燈盞乙素生物利用度影響因素研究進(jìn)展

林 慧， 徐天瑞， 郭曉汐， 楊 洋， 安 輸， 向 誠

(昆明理工大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，云南 昆明 650500)

燈盞乙素又名野黃芩苷，是燈盞細(xì)辛的主要活性成分。燈盞細(xì)辛及其提取物燈盞花素療效確切，已被制成多種劑型用于心腦血管疾病的臨床治療，其主要活性成分燈盞乙素可通過抑制GSK3β信號通路、小膠質(zhì)細(xì)胞炎癥活化及調(diào)節(jié)一氧化氮合酶亞型和血管生成因子的表達(dá)等方式對心腦血管系統(tǒng)起到保護(hù)作用[1-3]。近年來，燈盞乙素被認(rèn)為可能是一種有前途的抗癌藥物[4-6]。雖然燈盞細(xì)辛類藥物在臨床治療方面具有顯著效果，但其主要活性成分燈盞乙素生物利用度極低，在小鼠、大鼠、Beagle犬、家兔、人灌胃給藥絕對生物利用度分別為5.05%[7]、4.98%[8]、(0.40±0.19)%[9]、(0.18±0.15)%[10]、4.17%[8]，嚴(yán)重制約燈盞細(xì)辛類藥物研究發(fā)展。本文從燈盞乙素在體內(nèi)的吸收、分布、代謝、排泄方面出發(fā)，對燈盞乙素在體內(nèi)生物利用度低的原因及改善方法進(jìn)行綜述，以期為燈盞乙素的開發(fā)采用提供新思路。

1 吸收

1.1 胃腸道吸收對燈盞乙素生物利用度影響 藥物在胃腸道中首先要為溶解狀態(tài)才能被吸收，然而燈盞乙素的溶解度低，在水中僅為14～20 μg/mL，且其溶解度與pH值有關(guān)[11]。丁江生等[12]和譚建玲[13]采用在體腸灌流法和外翻腸囊法探討燈盞乙素的吸收機(jī)理，研究發(fā)現(xiàn)，燈盞乙素在大鼠小腸各腸段均有較好吸收且吸收無飽和現(xiàn)象，吸收機(jī)制主要為被動擴(kuò)散，吸收不受pH值的影響，提示可能是燈盞乙素的低溶解度影響其在胃腸道的吸收劑量。

燈盞乙素結(jié)構(gòu)式中4′-OH對活性影響較大，糖基和7-OH為抗缺氧活性的非必須基團(tuán)[14]。目前已有研究通過前藥設(shè)計(jì)、優(yōu)化藥物劑型和制備工藝改善燈盞乙素的吸收。遲波[15]以水溶性殼聚糖衍生物和聚天冬酰胺衍生物為載體，合成的燈盞乙素大分子前藥溶解度明顯提高，且燈盞乙素經(jīng)高分子衍生化后，其體內(nèi)半衰期和達(dá)峰時(shí)間延長，生物利用度得到改善。周威等[16]采用溶劑法制備的燈盞乙素磷脂復(fù)合物和燈盞乙素磷脂復(fù)合物固體分散體在腸道各部位的吸收速率常數(shù)均大于燈盞乙素，其中燈盞乙素磷脂復(fù)合物固體分散體的小腸吸收速率常數(shù)達(dá)到(24.48±0.65)×10-2μg/(min·cm2)，有效促進(jìn)燈盞乙素在腸道的吸收。

1.2 藥物轉(zhuǎn)運(yùn)體對燈盞乙素體內(nèi)吸收影響 藥物與體內(nèi)藥物轉(zhuǎn)運(yùn)體的作用是決定藥物吸收的關(guān)鍵因素之一，燈盞乙素會與體內(nèi)多種藥物內(nèi)流或外排轉(zhuǎn)運(yùn)體發(fā)生作用，而對燈盞乙素的吸收代謝產(chǎn)生影響。高純穎[17]采用穩(wěn)定轉(zhuǎn)染有機(jī)陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)多肽OATP1B1、OATP1B3、OATP2B1的HEK293細(xì)胞和穩(wěn)定轉(zhuǎn)染大鼠有機(jī)陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)體OAT2的S2細(xì)胞研究這些轉(zhuǎn)運(yùn)體對燈盞乙素轉(zhuǎn)運(yùn)作用，研究發(fā)現(xiàn)，OATP2B1對燈盞乙素的攝取作用顯著，為空白對照細(xì)胞的65.0倍，對OATP1B1、OATP1B3、OAT2這3種轉(zhuǎn)運(yùn)體的攝取作用較弱。Xiao等[18]采用囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)法研究ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白對燈盞乙素的轉(zhuǎn)運(yùn)作用，通過檢測ATP酶的裂解量表明藥物與轉(zhuǎn)運(yùn)體的相互作用，結(jié)果顯示，在一定濃度范圍內(nèi)，隨著燈盞乙素濃度增加，耐藥蛋白BCRP、MRP2、MRP3囊膜中的ATP釋放增加，而P-gp、MRP1囊膜中ATP的釋放無明顯變化，提示燈盞乙素是BCRP、MRP2、MRP3的底物，而與P-gp、MRP1無明顯作用。

由于燈盞乙素與藥物轉(zhuǎn)運(yùn)體MRP2、BCRP、OATP2B1、OATP1B1等具有一定作用，因此在臨床使用時(shí)應(yīng)考慮藥物相互作用可能帶來的影響。崔明宇等[19]研究大鼠體內(nèi)燈盞花素注射液和纈沙坦藥動學(xué)的相互作用，發(fā)現(xiàn)與單獨(dú)給藥相比，聯(lián)合給藥后燈盞乙素血漿清除率和膽汁清除率明顯降低，其中膽汁清除率由24.08%降至15.04%，其原因可能是纈沙坦抑制MRP2介導(dǎo)的燈盞乙素膽汁排泄，從而降低燈盞乙素的膽汁排泄率。劉建明等[20]考察普伐他汀對燈盞乙素的藥動學(xué)影響，研究發(fā)現(xiàn)，燈盞乙素與普伐他汀聯(lián)用后血漿清除率(CL)降低，AUC增加。劉建明等[20]還采用綠膿菌素誘導(dǎo)的OATP2過表達(dá)的肝細(xì)胞，探究普伐他汀通過OATP2對燈盞乙素體內(nèi)藥動學(xué)的影響，結(jié)果顯示，聯(lián)用普伐他汀后肝細(xì)胞對燈盞乙素的攝取量減少，提示普伐他汀可能通過競爭OATP2的轉(zhuǎn)運(yùn)，抑制肝細(xì)胞對燈盞乙素的攝取，從而使其代謝轉(zhuǎn)化下降，影響燈盞乙素在體內(nèi)的藥動學(xué)特征。

2 分布

燈盞乙素屬于高血漿蛋白結(jié)合藥物，其血漿蛋白結(jié)合率為(91.66±0.71)%[21]，通過轉(zhuǎn)運(yùn)體的轉(zhuǎn)運(yùn)作用可廣泛分布于全身各組織器官。張媛等[22]通過灌胃給藥(80 mg/kg)和靜脈注射(20 mg/kg)的方式給予大鼠燈盞乙素，比較2種給藥方式下燈盞乙素在大鼠各組織中的分布差異，測得靜脈注射時(shí)，燈盞乙素在組織中AUC0～12h依次為小腸≈膀胱>腎>胃壁>血漿>肝>肺>腎上腺≈心>脾>腦；灌胃給藥時(shí)，AUC0～12h依次為胃壁>小腸>膀胱>腎上腺>肺>腎>心>肝>脾≈血漿>腦。由此可知，2種給藥方式下燈盞乙素在體內(nèi)組織分布中存在差異，且在主要靶器官腦中分布較少，提示應(yīng)關(guān)注不同給藥方式對燈盞乙素藥效和安全性的影響。

燈盞乙素的藥效強(qiáng)度與其在靶器官中的濃度具有一定的相關(guān)性[23]，然而燈盞乙素吸收進(jìn)入機(jī)體后，在靶器官心、腦中分布較少。目前已有研究通過結(jié)構(gòu)修飾改善燈盞乙素脂溶性，增加其在腦中的含量。張靜等[24]通過建立原代腦微血管內(nèi)皮細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞共培養(yǎng)的體外血腦屏障模型，考察苷元、燈盞乙素及其衍生物燈盞乙素乙酯的腦靶向性，結(jié)果顯示，修飾后的燈盞乙素乙酯透過體外血腦屏障的能力強(qiáng)于燈盞乙素及其苷元。

3 代謝

燈盞乙素化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，受溫度、pH值等影響較大[25]，口服進(jìn)入胃腸道后在胃酸及腸道微生物作用下水解生成苷元，代謝后生成燈盞乙素和異燈盞乙素[26-28]。燈盞乙素在體內(nèi)涉及到的主要代謝反應(yīng)類型有氧化、甲基化、硫酸酯化、脫葡萄糖醛酸、葡萄糖醛酸化等，與上述反應(yīng)有關(guān)的酶包括細(xì)胞色素P450酶(CYP450)、甲基化轉(zhuǎn)移酶(COMT)、磺基轉(zhuǎn)移酶(SULT)、葡萄糖醛酸轉(zhuǎn)移酶(UGT)等[29]。

儲繼紅等[30]采用酶解法與LC-MS法相結(jié)合研究燈盞乙素在健康人體內(nèi)的藥動學(xué)，發(fā)現(xiàn)12名受試者在服用燈盞乙素后有4名受試者出現(xiàn)雙峰現(xiàn)象，提示燈盞乙素在體內(nèi)可能存在肝腸循環(huán)。Liu等[31-35]通過單劑量給予人或大鼠燈盞乙素并收集其尿液、糞便、膽汁檢測多種代謝產(chǎn)物，得到轉(zhuǎn)化途徑見圖1。

3.1.1 細(xì)胞色素P450酶 細(xì)胞色素P450(CYP450)作為重要的Ⅰ相代謝酶系，參與了臨床大約90%藥物的代謝。李秋紅等[36-39]采用探針?biāo)幬锓ㄟM(jìn)行體內(nèi)實(shí)驗(yàn)，研究燈盞乙素對CYP450酶系代謝活性的影響，結(jié)果表明，燈盞乙素對CYP3A1、CYP3A2、CYP3A4、CYP2C11、CYP2D6代謝活性具有抑制作用。但體外實(shí)驗(yàn)顯示，燈盞乙素與CYP450酶系并無較強(qiáng)作用，而其代謝產(chǎn)物野黃芩素與CYP450酶系作用較強(qiáng)[40-43]。根據(jù)體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)結(jié)果的差異，考慮可能是燈盞乙素的代謝產(chǎn)物與CYP450酶系產(chǎn)生較強(qiáng)的作用，從而造成體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)結(jié)果的差異。

3.1.2 葡萄糖醛酸轉(zhuǎn)移酶 燈盞乙素化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，口服進(jìn)入胃腸道在腸道菌群的作用下水解為苷元，苷元代謝后生成燈盞乙素及異燈盞乙素，進(jìn)一步葡萄糖醛酸化生成其他代謝產(chǎn)物。因此，葡萄糖醛酸轉(zhuǎn)移酶在燈盞乙素的代謝過程中發(fā)揮著重要作用。Gao等[44]采用12種重組葡萄糖醛酸轉(zhuǎn)移酶亞型測定燈盞乙素、異燈盞乙素、苷元的葡萄糖醛酸化代謝情況，結(jié)果表明，燈盞乙素與異燈盞乙素的葡萄糖醛酸化是由UGT1A1、UGT1A8、UGT1A10介導(dǎo)的，其中最活躍的酶是UGT1A1，其次是UGT1A8。苷元的葡萄糖醛酸化可被多種酶亞型催化，包括UGT1A1、UGT1A3、UGT1A6～UGT1A10，其中UGT1A9催化作用最強(qiáng)。

因此，燈盞乙素口服進(jìn)入胃腸道在體內(nèi)發(fā)生廣泛代謝是其生物利用度低的重要原因。目前，已有研究通過優(yōu)化劑型及結(jié)構(gòu)修飾，增加燈盞乙素的體內(nèi)穩(wěn)定性。Cao等[11]比較燈盞乙素乙醇酰胺酯化物和燈盞乙素環(huán)糊精復(fù)合物在腸道代謝和大鼠體內(nèi)生物利用度差異，研究顯示，燈盞乙素乙醇酰胺酯制成乳劑可防止其在腸腔中降解，并且與灌胃給予燈盞乙素環(huán)糊精復(fù)合物的大鼠比較，灌胃給予燈盞乙素乙醇酰胺酯乳劑的大鼠血漿中燈盞乙素的AUC和Cmax均升高(P<0.01)，其表觀生物利用度較原型藥物提高了1.58倍，絕對生物利用度提高了1.4倍。

4 排泄

Gao等[45]灌胃給予大鼠燈盞乙素后收集大鼠的膽汁和尿液，并通過UPLC-Q/TOF MS法對燈盞乙素的主要代謝產(chǎn)物進(jìn)行鑒定，在膽汁和尿液中除檢測到原型藥物燈盞乙素外，共鑒定出7種主要的代謝產(chǎn)物。與尿液相比，膽汁排泄是燈盞乙素排泄的主要途徑，排泄量分別為44.2%、5.42%。郝秀華[46]灌胃給予大鼠40 mg/kg燈盞乙素混懸液后，檢測到大鼠尿液中燈盞乙素和代謝產(chǎn)物野黃芩素48 h累積排泄量分別占給藥劑量的0.45%、0.25%，糞便中燈盞乙素和代謝產(chǎn)物野黃芩素48 h累積排泄量分別占給藥劑量的4.5%、25.9%，表明燈盞乙素在大鼠體內(nèi)主要通過糞便排出體外，其主要代謝產(chǎn)物為野黃芩素。

5 結(jié)語與展望

從燈盞乙素的體內(nèi)處置過程(圖2)分析，燈盞乙素在體內(nèi)生物利用度低的主要原因可能為低溶解度導(dǎo)致胃腸道吸收變差；腸道轉(zhuǎn)運(yùn)體MRP2和BCRP的外排作用使燈盞乙素由腸上皮細(xì)胞泵出至腸腔，進(jìn)而減少燈盞乙素在小腸的吸收；OATP2B1、OATP1B1、OATP1B3、OAT2作為重要的藥物內(nèi)流轉(zhuǎn)運(yùn)器，在肝臟中具有高表達(dá)，燈盞乙素可能在上述轉(zhuǎn)運(yùn)體作用下轉(zhuǎn)運(yùn)至肝臟進(jìn)行代謝，從而減少燈盞乙素的入血量；胃腸道及肝臟的廣泛代謝。

目前，改善燈盞乙素生物利用度的方法多為優(yōu)化藥物劑型及制備工藝，現(xiàn)今研發(fā)的滴丸、口崩片、分散片、口腔氣霧劑、磷脂復(fù)合物、脂質(zhì)體、納米混懸劑等也從一定程度上提高了燈盞乙素的生物利用度[47-49]。同時(shí)，考慮燈盞乙素的高血漿蛋白結(jié)合率及其與多種藥物代謝酶、轉(zhuǎn)運(yùn)體的作用，在臨床應(yīng)用時(shí)應(yīng)注意合理配方藥物，以避免藥物相互作用帶來的風(fēng)險(xiǎn)。

燈盞乙素在體內(nèi)外的處置研究主要集中于細(xì)胞色素P450酶和葡萄糖醛酸轉(zhuǎn)移酶代謝、血漿蛋白結(jié)合率以及各種藥物轉(zhuǎn)運(yùn)體的轉(zhuǎn)運(yùn)作用。甲基化代謝是燈盞乙素進(jìn)入體內(nèi)后的主要代謝方式之一，但鮮有文獻(xiàn)報(bào)道燈盞乙素在體內(nèi)外的甲基化代謝過程?；腔D(zhuǎn)移酶SULT作為人體內(nèi)重要的藥物代謝酶，主要參與酚類物質(zhì)代謝，燈盞乙素為含有多個(gè)酚羥基的黃酮類化合物，在體內(nèi)發(fā)生磺酸化結(jié)合反應(yīng)，但這方面研究幾乎未見報(bào)道。今后的研究可著眼于COMT、SULT對燈盞乙素的代謝作用，為燈盞乙素代謝提供更多實(shí)驗(yàn)依據(jù)。