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ADME性质

发布: 2018-08-28 7,400阅读 101评论

在整个药物发现的进程中，药物分子的ADME（吸收、分布、代谢和排泄）性质的优化是最为困难的一环。ADME性质的分析对药物研发的成功与否起关键作用。

候选药物ADME性质不佳的可能表现

  • 增加剂量并未提高血清中的药物浓度——吸收问题
  • 血清中药物浓度合适，但脑中分布很少——主动外排（Active efflux）
  • 反复给药但血清中浓度降低——诱导酶活
  • 和其他药物共同服用时，血药浓度升高——抑制酶活
  • 作用时间与半衰期不符——产生活性代谢产物或从靶标解离过慢

药物发现过程中针对ADME的整体策略

在药物发现的不同阶段，对候选药物分子性质的密切关注都是不可或缺的。

  • 苗头化合物（Hit）的发现：计算分子的理化性质参数，标记分子的ADME性质；如有可能，实验测定logP/D和溶解度。
  • 先导化合物（Lead）的发现：96孔板（或384孔板）测定化合物的细胞渗透能力(PAMPA, MDCK-hMDR)，微粒体稳定性，CYP3A（药物代谢中最常见的CYP亚型）抑制率，大鼠体内的药代动力学测定。
  • 先导化合物的优化：96孔板（或384孔板）测定化合物对转运蛋白的作用，CYP不同亚型的抑制和诱导作用，血清蛋白的结合，多物种血清/微粒体/肝细胞中稳定性（人体、用于研究药效学的物种、用于研究安全性的物种）；代谢产物鉴定；测定体内PK/ PD关系探究药效；测定体内PK探究安全性。
  • 候选药物（Candidate）的发现：多剂量安全性研究，预测人体内药代动力学及药物-药物相互作用。构思成药配方，最大安全剂量，最大耐受剂量。

PK/PD研究

PK(pharmacokinetics，药代动力学)，本质上是研究药物在体内随时间变化的过程，时间-药物浓度构成的二维坐标；PD(Pharmacodynamics，药效动力学)，本质上是研究药物在体内的作用随时间变化的过程，时间-药效指标构成的二维指标。

PK和PD二者是两个独立的体内参数随时间的变化过程。理论上，将这两个参数拆分来看意义不大：若只看PK参数，能获知最大血药浓度、体内吸收、代谢速率等参数，但无法得知药效学信息；若只看PD参数，能获知药物起效时间、药效峰值，但无法检测药物在体内的实时情况。一般情况下，PD达到最大值滞后于PK的血药浓度峰值，那么到底滞后多少时间？这个答案就是PK/PD联合起来分析才能得到答案的一个最简单的应用。

所以，本质上说，PK/PD是由药物浓度-药效指标-时间构成的一个三维坐标图。设计实验同时测定体内药物浓度和药效指标，使用市面上相关软件建立模型，是研究PK/PD关系的基本流程。

CYPs

CYP（cytochrome P450，细胞色素P450）是涉及药物代谢作用的一大类酶，约占到各种代谢反应总数的75%。多数药物被CYPs代谢后失活，随后被排出体外；也有一些物质被CYPs代谢后生成其活性形式。

很多药物能够通过诱导某种亚型的生物合成（酶诱导）或者直接抑制CYP的活性（酶抑制），来调节CYPs活性。CYPs影响多种药物的代谢和清除是造成多数药物相互作用的主要原因。例如，若药物A抑制代谢药物B的CYP，药物B在体内浓度不断升高最终产生毒性。因此，若想减弱或消除药物相互作用，需要调整药物的剂量或者换用另外一种不与CYP系统反应的药物。

延伸阅读

图书

1. Kwon Y. Handbook of essential pharmacokinetics,pharmacodynamics and drug metabolism for industrial scientists[M]. SpringerScience & Business Media, 2001.

2. Di L, Kerns E H. Drug-like properties: concepts,structure design and methods from ADME to toxicity optimization[M]. Academicpress, 2015.

FDA指南

Clinical DrugInteraction Studies — Study Design, Data Analysis, and Clinical Implications Guidance for Industry

https://www.fda.gov/downloads/drugs/guidances/ucm292362.pdf

 

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