治心腦血管疾病的中藥和植物藥制劑中，銀杏葉提取物制劑多年來(lái)一直在國(guó)內(nèi)醫(yī)院處方用量方面名列前茅。供血不足是許多心腦血管疾病的一個(gè)共同特點(diǎn)，銀杏葉提取物的許多藥效作用都與其改善血液循環(huán)和供血有關(guān)。因此，搞清楚給藥后銀杏葉提取物中的成分的系統(tǒng)暴露藥代動(dòng)力學(xué)特征十分重要。此外，研究還發(fā)現(xiàn)銀杏葉提取物及其成分具有神經(jīng)保護(hù)作用，然而銀杏葉提取物的成分能否透過(guò)血腦屏障尚不清楚；近年來(lái)開展的臨床研究也未得出一致的結(jié)論證明銀杏葉提取物制劑有益于老年癡呆等神經(jīng)退行性病變，這些臨床研究的試驗(yàn)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)解釋均缺乏藥代動(dòng)力學(xué)的支持。銀杏酮酯（GBE50）是上藥集團(tuán)上海杏靈科技藥業(yè)采用具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新技術(shù)生產(chǎn)的一種標(biāo)準(zhǔn)化銀杏葉提取物，為了幫助企業(yè)提升該產(chǎn)品的科技內(nèi)涵，作者研究團(tuán)隊(duì)開展了銀杏酮酯及其制劑的多成分藥代動(dòng)力學(xué)研究[14-15]。該項(xiàng)研究重點(diǎn)回答兩方面的問(wèn)題，其一、口服給藥后銀杏酮酯的哪些成分能夠從胃腸道吸收，進(jìn)入體循環(huán)被機(jī)體顯著利用？其二、給藥后銀杏黃酮醇和內(nèi)酯兩類成分在大鼠體內(nèi)有怎樣的系統(tǒng)暴露和腦暴露？不同給藥途徑（靜脈注射和口服）對(duì)此有何影響？

藥物通過(guò)“腸肝屏障”主要涉及腸道吸收和首過(guò)清除2個(gè)環(huán)節(jié)。影響口服藥的腸道吸收的因素包括：藥物分子的膜通透性、水溶性及腸上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)體的外排作用等。首過(guò)清除涉及：藥物分子在腸上皮細(xì)胞中的代謝、在肝細(xì)胞中的代謝、隨膽汁排泄等。為了研究腸肝屏障各環(huán)節(jié)對(duì)銀杏酮酯成分的影響及口服給藥后銀杏酮酯成分的系統(tǒng)暴露情況，首先應(yīng)用液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)對(duì)銀杏酮酯的成分譜進(jìn)行系統(tǒng)分析。在此基礎(chǔ)上，采用體外Caco-2細(xì)胞單層模型及計(jì)算機(jī)建模和預(yù)測(cè)技術(shù)，研究銀杏葉化合物的膜通透性、水溶性以及腸上皮細(xì)胞外排轉(zhuǎn)運(yùn)體的影響，根據(jù)可吸收銀杏葉化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)其可能發(fā)生的首過(guò)代謝反應(yīng)，并結(jié)合體外代謝試驗(yàn)研究其在人體和大鼠腸、肝中的代謝，通過(guò)灌胃給藥在大鼠上考察銀杏酮酯成分的系統(tǒng)暴露，并考察原型化合物及其主要代謝物隨大鼠膽汁排泄的情況等。在銀杏酮酯中共檢測(cè)出72種銀杏葉成分（圖6），這些成分主要?dú)w為：內(nèi)酯、黃酮（包括黃酮醇、黃酮、異黃酮、雙黃酮和黃烷醇等）和羧酸三大類；不同成分在銀杏酮酯中的含量相差較大（0.01～55.3 mg·g-1）。雖然膜通透性差影響了黃酮醇苷類成分的腸道吸收，但灌胃給藥后大鼠血中仍可檢測(cè)到多個(gè)銀杏酮酯的黃酮醇苷類成分；黃酮醇苷成分可在結(jié)腸中微生物作用下水解生成易于吸收的苷元化合物，吸收后的黃酮醇苷元化合物迅速被代謝，所生成的Ⅱ相葡萄糖醛酸結(jié)合物和硫酸酯結(jié)合物等可在大鼠血中檢測(cè)到。另外，經(jīng)腸道吸收的槲皮素苷化合物（屬黃酮醇苷類成分）和槲皮素的葡萄糖醛酸結(jié)合物由于具有兒茶酚結(jié)構(gòu)，可被甲基化生成相應(yīng)的異鼠李素苷化合物（屬黃酮醇苷類化合物）和葡萄糖醛酸結(jié)合物。內(nèi)酯類成分具有中等膜通透性，雖然體外實(shí)驗(yàn)提示銀杏內(nèi)酯A和銀杏內(nèi)酯B是腸上皮細(xì)胞外排轉(zhuǎn)運(yùn)體P-gp和MRP2的底物，但膜通透性似乎是影響這類銀杏葉成分腸道吸收的關(guān)鍵因素。較差的膜通透性和水溶性限制了銀杏酮酯的雙黃酮類成分在腸道的吸收；銀杏酮酯的其他類成分由于含量低，因此在給藥后難以在大鼠血中檢測(cè)到。總之，灌胃給藥后體內(nèi)暴露較顯著的銀杏酮酯物質(zhì)為黃酮醇的代謝物和內(nèi)酯類成分，這2類銀杏葉物質(zhì)有不少藥效活性的報(bào)道，因此值得在后續(xù)研究中重點(diǎn)關(guān)注。

針對(duì)銀杏葉提取物改善供血和保護(hù)神經(jīng)細(xì)胞的藥效作用，進(jìn)一步的藥代動(dòng)力學(xué)研究工作著力于考察給藥后銀杏黃酮醇及內(nèi)酯2類活性成分的系統(tǒng)暴露和腦暴露情況，并比較口服（銀杏酮酯）和靜脈注射（舒血寧注射液）2種途徑給藥所帶來(lái)的差異。這部分研究工作在大鼠上開展，利用微透析技術(shù)采集大腦細(xì)胞間液以考察化合物透過(guò)血腦屏障的情況，試驗(yàn)獲得的生物樣品用液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)進(jìn)行分析。研究發(fā)現(xiàn)：給藥后在大鼠體內(nèi)黃酮醇類和內(nèi)酯類成分表現(xiàn)出不同的清除動(dòng)力學(xué)特征，其中黃酮醇類成分（代謝物是其重要的暴露形式之一）的半衰期較長(zhǎng)（11.6～30.2 h）、內(nèi)酯類成分的較短（0.3～0.9 h）；由此影響兩類銀杏葉成分的系統(tǒng)暴露水平。上述清除動(dòng)力學(xué)特征的差異是由于在大鼠體內(nèi)黃酮醇類成分能進(jìn)行腸肝循環(huán)，而內(nèi)酯類成分因較快的腎排泄難以進(jìn)行腸肝循環(huán)（圖7）。給藥大鼠（按三倍臨床劑量折算出大鼠的給藥劑量）后黃酮醇苷成分及代謝物難以透過(guò)血腦屏障；內(nèi)酯類成分的腦暴露水平也較低（圖8），這比報(bào)道的銀杏葉內(nèi)酯類化合物展現(xiàn)體外神經(jīng)保護(hù)作用所需的濃度低2～3個(gè)數(shù)量級(jí)[29-32]；很低的腦暴露水平似乎難以支持這些銀杏葉成分在體內(nèi)產(chǎn)生對(duì)神經(jīng)元細(xì)胞的直接保護(hù)作用?？诜挽o脈注射2種途徑給藥后，銀杏葉成分的系統(tǒng)暴露相差很大。口服給藥后，黃酮醇苷原型成分難以通過(guò)腸肝屏障進(jìn)入體循環(huán)，水解脫糖后經(jīng)Ⅱ相結(jié)合反應(yīng)生成的代謝物是這類銀杏葉成分在進(jìn)入體循環(huán)后的主要暴露形式；通過(guò)靜脈注射給藥可讓黃酮醇苷原型成分在體循環(huán)中產(chǎn)生顯著暴露。銀杏葉內(nèi)酯類成分的暴露差異主要取決于它們?cè)趦煞N制劑中的含量高低。銀杏內(nèi)酯C在口服給藥時(shí)是例外，因其較差的腸道吸收限制了系統(tǒng)暴露水平。白果內(nèi)酯在注射劑中的含量很低，靜脈注射給藥后該成分在血中難以被檢測(cè)。了解兩類銀杏葉活性成分的體內(nèi)暴露，有利于更精準(zhǔn)地研究這些成分的藥效作用，并對(duì)“選對(duì)成分、用好成分”以提高銀杏葉提取物制劑的臨床療效具有積極的意義。上述研究是對(duì)銀杏葉提取物給藥后體內(nèi)物質(zhì)暴露認(rèn)識(shí)的突破，基本打通了相關(guān)技術(shù)路線；后續(xù)研究將重點(diǎn)在人體受試者上開展銀杏酮酯制劑的多成分藥代動(dòng)力學(xué)研究，檢測(cè)給藥后銀杏酮酯體內(nèi)暴露物質(zhì)的心腦血管藥效活性，考察銀杏酮酯制劑與化藥合用時(shí)出現(xiàn)藥代機(jī)制不良相互作用的風(fēng)險(xiǎn)等，這些研究將為優(yōu)化銀杏酮酯制劑的臨床用藥和提高臨床療效提供科學(xué)依據(jù)。

4 中藥藥代標(biāo)識(shí)物（pharmacokinetic markers of Chinese herbal medicines）

中藥藥代動(dòng)力學(xué)研究涉及中藥和機(jī)體2個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)，

為了促進(jìn)中藥藥代動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)研究成果向臨床應(yīng)用轉(zhuǎn)化，作者等提出了“中藥藥代標(biāo)識(shí)物”概念。中藥藥代標(biāo)識(shí)物是指用給藥后體內(nèi)出現(xiàn)的并可被現(xiàn)有分析技術(shù)檢測(cè)的中藥物質(zhì)（原型成分或代謝物），來(lái)反映或預(yù)測(cè)與中藥藥效或安全性關(guān)聯(lián)的中藥體內(nèi)物質(zhì)暴露、影響暴露的因素及與暴露相關(guān)的其他因素。首個(gè)中藥藥代標(biāo)識(shí)物是作者及其研究團(tuán)隊(duì)在圍繞復(fù)方丹參滴丸開展丹參多酚類活性成分藥代動(dòng)力學(xué)研究時(shí)發(fā)現(xiàn)的[9]。研究發(fā)現(xiàn)丹參素具有較好的腸道吸收和適中的體內(nèi)清除，丹參素是口服復(fù)方丹參滴丸后唯一系統(tǒng)暴露水平（以原型成分形式）顯著的丹參多酚類成分，其暴露水平隨復(fù)方丹參滴丸劑量的增加而增加并呈線性量暴關(guān)系，因此血中測(cè)到的丹參素可作為一個(gè)藥代標(biāo)識(shí)物，用來(lái)反映給藥后機(jī)體對(duì)復(fù)方丹參滴丸的丹參多酚類成分的暴露。

三萜皂苷類成分是三七的一類藥效活性成分（主要包括二醇型皂苷成分和三醇型皂苷成分），人體口服三七水提物后皂苷類成分會(huì)發(fā)生組合代謝（combinatorial metabolism），即在結(jié)腸中微生物和宿主腸肝P450酶作用下先水解脫糖再氧化；最后生成的代謝物的系統(tǒng)暴露水平顯著高于從腸道吸收的原型成分的暴露水平。然而，上述代謝物的暴露水平在個(gè)體間差異很大、且呈現(xiàn)不隨三七提取物劑量增加而增加的量暴關(guān)系。在此，作者及其研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)三七皂苷類成分腸道吸收前水解脫糖生成的代謝物（原人參二醇和原人參三醇）可在人血中測(cè)到并作為藥代標(biāo)識(shí)物；分別用來(lái)反映給藥后二醇型和三醇型皂苷成分的上述組合代謝最終產(chǎn)物在暴露水平上的個(gè)體間差異及其濃度隨時(shí)間的變化[13]。這是第二種類型的中藥藥代標(biāo)識(shí)物，可用于反映劑量非依賴型體內(nèi)中藥物質(zhì)的暴露特征。在上述組合代謝中結(jié)腸微生物介導(dǎo)的水解脫糖是整個(gè)代謝過(guò)程的限速步驟，人體結(jié)腸中微生物的酶水解活性強(qiáng)弱決定了上述組合代謝最終產(chǎn)物暴露水平的高低。作者研究團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)人血中測(cè)到的原人參二醇和原人參三醇可用來(lái)反映不同個(gè)體間結(jié)腸中微生物酶水解活性的差異；這是第三種類型的中藥藥代標(biāo)識(shí)物，可用于反映中藥物質(zhì)體內(nèi)暴露的影響因素。在開展中藥注射劑多成分藥代動(dòng)力學(xué)研究時(shí)，作者及其研究團(tuán)隊(duì)提出中藥成分的劑量（由中藥成分在注射液中的含量與中藥注射劑的日給藥劑量相乘獲得）與其半衰期結(jié)合可作為藥代標(biāo)識(shí)物，用來(lái)預(yù)測(cè)靜注給藥后中藥注射液成分系統(tǒng)暴露水平的高低[12]。隨著中藥藥代動(dòng)力學(xué)研究的不斷擴(kuò)展和深入，更多的中藥藥代標(biāo)識(shí)物將被發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用，新的藥代標(biāo)識(shí)物可能被用來(lái)反映或預(yù)測(cè)與中藥體內(nèi)物質(zhì)暴露相關(guān)的中藥有效性、安全性及患者病情因中藥治療帶來(lái)的變化等，幫助選擇最適合中藥治療的患者等。

5 中藥多成分藥代動(dòng)力學(xué)研究的展望

通過(guò)多年的探索與努力，中藥多成分藥代動(dòng)力學(xué)研究已在方法與技術(shù)上取得了突破，這類研究正逐步圍繞更多的中成藥品種而開展，并在中成藥品種科技提升中發(fā)揮作用。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步開展方法學(xué)研究，讓中藥多成分藥代動(dòng)力學(xué)研究從“探索”走向“規(guī)范化”，將有利于這類研究工作的推廣。另一方面，圍繞中成藥品種開展多成分藥代動(dòng)力學(xué)研究，后續(xù)可進(jìn)一步從以下幾個(gè)方面開展工作。

5.1 揭示中藥的藥效物質(zhì)基礎(chǔ) 開展多成分藥代動(dòng)力學(xué)研究，全面考察給藥后中藥的體內(nèi)物質(zhì)暴露，找出那些能被機(jī)體顯著利用的中藥物質(zhì)，為揭示中藥的藥效物質(zhì)基礎(chǔ)邁出關(guān)鍵一步。后續(xù)研究工作可從三個(gè)方面來(lái)進(jìn)行：檢測(cè)中藥體內(nèi)暴露物質(zhì)（原型成分及代謝物）與中藥療效相關(guān)的生物活性（藥效活性）、研究如何將這些中藥物質(zhì)的藥效活性轉(zhuǎn)化為中藥的整體療效、研究中藥多種物質(zhì)在藥效作用協(xié)同或疊加的同時(shí)能否“藥代和諧”（pharmacokinetic compatability）。所謂藥代和諧是指：藥物一同使用時(shí)不會(huì)發(fā)生影響藥物有效性或安全性的藥代機(jī)制藥物間相互作用（pharmacokinetic drug-drug interactions）。

5.2 研究中藥與化藥合用引發(fā)藥代機(jī)制相互作用的風(fēng)險(xiǎn) 中藥在臨床上大量使用，其原因之一就是在藥效作用上與化藥形成互補(bǔ)，且長(zhǎng)期用藥較為安全。中藥和化藥成功地聯(lián)合使用不僅取決于這類藥效作用的協(xié)同或疊加，也取決于中藥和化藥之間能否藥代和諧。開展中藥制劑與化藥合用引起藥代機(jī)制相互作用的風(fēng)險(xiǎn)研究，不僅需要全面認(rèn)識(shí)給藥后中藥在人體內(nèi)的物質(zhì)暴露，而且也要了解能影響中藥藥效活性成分體內(nèi)暴露的關(guān)鍵清除途徑及相關(guān)分子機(jī)制。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合中藥的臨床用藥情況，從中藥藥效活性成分體內(nèi)暴露水平被化藥改變（中藥物質(zhì)作為substrate victims）、以及體內(nèi)暴露顯著的中藥物質(zhì)改變化藥的暴露水平（中藥物質(zhì)作為perpetrators）兩個(gè)角度開展研究[33-34]。

5.3 開展患者和特殊人群的中藥多成分藥代動(dòng)力學(xué)研究 給藥后藥物的體內(nèi)暴露是決定其藥效和用藥安全的一個(gè)重要因素。大量研究表明患者的病理生理狀況及其接受的其他治療可使藥物在患者體內(nèi)的暴露及藥代動(dòng)力學(xué)特征與在正常人體內(nèi)的情況相比出現(xiàn)明顯差異，這些差異主要?dú)w因于臟器組織的血液灌注、毛細(xì)血管的通透性、肝臟等臟器組織中多種蛋白的合成、肝腎功能等出現(xiàn)了改變。近年來(lái)，多種疾病中涉及的炎癥反應(yīng)和免疫反應(yīng)等改變藥物代謝酶、轉(zhuǎn)運(yùn)體及血漿蛋白的表達(dá)量和活性也引起人們的高度重視，這些都可造成藥物的體內(nèi)藥代動(dòng)力學(xué)特征的顯著變化[35，37]。因此，在正常人體受試者上開展研究后，應(yīng)進(jìn)一步在患者上開展中藥藥代動(dòng)力學(xué)研究，這不僅有利于中藥臨床合理用藥、發(fā)現(xiàn)易從中藥治療獲益的患者，而且還可為開展考察中藥有效性和安全性的臨床試驗(yàn)提供支持。

5.4 開展中藥的制劑工藝考察，促進(jìn)中藥質(zhì)量一致性提升

在開展中藥多成分藥代動(dòng)力學(xué)研究時(shí)，需要建立檢測(cè)功能強(qiáng)大的中藥物質(zhì)分析方法，這些分析方法除了用于中藥的多成分藥代動(dòng)力學(xué)研究外，還可用于分析制劑生產(chǎn)工藝各環(huán)節(jié)對(duì)中成藥產(chǎn)品最終質(zhì)量的影響，并用于找出工藝流程中影響不同生產(chǎn)批次中成藥質(zhì)量一致性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和因素。這項(xiàng)研究工作對(duì)于闡明和保證中成藥質(zhì)量的一致性具有重要的意義。

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