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小分子創新化藥藥代動力學相互作用研究概述

發布時間:2020-09-27 15:50:14 | 來源:【藥物研發團隊 2020-9-27】
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在臨床應用中患者經常會同時使用多種藥物,這些藥物可能會產生藥物-藥物相互作用(DDI),最終導致嚴重不良反應或減弱治療效果。因此,有必要對DDI發生的可能及其影響程度和嚴重性進行科學評估,依據評估結果對給藥方案作出調整建議,并在說明書中對臨床用藥給出建議。

藥物相互作用按照發生機制可分為理化性質、代謝、轉運體、靶點或疾病介導的相互作用,按照作用影響指標分為藥代動力學相互作用和藥效動力學相互作用。藥效動學相互作用分為加和、拮抗和協同作用。

藥代動力學相互作用是藥物相互作用的主要方式之一,包括藥物的吸收、分布、代謝和排泄等四個環節中的相互作用,其后果是能改變血藥濃度、藥物在組織的分布和藥物在體內的蓄積等。目前已有多種藥物因發生藥代動力學相互作用,引發嚴重不良反應而相繼撤市。

藥物相互作用研究一般包括體外試驗和臨床試驗兩部分。體外試驗是為了全面了解在研藥物藥代動力學(PK)特征,以初步估計藥代動力學相互作用的可能機制以及可能的嚴重程度,為開展臨床試驗方案設計提供依據。

藥物相互作用臨床研究是為了確認人體中是否會發生DDI及其嚴重程度。如果在臨床試驗中觀察到顯著的藥物相互,則應考慮進行進一步考察其與其他藥物的DDI。如果在研藥物的開發旨在與其他藥物合用(如復方制劑、聯合用藥等),原則上應開展擬合用藥物的DDI研究。

應在患者同時使用在研藥物和可能與之發生相互作用的合并藥物之前對潛在的DDI進行評價,并依據DDI評價結果科學制定患者臨床試驗的合并用藥策略、入排標準或相應的劑量調整策略,以充分預防患者因合并用藥而產生不必要的安全風險。

藥代動力學相互作用研究的主要內容包括在研藥物是否會改變其它藥物的藥代動力學特征、其它藥物是否會改變在研藥物的藥代動力學特征、評估在研藥物藥代動力學參數變化的程度、評估在研藥物DDI的臨床意義、臨床嚴重DDI的防控策略等。

如果DDI研究不充分,可能會妨礙對在研藥物獲益及風險的確定,并可能會導致上市藥品說明書中應用范圍受限和/或上市許可推遲到獲得充足的DDI信息之后。因此,有計劃地系統性開展藥代動力學相互作用研究,對于創新藥物研發具有重要意義。

一、藥物代謝動力學

藥物代謝動力學(PK)簡稱藥代動學或藥動學,主要是定量研究藥物在生物體內的過程(吸收、分布、代謝和排泄),并運用數學原理和方法闡述藥物在機體內的動態規律的一門學科。確定藥物的給藥劑量和間隔時間的依據,是該藥在它的作用部位能否達到安全有效的濃度。藥物在作用部位的濃度受藥物體內過程的影響而動態變化。在創新藥物研制過程中,藥物代謝動力學研究與藥效學研究、毒理學研究處于同等重要的地位,已成為藥物臨床前研究和臨床研究的重要組成部分。

(一)藥物體內過程

藥物體內過程即藥物被吸收進入機體到最后被機體排出的全部歷程,包括吸收、分布、代謝和排泄等過程。其中吸收、分布和排泄屬物理變化稱為轉運。代謝屬于化學變化亦稱轉化。機體對藥物處置的過程,表現為體內藥物濃度隨時間變化的規律。藥物代謝動力學就是研究藥物體內過程規律,特別是研究血藥濃度隨時間而變化的規律。

1、吸收

藥物從給藥部位進入血液循環的過程稱為吸收。影響吸收的因素主要有:給藥途徑、藥物性質、脂溶性、水溶性、離解度等??诜幬锉晃者M入體循環的比率,即給藥量與吸收量的比率稱為生物利用度(或生物可用度)。

2、分布

藥物吸收后從血液循環到達機體各個器官和組織的過程稱為分布。影響藥物分布的主要因素有:

(1)藥物的性質:脂溶性大分布到組織器官的速度快。

(2)藥物與組織的親和力:有些藥物對某些組織器官有特殊的親和力。藥物對組織器官的親和力與藥物的療效及不良反應有關。

(3)藥物與血漿蛋白(主要是白蛋白)結合率:結合率大小與藥物療效有關。藥物與血漿蛋白結合后可使藥物無活性;不易透過毛細血管壁,影響分布和作用;結合型藥物分子量大,不易從腎小球濾過,也不受生物轉化的影響;因此藥物在體內的作用時間也會延長。

(4)血流量大?。耗X、心肝、腎等組織器官血管豐富,血流量大,藥物濃度較高,有利于發揮作用,也易引起這些組織器官損害。

(5)特殊屏障:血腦屏障是血液與腦組織之間的屏障,極性小而脂溶性大的藥物較易通過,對極性大而脂溶性小的藥物則難以通過。

3、代謝

藥物作為外源性物質在體內經酶或其它作用使藥物的化學結構發生改變,這一過程稱為代謝(或生物轉化)。藥物代謝的主要器官是肝臟。也可發生在血漿、腎、肺、腸及胎盤。

(1)藥物代謝(轉化)酶

①肝微粒體藥酶:藥物在體內主要靠肝細胞微粒體的藥酶。其中最主要的是混合功能氧化酶系,其由三部分組成:血紅蛋白類,包括細胞色素P-450及細胞色素b5;黃素蛋白類,包括還原型輔酶Ⅱ-細胞色素C還原酶(或稱還原型輔酶Ⅱ-細胞色素P-450還原酶)及還原型輔酶I-細胞色素b5還原酶,是電子傳遞的載體;脂類,主要是磷脂酰膽堿,功能尚不清楚。此三部分共同構成電子傳遞體系,使藥物氧化,三者缺一,藥物代謝就不能完成。

②細胞漿酶系:包括醇脫氫酶、醛氧化酶、黃嘌呤氧化酶等。一些藥物經微粒體藥酶氧化生成醇或醛后,再繼續由醇脫氫酶和醛氧化酶代謝。

③線粒體酶:包括單胺氧化酶、脂環族芳香化酶等。單胺氧化酶能使各種內源性單胺類(多巴胺、腎上腺素、去甲腎上腺素、5-羥色胺等)和外源性的胺類(乳酪或酵母中的酪胺等)氧化脫氨生成醛,再進一步氧化滅活。

④血漿酶系:包括單胺氧化酶、兒茶酚胺氧位甲基轉移酶、酰胺酶及假膽堿酯酶等。前二者可氧化血漿中內源性或外源性單胺類物質。

⑤腸道菌叢酶系:能將某些營養物質轉變為胺類、羧酸或烴類等有毒物質,腸道菌大量繁殖,產胺過多,可能誘發嚴重肝功不良者的昏迷,故臨床上口服新霉素的目的是殺滅腸道菌叢減少胺類生成,從而減輕肝昏迷。

(2)代謝(轉化)類型

代謝(轉化)可分為兩類。第一類包括氧化、還原及水解過程;第二類為結合過程,第一類轉化產物再經與體內某些代謝物結合,產物一般水溶性加大,利于排泄。

①第一階段反應(第一類型):氧化、還原及水解等。氧化,如醇氧化、醛氧化、單胺氧化、氧化脫氫及N-氧化等;還原,如硝基還原成氨基(-NH2)等。

②第二階段反應(第二類型):即結合反應,使藥物失效,隨尿排出。含羥基、羧基、胺基的化合物與葡萄糖醛酸結合成酯、醚、酰胺化合物;硫酸可與酚類藥物及酚性類固醇結合成硫酸酯;N-甲轉移酶使伯胺、腫胺及叔胺甲基化,以S-腺苷甲硫氨酸作為甲基供應體;磺胺類及芳香族氨基等在乙酰輔酶A參與乙?;?。

(3)藥物代謝的意義

①解毒。絕大多數藥物通過代謝后失去藥理活性,稱為解毒。肝藥酶活性低時,應用主要在肝滅活的藥物時要特別慎重。

②活化。少數藥物經代謝轉化后效力反而增強,稱為活化。

(4)藥酶的誘導劑和抑制劑

某些藥物可促進藥酶對其的降解,又可促進其它藥物的藥酶的降解作用,長期服用可產生耐受性。有些藥物能抑制藥酶的活性,從而延緩藥物的降解,長期應用可產生積蓄中毒。

4、排泄

排泄是藥物以原形或代謝產物的形式經不同途徑排出體外的過程,是藥物體內消除的重要組成部分。

(1)腎臟排泄

腎臟排泄包括腎小球濾過和腎小管分泌。腎小球濾孔孔徑約600?,分子量<65000均可通過。腎小管排泌是主動轉運過程,需要載體,腎小管上皮細胞具有兩類轉運系統(兩種載體):有機酸轉運系統,轉運有機酸藥物;有機堿轉運系統,轉運有機堿藥物。有飽和現象,對同一轉運系統有競爭性抑制。腎小管上皮細胞膜也具類脂結構,藥物可通過脂溶擴散從腎小管重吸收回到血液中去,腎小管重吸收的主要是未離解的脂溶性藥物,改變尿液pH可影響藥物的離解度,能顯著影響弱酸性或弱堿性藥物在腎小管的重吸收;相反,增加弱酸性藥物的離解度,可減少其在腎小管的重吸收,加速其排泄率。故弱酸性藥物中毒時,宜用碳酸氫鈉堿化尿液,加速毒物排出。腎功能不全者慎用或禁用主要經腎排泄的藥物。

(2)膽汁排泄

除需具有一定的化學結構外,分子量要超過300才可以從膽汁排泄。分子量超過5000的大分子或蛋白質很難從膽汁排出。藥物從肝細胞向膽汁的轉運是主動轉運過程,需有載體,有飽和現象。肝細胞至少有三個轉運系統:有機酸類轉運、有機堿類轉運和中性化合物轉運。屬同一轉運系統的藥物,有競爭性抑制。藥物由膽汁排入十二指腸后,有些從糞便排出,有些可被腸上皮細胞吸收入血液,形成“肝-腸循環”。

(3)某些藥物可從乳汁排泄,可能引起乳兒中毒。

(4)某些揮發性藥物可從肺排泄。

(5)有些藥物可從支氣管排泄。(6)有些藥物可從汗腺、淚腺、唾液腺等排泄。

(二)一級消除動力學

一級消除動力學是指單位時間內消除的藥量與血漿藥物濃度成正比,又稱為恒比消除

(三)零級消除動力學

零級消除動力學是指單位時間內體內藥物按照恒定的量消除,又稱為恒量消除。

(四)藥物代謝動力學的重要參數

1、峰濃度

峰濃度(Cmax)是指血管外給藥后藥物在血漿中的最高濃度值,代表藥物吸收的程度。

2、達峰時間

達峰時間(Tmax)是指血管外給藥后藥物在血漿中的最高濃度值的時間,代表藥物吸收的速度。

3、藥物清除半衰期

藥物清除半衰期(t1/2)是指血漿藥物濃度下降一半所需要的時間。其長短可反映體內藥物消除速度。

4、曲線下面積

曲線下面積(AUC)是指時量曲線和橫坐標圍成的區域,表示一段時間內藥物在血漿中的相對累積量。

5、清除率

清除率(CL)是指機體清除器官在單位時間內清除藥物的血漿容積,即單位時間內有多少體積的血漿中所含藥物被機體清除。使體內肝臟、腎臟和其他所有消除器官清除藥物的總和。

6、消除速率常數

消除速率常數(K)是指單位時間內消除藥物的分數。

7、表觀分布容積

表觀分布容積(Vd)是指當血漿和組織內藥物分布達到平衡后,體內藥物按此時的血漿藥物濃度在體內分布時所需的體液容積。

8、生物利用度

生物利用度(F)是指藥物經血管外途徑給藥后吸收進入全身血液循環藥物的相對量??煞譃榻^對生物利用度和相對生物利用度。

(五)藥物分子的跨膜轉運

藥物吸收、分布、代謝和排泄過程中,藥物分子要通過各種單層(如小腸上皮細胞)或多層(如皮膚)細胞膜。盡管各種細胞結構不盡相同,但其細胞膜是藥物在體內運轉的基本屏障,藥物的通過方式和影響因素相似。

1、藥物通過細胞膜的方式

(1)濾過

濾過是指水溶性的極性或非極性藥物分子借助于流體靜壓或滲透壓隨體液通過細胞膜的水性通道而進行的跨膜運轉,又稱為水溶性擴散,為被動轉運方式。

補充:大多數毛細血管上皮細胞間的孔隙較大,故絕大多數藥物均可經毛細血管上皮細胞間的孔隙濾過。但是,腦內除了垂體、松果體、正中隆起、極后區、脈絡從外,大部分毛細血管壁無孔隙,藥物不能以濾過方式通過這些毛細血管而進入腦組織內。

(2)簡單擴散

簡單擴散是指脂溶性藥物溶解于細胞膜的脂質層,順濃度差通過細胞膜,又稱脂溶性擴散,為被動運轉方式。絕大多數藥物按此種方式通過生物膜。

簡單擴散的速度主要取決于藥物的油水分配系數和膜兩側藥物濃度差。油水分配系數(脂溶性)和濃度差越大,擴散就越快。但是因為藥物必須先溶于體液才能抵達細胞膜,水溶性太低同樣不利于通過細胞膜,故藥物在具備脂溶性的同時,仍需具有一定的水溶性才能迅速通過細胞膜。

(3)載體運轉

載體轉運是指轉運體在細胞膜的一側與藥物或生理性物質結合后,發生構型改變,在細胞膜的另一側將結合的內源性物質或藥物釋出。其特點是:

①對轉運物質有選擇性;

②載體轉運能力有限,故具飽和性;

③結構相似的藥物或內源性物質可競爭同一載體而具有競爭性,并可發生競爭性抑制。

載體轉運主要發生在腎小管、膽道、血腦屏障和胃腸道的藥物轉運,主要有主動轉運和易化擴散兩種方式。

主動轉運需要耗能,能量可直接來源于ATP的水解,或是間接來源于其它離子如Na+的化學梯度。主動轉運可逆電化學差轉運藥物。這種轉運對體內代謝物質和神經遞質的轉運以及通過干擾這些物質而產生藥理作用的藥物有重要意義。有的藥物通過神經元細胞、脈絡叢、腎小管細胞和肝細胞時是以主動轉運方式進行的。

易化擴散與主動轉運不同的是不需要能量,不能逆電化學差轉運,所以實際上是一種被動轉運。易化擴散可以加快藥物的轉運速率。

(4)膜動轉運

膜動轉運是指大分子物質通過膜的運動而轉運,包括胞飲和胞吐。

胞飲又稱吞飲或入胞,是指某些液態蛋白質或大分子物質通過細胞膜的內陷形成吞飲小泡而進入細胞內。如腦垂體后葉粉劑可從鼻黏膜給藥以胞飲方式吸收。

胞吐又稱胞裂外排或出胞,是指胞質內的大分子物質以外泌囊泡的形式排出細胞的過程。如腺體分泌及遞質的釋放。

2、影響藥物通透細胞膜的因素

(1)藥物的解離度和體液的酸堿度

絕大多數藥物屬于弱酸性或弱堿性有機化合物,在體液中均不同程度地解離。分子型(非解離型)藥物因疏水而親脂,易通過細胞膜;離子型藥物極性高,不易通過細胞膜脂質層,這種現象稱為離子障。藥物解離程度取決于體液pH和藥物解離常數(Ka)。解離常數的負對數值為pKa,表示藥物的解離度,是指藥物解離50%時所在體液的pH。各藥都有固定的pKa。

(2)藥物濃度差以及細胞膜通透性、面積和厚度

藥物分子跨膜轉運的速率(單位時間通過的藥物分子數)與膜兩側藥物濃度差(C1-C2)、膜面積、膜通透系數和膜厚度等因素有關。膜表面大的器官,如肺、小腸,藥物通過其細胞膜質層的速度遠比膜表面小的器官(如胃)快。這些因素的綜合影響符合Fick定律:

通透量(單位時間分子數)=(C1-C2)x面積x通透系數/厚度

(3)血流量

血流量的改變可影響細胞膜兩側藥物濃度差,藥物被血流帶走的速度影響膜一側的藥物濃度,血流量豐富、流速快時,不含藥物的血液能迅速取代含有較高濃度藥物的血液,從而得以維持很大的濃度差,加快藥物跨膜轉運速率。

3、細胞膜轉運蛋白的量和功能

營養狀況和蛋白質的攝入影響細胞膜轉運蛋白的數量,從而影響藥物的跨膜轉運。轉運蛋白的功能受基因型控制。

(六)藥物劑量的設計和優化

1、靶濃度

合理的給藥方案是使穩態血漿藥物濃度達到一個有效而不產生毒性反應的治療濃度范圍,稱為靶濃度。

2、維持量

在大多數情況下,臨床多采用多次間歇給藥或是持續靜脈滴注,以使穩態血漿藥物濃度維持在靶濃度。因此要計算藥物維持劑量。

3、負荷量

在半衰期才能達到穩態血藥濃度,增加劑量或者縮短給藥間隔時間均不能提前達到穩態,只能提高藥物濃度,因此如果患者急需達到穩態血藥濃度以迅速控制病情時,可用負荷量給藥法。負荷量是指首次劑量加大,然后再給予維持劑量,使穩態血藥濃度(即事先為該患者設定的靶濃度)提前產生。

二、藥物轉運體與代謝酶間的協作關系對腸肝處置藥物的影響

藥物轉運體和代謝酶均為機體處置藥物的關鍵蛋白,與藥物的代謝消除密切相關。研究指出,藥物轉運體和代謝酶在處置藥物的生理活動中存在密切協作關系,且藥物轉運體和代謝酶功能的變化可影響其協作處置藥物的能力,進而影響藥物的療效和不良反應。腸和肝是藥物發生代謝的主要組織,且分布有大量的藥物轉運體和代謝酶。了解藥物轉運體和代謝酶間的協作關系及規律和對腸肝藥物處置的影響,對于探索藥物的體內過程、藥物相互作用具有重要意義。

(一)藥物轉運體-代謝酶的相互作用對腸藥物處置的影響

1、腸道分布的藥物代謝酶和轉運體

腸道作為機體吸收營養物質的重要器官,也是口服藥物吸收的重要部位,是決定口服藥物是否可被吸收進入體內的第一關卡?,F有研究證實,分布于腸上皮細胞的代謝酶及轉運體與其關卡效應密切相關。腸道藥物代謝酶主要分布于上皮細胞,其活性從絨毛尖端到腺窩方向逐漸降低,十二指腸和空腸的代謝活性高于回腸和結腸。細胞色素P450(CYP)是分布于腸道,且介導大部分物質代謝的主要代謝酶。在人體的小腸上皮細胞中可檢測到CYP1A1、CYP1B1、CYP2C、CYP2D6、CYP2E1、CYP3A4和CYP3AS的mRNAs,其中CYP3A(CYP3A4和CYP3A5)CYP2C9分別占了小腸CYP的80%和14%,而CYP3A4可代謝臨床上大于50%的藥物。此外,小腸中也有II相代謝酶存在,主要為硫酸基轉移酶(SULT)1A和葡萄糖醛酸轉移酶(UGT)1A等。

除代謝酶外,腸道上皮細胞還分布有大量的轉運體,根據其功能分為攝取型和外排型轉運體。其中,寡肽轉運蛋白、葡萄糖轉運蛋白、一元羧酸轉運蛋白、有機陽離子轉運蛋白、有機陰離子轉運蛋白、有機陰離子轉運多肽、Na'依賴性?;悄懰峁厕D運多肽、Na離子依賴性膽酸鹽轉運蛋白和氨基酸轉運體等負責將內源性和外源性物質攝入腸上皮細胞,而P-糖蛋白(P-gp)、多藥耐藥相關蛋白和乳腺癌耐藥蛋白負責將內源性和外源性物質再次排入腸道,或分泌進入血液。

2、腸道的藥物轉運體-代謝酶相互作用

研究表明,腸道代謝酶CYP3A和P-gp分別負責外源性物質代謝和將外源性物質泵出腸上皮細胞,由此可見,CYP3A和P-gp協同抵御外源性物質進入體循環。

藥物進入腸上皮細胞,或直接吸收進入血液;或首次進入腸上皮細胞即被胞內的代謝酶代謝;或被P-gp外排至腸腔,再重吸收進入腸上皮細胞后方能被代謝,有些藥物分子甚至需要經歷多次外排,才有機會與CYP結合,該過程提高了藥物與CYP結合的機會,可增加藥物的代謝比例。因此,當腸道中P-gp被抑制時,進入腸上皮細胞的藥物分子增多,但藥物與CYP結合的機會將顯著減少,使藥物的生物利用度增加,但代謝比例下降。由此可見,CYP擅長藥物的代謝解毒,P-gp可將外源性藥物排至腸腔,二者協同調控腸道對藥物的處置作用。

(二)藥物轉運體-代謝酶的相互作用對肝藥物處置的影響

1、肝臟分布的藥物代謝酶和轉運體

肝臟是藥物謝清除的主要器官之一,其富含介導藥物I相代謝II相代謝的主要代謝酶,其中參與藥物代謝的I相酶中以P450酶最為重要,大部分藥物在肝臟I相代謝酶作用下被氧化、還原或水解,然后藥物和/或其代謝在II相代謝酶的作用下與葡萄糖醛酸、甘氨酸、硫酸等內源性物質結合或經甲基化、乙?;箅S尿液或膽出體外。此外,在肝細胞膜亦分別有豐富的藥物轉運體,其中分布于肝細胞基底膜側的有機陰離子轉運多肽轉運體、有機陰離子轉運體、有機陽離子轉運體1、鈉離子/?;悄懰峁厕D運蛋白主要負責內源性和外源性物質從血液向肝細胞內的轉運,而分布于頂膜側的轉運體主要有P.糖蛋白、多藥耐藥相關蛋白2、乳腺癌耐藥相關蛋白、膽鹽輸出泵及MATE1,這些外排轉運體介導多種內源性和外源性藥物的膽汁排泄。

2、肝臟的藥物轉運體-代謝酶相互作用

研究者將介導藥物和/或其代謝物從血液進入肝細胞的過程稱為0相代謝,而將肝細胞內藥物和/或其代謝物經轉運體排入膽汁的過程稱為III相代謝。藥物經攝取型轉運體介導進入肝細胞后才可被代謝,藥物和/或其代謝產物又需外排型轉運體介導才能排出肝細胞。因此,攝取型和外排型轉運體分別介導的0相和III相代謝與藥物在肝細胞內的I相和II相代謝協同完成藥物的代謝解毒。

腸道中藥物從腸腔向基底膜側轉運以吸收,而肝臟中大部分藥物從基底膜側向膽管側膜轉運以排泄。因此,分布于腸上皮細胞頂膜側的P-gp主要影響腸細胞的攝取量,而分布于肝細胞頂膜側的P-gp主要影響肝細胞的外排量。外排型轉運體不僅分布于肝細胞頂膜側,還分布于肝臟的基底膜側,研究發現這些轉運體亦協同影響藥物的代謝排泄。除外排型轉運體外,研究發現攝取型轉運體也可影響藥物的代謝。

物質的轉運方向不同也可影響轉運體與代謝酶間的協同關系,而肝細胞內的藥物代謝與肝攝取型和外排型轉運體協同負責藥物的代謝排泄。

綜上所述,藥物代謝酶和轉運體是影響藥物代謝動力學的兩個重要因素,其中腸道轉運體與代謝酶協同負責藥物的吸收解毒,而肝臟轉運體與代謝酶協同藥物的解毒排泄。近年來也有研究指出,腸道對口服藥物的代謝消除較肝臟明顯。而且,研究者普遍認為,腸道CYP3A4和P-gp間的相互作用是腸道代謝作用強于肝臟的主要原因。

但是,藥物代酶和轉運體間的協作關系可能不是一成不變的,其至少與組織器官的特性、藥物代謝酶或轉運體活性變化和藥物在細胞內外的暴露量均有關。因此,在不同的情況下,二者間的協作關系和協作效應可能呈現出不同的結果。而且,目前有關藥物代謝酶和轉運間協作機制的研究鮮為見到,但這部分研究對于藥動學的體內研究及預測研究具有重要的意義。

目前,研究轉運體-代謝酶相互作用最多的是肝和腸組織,對于腦和腎的研究相對較少。然而,酶和轉運體在組織器官中的分布具有一定的特異性,如人體腦中分布較多的代謝酶主要為CYP1B1和CYP2U1,分布最多的轉運體為ABCG2,而人肝臟分布最多謝酶為CYP2E1和CYP1B1,轉運體為ABCC2。同一對轉運體因器官特異性,轉運方向不同,轉運體與代謝酶間的協作效應存在差異。而且同一轉運體與I相代謝酶和II相代謝酶的協作結果也不相同。但是目前研究的“轉運體-代謝酶”對卻極為有限,主要為P-gp-CYP3、MRP-UGT和BCRP-UGT等,且有關探究二者協作關系是否存在器官差異性的研究甚少。

目前藥物轉運體與代謝酶間協作關系的研究方法大部分為體外細胞實驗和離體器官灌流法。因代謝酶和轉運體在組織器官的廣泛分布,專屬性探針工具藥相對缺乏,以及代謝酶和轉運體間復雜的代償性調控關系,應用體內方法探討藥物轉運體和代謝酶間的關系較為困難,而組織器官的特定結構、體內循環系統中藥物暴露量等因素是影響二者間協作關系的重要因素。近幾年,也有用生理基礎藥動學模型模擬評價二者間協作關系的相關研究。

總之,代謝酶與轉運體間的協作關系具有非特異性,且在代謝酶與轉運體活性改變的情況下可能存在復雜的網絡協作關系,明晰藥物轉運體與代謝酶間的協作關系及規律,對于探究藥物體內過程、藥效和不良反應、藥物相互作用具有重要的意義。

三、藥代動力學相互作用

藥物聯合應用由于相互作用改變了藥物的吸收、分布、排泄和生物轉化,導致產生藥理效應的可利用藥量的增減變化,從而影響了藥物效應。

1、改變胃排空與腸蠕動

大多數藥物主要在腸道吸收,從胃排入腸道的速度為藥物到達吸收部位的限速步驟,影響胃排空,使藥物提前或延遲進入腸道,將加強或減少吸收,而使藥效增強或減弱。

2、競爭與血漿蛋白結合

許多藥物進入體內可與血漿蛋白相結合,血漿蛋白結合的藥物暫時失去活性,但這種結合是可逆的,結合體可分解而重新釋放出具有活性的游離型藥物,因此可作為藥物的暫時貯存形式。每一種藥物與血漿蛋白的結合大致有一定的比率,若由于某種原因使結合率降低,則因游離型藥物的增多而作用增強。各種藥物與血漿蛋白的結合能力強弱不一致,兩種藥物合用時,結合能力強的藥物可使結合能力弱的藥物從血漿蛋白質中置換出來,使結合力弱的藥物在血中游離體的濃度高于正常,結果是作用增強,但同時也有引起中毒的危險。

3、誘導藥物代謝酶

許多藥物在體內受酶的催化作用而發生化學變化,如肝微粒體藥物代謝酶可使許多藥物生成無效的代謝物而滅活。由于某些藥物具有誘導藥物代謝酶使其活性加強的作用,因此就可使一些聯合應用的藥物在肝內代謝速度加快,使迅速轉變為代謝物而失活。

4、抑制藥物代謝酶

與誘導藥物代謝酶作用相反,有些藥物具有抑制藥物代謝酶活性的作用,往往可使與其合用藥物的正常代謝受阻,致使其血漿濃度升高,結果是藥效增強,同時也有引起中毒的危險。

5、尿液pH的改變影響藥物的排泄

大多數藥物是通過腎臟排泄的,藥物按轉運機制不同可分為主動轉運和被動轉運而透過腎小管膜隨尿排出體外。其中被動轉運機制不僅可透過腎小管排泄,而且有相當部分又在腎小管被重吸收,最后只有部分藥物隨尿排泄,由于分子狀態的非極性藥物比離子狀態的極性藥物容易透過胞膜,因此在腎小管分子狀態的藥物隨水分被重吸收而透過膜重新進入血液,大多數藥物為弱酸或弱堿性藥物,它們的電離狀態受體液的pH所影響,弱酸性藥物在pH較低的溶液中多為分子狀態,若提高液體pH,則離子狀態部分增多,而分子狀態減少;弱堿性藥物則相反。因此尿液pH的變化可直接對其排泄產生影響,人尿液的pH可隨食物和藥物的影響而變化,應用堿性藥物可使尿液堿化,則弱酸性藥物排泄加快,而弱堿性藥物排泄減少,因而影響了這些藥物的血濃度,使療效和毒性發生變化。

對于經腎小管分泌而經尿液排泄的藥物,由于藥物的性質不同,其經腎小管分泌的難易也不盡相同。腎小管主動分泌是借助載體的,當多種經分泌排泄的藥物聯合應用時就會發生對僅有載體的競爭性抑制作用。

四、藥物相互作用的產生機制

絕大多數藥物在腸道和/或肝臟中經過細胞色素P450酶系代謝,P450酶系被抑制或被誘導是導致代謝性DDI的主要原因,其中酶抑制作用所致的臨床意義遠大于酶誘導作用,約占代謝性相互作用的70%,酶誘導作用引起的DDI約占23%。藥物轉運蛋白也是產生DDI的一個重要的因素。

1、細胞色素P450對代謝的影響

藥物在體內代謝包括兩相反應:I相反應是氧化還原反應,主要涉及CYP酶家族;II相反應是結合反應,涉及到谷胱甘肽、葡萄糖醛酸、硫酸鹽和甘氨酸等。通常情況下,一種藥物要經過多種亞型的CYP 酶代謝,僅少數藥物經單一的藥酶代謝。估算認為,約有60%的處方藥是經過CYP酶代謝,?,F已經確定的細胞色素P450家族為18個家族42個亞族。參與代謝的CYP 酶主要是CYP3A4、CYP1A2、CYP2C9、CYP2C19、CYP2D6五種, 占CYP酶的95%。約有55%的藥物經CYP3A4代謝,20% 經CYP2D6代謝,15%經CYP2C9和CYP2C19代謝。

2、P蛋白對吸收的影響

P蛋白對藥物吸收的影響是其介導的藥物相互作用所致。P蛋白的底物廣泛,它所介導的藥物外排是口服藥物吸收差異和生物利用度變異的一個主要原因。P蛋白的底物如地高辛、環孢素、他克莫司等的吸收很容易受到P蛋白的抑制劑(如維拉帕米、奎尼?。┗蛘T導劑(如利福平)的影響,導致生物利用度的增加或減少。對于一些治療指數窄的藥物,生物利用度的改變可以引起血藥濃度的相應改變而導致中毒或治療無效。 P蛋白抑制劑主要包括維拉帕米、纈沙坦、奎尼丁等,但是親和力低,達到所需要的抑制效果時會產生很大的毒性。水果蔬菜、草藥和其他食物中的一些成分如黃酮醇、香豆素類都能調節P蛋白的活性,進而影響藥物的體內處置。黃酮類化合物主要抑制P蛋白ATP酶活性,增加了底物的吸收;葡萄、柚汁中的呋喃香豆素同時抑制CYP3A4酶和P蛋白,使藥物的吸收明顯增加。

五、藥物相互作用體外評估研究

(一)研究的主要內容

DDI評估通常從體外試驗開始,確定可能影響藥物處置的因素以闡明潛在的DDI機制,并獲得用于進一步研究的動力學參數,其主要內容包括: 確定藥物的主要消除途徑、評估相關代謝酶和轉運體對原藥處置的貢獻、考察藥物對代謝酶和轉運體的影響。

體外試驗結果提供作用機制信息,結合臨床PK,有助于決策是否有必要開展及如何進行臨床DDI研究設計??苫隗w外試驗結果和臨床PK數據采用數學模型法預測潛在的臨DDI。DDI的預測模型包括基礎模型、靜態機制模型和動態制模型(PBPK模型)??筛鶕唧w情況選擇并試用這些模型,決定何時以及如何進行臨床DDI研究。

(二)代謝酶介導的藥物相互作用

藥物代謝主要發生在肝臟和腸道。其中肝臟代謝主要由于肝細胞粗面內質網的細胞色素P450(СYP)酶系催化,也可通過非CYP酶催化, 如胞漿酶或II相代謝酶。應在首次人體試驗之前開展體外代謝研究,鑒定主要代謝產物,為臨床前安全性數據外推到人體提供必要的信息,并為臨床研究設計提供參考。

1、評估在研藥物是否為代謝酶的底物

(1)研究內容

應采用體外代謝表型試驗考察主要的CYP同工酶CYP1A2、CYP2B6、CYP2C8、CYP2C9、CYP2C19、CYP2D6和CYP3A是否可以代謝在研藥物。但在研藥物可能在體內發生重要的非主要CYP酶介導的代謝,此時其可能酶的底物,應確定其他酶對其代謝的貢獻。主要包括于以下代謝酶:

其他CYP同工酶:CYP2A6、CYP212、CYP4F2和

CYP2E1;

其他I相代謝酶:單胺氧化酶(MAO)、黃素單加氧酶(FMO) 、黃嘌呤氧化酶(XO)、醇/醛脫氫酶和醛氧化酶(AO);

II相代謝酶:包括UDP葡萄糖醛酸轉移酶(UGT)和硫酸移酶。

(2)數據分析

若基于體外代謝表型研究和人體PK數據,特定代謝酶對藥物的消除大于或等于25%,則可認為該酶對在研藥物的清除在DDI研究中是重要的。在這種情況下,應使用強指針抑制劑和/或酶誘導劑進行DDI 臨床研究。

2、評估在研藥物是否為代謝酶的抑制劑

(1)研究內容

應評估在研藥物是否會對常見的CYP酶CYP1A2、CYP2B6、 CYP2C9、CYP2D6和CYP3A的活性產生可逆性抑制或/和時間依賴性抑制(TDI)。

(2)數據分析

對于可逆性抑制的基礎模型,應計算預測存在和不存在抑制劑時指針底物AUC的預測比值R1。對于時間依賴性抑制(TDI)的基礎模型,應計算在研藥存在和不存在抑制劑時的AUC預測比率R2。

3、評估在研藥物是否為代謝酶的誘導劑

(1)研究內容

應評估在研藥物是否會誘導主要的CYP同工酶CYP1A2、CYP2B6、CYP2C8、CYP2C9、CYP2C19和CYP3A4。因對CYP3A4/5和CYP2C的誘導作用都需要激活孕烷X受體(PXR),故研究初期,可只評估CYP1A2,、CYP2B6和CYP3A4/5。若未見對CYP3A4/5酶的誘導,則可不必再評價對CYP2C酶的誘導作用。但若在研藥物可以誘導CYP3A4/5,則應評估其誘導CYP2C的可能性。

(2)數據分析

評估在研藥物誘導代謝酶潛力的方法主要有倍數變化方法、相關性方法和基礎動力學模型三種。

在這些方法中,如果任一方法的研究結果提示在研藥物具

有誘導代謝酶的潛力,則應使用機制模型或敏感的指針底物進行臨床藥物相互作用研究,以進一步研究在研藥物對代謝酶的誘導能力。在有和無在研藥物的情況下,如果根據靜態或動態機制模型(例如PBPK模型)得到敏感指針底的預測AUCR小于或等于0.8,則應使用敏感指針底物進行臨床DDI研究完以進一步考察可能發生的藥物相互作用。

(3)其他注意事項

使用機制模型預測的AUCR臨界值>0.8 (誘導)<1.25(抑制)是建議的閾值以提示在研藥物對代謝酶是否有影響。評估在研藥物是否是多種CYP酶的抑制劑時,可根據R1、R2的排序或預測的AUCR值,優先使用在相同研究中獲得體外抑制參數,對各途徑的敏感指示底物的CYP酶的體DDI研究進行優先排序,即:可首先使用具有最大R或AUCR值的CYP的敏感指示底物進行體內研究。如果該體內研究的結果未見相互作用,則無需再進行具有較低效力(如較小的R或AUCR)的體內其他CYP酶的評估。但若該體內研究的結果顯示藥物與敏感指示CYP酶底物之間存在相互作用,則應對其他CYP酶作進一步的體內研究,且應先從具有次最大R或AUCR值的CYP開始?;蚩墒褂肞BPK模型來進行額外的研究。應驗證并更新所有PBPK模型,以證明該模型能夠充分描述第一次使用敏感指示底物的體內研究結果。

(三)轉運體介導的藥物相互作用

轉運體通過影響藥物的吸收、分布和消除,對不同器官和組織中藥物的藥動學和藥效學產生臨床相關的影響。與肝臟和小腸中大量表達的藥物代謝酶不同,轉運體在人體全身的組織中均有表達,并影響內源性和外源性物質進入人體的各個部位。轉運體與代謝酶協同作用可以影響藥物的分布和藥理作用,同時藥物也可以影響轉運體的表達或活性,從而導致內源性(如肌酸酐、葡萄糖)或外源性物質的選擇性分布。

臨床應用中一些與藥物相互作用有關的轉運體:P-糖蛋白(P-gp)或多藥耐藥蛋白1(MDR1)、乳腺癌耐藥蛋白(BCRP)、有機陰離子轉運多肽(OATP)1 B1/B3、有機陰離子轉運體(OAT)1/3、多藥及毒性化合物外排轉運體(MATE)、有機陽離子轉運體(OCT)2。

如果臨床DDI研究只檢測全身藥物暴露量,則由轉運體介導的藥物相互作用的后果可能并不明顯。但了解藥物是否是這關鍵轉運體的底物或者相互作用藥物(如抑制劑或誘導劑)可以解釋一些臨床結果(如當藥物是轉運體的底物時,藥物的組織分布改變可能會導致毒性增加或療效變化)。

當在研藥物為下列轉運體的底物和/或抑制劑時,應評價其與轉運體間的相互作用。每個轉運體體外評估的時機可能因研藥物的適應癥來確定。

1、評估在研藥物是否為轉運體的底物

(1)是否為P-gp和BCRP的底物

①研究內容

應通過體外研究評估在研藥物是否為P-gp和BCRP的底物。P-gp和BCRP不影響高滲透性和高溶解度藥物的口服生物利用度,該類藥物無需考察是否為P-gp和BCRP的底物,除非這些藥物分布到某些組織中會存在安全性問題(比如肝臟和大腦)。

②數據分析

以下結果提示在研藥物是P-gp的底物:

?藥物在表達P-gp的細胞(如,Caco-2細胞或其他過表達P-gp的細胞) 中的凈外排率(net ER) 大于或等于2。

?外排至少會被一種已知的P-gp抑制劑在高于其Ki或者IC50至少10倍的濃度下抑制(如,與無抑制劑的對照組相比,加入抑制劑可使ER值下降50%以上)。

如果采用表達多種外排轉運體的Caco-2細胞,則應使用多種P-gp抑制劑來確定外排的專屬性。

如果體外研究表明藥物是P-gp的底物,則應該根據藥物治療指數以及臨床上可能合用的P-gp抑制劑等因素來考慮是否開展體內研究。也可以根據上述研究方法和策略考察藥物是否為BCRP的底物和考慮是否進行體內研究。

如果體外研究表明藥物是BCRP的底物,則應根據藥物的安全范圍、治療指數以及可能的合用藥物(為特定患者群體中已知的BCRP抑制劑)來考慮是否進行體內研究。

(2)是否為肝臟轉運體OATP1B1和OATP1B3的底物

①研究內容

如果體外研究或人/動物的吸收、分布、代謝和/或排泄數據表明在研藥物存在明顯的肝攝取或者消除(如通過肝臟代謝或膽汁分泌的藥物清除率大于或等于總藥物清除率的25%),或者藥物的肝攝取具有重要臨床意義(發生生物轉化或產生藥理作用),應進行體外研究以確定該藥物是否為肝臟攝取轉運體OATP1B1和OATP1B3的底物。

②數據分析

以下情況提示在研藥物可能是OATP1B1或OATP1B3的底物:

?對OATP1B1或者OATP1B3轉染細胞,其藥物的攝取至少是空白載體轉染細胞的2倍;

?已知的抑制劑(如利福平)能夠在高于其Ki或者IC50至少10倍的濃度,使藥物的攝取降至50%以下;也可以基于既往經驗來闡明采用其他臨界值的合理性。

(3)是否為OAT、 OCT、MATES的底物

①研究內容

如果體內代謝的相關數據表明在研藥物存在明顯的腎主動分泌清除(例如,原形藥物的腎主動分泌清除率大于或等于總藥物清除的25%),則應進行體外評估,以確定該藥物是否是轉運OAT1/3、OCT2,、MATE1 和 MATE2-K底物。

②數據分析

以下情況提示在研藥物可能是以上腎轉運體的體外底物:

?試驗藥在表達轉運體的細胞中藥物的攝取是對照細胞(或含有空白載體的細胞)的藥物攝取的2倍及以上;

?已知抑制劑(如利福平)能夠在高于其Ki或者IC50至少10倍的濃度下,使藥物的攝取降低至50%以下;也可以基于既往經驗來闡明采用其他臨界值的合理性。

如果體外研究提示在研藥物是一個或者多個腎臟轉運體的底物,則應根據在研藥物的安全范圍、治療指數以及臨床上可能合用的腎轉運體抑制劑等因素考慮是否需要開展體內研究。若試驗結果提示在研藥物為OCT2轉運體的底物,由于目前由抑制該轉運體所引起的臨床DDI并無相關報道,則不需要進行臨床DDI研究,但需要在藥物信息中說明在研藥物為該轉運體底物。

2、評估在研藥物是否為轉運體的抑制劑

(1)研究內容

體外試驗考察在研藥物是否是P-gp、BCRP、OATP1B1、OATP1B3、OCT2、MATEs (MATE1和 MATE2-K)、 OAT1和OAT3的抑制劑。

(2)數據分析

?P-gp和BCRP:應采用Caco-2或過表達的細胞考察在研藥物是否會抑制已知P-gp或BCRP底物的外排率或凈外排,也可用膜囊泡考察對攝取轉運體的抑制,并確定其對轉運體抑制的強弱(即IC50或Ki)。當口服給藥且Igut/IC50Eso (Ki) 大于或等于10 (lgut=抑制劑劑量/250 mL)時,試驗藥可能在體內抑制P-gp或BCRP。如果藥物的代謝產物是轉運體抑制劑或者在研藥物是胃腸道外給藥的,那么當I1/IC50 或Ki)大于或等于0.1 (I1是代謝產物或者抑制劑原藥的Cmax)時,可能在體內抑制P-gp或BCRP。需要強調的是,這些臨界值是基于有限的數據設定的。如果可以用已知的抑制劑和非抑制劑對體外系統進行內部校正,經過合理論證后也可以建議不同的臨界值。

如果體外研究表明在研藥物是P-gp或者BCRP的抑制劑,則應基于臨床上可能合用的已知P-gp或BCRP底物考慮是否進行體內試驗。

?OATP1B1和OATP1B3:在過表達相應轉運體的細胞中,應考察在研藥物對已知的OATP1B1或OATP1B3底物對底物攝取的抑制效能(IC50或Ki ) 。由于一些已知的ATP1B1/3抑制劑的抑制作用具有時間依賴性,因此應進行一定時間(30 min)的預孵育后再測定IC50值。如果R值大于或等于1.1,則在研藥可能在體內抑制OATP1B1/3。

如果用已知的抑制劑和非抑制劑對體外系統進行內部校正,經過合理的論證后也可以建議不同的臨界值。

如果體外研究結果提示在研藥物是一種OATP1B1或OATP1B3抑制劑,則應根據臨床可能合用的已知OATP1B1或OATP1B3底物,決定是否進行體內試驗。

?ОAT、OCT、MATE:在過表達OAT、OCT、MATE的細胞中使用該轉運體已知底物考察在研藥物對底物攝取的抑制效能(IC50或Ki)。如果OAT1/OAT3/OCT2/MATE的Imasx,u/IC50大于或等于0.1,則認為在研藥物可以在體內抑制這些轉運體。

這些臨界值也是基于有限的數據設定的。如果用已知抑制劑和非抑制劑對體外系統進行內部校正,經過合理的論證也可以建議不同的臨界值。肌酐也是OCT2、 MATE和OAT2的底物。在臨床研究中,在研藥物抑制這些轉運體后可能會導致血清肌酐水平升高,若要探索其升高機制,則需進一步研究(如臨床研究機制)。

如果體外試驗提示在研藥物是腎轉運體的抑制劑,則應根據臨床可能合用的已知腎轉運體底物,考慮是否進行體內試驗。

3、評估在研藥物是否為轉運體的誘導劑

某些轉運體(P-gp)通過類似于CYP酶的機制來發揮作用(例如,激活PXR或CAR等核受體) 。因為這些相似性,CYP3A誘導作用的研究結果可以為P-gp誘導作用的研究提供一定的參考。但目前尚無完善的體外方法用于評估P-gp與其他轉運體的誘導作用,因此不推薦對其進行體外評估。

(四)代謝產物相互作用的評估

具有高血漿暴露量或藥理活性顯著的代謝物可能需要評估其發生代謝酶或者轉運體介導的DDI的可能性。體外試驗通常使用合成或純化的代謝物標準品或放射性標記藥物。同時,也可以接受其他能被證明可充分評價代謝物潛在DDI的方法。

1、代謝產物是否為代謝酶或轉運體的底物

在研藥物的代謝產物同時滿足以下標準,則需要評價代謝產物是否為代謝酶或者轉運體的底物。

(1)具有活性,即通過體外藥理學研究或者毒理學評估顯示代謝產物可影響藥物有效性或者安全性;

(2)基于體外受體效價和體內暴露量評估,代謝產物貢獻了大于或等于50%的藥物總體活性。

2、代謝產物是否為代謝酶或者轉運體的抑制劑

如果體外研究顯示原形藥物抑制主要的CYP酶和轉運體且得到體內DDI研究的佐證,則無需對酶或轉運體抑制劑的代謝物進行體外評估,因為代謝物的體內抑制能力將在體內與原形藥物一起進行評估,除非體內DDI研究不能充分表征代謝物的臨床相關暴露量。(如在研究持續時間內代謝物量積累不足)。但即使體外評估表明單獨的原形藥物不會抑制主要CYP酶或轉運體,其仍有可能會通過體內代謝物引發DDI。此時,應結合下列因素,評估代謝物對CYP酶的體外抑制能力:

(1)代謝物相對于原形藥物的全身性暴露量;

(2)任何結構預警,如定量結構-活性關系(QSAR)顯示具有潛在的時間依賴性抑制。

如果在研藥物的代謝產物滿足以下任一標準,則需要估代謝產物是否為代謝酶或者轉運體的抑制劑:

(1)代謝產物極性比原藥小,且代謝產物的AUC 大于或等于原形藥物AUC的25%;

(2)代謝產物極性比原藥大,且代謝產物的AUC大于或等于原形的AUC;

(3)代謝產物具有某些可能會產生時間依賴性抑制(TDI)的預警結構,且該代謝物的AUC大于或等于原形藥物AUC的25%,同時大于或等于總藥物AUC的10%。其中預警結構可通過諸如定量活性關系(QSAR)來獲得,而總藥物AUC可通過在人體物質平衡研究中,單次給予受試者放射性物質標記的藥物后計算放射性的血藥濃線曲線獲得。如果缺乏放射性數據但代謝物AUC大于或等于原形藥物的25%,則應評估該代謝產物是否為代謝酶或者轉運體抑制劑。

3、評估方法

應使用與原形藥相同的評估方法對代謝產物是否為代謝酶或者轉運體底物或抑制劑進行評估,并對結果進行分析和解釋。

六、體外評估代謝介導的藥物相互作用試驗研究

(一)原則

無論在研藥物是DDI受變藥還是促變藥,體外DDI試驗應遵循以下通用原則:

1、因實驗室和系統樣品間差異較大,試驗應合理選擇陽性對照藥物(以經過驗證的探針底物、強抑制/誘導劑)并證明其已知作用;

2、體外試驗系統可靠且可重現;

3、一般情況下,代謝物生成反應應在線性條件下完成;

4、如有必要,應考慮開展預試驗來輔助試驗設計。

(二)評估在研藥物是否為代謝酶底物的試驗

1、體外試驗系統

多種源自人體肝臟的體外系統可用于考察藥物潛在的藥物相互作用,包括:

(1)亞細胞的人肝組織組分,如微粒體系統,肝組織勻漿9000g離心后的上清液(S9)和胞漿(必要時加入合適輔因子);

(2)源于多種表達系統的重組CYP酶或非CYP酶,可以用于考察單一藥物代謝產物的產生和特定同工酶的參與;

(3)人肝組織,包括新鮮制備的肝細胞和冷凍保存的肝細胞,它們可以保存細胞及酶結構并包含完整的I相和II相藥物代謝酶。

2、藥物代謝酶的鑒定

目前鑒定代謝藥物的CYP同工酶的常用方法:

(1)使用化學品、藥物或抗體在孵育體系(例如加入混和人肝微粒體)中作為某個同工酶的抑制劑;

(2)使用單獨的人源重組CYP同工酶。

3、鑒定藥物代謝酶注意事項

在確定藥物是否為酶的底物研究時,應考慮以下事項:

(1)應同時使用以上兩種方法確定藥物代謝的特定同工酶。

(2)使用人源重組CYP同工酶時,應考慮其和人肝臟之間酶表達量和活性的差異。

(3)當測定單個CYP同工酶對在研藥物總代謝的作用程度時,應優先測定原形藥物的減少,而非代謝物的生成。

(4)當測定單個CYP酶對特定代謝物形成的貢獻程度時, 應測定該代謝物的形成速率,如果沒有代謝物的標準品進行絕對定量分析,可考慮利用代謝物的峰面積進行相對定量分析。

(5)應建立有效且可重復的分析方法測定原形藥物和主要代謝物的濃度。

(6)使用放射性標記的藥物,可以利用液相色譜聯用放射性檢測器和質譜儀分析樣品,同時定性和定量測定與藥物相關的代謝物。

(7)如果在研藥物每種異構體具有明顯的不同處置特性(如兩種異構體具有不同藥理活性),則應分別評價外消旋藥物的兩種異構體。

(8)大多數化學抑制劑對單個CYP酶沒有特異性。應在相同試驗條件下使用單個CYP酶的指針底物驗證抑制劑的選擇性和效能。

(三)評估在研藥物是否為代謝酶抑制劑的試驗

1、試驗方法

在人肝組分系統中,通常采用指針底物法研究藥物對CYP酶的抑制機制(如可逆性或時間依賴性抑制)和抑制強度(Ki用于可逆抑制,KI和Kinact用于時間依賴性抑制)。

2、注意事項

當采用體外系統研究酶抑制時,應考慮以下事項:

(1)指針底物應具有選擇性(如主要通過混合的人肝微粒體或單一的重組CYP酶代謝)并且應有簡單的代謝途徑(理想情況下,藥物不連續代謝)。

(2)指針抑制劑的動力學常數(Ki,IC50,KI和/或Kinact)與文獻報道的值或研究者內部的參考值接近。體外代謝系統可以是混合人肝微粒體(如混合10個以上供體的肝臟微粒體),混合凍存人肝細胞(如混合10個以上供體的肝細胞)或重組CYP酶。為了獲得抑制參數,可以考慮將富含人血漿的原代肝細胞作為模擬生理條件的體外研究系統。

(3)在研藥物的濃度應該選擇盡可能高以達到最大抑制作用,能夠發現臨床相關的抑制作用,但不應超過藥物的溶解度極限且不應影響細胞模型的評價(如細胞毒性) 。

(4)應采用體外孵育體系中的游離藥物濃度,可以通過試驗測定或者利用數學模型進行估算。有時獲得精確的微粒體孵育體中游離藥物分數(fumic)則非常重要。如孵育體系中游離抑制劑濃度明顯低于總濃度時(可能因為藥物與蛋白發生共價結合或藥物吸附在試管壁上),則有必要測定fumic。

(5)應使用指針底物檢測4~8個不同濃度的在研藥物的抑制作用,應首選高濃度(如游離藥物Cmax的50倍或量的0.1倍/250mL)。如果初始高濃度能抑制特定酶,則應檢測較低藥物濃度的抑制作用,并計算藥物的IC50或Ki值。

(6)確定藥物IC50值的代表性試驗包括以小于或等于指針底物Km的濃度進行孵育試驗,以使抑制劑的IC50與其Ki值的關聯性更強。測定Ki值時,指針底物和抑制劑的濃度范圍應涵蓋指針底物的Km和抑制劑的Ki值。

(7)如果體外試驗結果表明Ki將顯著高于試驗中測定的濃度,則需對Ki值進行測定,但需要充分的討論以支持該決定。如果已通過幾種不同體外試驗系統或者同一種酶的多個底物(CYP3A底物)測定了 Ki值,則在進行體內結果預測時應采用所獲得的最低Ki值。

(8)微粒體蛋白濃度通常應低于1 mg/mL。如果化合物和微粒體蛋白的非特異性結合會影響動力學參數的分析,則應該對微粒體蛋白的非特異性結合進行校正,即利用藥物在孵育體系中的游離

分數(fumic)來校正。fumic可以通過試驗測定(如使用平衡透析法或超濾法)或使用數學模型預測。

(9)一般應避免孵育時指針底物或抑制劑發生顯著的減少。但當底物Km較低,難以避免底物濃度較低時引起底物耗盡,此時測定抑制動力學參數時應考慮底物耗盡的情況。

(10)如果在研藥物可被孵育體系中的代謝酶代謝,應盡可能減少在研藥物被代謝(濃度降低)對于Ki估值的影響,如有可能,應選擇在代謝速率方面明顯快于在研藥物的指針底物進行研究。如果無法實現上述研究條件,則需要對在研藥物的濃度進行檢測和/或在計算時考慮在研藥物降解所產生的影響。

(11)因某些有機溶劑可以抑制或誘導酶活性,所以應使用盡可能低濃度的有機溶劑(<1% (v/v) ,優選<0.5%)。試驗應包括無溶劑對照和溶劑(載體)對照。

(12)應根據正確的機制(如競爭性、非競爭性或TDI)計算體外抑制動力學參數。

(13)應根據標準的體外研究方案對TDI進行常規篩查,方法:在加入任何底物之前,預孵育在研藥物(如至少30分鐘) 。任何顯著的時間依賴性和輔因子依賴性CYP酶代謝必需的NADPH)指針藥物的初始代謝產物形成減少則提示可能出現了TDI。此時應開展體外研究以獲得TDI參數(Kinact和KI) 。

(四)評估在研藥物是否為代謝酶誘導劑的試驗

1、試驗方法

可選擇冷凍保存或新鮮分離的人肝細胞研究在研藥物誘導CYP酶的能力。其他體外系統(如永生化肝細胞系)或技術手段可提供支持性數據,但需證明這些體系和技術的適用性??山邮艿难芯拷K點包括mRNA水平和/或使用指針底物的酶活性水平檢測。應通過陽性對照驗證系統,證明其中所有主要的CYP酶是有功能的并且可以誘導。

2、注意事項

當采用體外系統研究酶誘導時,應該考慮如下事項:

(1)應采用反映預期或實際觀察到的人血漿藥物濃度或腸內藥物濃度(對于CYP3A4比較重要的藥物濃度) 。藥物濃度范圍應涵蓋藥物治療濃度。在藥物溶解度允許的情況下,該藥物濃度范圍包括至少一個比體內最大的非結合穩態血藥濃度高一個數量級的藥物濃度。應對每個藥物濃度進行三次重復平行試驗。此外,還應測定非結合在研藥物的濃度,以幫助預測臨床藥物相互作用。

(2)應至少使用3名供體的肝細胞。如果來源于供體的細胞對陽性對照無法產生滿意的應答并且在孵育開始時細胞活力<80%,或如果在孵育結束時的細胞活力明顯有別于來自其他供體的結果,則應當采用一名新供者的肝細胞進行替換。對每一供體的誘導研究結果應單獨進行評價,并且應當挑選對某一代謝酶表現出最明顯誘導效應的供體肝細胞來估算可能的最大誘導作用。如果與上述濃度的在研藥物進行孵育后導致mRNA水平升高超過本底100%并且該升高是濃度依賴的,那么該體外誘導結果可以視為陽性。為保證誘導試驗方法有足夠的靈敏度,對于mRNA水平出現濃度依賴性升高<100%的觀察結果并且這個升高幅度小于陽性對照mRNA水平升幅20%的情況下,才可認為誘導結果為陰性。如果至少有一個供體肝細胞的研究結果超過預定閾值,則應考慮該藥物為體外誘導劑,并開展后續評估。

(3)應證明所用試驗方法均能準確評估在研藥物的誘導潛力,避免出現假陰性的預測。

(4)為達到完全誘導,在研藥物應孵育48~72h。孵育過程包括每日添加在研藥物,并定期更換含藥培養液。當指針能檢測到酶誘導而不引起細胞毒性時,為孵育的最佳時間。應對孵育時間的縮短給出合理的說明。

(5)孵育體系中在研藥物的實際濃度對于將體外結果推導至體內情況非常重要。因此,除非原形藥物由于體外代謝、降解或溶酶體捕獲造成的損失可以忽略(或在誘導測定之前可定量測定系統中原形藥物的損失并且通過添加藥量或改變介質進行補償),應在培養的最后一天的若干時間點測量培養液中原形藥物的濃度。

七、體外評估轉運體介導的藥物相互作用試驗研究

(一)體外試驗系統

應選擇適用于特定轉運體的體外檢測系統,如膜囊泡系統,基于極化細胞的外排轉運體雙向測定法或基于細胞的吸收轉運體測定法。體外模型的選擇取決于研究的目的和要解決的問題。

1、膜囊泡

如果使用由內向外的膜囊泡體外系統評估在研藥物是否是P-gp或BCRP的底物或抑制劑,當底物為高滲透性物時可能無法進行鑒定。使用膜囊泡的分析應直接測定三磷酸腺苷(ATP)依賴性、轉運體介導的藥物攝取。

2、基于細胞系統的雙向轉運分析

雙向測定法評估在研研藥物是否是外排轉運體如P-gp或BCRP的底物或抑制劑。細胞在具有頂端(AP)和基底外側(BL)結構的小室中單層生長,小室的底部有一層具有通透性的膜,膜上有微孔。將試驗藥添加到單層細胞的AP或BL側,隨著時間的推移測量通過單層細胞滲透入接收室中的藥量。應在AP—>BL (吸收)BL—>AP(流出)兩個方向上計算藥物的表觀滲透率(Papp),并根據BL—>AP與AP—>BL的Papp值的比值計算底物的外排率(ER)。對于細胞系計算其凈外率(net ER),對于Caco-2細胞則計算其ER值;再使用強抑制觀察該藥物轉運是否被顯著抑制。其中,ER=Papp (BL—>AP) /Papp(AP—>BL);net ER=[ (表達細胞的ER) / (非表達細胞的ER)]。

3、基于細胞系統的攝取分析

攝取試驗評估在研藥物是否是溶質載體(SLC)轉運體的底物或抑制劑,如OCT、OAT、OATP和MATE??墒褂萌烁渭毎蚋渭毎颠M行懸浮,鋪板或夾層培養分析。

轉染細胞需要先使用已知轉運體底物驗證,底物攝取量應為不表達該轉運體細胞攝取量的2倍以上,且該過程可被已知該轉運的抑制劑所抑制。

(二)評估在研藥物是否為轉運體底物試驗研究注意事項

1、藥物濃度應涵蓋臨床相關濃度的范圍(如對腸道轉運,除溶解度限制濃度范圍的情況外,研究的范圍可以覆蓋0.01至1倍劑量/250 mL的范圍)。

2、體外試驗中在研藥物的濃度可受到多種因素的限制,包括藥物的水溶性、與培養皿的非特異性結合以及細胞毒性作用。

3、應評估在研藥的回收率、穩定性和或非特異性結合。

4、如果體外系統表達多種轉運體,則應使用兩種或兩種以上已知的抑制劑驗證研究結果。

(三)評估在研藥物是否為轉運體抑制劑試驗研究注意事項

1、藥物濃度應盡可能高以使抑制作用最大化,但不應超過藥物的溶解度極限且不應在細胞中引起有害作用(如細胞毒性)。

2、應使用4~6個濃度點,從高濃度點開始,且該濃度點應至少比臨床相關濃度高一個數量級。由于轉運體在組織中的不同位置表達,因此應考慮不同的臨床相關濃度(,對位于腎臟的攝取轉運體計算游離藥物Cmax,對肝臟攝取轉運體計算肝門靜脈處最大游離藥物濃度,對腸頂端轉運蛋白,藥物濃度應覆蓋0.1×劑量/250mL)。如果試驗藥顯示抑制活性,應測試其他濃度以計算IC50或Ki值,并將其與臨床血漿或腸道濃度進行比較,以預測潛在的DDI。

3、應包括可使底物線性轉運的指針底物濃度范圍。指針物濃度應小于或等于其轉運體的Km值。

4、應考慮用OATP1B1和OATP1B3抑制劑對試驗藥進行預孵育(至少30分鐘),以評估時間依賴性的藥物相互作用(TDI)是否會使試驗藥的IC50降低。

5、由于抑制作用可能有底物依賴性,應使用以后可能用于臨床研究的探針底物確定在研藥物的抑制常數。也可使用對已知抑制劑產生較低IC50的探針底物以避免低估在研藥物潛在的相互作用。

6、可使用陽性和陰性對照試驗在體外系統進行內部校正,以獲得臨界值,為DDI臨床研究提供參考。

八、藥物相互作用臨床研究

(一)藥物相互作用臨床研究類型

根據臨床研究設計,分為前瞻性DDI臨床試驗和回顧性DDI臨床試驗。依據研究方法可分為基于指針藥物的DDI研究、基于臨床常見合并用藥品種的DDI研究和基于模型模擬的DDI臨床試驗。

1、前瞻性和回顧性DDI 臨床試驗

前瞻性DDI臨床試驗是專門為評價DDI而設計的,可以是獨立的研究,也可以是臨床大規模試驗中的一部分或者是臨床擴展隊列試驗中的一個擴組試驗。

回顧性DDI臨床試驗由于研究目的并不單純是藥物相互作用研究,通常不能為藥物相互作用提供足夠的評價證據。監管決策通常需要為DDI專門設計的前瞻性研究。

2、基于指針藥物的DDI研究

針對特定代謝酶或轉運體介導的相互作用,以特定酶/轉運體的特異性抑制劑和誘導劑或敏感性底物為指針藥物,評價在研藥物與指針藥物合并使用時的藥動學特征改變,以獲得代謝酶或轉運體與在研藥物的相互作用特征,指導臨床合并用藥時的劑量方案調整。

3、基于臨床合并用藥的DDI研究(臨床合并用藥研究)

對于并非常見代謝酶或轉運體介導,但在臨床治療時常需要聯合使用的藥物,也需要評價該藥物與在研藥物的藥代動力學及可能的藥效動力學甚至安全性的相互影響。該研究將會支持后期臨床試驗中合并用藥的給藥方案設計和臨床治療實踐中合并用藥給藥方案的制定。

4、基于模型的DDI研究

基于模型的DDI臨床試驗是通過使用建模與模擬技術和軟件,如生理藥動學模型(PBPK),整合系統特異參數和藥物特異參數來前瞻性地預測可能的藥物相互作用。例如,預測中等或弱抑制劑/誘導劑對在研藥物的影響(一般在強抑制劑或誘導劑可顯著影響在研藥物后進行)。需要先用強抑制劑/誘導劑的臨床DDI藥代動力學數據充分驗證該PBPK模型,然后再用驗證后的PBPK模型預測中等或弱抑制劑/誘導劑的影響。

(二)前瞻性臨床藥物相互作用研究

1、研究一般考慮

前瞻性DDI研究通常是獨立研究,可用于指針藥物或臨床常見合并用藥品種的相互作用研究,其臨床試驗應基于相互作用的可能機制(時間依賴的DDI)或臨床合并用藥物情況選擇正確的指針藥物或特定藥物,同時應基于相互作用特征(包括相互作用程度、達到最大相互作用的連續給藥時長、相互作用持續時間)、底物和促變藥的藥代動力學/藥效動力學/安全性特征進行設計,選擇最靈敏的研究方式進行臨床DDI評價,以在安全的前提下盡可能觀察到最大程度藥物相互作用,為臨床安全用藥提供科學依據。同時,DDI 臨床研究還應該考慮底物的安全性是否與藥代動力學暴露相關,以及評價抑制或誘導作用的可行性。DDI臨床研究一般被用于確定底物與促變藥合用或單用時底物在體內暴露量(AUC)的比值,為了準確評價該比值,臨床試驗設計時應考慮如下因素:

(1)研究人群選擇及樣本量確定

如果健康受試者研究結果可以外推患者人群中藥物相互作持征,那么DDI 臨床研究應盡可能在健康成人中進行,某些情況下(如安全性原因或藥效動力學研究目的)也可在患者進行。

一般情況下,相互作用研究的受試者樣本量應能準確評價作用的程度和變異,同時應考慮受試者個體內變異(平行設計時也要考慮個體間變異)。在相互作用程度的范圍尤其重要、潛在的異常值對于臨床治療有重大意義等某些特殊情況下,應納入更多的受試者。

(2)平行或交叉試驗設計

DDI臨床試驗通常采用隨機交叉試驗(或順序試驗)設計,并依據底物和促變藥單獨給藥時的藥代動力學半衰期、合并用藥時底物藥代動力學半衰期以及代謝酶或轉運體活性恢復至基線水平的時間設定清洗期。一般為雙周期交叉試驗設計,特殊情況下(如評價酶抑制劑給藥后酶活性水平恢復至基線水平的時長或在研藥物同時為底物和促變藥時) ,也可考慮三周期交叉試驗設計。在交叉試驗不可行時,可采用平行試驗設計進行DDI 臨床研究,此時應平衡影響在研藥物藥代動力學特征的內部及外部因素。

(3)給藥方案

①劑量

DDI臨床試驗中促變藥應在安全的前提下選擇可觀察到最大相互作用的劑量(暴露量接近其臨床推薦使用的最高劑量)進行研究,如使用臨床推薦給藥方案中的最大劑量和最短的給藥間隔。

如果底物藥物呈現線性藥代動力學特征,則可選擇范圍內的任一劑量進行研究,否則應選擇最能觀察到DDI的治療劑量進行研究。如果存在安全性隱患時,也可降低底物藥物的劑量,此時也可用經驗證的非線性特征PBPK模型支持劑量選擇。

②單次或多次給藥

一般情況下促變藥應多次給藥直至其達到穩態后,再評價其對底物藥物的影響。若促變藥并非誘導劑或者時間依賴型抑制劑,或是抑制劑并且可證明單次與多次給藥對酶/轉運體的影響相似時,可采用單次給藥進行DDI研究。另外,促變藥有多個相互作用機制時,特定情況下也可以單次給藥方式進行研究。促變藥給藥時長可以覆蓋底物藥物的完整藥代動力學曲線,因此長半期底物藥物的DDI研究可能會要求促變藥多次給藥。誘導劑一般應連續給藥兩周以獲得其對代謝酶/轉運體的最大影響。

底物藥物可以單次給藥進行DDI研究,其結果可外推出穩態DDI程度。若其具備時間依賴性藥代動力學特征,則底物藥物和促變藥均應以多次給藥進行DDI研究。

③給藥途徑

DDI 臨床研究中藥物給藥途徑應與臨床治療給藥途徑一致。

多種給藥途徑時,應基于DDI的可能機制和不同途徑給原藥后原藥和代謝物相應濃度-時間曲線的相似性確定DDI 臨床給藥途徑。

④給藥時機

DDI 臨床試驗設計方案中應當明確試驗藥物的給藥時間,促變藥與底物在大多數情況下可同時給藥。如果促變藥既是抑制劑又是誘導劑時,則給藥時機至關重要。當擬評價DDI的藥物需要不同的進食條件以優化吸收時,應以觀察到最大相互作用程度以及反映臨床意義為標準,來調整給藥時間。

(4)合并用藥等其他影響DDI的外因

為了降低DDI程度的變異,應在受試者入組前一定時間內確認受試者未服用可能會影響代謝酶或轉運體表達或功能的處方或非處方藥物、保健品或食物、煙草、酒精、果汁等。若DDl為誘導機制或時間依賴性抑制,其禁止服用上述影響物質的時間應更長。

(5)樣本與數據收集

底物藥物藥代動力學采樣時長應當足以在單獨用藥以及預期相互作用時準確估計AUCo-inf(適用于單劑量研究)、AUCo-atu (適用于多劑量研究)和峰濃度(Cmax)(如單次給時AUCo-t與AUCo-inf之間的平均差小于20%) ,也可依據代動力學或藥理學意義對額外藥動學參數(最低濃度(Cmin)或部分AUC)進行估計。應當收集包含可解釋結果的化合物(如原藥)的樣本。如果代謝產物濃度有助于理解DDI對研究藥物有效性或安全性的影響或DDI機制,應當測定代謝產物的濃度。所有研究都應基于對所用藥物既存安全性問題的認識,收集相關的安全性信息。

(6)藥效動力學終點

在某些情況下,藥效動力學終點表明無法通過體內藥物暴露量預測療效或毒性變化。如抑制轉運體可顯著改變特定組織的濃度,從而引起毒性,但體內藥物濃度改變不大。此時可通過藥效學終點進行DDI評價。

如果體外數據無法提供可通過體內藥物暴露量評價DDI的合理機制,此時可向監管部門咨詢以藥效動力學終點進行DDI的評價事宜。

2、在研藥物為藥物代謝酶底物的相互作用特殊考慮

評價在研藥物為代謝酶底物的DDI時,應先研究其與強效指針抑制劑和誘導劑的臨床DDI,如果未發現明顯的DDI,則無需對該代謝酶的DDI進行進一步研究。若發現有臨床意義的DDI,則應對中等或弱抑制劑/誘導劑的DDI繼續進行評價。此時,可使用真實的臨床試驗或使用人體數據(包括強效指針藥物)驗證過的PBPK模型對DDI進行評價。

如果無明確可用的強效指針藥物,可使用中效指針抑制劑或誘導劑進行DDI臨床研究。

3、在研藥物為轉運體底物的相互作用特殊考慮

如果體外研究結果顯示在研藥物為轉運體底物,應基于藥物的理論作用部位、消除途徑、可能的合并用藥以及安全性考來綜合評價是否需要進行DDI臨床研究,比如下述情況:

P-gp或BCRP介導的DDI:當小腸吸收、膽汁分泌和腎主動分泌環節可能顯著影響藥物藥代動力學或響應的變異時;

OATP1B1或OATP1B3介導的DDl:當肝、膽汁消除是在研藥物的主要消除途徑,并且藥物特征(如低被動擴散特征或高的肝臟藥物濃度)支持藥物主動攝入進入肝臟時;

OAT1、OAT3、OCT2或MATE介導的DDI:在研藥物的腎主動分泌過程較為重要(大于或等于25%消除) ,或可能存在腎臟毒性的問題。

因為轉運體普遍缺乏指針抑制劑,因此通常以臨床上與在研藥物合并用藥的可能性作為選擇轉運體抑制劑的依據。

當在研藥物可能是多個轉運體通路的底物,可使用一種能夠抑制多個轉運體通路的強效抑制劑以觀察轉運體介導的DDI的最嚴重情況。如果該DDI試驗為陽性,則應使用更特異的指針促變藥進行研究。該方法也可評估同為轉運體及代謝酶的底物的DDI。

4、在研藥物為轉運體或代謝酶的促變藥的相互作用研究特殊考慮

應選擇最靈敏的代謝酶或轉運體指針底物(基于消余途徑的相對貢獻、合適的給藥方案、安全性特征及相互作用程度) 進行DDI臨床研究,若結果顯示有臨床顯著意義的DDI,應評價其與該代謝酶或轉運體其他底物的DDI。

若代謝酶底物藥物并不特異,只有當在研藥物是該底物指針藥物代謝酶的選擇性抑制劑或誘導劑時,才可以使用被多酶代謝的底物藥物作為指針藥物進行DDI臨床研究。若代謝產物濃度有助于理解特異代謝酶的改變程度,也可以檢測代謝產物濃度。若在研藥物既為代謝酶抑制劑又是誘導劑,其對代謝酶的影響常為時間依賴性,此時藥代動力學采樣應足夠長以便完整理解其對代謝酶的影響。

是否需要評價研究藥物誘導轉運體的能力,可與監管部門進行溝通交流后確定。鑒于CYP3A4和P-gp誘導機制的相似性,CYP3A4不被在研藥物誘導時,也不必考察在研藥物對P-gp的誘導作用,但若CYP3A4可被誘導時,應考察在研藥物對P-gp的影響,若在研藥物也抑制P-gp時,誘導試驗可與抑制劑試驗合并,并應采用多次給藥試驗設計。

5、雞尾酒底物研究方法及內源性物質的應用

如果在研藥物是多個代謝酶或轉運體的促變藥,則可以選“雞尾酒底物研究法"進行臨床研究,此研究要求:

(1)底物對研究的代謝酶或轉運體特異;

(2)底物之間無相互作用;

(3)受試者樣本量足以評價相互作用。

如果研究表明在研藥物與多種酶無相互作用,就不需要做進一的評價,否則,應單獨進行在研藥物與敏感底物的相互作用研究。

如果有充分數據支持內源性物質(例如N1-甲基煙酰胺、硫胺素、膽紅素等),可考慮通過在臨床試驗中測量這些內源性物質來評估在研藥物對代謝酶和轉運體的影響。

(三)前瞻性嵌套臨床相互作用試驗考慮

除了開展獨立臨床相互作用試驗以外,還可在其他試驗中評價藥物相互作用(常通過收集稀疏采集的藥動學樣本)。此時,需要謹慎設計臨床試驗,有針對性地收集影響評價藥物相互作用的信息(如給藥劑量、給藥時間、終止給藥時間、合并用藥以及可顯著影響藥物暴露的等臨床因素),有時需要提前進行模擬(如群體藥代動力學模型或PBPK模型)以支持采樣點選擇,以能充分觀察到可能的藥物相互作用程度。在設計良好的研究中,可通過群體藥代動力學模型方法評價在研藥物為底物時的藥物相互作用,當在研藥為促變藥并且臨床試驗未測定其底物藥物濃度時,該方法并不適用。

(四)數學模型臨床試驗特殊考慮

新藥臨床研發中,需要對DDI研究做出預測以輔助臨床試驗設計,有時也可以根據預測結果評價臨床藥物相互作用。該研究主要是考量系統特異參數改變或藥物特異參數受到影響后的PK特征,其研究方法通常如下:使用體外實測數據建立模型;使用人體單/多次給藥PK數據和物質平衡研究數據驗證該模型;使用能體現藥物相互作用的機制性數據建立藥物相互作用的模型,用以優化藥物相互作用臨床試驗的設計,并進行虛擬人模擬試驗,支持藥物相互作用情況下的劑量調整。

當使用PBPK模擬來支持臨床DDl評價時,應使用臨床DDI體內數據對模型進行充分驗證。值得注意的是,該方法經常使用預測暴露量的均值和臨床實測值做比較,但某些情況下對變異性的預測結果的評估也很重要(比如進行敏感性分析時)。某些情況下,選用健康的虛擬人群進行模擬,不能反映患者特性,因此有必要在分析時把這些特性考慮在模型結構中。

(五)其他臨床研究設計考慮問題

1、基因型

如果在研藥物為具有多態性的代謝酶或者轉運體的底物,用指針抑制劑或者底物評價DDI程度時,應將無功能性酶活性的受試者個體排除在外,或者研究應當有足夠的把握度進行DDl評價。并非以多態性酶或者轉運體的基因型為基礎入組受試者,仍然應當從所有受試者中常規采集DNA樣本以對所關注的酶或者轉運體進行回顧性分析,以便確定各基因型DDI程度的差異和理解個別受試者藥物濃度異?,F象。如果該代謝酶或轉運體的弱代謝特征明確且存在弱代謝型受試者(CYP2D6及CYP2C19),則可用比較慢代謝者(PM)與快代謝者(EM)的藥代動力學參數替代指針藥物臨床試驗以評價DDI程度。慢代謝者表型所表現出的效應預計與該途徑的強抑制劑的效應相類似,若結果提示PM與EM的PK特征顯著差異,則應該使用上文所述的該酶的中效促變藥繼續進行DD評價。

可通過DDI研究探索多態性酶與轉運體的不同基因型產生的綜合影響。有時基因-藥物相互作用可以替代DDI臨床研,此時底物應該以較高比例由特定酶代謝(fm>80%) 。特定轉運體不同基因型受試者之間的藥動學特征有助于我們理解轉運體對藥物清除的貢獻。

2、吸煙者

吸煙對CYP1A2活性具有誘導作用。因此,如果在研藥為CYP1A2的抑制劑或者誘導劑時,在臨床DDI試驗設計時,應該考慮受試者吸煙狀況以避免干擾臨床藥物相互作用的結果。如果在研藥物屬于CYP1A2的底物,應在預期患者人群、CYP1A2誘導對于藥物暴露量影響的基礎決定是否進行一項吸煙者研究。

3、治療蛋白藥物的相互作用

治療蛋白藥物(TP)相互作用包括治療蛋白藥物與小分子藥物之間的相互作用和治療蛋白藥物之間的相互作用兩類。應考慮潛在的DDI機制,同時考慮蛋白藥物的作用機理和清除途徑,以及患者人群中可能的合并用藥。

蛋白藥物的相互作用可能的機制包括但不限于:

(1)促炎細胞因子相關機制

①TP是促炎細胞因子時,細胞因子水平的變化可能會影響CYP表達以及CYP底物的活性和暴露程度;

②TP是細胞因子調節劑時,TP導致促炎細胞因子水平升高,此時應確定細胞因子水平升高的持續時間和程度;在細胞因子水平升高的情況下,TP調節促炎細胞因子,此時因疾病類型和疾病嚴重程度而異,導致CYP表達變化。

(2)非促炎細胞因子相關機制

通常是已觀察到或可預期的蛋白藥物對其他藥物有影響的情況,根據可能的作用機制估TP作為受變藥或促變藥??赡艿臋C制包括但不限于:TP可改變合并用藥物的藥動學特性;影響TP靶標或靶點介的藥物處置;影響FcRn功能;TP與免疫抑制劑合并用藥時受免疫原性影響的藥代動力學改變。

(3)抗體-藥物結合物(ADC)

此時重要的是要了解ADC的小分子藥物成分的全身暴露量。

4、天然藥物的藥物相互作用評價

中草藥或者傳統中藥有時候成分復雜或者不明,所以臨床試驗中,為了避免不明成分對臨床藥物相互作用的影響,建議招募受試者時確定近期沒有使用中草藥或者傳統中藥。如果中草藥或者傳統中藥中的某些已知成分可能在臨床合用時引起DDI,應當首先在體外試驗中評價藥物相互作用的可能性,然后依據評價結果設計DDI 臨床試驗。另外由于中草藥制備過程中的差異或者不同產地的草藥可能導致這些成分含量的區別,所以可以在體外試驗中考察多批次的中草藥來研究制備方法帶來的對代謝酶或轉運體的影響。

5、復雜情況下的相互作用評價

如果有不同的因素可能會對某一試驗用藥物的吸收和分布產生影響或者存在多重DDI機制,應當在體外研究及臨床研究認識的基礎上對在研藥物的DDI潛力進行綜合評價。此時PBPK模型可能在下列情況下有用:

(1)整合多項研究的信息;

(2)確定某一項臨床試驗是否適當;

(3)為臨研究的設計i提供信息參考。

(六) DDI臨床研究結果的報告和解釋

1、研究結果的報告

DDI研究通常選擇AUCo-inf及Cmax等藥物暴露參數作為藥代動力學終點。所報告的DDI研究的藥代動力學應當包括在合并及不合并促變藥時,藥代動力學觀測值的幾何均值比及其90%置信區間。同時還應報告相互作用的變異。

應當對藥效動力學終點的全部信息進行總結。如果藥效動力學終點為連續性變量,則可以藥代動力學數據相同的方式分析和報告藥效動力學變量。如果藥效動力學終點并非連續變量,則應當在征求CDE意見的基礎上確定適宜的數據分析方法。

應當在研究方案中說明異常值的定義標準,并且區分異常個體與異常數據點。通常應當報告包含或不包含異常值時的分析結果。應報告所有個體的AUCo-inf值和外推百分數。應當對AUCo-inf外推值達到20%以上的個體進行重點說明,并討論其對DDl評價的潛在影響。

(1)非房室分析結果報告

應當報告所有受試者底物暴露量測定結果,例如AUCo-ind、AUCo-t外推百分數、Cmax以及達峰時間(Tmax)。對于多劑量研究,還應當報告達穩態時的Cmin以及AUCo-t。在有助于藥代動力學結果解釋的情況下,應當收集清除率、分布容積及半衰期等其他藥代動力學參數數據。還應當考慮和報告對與相互作用臨床意義相關的藥代動力學參數。測定被在研藥物(可能是促變藥或受變藥)代謝產物水平可能有助于確認相互作用的機制或者區分抑制劑或者誘導劑對于不同CYP酶所介導途徑的影響。

(2)群體藥代動力學模型分析結果報告

一般情況下,需報告通過群體藥代動力學分析計算AUCo-inf、AUCo-t、Cmax以及Tmax等藥代動力學參數。對于劑量研究,還應當報告達穩態時的Cmin 以及AUCo-t。應當通過群體藥代動力學模型中所有合理的結構參數(如清除率(CL/F)、相對生物利用度、吸收率)對DDI進行研究。在某些情況下(例如長半衰期藥物) ,可以在非房室分析的基礎上進行群體藥動學分析以準確報告AUCo-inf。

2、DDI研究的結果解讀

以藥代動力學終點的DDI研究旨在確定受變藥物暴露量變化是否具有臨床顯著性,并為臨床DDI管理策略提供參考信息。應根據受變藥DDI無效應邊界為依據對研究結果進行解釋。無效應邊界表示系統暴露量變化的意義不足以支持采取臨床措施(如禁用,慎用,用藥劑量或方案調整或其他治療監測)的邊界范圍。

(1)確定無效應邊界的方法

目前可通過兩種方法確定無效應邊界:

?方法1(首選)一以來源于藥代動力學及藥效學分析、其他關于受變藥物的可用信息(如最大耐受劑量)的濃度-效應關系確定無效應邊界。充分認識預期及非預期藥物效應的劑量-濃度和/或濃度-效應關系、了解適應癥人群在暴露量方面的變異性可能有助于數據的解釋。

如果DDI研究在系統暴露量方面所測得變化的90%置信區間完全都落在上述無效應邊界范圍之內,則可認為不會出現具有臨床顯著性的DDI。

?方法2(在無法確定方法1所定義的無效應邊界情況下或者當研究目的是使用指針底物來確定在研藥物是否為促變藥物時)一針對此類情況可采用默認80-125%的無效應邊界。如果系統性暴露比的90%置信區間完全都落在80-125%的等效性范圍之內,則認定不會出現具臨床顯著性的DDI。

80-125%的邊界代表的是衡量藥物等效性中一項最保守的標準,因此方法1為評價DDI對于底物藥物用藥安全有效的影響的首選方法。

(2)回顧性DDI評價的結果解釋

回顧性DDI評價對于確定臨床開發初期無法預期的DDI具有價值。當回顧性DDI研究結果為陽性, 需要討論是否開展前瞻性試驗對潛在DDI進行確認。

(3)將作為抑制劑或誘導劑的在研藥物分類

如果在研藥物為CYP酶抑制劑,可根據其對于CYP指針物的效應將其分為強效、中效或者弱效的抑制劑。按照以下法對CYP抑制進行分類:

①強效抑制劑可導致某一敏感性CYP指針底物的曲線下積(AUC)升高不低于5倍。

②中效抑制劑可導致某一敏感性CYP指針底物的曲線下面積(AUC)升高不低于2倍但小于5倍。

③弱效抑制劑可導致某一敏感性CYP指針底物的曲線下面積(AUC)升高不低于1.25倍但小于2倍。

上述分類所描述的通常是試驗用藥物在按最大劑量、最短給藥間隔時間情況下所產生的效應。

如果在研藥物為CYP的誘導劑,可根據其對于CYP指針底物的效應將其分為強效、中效或者弱效的誘導劑。按照以下方法對細胞色素誘導進行分類:

①強效誘導劑可導致某一敏感性CYP指針底物的曲線下面積下降不低于80%。

②中效誘導劑可導致某一敏感性CYP指針底物的曲線下面積(AUC)下降不低于50%但小于80%。

③弱效誘導劑可導致某一敏感性CYP指針底物的曲線下面積(AUC)下降不低于20%但小于50%。

上述分類信息有助于在說明書中對尚未在DDI研究中考察過的其他受變藥物與在研藥物合用是否具有臨床顯著性的DDI進行說明。例如,如果在研藥物屬于一種強效CYP3A抑制劑,應考慮其與其他CYP3A底物藥物發生臨床顯著性相互作用的潛力,并且還應當考慮在研藥物說明書中對此進行表述。

目前,對于轉運體以及II相代謝酶的誘導劑或者抑制劑還沒有標準化的分類系統。

3、研究結果的外推

對藥物與所有臨床可能合用藥物都進行臨床DDI評價并不可行,在可能的情況下應當將DDI研究延伸到其他未知DDI情景中。指針藥物DDI研究結果通常與具備相同DDI機理的影響相關,并且可能代表了同類合并用藥最壞的一種情況。例如,如果在與強效CYP3A4指針抑制劑合并使用情況下在研藥物的暴露量無明顯改變,則通??梢酝茢嗥渌麖娦?、中效或者弱效CYP3A4指針抑制劑在與在研藥物合并用藥情況下不會產生效應。如果強效CYP2D6指針抑制劑可顯著性提高試驗用藥物的暴露量,則可將此類結果直接外推到其他強效CYP2D6抑制劑。但陽性的研究結果有時不可被用于推測中等或弱抑制劑的影響,此時有必要開展DDI臨床試驗或利用РВРК模 評價DDI。

研究結果不能外推且有潛在DDI時,應進行臨床合并用DDI研究。盡管其研究結果外延至其他藥物的能力有限,但對臨床醫生和患者意義重大。

由于缺乏特異性的轉運體底物和抑制劑并且可能與代謝行為產生相互影響,評價轉運體介導的DDI或者轉運體代謝相互作用的DDI研究通常無法外推至其他藥物。

4、臨床DDI管理及防控策略

應在發現臨床顯著性DDI時制訂DDI管理及防控策略。如果合并用藥所產生的安全性、療效或者耐受性方面的問題超過了藥物單獨給藥所產生的相關問題,則認為此相互作用達到了臨床顯著性水平。

臨床DDI管理及防控策略通常應當將受變藥的藥物濃度控制在無效應邊界范圍之內。此外,還應當考慮包括但不限以下多種因素:安全性及療效相關的暴露-效應關系;DDI的變異程度;合并用藥的預期療程(如急性期、短期或者長期一種或者兩種藥物);聯合用藥的時間(即在基礎用藥增加在研藥物或服用在研藥物的基礎上增加聯合用藥);發生DDI的機制(即競爭性、非競爭性或時間依賴性抑制作用、誘導作用、合并抑制誘導作用);監測指標的可行性(即治療藥物監測、實驗室檢驗);適應癥患者對于新藥的臨床需求、終止對合并相互作用藥物的可能性,以及患者在可能發生臨床顯著相互作用時是否可選擇其他治療方案。

基于上述考慮,DDI管理及防控策略可包括合并用藥禁忌、避免合并用藥、暫時停用其中一種相互作用藥物、藥物劑量調整、錯時用藥(例如在與抑酸藥不同的時間給予新藥)以及專門的監測策略(如治療藥物監測、實驗室檢驗) 。

九、藥品說明書起草

藥品說明書應當總結安全有效用藥所需的關鍵DDI信息,包括來源于前瞻性DDI臨床研究(例如獨立的DDI研究、嵌套型DDI研究)的數據及結果、群體藥代動力學分析、PBPK分析、上市后報告或者根據其他信息推斷的數據。對DDI的描述也應包括對作用機制(在已知的情況下)進行簡要討論。禁忌癥或警告與注意事項部分所描述的DDI必須在DDI項下進行更詳細的討論。

如果需要并且有足夠的信息支持對給藥劑量或方案進行調整的情況下,應包括因DDI而采取的劑量調整方案(例如調整給藥劑量、改變給藥時間)具有特定意義的相關信息。列出因風險明確超出任何可能的治療效果而不應當與該藥合并使用其他藥物。已知的 DDI 風險必須予以列出。

 

 

參考資料

1、楊寶峰,藥理學.北京:人民衛生出版社,2013年

2、劉彥卿等,代謝性藥物-藥物相互作用的研究進展,浙江大學學報( 醫學版,2009,38(2):215-224

3、周燕等,藥物轉運體與代謝酶的協同關系對腸肝藥物處置的影響,藥學學報,2020,55(8)1762~1767

4、CDE,藥物相互作用研究技術指導原則(征求意見稿),2020年9月11日


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