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摘要:【目的】分析黄芪(Astragalus membranaceus)、柴胡(Bupleurum chinensis)和黄连(Coptis chinensis)3种中药对鲫鱼(Carassius auratus)体内吡喹酮代谢及CYP1A1和CYP3A活性的影响,明确中西药联合使用的相互作用机制,为健全水产品安全用药体系打下基础。【方法】试验共分8组(A0空白对照组和A1吡喹酮对照组投喂基础饵料,A2~A4组、B2~B4组分别投喂添加有黄芪、柴胡和黄连的饵料),饲喂30 d后,A1~A4组鲫鱼以10 mg/kg剂量单次经口灌服吡喹酮,并在给药后0.25、0.5、1、3、6、12、24、48和96 h于尾静脉采血,采用高效液相色谱法(HPLC)分析不同时间点血液中吡喹酮浓度;同时在给药3 h后测定A0~A4组、B2~B4组鲫鱼肝脏中的CYP1A1和CYP3A活性。【结果】A1~A4各组鲫鱼血液中吡喹酮浓度呈先升后降的变化趋势,A1、A2和A3组鲫鱼血液中吡喹酮达峰时间(Tmax)均为1 h,峰值(Cmax)分別为2.71、2.90和3.01 mg/L;A4组鲫鱼血液中吡喹酮达峰时间(Tmax)为3 h,峰值(Cmax)为2.50 mg/L。A2~A4组鲫鱼血液吡喹酮消除半衰期(t1/2β)与药时曲线下面积(AUC(0-∞))均高于A1组,而总体清除率(CL/F)较A1组明显降低;吡喹酮可显著提高鲫鱼肝脏CYP1A1和CYP3A活性(P<0.05,下同),而黄芪、柴胡和黄连对吡喹酮引起的CYP1A1和CYP3A活性升高具有显著抑制效果。【结论】黄芪、柴胡和黄连虽然能够提高吡喹酮在机体内的生物利用率,却延缓其代谢,致使吡喹酮在鲫鱼体内的残留时间延长,对食品安全造成极大威胁。因此,水产生产上中药与吡喹酮配伍使用时应当慎重。
关键词: 鲫鱼;黄芪;柴胡;黄连;吡喹酮;药代动力学;抑制
中图分类号: S965.117 文献标志码:A 文章编号:2095-1191(2016)09-1596-06
Abstract:【Objective】The present study was conducted to investigate the effects of three kinds of Chinese herbal medicine viz., Astragalus membranaceus, Bupleurum chinensis and Coptis chinensis on praziquantel(PZQ) metabolism and CYP1A1 & CYP3A activities of Carassius auratus, in order to understand interactive mechanism of traditional Chinese herbal combined with western medicine, further lay foundation for optimize safety administration system of aquatic product. 【Method】The crucian carps were divided into 8 groups, blank control group(A0) and PZQ control group(A1) were fed on basic feed without Chinese herbal; groups A2-A4 and B2-B4 were fed on feed with A. membranaceus, B. chinensis and C. chinensis for 30 days, respectively. Then, the caudal vein blood samples were collected from groups A2-A4 at 0.25, 0.5, 1, 3, 6, 12, 24, 48 and 96 h after oral administration of 10 mg/kg PZQ, and PZQ concentrations of samples were simultaneously detected using high performance liquid chromatography(HPLC). Meanwhile, activites of CYP1A1 and CYP3A in liver were determined at 3 h after oral administration of 10 mg/kg PZQ from groups A0-A4 and B2-B4. 【Result】PZQ concentrations of blood first increased and then decreased in groups A1-A4. The time to peak(Tmax) of PZQ in blood of C. auratus in groups A1, A2, A3 was 1 h, and PZQ peak concentrations(Cmax) was 2.71, 2.90 and 3.01 mg/L, respectively. But Tmax of PZQ in blood of C. auratus in group A4 was 3 h, and Cmax was 2.50 mg/L. In addition, the elimination half-life(t1/2β) and area under the curve(AUC(0-∞)) of groups A2-A4 were higher than control group(A1), total clearance rates(CL/F) of groups A2-A4 were lower than that of group A1. PZQ could significantly improve CYP1A1 and CYP3A activities in liver of C. auratus(P<0.05, the same below), however, the three kinds of Chinese herbal medicines(A. membranaceus, B. chinensis and C. chinensis) could inhibited CYP1A1 and CYP3A activities from increasing. 【Conclusion】A. membranaceus, B. chinensis and C. chinensis can improve the bioavailability of PZQ, but also greatly slow PZQ metabolism, resulting in PZQ remaining in body of C. cauratus for longer time. So, compatibility of Chinese herbal medicine and PZQ should be considered seriously in aquaculture. Key words: Carassius auratus; Astragalus membranaceus; Bupleurum chinensis; Coptis chinensis; praziquantel(PZQ); pharmacokinetics; inhibit
0 引言
【研究意义】中药药性温和、安全、无耐药性,西药则具有见效迅速的特点,二者合理联用可达到减毒增效、趋利避害的目的,但若使用不当,不仅会降低药效、增加药物残留,还会影响机体的健康状况,甚至危及生命安全。在水产养殖过程中,中药通常作为添加剂添加到基础饵料中,具有提高免疫、防治疾病、促进生长发育及改善水产品品质等一系列作用(史会来等,2007);当有病害发生时,为了尽快驱除病害及降低损失,绝大部分养殖场仍然使用抗生素(西药),间接导致了中西药联合使用的现象。因此,探讨中西药联合使用过程中中药对西药代谢的影响,对明确中西药配伍禁忌及健全水产品安全用药体系具有重要意义。【前人研究进展】中西药联合使用时,一种药物会对另一种药物的药代动力学产生影响,特别是中药影响西药药代动力学的现象更常见。Johne等(2002)临床研究发现,贯叶金丝桃提取物与阿米替林联合使用2周后,抑郁症患者体内阿米替林的药时曲线下面积(AUC)显著减小,表明贯叶金丝桃提取物可抑制阿米替林的吸收,促进其代谢。李罄等(2002)通过研究盐酸黄连素对环孢素A体内动力学的影响,发现盐酸黄连素与环孢素A联用可使后者达峰时间(Tmax)滞后,AUC增大,药物峰浓度(Cmax)降低,药物缓释效果明显。Kubota等(2004)研究发现,银杏叶提取物可提高大鼠细胞色素P450酶亚型CYP1A2活性,加速苯巴比妥在大鼠体中的代谢作用。房文红等(2012)通过对异育银鲫进行经口灌服黄芩苷和甘草酸,连续给药7 d后,以10 mg/kg的剂量注射恩诺沙星,发现黄芩苷和甘草酸可通过诱导细胞色素P450酶亚型CYP1A和CYP3A活性而加速恩诺沙星代谢。原永芳(2013)研究发现,氯沙坦与丹参片联合使用后,大鼠体内氯沙坦原型药的半衰期减小,Tmax延长,说明丹参可促进氯沙坦在大鼠体内的代谢。陆铖(2015)研究黄芪生脉饮对大鼠肝脏酶体内外活性的影响,结果發现黄芪生脉饮、黄芪甲苷、五味子乙素均能显著抑制咖啡因代谢速率。【本研究切入点】吡喹酮是一种异喹啉吡嗪衍生物,对于杀灭三代虫、指环虫、绦虫等寄生虫具有良好的作用效果,尤其对防治单殖吸虫引起的鳃疾病等有特效(Kim and Cho,2000),在水产养殖中已得到广泛应用,但至今尚未见关于中药对吡喹酮代谢影响的研究报道。【拟解决的关键问题】分析黄芪、柴胡和黄连3种中药对鲫鱼体内吡喹酮代谢的抑制作用,明确中西药联合使用的相互作用机制,为健全水产品安全用药体系打下基础。
1 材料与方法
1. 1 试验材料
细胞色素P450亚酶CYP1A1(MROD)活性荧光定量检测试剂盒、细胞色素P450亚酶CYP3A(END)活性比色法定量检测试剂盒购自上海杰美基因医药科技有限公司;吡喹酮(Praziquantel,PZQ)标准品(≥99.9%)购自Sigma公司,吡喹酮原料药(≥98%)购自西安百川生物科技有限公司;乙酸乙酯、异丙醇、正己烷、乙醇等为分析纯,购自国药集团上海化学试剂公司;黄芪(Astragalus membranaceus)、黄连(Coptis chinensis)和柴胡(Bupleurum chinensis)购自上海众康堂大药房。试验用鲫鱼取自上海海洋大学滨海养殖基地,规格为90.0±8.5 g,经外表观察及解剖验证健康无伤,且未使用过任何药物。
1. 2 中药提取液制备
将所选取的中药粉碎、过80目筛,利用水提法(丁改法等,2006)制备中药提取液:用50 ℃恒温干燥箱将过筛的中药粉末烘至恒重,每种中药取30.0 g,分别在300.0 mL水中浸泡30 min,先用砂锅大火煎煮,沸后转至文火,保持30 min,将煎液滤出,重复3次,合并滤液并浓缩至1 g/mL。将中药提取液按2%的比例添加到基础饵料中(史会来等,2007),制成利于鲫鱼摄食的颗粒饵料。基础饵料配方见表1。
1. 3 饲养管理
试验用鲫鱼在实验室循环水系统水族箱暂养1周,水温控制在(20±2)℃,早晚投喂基础饵料。暂养1周后,随机选取80尾平均分为8组(A0~A4和B2~B4),分别饲养于循环水系统水族箱中。A0为空白对照组、A1为吡喹酮对照组,早晚投喂基础饲料;A2~A4和B2~B4为试验组,早晚分别投喂添加有黄芪、柴胡和黄连的饵料。连续投喂30 d后,A1~A4组鲫鱼用注射器单次经口灌服吡喹酮(10 mg/kg),给药5 h后恢复正常投饵,且分别于给药后0.25、0.5、1、3、6、12、24、48和96 h尾静脉采血(每个时间点5尾),同时在给药后3 h从各组随机选取3尾鱼,处死后取肝脏,样品置于-80 ℃保存备用。
1. 4 鲫鱼肝脏CYP1A1和CYP3A活性测定
用4 ℃预冷的生理盐水漂洗肝脏组织以去除血细胞,拭去多余液体后称重,按照1∶4比例加入匀浆液(0.1 mol/L PBS,pH 4),剪碎组织,低温匀浆,然后13500 r/min离心30 min,取上清液,参照相关试剂盒说明,分别测定CYP1A1和CYP3A活性。
1. 5 血样PZQ残留量分析
1. 5. 1 血样前处理 在15.0 mL离心管中加入1.0 mL解冻后的血液和3.0 mL乙酸乙酯,漩涡振荡3 min后4500 r/min离心10 min,取上清液。用3.0 mL乙酸乙酯对沉淀重复提取1次,合并上清液。将上清液置于旋转蒸发仪中以45 ℃恒温条件蒸发至干,用1.0 mL流动相振荡溶解后以1.0 mL正己烷去脂2次,收集合并下清液,用微孔滤膜过滤,置于进样瓶,上高效液相色谱仪。 1. 5. 2 流动相与色谱条件 流动相:乙腈和水混合液(50∶50);色谱柱:Agilent Zorbax XDB-C18色谱柱(4.6 mm×150 mm×5 m);激发波长和发射波长分别为265和280 nm;柱温:25 ℃;流速:1 mL/min;进样量:20 L。
1. 5. 3 标准曲线制备 将吡喹酮标准品配置成质量浓度为0.05、0.10、0.20、0.40、1.00、2.00、4.00、10.00和20.00 g/mL的标准溶液,分别检测其峰面积,然后以浓度为横坐标、药物峰面积为纵坐标制作标准曲线,求回归方程与相关系数,用外标法测定样品药物浓度。以信噪比为3时的药量作为检测限。
1. 5. 4 回收率及精密度测定 取空白血样1.0 mL,加入吡喹酮标准溶液,制成质量浓度为0.05、1.00和20.00 g/mL的3个样品,按照1.5.1的方法处理后进行高效液相色谱测定,每个浓度重复5次;另外,用流动相配制的相应浓度标准溶液,以相同进样量为标准;日内每个浓度重复5次,1周测定5次,通过测定的峰面积,计算日内与日间相对标准偏差(RSD)。
1. 6 统计分析
药动学模型拟合、参数计算采用药代动力学程序软件DAS 3.0,药物标准曲线及药时曲线通过Excel 2013制作,并利用SPSS 13.0进行统计分析。
2 结果与分析
2. 1 鲫鱼肝脏观察及CYP1A1和CYP3A活性测定结果
通过观察发现,A0组鲫鱼的肝脏呈鲜红色,而A1组鲫鱼的肝脏发黄,且伴有轻微水肿现象,3个联合用药试验组(A2~A4)鲫鱼的肝脏呈浅褐色(图1),表明中药加剧了吡喹酮对肝脏的毒性作用。
CYP1A1活性测定结果:与A0组相比,A1组鲫鱼肝脏CYP1A1活性极显著升高(P<0.01,下同),升高37.9%,说明经口灌服吡喹酮可使鲫鱼肝脏CYP1A1活性升高;而黄芪组(B2)、柴胡组(B3)、黄连组(B4)的CYP1A1活性均显著降低(P<0.05,下同),分别降低19.3%、16.6%和18.1%(表2),说明黄芪、柴胡和黄连3种中药对CYP1A1活性具有显著的抑制效果。与A1组相比,黄芪—吡喹酮组(A2)、柴胡—吡喹酮组(A3)和黄连—吡喹酮组(A4)的鲫鱼肝脏CYP1A1活性均极显著降低(表3),分别降低20.2%、30.4%和23.0%,说明黄芪、柴胡和黄连3种中药对吡喹酮引起的CYP1A1活性升高有显著抑制效果。
CYP3A活性测定结果:与A0组相比,A1组鲫鱼肝脏CYP3A活性顯著升高,升高24.9%,说明经口灌服吡喹酮也能使鲫鱼肝脏CYP3A活性升高;而黄芪组(B2)、柴胡组(B3)、黄连组(B4)的CYP3A活性分别降低12.6%、27.4%和20.7%(表2),说明黄芪、柴胡和黄连3种中药对CYP3A活性有显著的抑制效果。与A1组相比,黄芪—吡喹酮组(A2)、柴胡—吡喹酮组(A3)和黄连—吡喹酮组(A4)的鲫鱼肝脏CYP3A活性均极显著降低(表3),分别降低19.8%、33.1%和36.8%,说明黄芪、柴胡和黄连3种中草药对吡喹酮引起的CYP3A活性升高有显著抑制效果。
2. 2 血液吡喹酮代谢分析结果
2. 2. 1 标准曲线与检测限 利用高效液相色谱仪测定血样中的吡喹酮浓度,发现吡喹酮药物峰分离良好,色谱图基线平稳,重现性较好,保留时间为6 min。吡喹酮标准溶液在0.05~20.00 μg/mL范围内线性关系良好(图2),标准曲线方程为y=0.44746x+
0.00786,R2=0.99903。0.05 μg/mL为最低检测限。
2. 2. 2 回收率与精密度 在0.05~20.00 μg/mL范围内测得吡喹酮在鲫鱼血液中的回收率为89.8%~93.1%,符合检测要求。同时,测得日内和日间相对标准偏差分别为6.63%和6.92%,均低于10.00%,即精密度较高,符合检测要求。
2. 2. 3 3种中药分别作用下吡喹酮在鲫体内的药动学特征 经口灌服给药后,A1~A4组鲫鱼血液中吡喹酮浓度与时间的关系曲线如图3所示。通过药代动力学程序软件DAS 3.0对药动学数据进行分析,发现吡喹酮药时数据在A1~A4各组鲫鱼血液中符合二室开放模型拟合,主要的药物代谢动力学参数见表4。
2. 2. 4 3种中药分别作用下吡喹酮在鲫鱼体内的分布与消除规律 各组鲫鱼血液中吡喹酮浓度呈先升后降的变化趋势,对照组、黄芪组与柴胡组鲫鱼血液中吡喹酮达峰时间(Tmax)为1 h,药峰浓度(Cmax)分别为2.71、2.90和3.01 mg/L;黄连组鲫鱼血液中吡喹酮浓度Tmax为3 h,Cmax为2.50 mg/L。黄芪组、柴胡组和黄连组的消除半衰期(t1/2β)分别为78.690、61.708和56.967 h,均高于对照组(15.007 h)。黄芪组、柴胡组和黄连组的药时曲线下面积(AUC(0-∞))分别为136.591、75.009和77.690 g/L·h,约为对照组的4.43、2.44和2.52倍。黄芪组、柴胡组和黄连组的总体清除率(CL/F)分别为0.073、0.133和0.129 L/kg·h,明显低于对照组(0.325 L/kg·h)。
3 讨论
药动学相互作用是指联合用药时,一种药物对其他药物吸收、分布、代谢和排泄等环节产生影响,进而改变血药浓度和药物利用率等,其中以代谢性药物相互作用最常见,约为药动学相互作用的40%(Lin,2006)。中药对化学合成药物代谢的抑制或诱导效应,主要是通过抑制或诱导药物代谢酶细胞色素P450的活性(刘高峰和郭兴蕾,2008;胡立炜,2010)。张艳辉等(2012)研究发现,长期服用黄芪甲苷(Astragalosides,AST)的大鼠CYP1A2活性被抑制,因此黄芪甲苷可作为CYP1A2的抑制剂。吴雪琴和卢小燕(2013)研究发现,黄芪注射液能够有效抑制大鼠的CYP2D活性。罗宇静等(2013)研究发现,柴胡水提物能有效降低大鼠肝脏CYP450含量,且CYP2E1和CYP1A2活性也受到抑制。唐霞(2014)研究发现,黄连素对CYP3A4和CYP1A1等细胞色素P450亚型的表达及其活性具有抑制作用。在水产上,唐江芳和郑曙明(2007)研究发现,鲫鱼肝脏和肾脏中均存在CYP3A,且五倍子对肝脏和肾脏中的CYP3A均可产生抑制作用;周常(2011)研究表明,黄芩、柴胡、黄连等6种中药对鲫鱼CYP1A具有较强的抑制作用。本研究结果表明,经口灌服吡喹酮后鲫鱼肝脏细胞色素P450亚型CYP1A1和CYP3A活性均极显著升高,而黄芪、柴胡和黄连3种中药对吡喹酮引起的CYP1A1和CYP3A活性升高具有显著抑制效果,说明选取的3种中药可通过抑制代谢酶细胞色素P450亚型CYP1A1和CYP3A活性而对吡喹酮代谢产生影响。 本研究还发现,黄芪—吡喹酮组、柴胡—吡喹酮组和黄连—吡喹酮组鲫鱼血液内吡喹酮药时曲线下面积(AUC(0-∞))均遠高于吡喹酮对照组,说明黄芪、柴胡和黄连3种中药可使吡喹酮的生物利用率大幅度提升。黄芪—吡喹酮组、柴胡—吡喹酮组和黄连—吡喹酮组鲫鱼血液吡喹酮消除半衰期(t1/2β)相对于吡喹酮对照组显著升高,而总体清除率(CL/F)相对于吡喹酮对照组明显减小,说明这3种中药对吡喹酮的代谢具有抑制作用,能延长其在鲫鱼体内的残留时间。黄连—吡喹酮组Tmax具有明显的滞后现象,可能是由于黄连在一定程度上延缓了吡喹酮的吸收。这与前人的相关研究结果相似:黄芪甲苷可提高大鼠血液中茶碱药时曲线下面积(AUC(0-∞)),减小CL/F,抑制茶碱的代谢(张艳辉等,2012);柴胡总皂苷可显著增加大鼠血液中马来酸氯苯那敏药时曲线下面积(AUC(0-∞)),降低其CL/F,抑制马来酸氯苯那敏的代谢(郭延垒,2013)。本研究发现在联合用药时,黄芪、柴胡和黄连对吡喹酮的代谢存在影响,但其具体有效成分及作用机理有待进一步探究。
4 结论
黄芪、柴胡和黄连虽然能提高吡喹酮在机体内的生物利用率,却延缓其代谢,致使吡喹酮在鲫鱼体内的残留时间延长,对食品安全造成极大威胁。因此,水产生产上中药与吡喹酮配伍使用时应当慎重。
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(责任编辑 兰宗宝)
关键词: 鲫鱼;黄芪;柴胡;黄连;吡喹酮;药代动力学;抑制
中图分类号: S965.117 文献标志码:A 文章编号:2095-1191(2016)09-1596-06
Abstract:【Objective】The present study was conducted to investigate the effects of three kinds of Chinese herbal medicine viz., Astragalus membranaceus, Bupleurum chinensis and Coptis chinensis on praziquantel(PZQ) metabolism and CYP1A1 & CYP3A activities of Carassius auratus, in order to understand interactive mechanism of traditional Chinese herbal combined with western medicine, further lay foundation for optimize safety administration system of aquatic product. 【Method】The crucian carps were divided into 8 groups, blank control group(A0) and PZQ control group(A1) were fed on basic feed without Chinese herbal; groups A2-A4 and B2-B4 were fed on feed with A. membranaceus, B. chinensis and C. chinensis for 30 days, respectively. Then, the caudal vein blood samples were collected from groups A2-A4 at 0.25, 0.5, 1, 3, 6, 12, 24, 48 and 96 h after oral administration of 10 mg/kg PZQ, and PZQ concentrations of samples were simultaneously detected using high performance liquid chromatography(HPLC). Meanwhile, activites of CYP1A1 and CYP3A in liver were determined at 3 h after oral administration of 10 mg/kg PZQ from groups A0-A4 and B2-B4. 【Result】PZQ concentrations of blood first increased and then decreased in groups A1-A4. The time to peak(Tmax) of PZQ in blood of C. auratus in groups A1, A2, A3 was 1 h, and PZQ peak concentrations(Cmax) was 2.71, 2.90 and 3.01 mg/L, respectively. But Tmax of PZQ in blood of C. auratus in group A4 was 3 h, and Cmax was 2.50 mg/L. In addition, the elimination half-life(t1/2β) and area under the curve(AUC(0-∞)) of groups A2-A4 were higher than control group(A1), total clearance rates(CL/F) of groups A2-A4 were lower than that of group A1. PZQ could significantly improve CYP1A1 and CYP3A activities in liver of C. auratus(P<0.05, the same below), however, the three kinds of Chinese herbal medicines(A. membranaceus, B. chinensis and C. chinensis) could inhibited CYP1A1 and CYP3A activities from increasing. 【Conclusion】A. membranaceus, B. chinensis and C. chinensis can improve the bioavailability of PZQ, but also greatly slow PZQ metabolism, resulting in PZQ remaining in body of C. cauratus for longer time. So, compatibility of Chinese herbal medicine and PZQ should be considered seriously in aquaculture. Key words: Carassius auratus; Astragalus membranaceus; Bupleurum chinensis; Coptis chinensis; praziquantel(PZQ); pharmacokinetics; inhibit
0 引言
【研究意义】中药药性温和、安全、无耐药性,西药则具有见效迅速的特点,二者合理联用可达到减毒增效、趋利避害的目的,但若使用不当,不仅会降低药效、增加药物残留,还会影响机体的健康状况,甚至危及生命安全。在水产养殖过程中,中药通常作为添加剂添加到基础饵料中,具有提高免疫、防治疾病、促进生长发育及改善水产品品质等一系列作用(史会来等,2007);当有病害发生时,为了尽快驱除病害及降低损失,绝大部分养殖场仍然使用抗生素(西药),间接导致了中西药联合使用的现象。因此,探讨中西药联合使用过程中中药对西药代谢的影响,对明确中西药配伍禁忌及健全水产品安全用药体系具有重要意义。【前人研究进展】中西药联合使用时,一种药物会对另一种药物的药代动力学产生影响,特别是中药影响西药药代动力学的现象更常见。Johne等(2002)临床研究发现,贯叶金丝桃提取物与阿米替林联合使用2周后,抑郁症患者体内阿米替林的药时曲线下面积(AUC)显著减小,表明贯叶金丝桃提取物可抑制阿米替林的吸收,促进其代谢。李罄等(2002)通过研究盐酸黄连素对环孢素A体内动力学的影响,发现盐酸黄连素与环孢素A联用可使后者达峰时间(Tmax)滞后,AUC增大,药物峰浓度(Cmax)降低,药物缓释效果明显。Kubota等(2004)研究发现,银杏叶提取物可提高大鼠细胞色素P450酶亚型CYP1A2活性,加速苯巴比妥在大鼠体中的代谢作用。房文红等(2012)通过对异育银鲫进行经口灌服黄芩苷和甘草酸,连续给药7 d后,以10 mg/kg的剂量注射恩诺沙星,发现黄芩苷和甘草酸可通过诱导细胞色素P450酶亚型CYP1A和CYP3A活性而加速恩诺沙星代谢。原永芳(2013)研究发现,氯沙坦与丹参片联合使用后,大鼠体内氯沙坦原型药的半衰期减小,Tmax延长,说明丹参可促进氯沙坦在大鼠体内的代谢。陆铖(2015)研究黄芪生脉饮对大鼠肝脏酶体内外活性的影响,结果發现黄芪生脉饮、黄芪甲苷、五味子乙素均能显著抑制咖啡因代谢速率。【本研究切入点】吡喹酮是一种异喹啉吡嗪衍生物,对于杀灭三代虫、指环虫、绦虫等寄生虫具有良好的作用效果,尤其对防治单殖吸虫引起的鳃疾病等有特效(Kim and Cho,2000),在水产养殖中已得到广泛应用,但至今尚未见关于中药对吡喹酮代谢影响的研究报道。【拟解决的关键问题】分析黄芪、柴胡和黄连3种中药对鲫鱼体内吡喹酮代谢的抑制作用,明确中西药联合使用的相互作用机制,为健全水产品安全用药体系打下基础。
1 材料与方法
1. 1 试验材料
细胞色素P450亚酶CYP1A1(MROD)活性荧光定量检测试剂盒、细胞色素P450亚酶CYP3A(END)活性比色法定量检测试剂盒购自上海杰美基因医药科技有限公司;吡喹酮(Praziquantel,PZQ)标准品(≥99.9%)购自Sigma公司,吡喹酮原料药(≥98%)购自西安百川生物科技有限公司;乙酸乙酯、异丙醇、正己烷、乙醇等为分析纯,购自国药集团上海化学试剂公司;黄芪(Astragalus membranaceus)、黄连(Coptis chinensis)和柴胡(Bupleurum chinensis)购自上海众康堂大药房。试验用鲫鱼取自上海海洋大学滨海养殖基地,规格为90.0±8.5 g,经外表观察及解剖验证健康无伤,且未使用过任何药物。
1. 2 中药提取液制备
将所选取的中药粉碎、过80目筛,利用水提法(丁改法等,2006)制备中药提取液:用50 ℃恒温干燥箱将过筛的中药粉末烘至恒重,每种中药取30.0 g,分别在300.0 mL水中浸泡30 min,先用砂锅大火煎煮,沸后转至文火,保持30 min,将煎液滤出,重复3次,合并滤液并浓缩至1 g/mL。将中药提取液按2%的比例添加到基础饵料中(史会来等,2007),制成利于鲫鱼摄食的颗粒饵料。基础饵料配方见表1。
1. 3 饲养管理
试验用鲫鱼在实验室循环水系统水族箱暂养1周,水温控制在(20±2)℃,早晚投喂基础饵料。暂养1周后,随机选取80尾平均分为8组(A0~A4和B2~B4),分别饲养于循环水系统水族箱中。A0为空白对照组、A1为吡喹酮对照组,早晚投喂基础饲料;A2~A4和B2~B4为试验组,早晚分别投喂添加有黄芪、柴胡和黄连的饵料。连续投喂30 d后,A1~A4组鲫鱼用注射器单次经口灌服吡喹酮(10 mg/kg),给药5 h后恢复正常投饵,且分别于给药后0.25、0.5、1、3、6、12、24、48和96 h尾静脉采血(每个时间点5尾),同时在给药后3 h从各组随机选取3尾鱼,处死后取肝脏,样品置于-80 ℃保存备用。
1. 4 鲫鱼肝脏CYP1A1和CYP3A活性测定
用4 ℃预冷的生理盐水漂洗肝脏组织以去除血细胞,拭去多余液体后称重,按照1∶4比例加入匀浆液(0.1 mol/L PBS,pH 4),剪碎组织,低温匀浆,然后13500 r/min离心30 min,取上清液,参照相关试剂盒说明,分别测定CYP1A1和CYP3A活性。
1. 5 血样PZQ残留量分析
1. 5. 1 血样前处理 在15.0 mL离心管中加入1.0 mL解冻后的血液和3.0 mL乙酸乙酯,漩涡振荡3 min后4500 r/min离心10 min,取上清液。用3.0 mL乙酸乙酯对沉淀重复提取1次,合并上清液。将上清液置于旋转蒸发仪中以45 ℃恒温条件蒸发至干,用1.0 mL流动相振荡溶解后以1.0 mL正己烷去脂2次,收集合并下清液,用微孔滤膜过滤,置于进样瓶,上高效液相色谱仪。 1. 5. 2 流动相与色谱条件 流动相:乙腈和水混合液(50∶50);色谱柱:Agilent Zorbax XDB-C18色谱柱(4.6 mm×150 mm×5 m);激发波长和发射波长分别为265和280 nm;柱温:25 ℃;流速:1 mL/min;进样量:20 L。
1. 5. 3 标准曲线制备 将吡喹酮标准品配置成质量浓度为0.05、0.10、0.20、0.40、1.00、2.00、4.00、10.00和20.00 g/mL的标准溶液,分别检测其峰面积,然后以浓度为横坐标、药物峰面积为纵坐标制作标准曲线,求回归方程与相关系数,用外标法测定样品药物浓度。以信噪比为3时的药量作为检测限。
1. 5. 4 回收率及精密度测定 取空白血样1.0 mL,加入吡喹酮标准溶液,制成质量浓度为0.05、1.00和20.00 g/mL的3个样品,按照1.5.1的方法处理后进行高效液相色谱测定,每个浓度重复5次;另外,用流动相配制的相应浓度标准溶液,以相同进样量为标准;日内每个浓度重复5次,1周测定5次,通过测定的峰面积,计算日内与日间相对标准偏差(RSD)。
1. 6 统计分析
药动学模型拟合、参数计算采用药代动力学程序软件DAS 3.0,药物标准曲线及药时曲线通过Excel 2013制作,并利用SPSS 13.0进行统计分析。
2 结果与分析
2. 1 鲫鱼肝脏观察及CYP1A1和CYP3A活性测定结果
通过观察发现,A0组鲫鱼的肝脏呈鲜红色,而A1组鲫鱼的肝脏发黄,且伴有轻微水肿现象,3个联合用药试验组(A2~A4)鲫鱼的肝脏呈浅褐色(图1),表明中药加剧了吡喹酮对肝脏的毒性作用。
CYP1A1活性测定结果:与A0组相比,A1组鲫鱼肝脏CYP1A1活性极显著升高(P<0.01,下同),升高37.9%,说明经口灌服吡喹酮可使鲫鱼肝脏CYP1A1活性升高;而黄芪组(B2)、柴胡组(B3)、黄连组(B4)的CYP1A1活性均显著降低(P<0.05,下同),分别降低19.3%、16.6%和18.1%(表2),说明黄芪、柴胡和黄连3种中药对CYP1A1活性具有显著的抑制效果。与A1组相比,黄芪—吡喹酮组(A2)、柴胡—吡喹酮组(A3)和黄连—吡喹酮组(A4)的鲫鱼肝脏CYP1A1活性均极显著降低(表3),分别降低20.2%、30.4%和23.0%,说明黄芪、柴胡和黄连3种中药对吡喹酮引起的CYP1A1活性升高有显著抑制效果。
CYP3A活性测定结果:与A0组相比,A1组鲫鱼肝脏CYP3A活性顯著升高,升高24.9%,说明经口灌服吡喹酮也能使鲫鱼肝脏CYP3A活性升高;而黄芪组(B2)、柴胡组(B3)、黄连组(B4)的CYP3A活性分别降低12.6%、27.4%和20.7%(表2),说明黄芪、柴胡和黄连3种中药对CYP3A活性有显著的抑制效果。与A1组相比,黄芪—吡喹酮组(A2)、柴胡—吡喹酮组(A3)和黄连—吡喹酮组(A4)的鲫鱼肝脏CYP3A活性均极显著降低(表3),分别降低19.8%、33.1%和36.8%,说明黄芪、柴胡和黄连3种中草药对吡喹酮引起的CYP3A活性升高有显著抑制效果。
2. 2 血液吡喹酮代谢分析结果
2. 2. 1 标准曲线与检测限 利用高效液相色谱仪测定血样中的吡喹酮浓度,发现吡喹酮药物峰分离良好,色谱图基线平稳,重现性较好,保留时间为6 min。吡喹酮标准溶液在0.05~20.00 μg/mL范围内线性关系良好(图2),标准曲线方程为y=0.44746x+
0.00786,R2=0.99903。0.05 μg/mL为最低检测限。
2. 2. 2 回收率与精密度 在0.05~20.00 μg/mL范围内测得吡喹酮在鲫鱼血液中的回收率为89.8%~93.1%,符合检测要求。同时,测得日内和日间相对标准偏差分别为6.63%和6.92%,均低于10.00%,即精密度较高,符合检测要求。
2. 2. 3 3种中药分别作用下吡喹酮在鲫体内的药动学特征 经口灌服给药后,A1~A4组鲫鱼血液中吡喹酮浓度与时间的关系曲线如图3所示。通过药代动力学程序软件DAS 3.0对药动学数据进行分析,发现吡喹酮药时数据在A1~A4各组鲫鱼血液中符合二室开放模型拟合,主要的药物代谢动力学参数见表4。
2. 2. 4 3种中药分别作用下吡喹酮在鲫鱼体内的分布与消除规律 各组鲫鱼血液中吡喹酮浓度呈先升后降的变化趋势,对照组、黄芪组与柴胡组鲫鱼血液中吡喹酮达峰时间(Tmax)为1 h,药峰浓度(Cmax)分别为2.71、2.90和3.01 mg/L;黄连组鲫鱼血液中吡喹酮浓度Tmax为3 h,Cmax为2.50 mg/L。黄芪组、柴胡组和黄连组的消除半衰期(t1/2β)分别为78.690、61.708和56.967 h,均高于对照组(15.007 h)。黄芪组、柴胡组和黄连组的药时曲线下面积(AUC(0-∞))分别为136.591、75.009和77.690 g/L·h,约为对照组的4.43、2.44和2.52倍。黄芪组、柴胡组和黄连组的总体清除率(CL/F)分别为0.073、0.133和0.129 L/kg·h,明显低于对照组(0.325 L/kg·h)。
3 讨论
药动学相互作用是指联合用药时,一种药物对其他药物吸收、分布、代谢和排泄等环节产生影响,进而改变血药浓度和药物利用率等,其中以代谢性药物相互作用最常见,约为药动学相互作用的40%(Lin,2006)。中药对化学合成药物代谢的抑制或诱导效应,主要是通过抑制或诱导药物代谢酶细胞色素P450的活性(刘高峰和郭兴蕾,2008;胡立炜,2010)。张艳辉等(2012)研究发现,长期服用黄芪甲苷(Astragalosides,AST)的大鼠CYP1A2活性被抑制,因此黄芪甲苷可作为CYP1A2的抑制剂。吴雪琴和卢小燕(2013)研究发现,黄芪注射液能够有效抑制大鼠的CYP2D活性。罗宇静等(2013)研究发现,柴胡水提物能有效降低大鼠肝脏CYP450含量,且CYP2E1和CYP1A2活性也受到抑制。唐霞(2014)研究发现,黄连素对CYP3A4和CYP1A1等细胞色素P450亚型的表达及其活性具有抑制作用。在水产上,唐江芳和郑曙明(2007)研究发现,鲫鱼肝脏和肾脏中均存在CYP3A,且五倍子对肝脏和肾脏中的CYP3A均可产生抑制作用;周常(2011)研究表明,黄芩、柴胡、黄连等6种中药对鲫鱼CYP1A具有较强的抑制作用。本研究结果表明,经口灌服吡喹酮后鲫鱼肝脏细胞色素P450亚型CYP1A1和CYP3A活性均极显著升高,而黄芪、柴胡和黄连3种中药对吡喹酮引起的CYP1A1和CYP3A活性升高具有显著抑制效果,说明选取的3种中药可通过抑制代谢酶细胞色素P450亚型CYP1A1和CYP3A活性而对吡喹酮代谢产生影响。 本研究还发现,黄芪—吡喹酮组、柴胡—吡喹酮组和黄连—吡喹酮组鲫鱼血液内吡喹酮药时曲线下面积(AUC(0-∞))均遠高于吡喹酮对照组,说明黄芪、柴胡和黄连3种中药可使吡喹酮的生物利用率大幅度提升。黄芪—吡喹酮组、柴胡—吡喹酮组和黄连—吡喹酮组鲫鱼血液吡喹酮消除半衰期(t1/2β)相对于吡喹酮对照组显著升高,而总体清除率(CL/F)相对于吡喹酮对照组明显减小,说明这3种中药对吡喹酮的代谢具有抑制作用,能延长其在鲫鱼体内的残留时间。黄连—吡喹酮组Tmax具有明显的滞后现象,可能是由于黄连在一定程度上延缓了吡喹酮的吸收。这与前人的相关研究结果相似:黄芪甲苷可提高大鼠血液中茶碱药时曲线下面积(AUC(0-∞)),减小CL/F,抑制茶碱的代谢(张艳辉等,2012);柴胡总皂苷可显著增加大鼠血液中马来酸氯苯那敏药时曲线下面积(AUC(0-∞)),降低其CL/F,抑制马来酸氯苯那敏的代谢(郭延垒,2013)。本研究发现在联合用药时,黄芪、柴胡和黄连对吡喹酮的代谢存在影响,但其具体有效成分及作用机理有待进一步探究。
4 结论
黄芪、柴胡和黄连虽然能提高吡喹酮在机体内的生物利用率,却延缓其代谢,致使吡喹酮在鲫鱼体内的残留时间延长,对食品安全造成极大威胁。因此,水产生产上中药与吡喹酮配伍使用时应当慎重。
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(责任编辑 兰宗宝)