论文部分内容阅读
第一部分,三聚氰胺和三聚氰酸在大鼠体内毒动学相互作用研究
自2004年起至今,相继发生的亚洲和北美宠物中毒事件以及中国婴幼儿泌尿系统结石事件,都将矛头指向了三聚氰胺(Melamine,MEL),一时之间MEL作为公认的肾毒素被推到了风口浪尖,成为食品公共安全的焦点,受到广泛的社会关注。然而,一系列体外细胞实验和动物实验却证实MEL的肾脏毒性较低。
研究表明,MEL在动物体内的肾脏毒性可能与其类似物三聚氰酸(cyanuricacid,CYA)的同时存在有关。MEL和CYA可通过结构上的羟基与氨基形成分子间氢键,从而组装成高度有序的网状聚合物。该聚合物在水中溶解性极差,在肾小管析出,从而形成肾结石,进一步引发毒性。
两种药物联用往往引起二者在体内的药物动力学特性的变化。而目前对于MEL和CYA的动力学研究主要集中在不同种属动物单独给药方面,却未见MEL和CYA同时给药后哺乳动物的药动学研究报道。故本论文意在深入研究比较MEL和CYA单独给药和同时给药后毒动学特性,从而阐明毒性与动力学之间的关系。
本研究首先从MEL入手,研究其单独给药以及与CYA同时给药后,MEL毒动学特性的差异。大鼠经灌胃单独给予MEL100mg/kg或同时给予MEL和CYA各100mg/kg后,我们分别开展了对肾脏毒性、MEL药物动力学和MEL肾脏组织浓度的研究。
血清生化监测结果显示,单独给药组给药前后肾功能指标血尿素氮(BUN)和肌酐(Cre)未见明显变化,而混合给药组多数动物给药后BUN和Cre有不同程度的增大。病理检查结果显示,单独给药组肾脏组织未见明显异常,混合给药组除MIX1-M1,MIX1-M3和MIX1-F4轻度病变,其余动物为中度病变。毒理监测结果证实混合给药后毒性的增加。
我们建立了大鼠血浆和肾脏中MEL的液相色谱—质谱联用的定量分析方法,用于评价MEL在大鼠体内的毒动学。取大鼠给药后不同时间点的血浆,并于处死后取肾脏进行分析。混合给药组与单独给药组相比,各动力学参数均显著变化(P<0.05),MEL的吸收减少,组织分布增加,消除变慢,产生一定程度的蓄积。
肾脏MEL浓度检测结果表明,单独给药组肾脏中未检出或只检出微量MEL,而混合给药组各动物肾脏中均检测到一定量的MEL(2.96-274.15μg/g),也进一步证实了混合给药后MEL在肾脏产生了蓄积。另外,我们也间接证实了混合给药组肾脏中MEL-CYA聚合物的存在。
我们的研究结果也预示着肾脏组织MEL的浓度与毒性的相关性。单独给药组肾脏中无MEL,未见毒性。混合给药组中肾脏MEL浓度较低的三只大鼠,血清生化监测显示无毒,病理检查显示轻度病变。而混合给药组中肾脏MEL浓度较高的大鼠血清生化监测显示出一定的毒性,病理检查显示中度病变。故我们推测,高浓度的MEL可能是肾脏毒性的一个风险因素。
随后采用相同的思路和策略,我们研究了CYA单独给药以及与MEL同时给药后,CYA毒动学特性的差异。与第一部分研究结果相似,同时给予MEL后,CYA的动力学过程受到干扰,造成了肾脏CYA的蓄积。
综上所述,我们的研究表明,MEL和CYA同时给药后,二者互相影响了对方的动力学性质,导致了MEL和CYA在肾脏的蓄积,这种蓄积也被证实与肾脏毒性具有强烈的相关性。我们对MEL-CYA聚合物的肾毒性有了更全面的认识。一方面,如文献报道其作为沉淀物在肾脏中形成物理阻滞,进而引发肾脏毒性;另一方面,聚合物形成造成了MEL在肾脏的滞留,逐步分解出来的MEL作为化学毒素不断损害肾脏。至此,我们以全新的视角切入,从动力学角度对MEL和CYA毒性的产生提供了全新的解释,对已有的毒性机制进行了完善与补充。
第二部分,对新型抗微管抗肿瘤药IMB-105代谢性药物相互作用的预测
N-(2,6-二甲氧基吡啶-3-取代)-9-甲基咔唑-3-磺酰胺(IMB-105)是我研究所研发的结构全新的小分子微管解聚剂,体内外抗肿瘤活性高,对耐药肿瘤有效,安全性好,具有良好的研发前景。在肿瘤的综合治疗中,药物治疗占有重要地位,在治疗过程中为了增强疗效,减少耐药发生,目前常采用多种抗肿瘤药物进行联合化疗。但药物联用的过程中往往由于药物相互作用而引发不良反应,其中代谢性药物相互作用最为常见。本论文旨在预测IMB-105发生代谢性药物相互作用的潜在可能性,为该药物的进一步开发和应用奠定理论基础。
首先为考察IMB-105是否为受害药(Victimdrug),被单一的P450酶代谢,我们开展了IMB-105的生物转化研究。IMB-105与人肝脏S9组分和人肝微粒体共同孵育不同时间后,原药浓度逐渐降低,证明IMB-105在人肝脏中可被代谢。接下来,我们选取了最常见的10种重组表达的人源P450酶,分别与IMB-105共同孵育,考察参与IMB-105代谢的P450酶种类。结果显示,除了CYP2A6和CYP2E1外,其他8种P450酶CYP1A2,CYP286,CYP2C8,CYP2C9,CYP2C19,CYP2D6,CYP3A4和CYP3A5均可以代谢IMB-105。因此IMB-105可以被多种P450酶代谢,不是受害药,与P450酶抑制剂联用时,代谢不会受到干扰。
在此基础上,借助质谱的不同扫描模式,我们对IMB-105的代谢产物进行了初步的探索和预测,寻找到了5种代谢产物M1-M5。同时,在动物实验中,也证实了大鼠血浆和肝脏中这5种代谢产物的存在。
随后,我们考察了IMB-105对主要P450酶的抑制作用,评价其是否为凶手药(Perpetratordrug),干扰其他药物的代谢。为选择合适的剂量,我们首先开展了IMB-105在大鼠体内的药动学研究,并同时对毒性进行了监测。结果显示IMB-105毒性较小,1000mg/kg剂量未见明显急性毒性。但药动学数据显示IMB-105吸收较差,治疗剂量250mg/kg给药后吸收达到饱和,血药浓度低于1μM。
以大鼠体内血药浓度数据为依据,加10倍的风险因素,我们选取10μM为IMB-105最高浓度,评价0.1μM,0.5μM,1μM,5μM和10μM浓度的IMB-105对5种最重要的P450酶的抑制作用。
结果:显示,IMB-105对主要P450酶的半数抑制率(IC50)除CYP2D6外均大于10μM,对CYP2D6的IC50值为6.7μM,比对IMB-105在大鼠体内的血药浓度,我们认为IMB-105对主要P450无强烈的抑制作用。
综上所述,我们使用体外代谢方法预测了IMB-105与其他药物联用后发生代谢性药物相互作用的潜在可能性。结果表明,IMB-105被多种P450酶所代谢,不是受害药,与P450酶抑制剂联用时,代谢不会受到干扰;IMB-105对主要P450酶无强烈抑制作用,不是凶手药,不会干扰其他药物的代谢。
从研究结果出发,我们对IMB-105未来的进一步研究与开发提出以下建议:
1.IMB-105吸收较差,建议进行剂型优化。
2.剂型优化之后,密切关注动物实验血药浓度,如浓度有显著提升,应重新评价酶抑制活性。