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小分子创新化药药代动力学相互作用研究概述

发布时间:2020-09-27 15:50:14 | 来源:【药物研发团队 2020-9-27】
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在临床应用中患者经常会同时使用多种药物,这些药物可能会产生药物-药物相互作用(DDI),最终导致严重不良反应或减弱治疗效果。因此,有必要对DDI发生的可能及其影响程度和严重性进行科学评估,依据评估结果对给药方案作出调整建议,并在说明书中对临床用药给出建议。

药物相互作用按照发生机制可分为理化性质、代谢、转运体、靶点或疾病介导的相互作用,按照作用影响指标分为药代动力学相互作用和药效动力学相互作用。药效动学相互作用分为加和、拮抗和协同作用。

药代动力学相互作用是药物相互作用的主要方式之一,包括药物的吸收、分布、代谢和排泄等四个环节中的相互作用,其后果是能改变血药浓度、药物在组织的分布和药物在体内的蓄积等。目前已有多种药物因发生药代动力学相互作用,引发严重不良反应而相继撤市。

药物相互作用研究一般包括体外试验和临床试验两部分。体外试验是为了全面了解在研药物药代动力学(PK)特征,以初步估计药代动力学相互作用的可能机制以及可能的严重程度,为开展临床试验方案设计提供依据。

药物相互作用临床研究是为了确认人体中是否会发生DDI及其严重程度。如果在临床试验中观察到显著的药物相互,则应考虑进行进一步考察其与其他药物的DDI。如果在研药物的开发旨在与其他药物合用(如复方制剂、联合用药等),原则上应开展拟合用药物的DDI研究。

应在患者同时使用在研药物和可能与之发生相互作用的合并药物之前对潜在的DDI进行评价,并依据DDI评价结果科学制定患者临床试验的合并用药策略、入排标准或相应的剂量调整策略,以充分预防患者因合并用药而产生不必要的安全风险。

药代动力学相互作用研究的主要内容包括在研药物是否会改变其它药物的药代动力学特征、其它药物是否会改变在研药物的药代动力学特征、评估在研药物药代动力学参数变化的程度、评估在研药物DDI的临床意义、临床严重DDI的防控策略等。

如果DDI研究不充分,可能会妨碍对在研药物获益及风险的确定,并可能会导致上市药品说明书中应用范围受限和/或上市许可推迟到获得充足的DDI信息之后。因此,有计划地系统性开展药代动力学相互作用研究,对于创新药物研发具有重要意义。

一、药物代谢动力学

药物代谢动力学(PK)简称药代动学或药动学,主要是定量研究药物在生物体内的过程(吸收、分布、代谢和排泄),并运用数学原理和方法阐述药物在机体内的动态规律的一门学科。确定药物的给药剂量和间隔时间的依据,是该药在它的作用部位能否达到安全有效的浓度。药物在作用部位的浓度受药物体内过程的影响而动态变化。在创新药物研制过程中,药物代谢动力学研究与药效学研究、毒理学研究处于同等重要的地位,已成为药物临床前研究和临床研究的重要组成部分。

(一)药物体内过程

药物体内过程即药物被吸收进入机体到最后被机体排出的全部历程,包括吸收、分布、代谢和排泄等过程。其中吸收、分布和排泄属物理变化称为转运。代谢属于化学变化亦称转化。机体对药物处置的过程,表现为体内药物浓度随时间变化的规律。药物代谢动力学就是研究药物体内过程规律,特别是研究血药浓度随时间而变化的规律。

1、吸收

药物从给药部位进入血液循环的过程称为吸收。影响吸收的因素主要有:给药途径、药物性质、脂溶性、水溶性、离解度等。口服药物被吸收进入体循环的比率,即给药量与吸收量的比率称为生物利用度(或生物可用度)。

2、分布

药物吸收后从血液循环到达机体各个器官和组织的过程称为分布。影响药物分布的主要因素有:

(1)药物的性质:脂溶性大分布到组织器官的速度快。

(2)药物与组织的亲和力:有些药物对某些组织器官有特殊的亲和力。药物对组织器官的亲和力与药物的疗效及不良反应有关。

(3)药物与血浆蛋白(主要是白蛋白)结合率:结合率大小与药物疗效有关。药物与血浆蛋白结合后可使药物无活性;不易透过毛细血管壁,影响分布和作用;结合型药物分子量大,不易从肾小球滤过,也不受生物转化的影响;因此药物在体内的作用时间也会延长。

(4)血流量大小:脑、心肝、肾等组织器官血管丰富,血流量大,药物浓度较高,有利于发挥作用,也易引起这些组织器官损害。

(5)特殊屏障:血脑屏障是血液与脑组织之间的屏障,极性小而脂溶性大的药物较易通过,对极性大而脂溶性小的药物则难以通过。

3、代谢

药物作为外源性物质在体内经酶或其它作用使药物的化学结构发生改变,这一过程称为代谢(或生物转化)。药物代谢的主要器官是肝脏。也可发生在血浆、肾、肺、肠及胎盘。

(1)药物代谢(转化)酶

①肝微粒体药酶:药物在体内主要靠肝细胞微粒体的药酶。其中最主要的是混合功能氧化酶系,其由三部分组成:血红蛋白类,包括细胞色素P-450及细胞色素b5;黄素蛋白类,包括还原型辅酶Ⅱ-细胞色素C还原酶(或称还原型辅酶Ⅱ-细胞色素P-450还原酶)及还原型辅酶I-细胞色素b5还原酶,是电子传递的载体;脂类,主要是磷脂酰胆碱,功能尚不清楚。此三部分共同构成电子传递体系,使药物氧化,三者缺一,药物代谢就不能完成。

②细胞浆酶系:包括醇脱氢酶、醛氧化酶、黄嘌呤氧化酶等。一些药物经微粒体药酶氧化生成醇或醛后,再继续由醇脱氢酶和醛氧化酶代谢。

③线粒体酶:包括单胺氧化酶、脂环族芳香化酶等。单胺氧化酶能使各种内源性单胺类(多巴胺、肾上腺素、去甲肾上腺素、5-羟色胺等)和外源性的胺类(乳酪或酵母中的酪胺等)氧化脱氨生成醛,再进一步氧化灭活。

④血浆酶系:包括单胺氧化酶、儿茶酚胺氧位甲基转移酶、酰胺酶及假胆碱酯酶等。前二者可氧化血浆中内源性或外源性单胺类物质。

⑤肠道菌丛酶系:能将某些营养物质转变为胺类、羧酸或烃类等有毒物质,肠道菌大量繁殖,产胺过多,可能诱发严重肝功不良者的昏迷,故临床上口服新霉素的目的是杀灭肠道菌丛减少胺类生成,从而减轻肝昏迷。

(2)代谢(转化)类型

代谢(转化)可分为两类。第一类包括氧化、还原及水解过程;第二类为结合过程,第一类转化产物再经与体内某些代谢物结合,产物一般水溶性加大,利于排泄。

①第一阶段反应(第一类型):氧化、还原及水解等。氧化,如醇氧化、醛氧化、单胺氧化、氧化脱氢及N-氧化等;还原,如硝基还原成氨基(-NH2)等。

②第二阶段反应(第二类型):即结合反应,使药物失效,随尿排出。含羟基、羧基、胺基的化合物与葡萄糖醛酸结合成酯、醚、酰胺化合物;硫酸可与酚类药物及酚性类固醇结合成硫酸酯;N-甲转移酶使伯胺、肿胺及叔胺甲基化,以S-腺苷甲硫氨酸作为甲基供应体;磺胺类及芳香族氨基等在乙酰辅酶A参与乙酰化。

(3)药物代谢的意义

①解毒。绝大多数药物通过代谢后失去药理活性,称为解毒。肝药酶活性低时,应用主要在肝灭活的药物时要特别慎重。

②活化。少数药物经代谢转化后效力反而增强,称为活化。

(4)药酶的诱导剂和抑制剂

某些药物可促进药酶对其的降解,又可促进其它药物的药酶的降解作用,长期服用可产生耐受性。有些药物能抑制药酶的活性,从而延缓药物的降解,长期应用可产生积蓄中毒。

4、排泄

排泄是药物以原形或代谢产物的形式经不同途径排出体外的过程,是药物体内消除的重要组成部分。

(1)肾脏排泄

肾脏排泄包括肾小球滤过和肾小管分泌。肾小球滤孔孔径约600Å,分子量<65000均可通过。肾小管排泌是主动转运过程,需要载体,肾小管上皮细胞具有两类转运系统(两种载体):有机酸转运系统,转运有机酸药物;有机碱转运系统,转运有机碱药物。有饱和现象,对同一转运系统有竞争性抑制。肾小管上皮细胞膜也具类脂结构,药物可通过脂溶扩散从肾小管重吸收回到血液中去,肾小管重吸收的主要是未离解的脂溶性药物,改变尿液pH可影响药物的离解度,能显著影响弱酸性或弱碱性药物在肾小管的重吸收;相反,增加弱酸性药物的离解度,可减少其在肾小管的重吸收,加速其排泄率。故弱酸性药物中毒时,宜用碳酸氢钠碱化尿液,加速毒物排出。肾功能不全者慎用或禁用主要经肾排泄的药物。

(2)胆汁排泄

除需具有一定的化学结构外,分子量要超过300才可以从胆汁排泄。分子量超过5000的大分子或蛋白质很难从胆汁排出。药物从肝细胞向胆汁的转运是主动转运过程,需有载体,有饱和现象。肝细胞至少有三个转运系统:有机酸类转运、有机碱类转运和中性化合物转运。属同一转运系统的药物,有竞争性抑制。药物由胆汁排入十二指肠后,有些从粪便排出,有些可被肠上皮细胞吸收入血液,形成“肝-肠循环”。

(3)某些药物可从乳汁排泄,可能引起乳儿中毒。

(4)某些挥发性药物可从肺排泄。

(5)有些药物可从支气管排泄。(6)有些药物可从汗腺、泪腺、唾液腺等排泄。

(二)一级消除动力学

一级消除动力学是指单位时间内消除的药量与血浆药物浓度成正比,又称为恒比消除

(三)零级消除动力学

零级消除动力学是指单位时间内体内药物按照恒定的量消除,又称为恒量消除。

(四)药物代谢动力学的重要参数

1、峰浓度

峰浓度(Cmax)是指血管外给药后药物在血浆中的最高浓度值,代表药物吸收的程度。

2、达峰时间

达峰时间(Tmax)是指血管外给药后药物在血浆中的最高浓度值的时间,代表药物吸收的速度。

3、药物清除半衰期

药物清除半衰期(t1/2)是指血浆药物浓度下降一半所需要的时间。其长短可反映体内药物消除速度。

4、曲线下面积

曲线下面积(AUC)是指时量曲线和横坐标围成的区域,表示一段时间内药物在血浆中的相对累积量。

5、清除率

清除率(CL)是指机体清除器官在单位时间内清除药物的血浆容积,即单位时间内有多少体积的血浆中所含药物被机体清除。使体内肝脏、肾脏和其他所有消除器官清除药物的总和。

6、消除速率常数

消除速率常数(K)是指单位时间内消除药物的分数。

7、表观分布容积

表观分布容积(Vd)是指当血浆和组织内药物分布达到平衡后,体内药物按此时的血浆药物浓度在体内分布时所需的体液容积。

8、生物利用度

生物利用度(F)是指药物经血管外途径给药后吸收进入全身血液循环药物的相对量。可分为绝对生物利用度和相对生物利用度。

(五)药物分子的跨膜转运

药物吸收、分布、代谢和排泄过程中,药物分子要通过各种单层(如小肠上皮细胞)或多层(如皮肤)细胞膜。尽管各种细胞结构不尽相同,但其细胞膜是药物在体内运转的基本屏障,药物的通过方式和影响因素相似。

1、药物通过细胞膜的方式

(1)滤过

滤过是指水溶性的极性或非极性药物分子借助于流体静压或渗透压随体液通过细胞膜的水性通道而进行的跨膜运转,又称为水溶性扩散,为被动转运方式。

补充:大多数毛细血管上皮细胞间的孔隙较大,故绝大多数药物均可经毛细血管上皮细胞间的孔隙滤过。但是,脑内除了垂体、松果体、正中隆起、极后区、脉络从外,大部分毛细血管壁无孔隙,药物不能以滤过方式通过这些毛细血管而进入脑组织内。

(2)简单扩散

简单扩散是指脂溶性药物溶解于细胞膜的脂质层,顺浓度差通过细胞膜,又称脂溶性扩散,为被动运转方式。绝大多数药物按此种方式通过生物膜。

简单扩散的速度主要取决于药物的油水分配系数和膜两侧药物浓度差。油水分配系数(脂溶性)和浓度差越大,扩散就越快。但是因为药物必须先溶于体液才能抵达细胞膜,水溶性太低同样不利于通过细胞膜,故药物在具备脂溶性的同时,仍需具有一定的水溶性才能迅速通过细胞膜。

(3)载体运转

载体转运是指转运体在细胞膜的一侧与药物或生理性物质结合后,发生构型改变,在细胞膜的另一侧将结合的内源性物质或药物释出。其特点是:

①对转运物质有选择性;

②载体转运能力有限,故具饱和性;

③结构相似的药物或内源性物质可竞争同一载体而具有竞争性,并可发生竞争性抑制。

载体转运主要发生在肾小管、胆道、血脑屏障和胃肠道的药物转运,主要有主动转运和易化扩散两种方式。

主动转运需要耗能,能量可直接来源于ATP的水解,或是间接来源于其它离子如Na+的化学梯度。主动转运可逆电化学差转运药物。这种转运对体内代谢物质和神经递质的转运以及通过干扰这些物质而产生药理作用的药物有重要意义。有的药物通过神经元细胞、脉络丛、肾小管细胞和肝细胞时是以主动转运方式进行的。

易化扩散与主动转运不同的是不需要能量,不能逆电化学差转运,所以实际上是一种被动转运。易化扩散可以加快药物的转运速率。

(4)膜动转运

膜动转运是指大分子物质通过膜的运动而转运,包括胞饮和胞吐。

胞饮又称吞饮或入胞,是指某些液态蛋白质或大分子物质通过细胞膜的内陷形成吞饮小泡而进入细胞内。如脑垂体后叶粉剂可从鼻黏膜给药以胞饮方式吸收。

胞吐又称胞裂外排或出胞,是指胞质内的大分子物质以外泌囊泡的形式排出细胞的过程。如腺体分泌及递质的释放。

2、影响药物通透细胞膜的因素

(1)药物的解离度和体液的酸碱度

绝大多数药物属于弱酸性或弱碱性有机化合物,在体液中均不同程度地解离。分子型(非解离型)药物因疏水而亲脂,易通过细胞膜;离子型药物极性高,不易通过细胞膜脂质层,这种现象称为离子障。药物解离程度取决于体液pH和药物解离常数(Ka)。解离常数的负对数值为pKa,表示药物的解离度,是指药物解离50%时所在体液的pH。各药都有固定的pKa。

(2)药物浓度差以及细胞膜通透性、面积和厚度

药物分子跨膜转运的速率(单位时间通过的药物分子数)与膜两侧药物浓度差(C1-C2)、膜面积、膜通透系数和膜厚度等因素有关。膜表面大的器官,如肺、小肠,药物通过其细胞膜质层的速度远比膜表面小的器官(如胃)快。这些因素的综合影响符合Fick定律:

通透量(单位时间分子数)=(C1-C2)x面积x通透系数/厚度

(3)血流量

血流量的改变可影响细胞膜两侧药物浓度差,药物被血流带走的速度影响膜一侧的药物浓度,血流量丰富、流速快时,不含药物的血液能迅速取代含有较高浓度药物的血液,从而得以维持很大的浓度差,加快药物跨膜转运速率。

3、细胞膜转运蛋白的量和功能

营养状况和蛋白质的摄入影响细胞膜转运蛋白的数量,从而影响药物的跨膜转运。转运蛋白的功能受基因型控制。

(六)药物剂量的设计和优化

1、靶浓度

合理的给药方案是使稳态血浆药物浓度达到一个有效而不产生毒性反应的治疗浓度范围,称为靶浓度。

2、维持量

在大多数情况下,临床多采用多次间歇给药或是持续静脉滴注,以使稳态血浆药物浓度维持在靶浓度。因此要计算药物维持剂量。

3、负荷量

在半衰期才能达到稳态血药浓度,增加剂量或者缩短给药间隔时间均不能提前达到稳态,只能提高药物浓度,因此如果患者急需达到稳态血药浓度以迅速控制病情时,可用负荷量给药法。负荷量是指首次剂量加大,然后再给予维持剂量,使稳态血药浓度(即事先为该患者设定的靶浓度)提前产生。

二、药物转运体与代谢酶间的协作关系对肠肝处置药物的影响

药物转运体和代谢酶均为机体处置药物的关键蛋白,与药物的代谢消除密切相关。研究指出,药物转运体和代谢酶在处置药物的生理活动中存在密切协作关系,且药物转运体和代谢酶功能的变化可影响其协作处置药物的能力,进而影响药物的疗效和不良反应。肠和肝是药物发生代谢的主要组织,且分布有大量的药物转运体和代谢酶。了解药物转运体和代谢酶间的协作关系及规律和对肠肝药物处置的影响,对于探索药物的体内过程、药物相互作用具有重要意义。

(一)药物转运体-代谢酶的相互作用对肠药物处置的影响

1、肠道分布的药物代谢酶和转运体

肠道作为机体吸收营养物质的重要器官,也是口服药物吸收的重要部位,是决定口服药物是否可被吸收进入体内的第一关卡。现有研究证实,分布于肠上皮细胞的代谢酶及转运体与其关卡效应密切相关。肠道药物代谢酶主要分布于上皮细胞,其活性从绒毛尖端到腺窝方向逐渐降低,十二指肠和空肠的代谢活性高于回肠和结肠。细胞色素P450(CYP)是分布于肠道,且介导大部分物质代谢的主要代谢酶。在人体的小肠上皮细胞中可检测到CYP1A1、CYP1B1、CYP2C、CYP2D6、CYP2E1、CYP3A4和CYP3AS的mRNAs,其中CYP3A(CYP3A4和CYP3A5)CYP2C9分别占了小肠CYP的80%和14%,而CYP3A4可代谢临床上大于50%的药物。此外,小肠中也有II相代谢酶存在,主要为硫酸基转移酶(SULT)1A和葡萄糖醛酸转移酶(UGT)1A等。

除代谢酶外,肠道上皮细胞还分布有大量的转运体,根据其功能分为摄取型和外排型转运体。其中,寡肽转运蛋白、葡萄糖转运蛋白、一元羧酸转运蛋白、有机阳离子转运蛋白、有机阴离子转运蛋白、有机阴离子转运多肽、Na'依赖性牛磺胆酸共转运多肽、Na离子依赖性胆酸盐转运蛋白和氨基酸转运体等负责将内源性和外源性物质摄入肠上皮细胞,而P-糖蛋白(P-gp)、多药耐药相关蛋白和乳腺癌耐药蛋白负责将内源性和外源性物质再次排入肠道,或分泌进入血液。

2、肠道的药物转运体-代谢酶相互作用

研究表明,肠道代谢酶CYP3A和P-gp分别负责外源性物质代谢和将外源性物质泵出肠上皮细胞,由此可见,CYP3A和P-gp协同抵御外源性物质进入体循环。

药物进入肠上皮细胞,或直接吸收进入血液;或首次进入肠上皮细胞即被胞内的代谢酶代谢;或被P-gp外排至肠腔,再重吸收进入肠上皮细胞后方能被代谢,有些药物分子甚至需要经历多次外排,才有机会与CYP结合,该过程提高了药物与CYP结合的机会,可增加药物的代谢比例。因此,当肠道中P-gp被抑制时,进入肠上皮细胞的药物分子增多,但药物与CYP结合的机会将显著减少,使药物的生物利用度增加,但代谢比例下降。由此可见,CYP擅长药物的代谢解毒,P-gp可将外源性药物排至肠腔,二者协同调控肠道对药物的处置作用。

(二)药物转运体-代谢酶的相互作用对肝药物处置的影响

1、肝脏分布的药物代谢酶和转运体

肝脏是药物谢清除的主要器官之一,其富含介导药物I相代谢II相代谢的主要代谢酶,其中参与药物代谢的I相酶中以P450酶最为重要,大部分药物在肝脏I相代谢酶作用下被氧化、还原或水解,然后药物和/或其代谢在II相代谢酶的作用下与葡萄糖醛酸、甘氨酸、硫酸等内源性物质结合或经甲基化、乙酰化后随尿液或胆出体外。此外,在肝细胞膜亦分别有丰富的药物转运体,其中分布于肝细胞基底膜侧的有机阴离子转运多肽转运体、有机阴离子转运体、有机阳离子转运体1、钠离子/牛磺胆酸共转运蛋白主要负责内源性和外源性物质从血液向肝细胞内的转运,而分布于顶膜侧的转运体主要有P.糖蛋白、多药耐药相关蛋白2、乳腺癌耐药相关蛋白、胆盐输出泵及MATE1,这些外排转运体介导多种内源性和外源性药物的胆汁排泄。

2、肝脏的药物转运体-代谢酶相互作用

研究者将介导药物和/或其代谢物从血液进入肝细胞的过程称为0相代谢,而将肝细胞内药物和/或其代谢物经转运体排入胆汁的过程称为III相代谢。药物经摄取型转运体介导进入肝细胞后才可被代谢,药物和/或其代谢产物又需外排型转运体介导才能排出肝细胞。因此,摄取型和外排型转运体分别介导的0相和III相代谢与药物在肝细胞内的I相和II相代谢协同完成药物的代谢解毒。

肠道中药物从肠腔向基底膜侧转运以吸收,而肝脏中大部分药物从基底膜侧向胆管侧膜转运以排泄。因此,分布于肠上皮细胞顶膜侧的P-gp主要影响肠细胞的摄取量,而分布于肝细胞顶膜侧的P-gp主要影响肝细胞的外排量。外排型转运体不仅分布于肝细胞顶膜侧,还分布于肝脏的基底膜侧,研究发现这些转运体亦协同影响药物的代谢排泄。除外排型转运体外,研究发现摄取型转运体也可影响药物的代谢。

物质的转运方向不同也可影响转运体与代谢酶间的协同关系,而肝细胞内的药物代谢与肝摄取型和外排型转运体协同负责药物的代谢排泄。

综上所述,药物代谢酶和转运体是影响药物代谢动力学的两个重要因素,其中肠道转运体与代谢酶协同负责药物的吸收解毒,而肝脏转运体与代谢酶协同药物的解毒排泄。近年来也有研究指出,肠道对口服药物的代谢消除较肝脏明显。而且,研究者普遍认为,肠道CYP3A4和P-gp间的相互作用是肠道代谢作用强于肝脏的主要原因。

但是,药物代酶和转运体间的协作关系可能不是一成不变的,其至少与组织器官的特性、药物代谢酶或转运体活性变化和药物在细胞内外的暴露量均有关。因此,在不同的情况下,二者间的协作关系和协作效应可能呈现出不同的结果。而且,目前有关药物代谢酶和转运间协作机制的研究鲜为见到,但这部分研究对于药动学的体内研究及预测研究具有重要的意义。

目前,研究转运体-代谢酶相互作用最多的是肝和肠组织,对于脑和肾的研究相对较少。然而,酶和转运体在组织器官中的分布具有一定的特异性,如人体脑中分布较多的代谢酶主要为CYP1B1和CYP2U1,分布最多的转运体为ABCG2,而人肝脏分布最多谢酶为CYP2E1和CYP1B1,转运体为ABCC2。同一对转运体因器官特异性,转运方向不同,转运体与代谢酶间的协作效应存在差异。而且同一转运体与I相代谢酶和II相代谢酶的协作结果也不相同。但是目前研究的“转运体-代谢酶”对却极为有限,主要为P-gp-CYP3、MRP-UGT和BCRP-UGT等,且有关探究二者协作关系是否存在器官差异性的研究甚少。

目前药物转运体与代谢酶间协作关系的研究方法大部分为体外细胞实验和离体器官灌流法。因代谢酶和转运体在组织器官的广泛分布,专属性探针工具药相对缺乏,以及代谢酶和转运体间复杂的代偿性调控关系,应用体内方法探讨药物转运体和代谢酶间的关系较为困难,而组织器官的特定结构、体内循环系统中药物暴露量等因素是影响二者间协作关系的重要因素。近几年,也有用生理基础药动学模型模拟评价二者间协作关系的相关研究。

总之,代谢酶与转运体间的协作关系具有非特异性,且在代谢酶与转运体活性改变的情况下可能存在复杂的网络协作关系,明晰药物转运体与代谢酶间的协作关系及规律,对于探究药物体内过程、药效和不良反应、药物相互作用具有重要的意义。

三、药代动力学相互作用

药物联合应用由于相互作用改变了药物的吸收、分布、排泄和生物转化,导致产生药理效应的可利用药量的增减变化,从而影响了药物效应。

1、改变胃排空与肠蠕动

大多数药物主要在肠道吸收,从胃排入肠道的速度为药物到达吸收部位的限速步骤,影响胃排空,使药物提前或延迟进入肠道,将加强或减少吸收,而使药效增强或减弱。

2、竞争与血浆蛋白结合

许多药物进入体内可与血浆蛋白相结合,血浆蛋白结合的药物暂时失去活性,但这种结合是可逆的,结合体可分解而重新释放出具有活性的游离型药物,因此可作为药物的暂时贮存形式。每一种药物与血浆蛋白的结合大致有一定的比率,若由于某种原因使结合率降低,则因游离型药物的增多而作用增强。各种药物与血浆蛋白的结合能力强弱不一致,两种药物合用时,结合能力强的药物可使结合能力弱的药物从血浆蛋白质中置换出来,使结合力弱的药物在血中游离体的浓度高于正常,结果是作用增强,但同时也有引起中毒的危险。

3、诱导药物代谢酶

许多药物在体内受酶的催化作用而发生化学变化,如肝微粒体药物代谢酶可使许多药物生成无效的代谢物而灭活。由于某些药物具有诱导药物代谢酶使其活性加强的作用,因此就可使一些联合应用的药物在肝内代谢速度加快,使迅速转变为代谢物而失活。

4、抑制药物代谢酶

与诱导药物代谢酶作用相反,有些药物具有抑制药物代谢酶活性的作用,往往可使与其合用药物的正常代谢受阻,致使其血浆浓度升高,结果是药效增强,同时也有引起中毒的危险。

5、尿液pH的改变影响药物的排泄

大多数药物是通过肾脏排泄的,药物按转运机制不同可分为主动转运和被动转运而透过肾小管膜随尿排出体外。其中被动转运机制不仅可透过肾小管排泄,而且有相当部分又在肾小管被重吸收,最后只有部分药物随尿排泄,由于分子状态的非极性药物比离子状态的极性药物容易透过胞膜,因此在肾小管分子状态的药物随水分被重吸收而透过膜重新进入血液,大多数药物为弱酸或弱碱性药物,它们的电离状态受体液的pH所影响,弱酸性药物在pH较低的溶液中多为分子状态,若提高液体pH,则离子状态部分增多,而分子状态减少;弱碱性药物则相反。因此尿液pH的变化可直接对其排泄产生影响,人尿液的pH可随食物和药物的影响而变化,应用碱性药物可使尿液碱化,则弱酸性药物排泄加快,而弱碱性药物排泄减少,因而影响了这些药物的血浓度,使疗效和毒性发生变化。

对于经肾小管分泌而经尿液排泄的药物,由于药物的性质不同,其经肾小管分泌的难易也不尽相同。肾小管主动分泌是借助载体的,当多种经分泌排泄的药物联合应用时就会发生对仅有载体的竞争性抑制作用。

四、药物相互作用的产生机制

绝大多数药物在肠道和/或肝脏中经过细胞色素P450酶系代谢,P450酶系被抑制或被诱导是导致代谢性DDI的主要原因,其中酶抑制作用所致的临床意义远大于酶诱导作用,约占代谢性相互作用的70%,酶诱导作用引起的DDI约占23%。药物转运蛋白也是产生DDI的一个重要的因素。

1、细胞色素P450对代谢的影响

药物在体内代谢包括两相反应:I相反应是氧化还原反应,主要涉及CYP酶家族;II相反应是结合反应,涉及到谷胱甘肽、葡萄糖醛酸、硫酸盐和甘氨酸等。通常情况下,一种药物要经过多种亚型的CYP 酶代谢,仅少数药物经单一的药酶代谢。估算认为,约有60%的处方药是经过CYP酶代谢,。现已经确定的细胞色素P450家族为18个家族42个亚族。参与代谢的CYP 酶主要是CYP3A4、CYP1A2、CYP2C9、CYP2C19、CYP2D6五种, 占CYP酶的95%。约有55%的药物经CYP3A4代谢,20% 经CYP2D6代谢,15%经CYP2C9和CYP2C19代谢。

2、P蛋白对吸收的影响

P蛋白对药物吸收的影响是其介导的药物相互作用所致。P蛋白的底物广泛,它所介导的药物外排是口服药物吸收差异和生物利用度变异的一个主要原因。P蛋白的底物如地高辛、环孢素、他克莫司等的吸收很容易受到P蛋白的抑制剂(如维拉帕米、奎尼丁)或诱导剂(如利福平)的影响,导致生物利用度的增加或减少。对于一些治疗指数窄的药物,生物利用度的改变可以引起血药浓度的相应改变而导致中毒或治疗无效。 P蛋白抑制剂主要包括维拉帕米、缬沙坦、奎尼丁等,但是亲和力低,达到所需要的抑制效果时会产生很大的毒性。水果蔬菜、草药和其他食物中的一些成分如黄酮醇、香豆素类都能调节P蛋白的活性,进而影响药物的体内处置。黄酮类化合物主要抑制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时抑制CYP3A4酶和P蛋白,使药物的吸收明显增加。

五、药物相互作用体外评估研究

(一)研究的主要内容

DDI评估通常从体外试验开始,确定可能影响药物处置的因素以阐明潜在的DDI机制,并获得用于进一步研究的动力学参数,其主要内容包括: 确定药物的主要消除途径、评估相关代谢酶和转运体对原药处置的贡献、考察药物对代谢酶和转运体的影响。

体外试验结果提供作用机制信息,结合临床PK,有助于决策是否有必要开展及如何进行临床DDI研究设计。可基于体外试验结果和临床PK数据采用数学模型法预测潜在的临DDI。DDI的预测模型包括基础模型、静态机制模型和动态制模型(PBPK模型)。可根据具体情况选择并试用这些模型,决定何时以及如何进行临床DDI研究。

(二)代谢酶介导的药物相互作用

药物代谢主要发生在肝脏和肠道。其中肝脏代谢主要由于肝细胞粗面内质网的细胞色素P450(СYP)酶系催化,也可通过非CYP酶催化, 如胞浆酶或II相代谢酶。应在首次人体试验之前开展体外代谢研究,鉴定主要代谢产物,为临床前安全性数据外推到人体提供必要的信息,并为临床研究设计提供参考。

1、评估在研药物是否为代谢酶的底物

(1)研究内容

应采用体外代谢表型试验考察主要的CYP同工酶CYP1A2、CYP2B6、CYP2C8、CYP2C9、CYP2C19、CYP2D6和CYP3A是否可以代谢在研药物。但在研药物可能在体内发生重要的非主要CYP酶介导的代谢,此时其可能酶的底物,应确定其他酶对其代谢的贡献。主要包括于以下代谢酶:

其他CYP同工酶:CYP2A6、CYP212、CYP4F2和

CYP2E1;

其他I相代谢酶:单胺氧化酶(MAO)、黄素单加氧酶(FMO) 、黄嘌呤氧化酶(XO)、醇/醛脱氢酶和醛氧化酶(AO);

II相代谢酶:包括UDP葡萄糖醛酸转移酶(UGT)和硫酸移酶。

(2)数据分析

若基于体外代谢表型研究和人体PK数据,特定代谢酶对药物的消除大于或等于25%,则可认为该酶对在研药物的清除在DDI研究中是重要的。在这种情况下,应使用强指针抑制剂和/或酶诱导剂进行DDI 临床研究。

2、评估在研药物是否为代谢酶的抑制剂

(1)研究内容

应评估在研药物是否会对常见的CYP酶CYP1A2、CYP2B6、 CYP2C9、CYP2D6和CYP3A的活性产生可逆性抑制或/和时间依赖性抑制(TDI)。

(2)数据分析

对于可逆性抑制的基础模型,应计算预测存在和不存在抑制剂时指针底物AUC的预测比值R1。对于时间依赖性抑制(TDI)的基础模型,应计算在研药存在和不存在抑制剂时的AUC预测比率R2。

3、评估在研药物是否为代谢酶的诱导剂

(1)研究内容

应评估在研药物是否会诱导主要的CYP同工酶CYP1A2、CYP2B6、CYP2C8、CYP2C9、CYP2C19和CYP3A4。因对CYP3A4/5和CYP2C的诱导作用都需要激活孕烷X受体(PXR),故研究初期,可只评估CYP1A2,、CYP2B6和CYP3A4/5。若未见对CYP3A4/5酶的诱导,则可不必再评价对CYP2C酶的诱导作用。但若在研药物可以诱导CYP3A4/5,则应评估其诱导CYP2C的可能性。

(2)数据分析

评估在研药物诱导代谢酶潜力的方法主要有倍数变化方法、相关性方法和基础动力学模型三种。

在这些方法中,如果任一方法的研究结果提示在研药物具

有诱导代谢酶的潜力,则应使用机制模型或敏感的指针底物进行临床药物相互作用研究,以进一步研究在研药物对代谢酶的诱导能力。在有和无在研药物的情况下,如果根据静态或动态机制模型(例如PBPK模型)得到敏感指针底的预测AUCR小于或等于0.8,则应使用敏感指针底物进行临床DDI研究完以进一步考察可能发生的药物相互作用。

(3)其他注意事项

使用机制模型预测的AUCR临界值>0.8 (诱导)<1.25(抑制)是建议的阈值以提示在研药物对代谢酶是否有影响。评估在研药物是否是多种CYP酶的抑制剂时,可根据R1、R2的排序或预测的AUCR值,优先使用在相同研究中获得体外抑制参数,对各途径的敏感指示底物的CYP酶的体DDI研究进行优先排序,即:可首先使用具有最大R或AUCR值的CYP的敏感指示底物进行体内研究。如果该体内研究的结果未见相互作用,则无需再进行具有较低效力(如较小的R或AUCR)的体内其他CYP酶的评估。但若该体内研究的结果显示药物与敏感指示CYP酶底物之间存在相互作用,则应对其他CYP酶作进一步的体内研究,且应先从具有次最大R或AUCR值的CYP开始。或可使用PBPK模型来进行额外的研究。应验证并更新所有PBPK模型,以证明该模型能够充分描述第一次使用敏感指示底物的体内研究结果。

(三)转运体介导的药物相互作用

转运体通过影响药物的吸收、分布和消除,对不同器官和组织中药物的药动学和药效学产生临床相关的影响。与肝脏和小肠中大量表达的药物代谢酶不同,转运体在人体全身的组织中均有表达,并影响内源性和外源性物质进入人体的各个部位。转运体与代谢酶协同作用可以影响药物的分布和药理作用,同时药物也可以影响转运体的表达或活性,从而导致内源性(如肌酸酐、葡萄糖)或外源性物质的选择性分布。

临床应用中一些与药物相互作用有关的转运体:P-糖蛋白(P-gp)或多药耐药蛋白1(MDR1)、乳腺癌耐药蛋白(BCRP)、有机阴离子转运多肽(OATP)1 B1/B3、有机阴离子转运体(OAT)1/3、多药及毒性化合物外排转运体(MATE)、有机阳离子转运体(OCT)2。

如果临床DDI研究只检测全身药物暴露量,则由转运体介导的药物相互作用的后果可能并不明显。但了解药物是否是这关键转运体的底物或者相互作用药物(如抑制剂或诱导剂)可以解释一些临床结果(如当药物是转运体的底物时,药物的组织分布改变可能会导致毒性增加或疗效变化)。

当在研药物为下列转运体的底物和/或抑制剂时,应评价其与转运体间的相互作用。每个转运体体外评估的时机可能因研药物的适应症来确定。

1、评估在研药物是否为转运体的底物

(1)是否为P-gp和BCRP的底物

①研究内容

应通过体外研究评估在研药物是否为P-gp和BCRP的底物。P-gp和BCRP不影响高渗透性和高溶解度药物的口服生物利用度,该类药物无需考察是否为P-gp和BCRP的底物,除非这些药物分布到某些组织中会存在安全性问题(比如肝脏和大脑)。

②数据分析

以下结果提示在研药物是P-gp的底物:

•药物在表达P-gp的细胞(如,Caco-2细胞或其他过表达P-gp的细胞) 中的净外排率(net ER) 大于或等于2。

•外排至少会被一种已知的P-gp抑制剂在高于其Ki或者IC50至少10倍的浓度下抑制(如,与无抑制剂的对照组相比,加入抑制剂可使ER值下降50%以上)。

如果采用表达多种外排转运体的Caco-2细胞,则应使用多种P-gp抑制剂来确定外排的专属性。

如果体外研究表明药物是P-gp的底物,则应该根据药物治疗指数以及临床上可能合用的P-gp抑制剂等因素来考虑是否开展体内研究。也可以根据上述研究方法和策略考察药物是否为BCRP的底物和考虑是否进行体内研究。

如果体外研究表明药物是BCRP的底物,则应根据药物的安全范围、治疗指数以及可能的合用药物(为特定患者群体中已知的BCRP抑制剂)来考虑是否进行体内研究。

(2)是否为肝脏转运体OATP1B1和OATP1B3的底物

①研究内容

如果体外研究或人/动物的吸收、分布、代谢和/或排泄数据表明在研药物存在明显的肝摄取或者消除(如通过肝脏代谢或胆汁分泌的药物清除率大于或等于总药物清除率的25%),或者药物的肝摄取具有重要临床意义(发生生物转化或产生药理作用),应进行体外研究以确定该药物是否为肝脏摄取转运体OATP1B1和OATP1B3的底物。

②数据分析

以下情况提示在研药物可能是OATP1B1或OATP1B3的底物:

•对OATP1B1或者OATP1B3转染细胞,其药物的摄取至少是空白载体转染细胞的2倍;

•已知的抑制剂(如利福平)能够在高于其Ki或者IC50至少10倍的浓度,使药物的摄取降至50%以下;也可以基于既往经验来阐明采用其他临界值的合理性。

(3)是否为OAT、 OCT、MATES的底物

①研究内容

如果体内代谢的相关数据表明在研药物存在明显的肾主动分泌清除(例如,原形药物的肾主动分泌清除率大于或等于总药物清除的25%),则应进行体外评估,以确定该药物是否是转运OAT1/3、OCT2,、MATE1 和 MATE2-K底物。

②数据分析

以下情况提示在研药物可能是以上肾转运体的体外底物:

•试验药在表达转运体的细胞中药物的摄取是对照细胞(或含有空白载体的细胞)的药物摄取的2倍及以上;

•已知抑制剂(如利福平)能够在高于其Ki或者IC50至少10倍的浓度下,使药物的摄取降低至50%以下;也可以基于既往经验来阐明采用其他临界值的合理性。

如果体外研究提示在研药物是一个或者多个肾脏转运体的底物,则应根据在研药物的安全范围、治疗指数以及临床上可能合用的肾转运体抑制剂等因素考虑是否需要开展体内研究。若试验结果提示在研药物为OCT2转运体的底物,由于目前由抑制该转运体所引起的临床DDI并无相关报道,则不需要进行临床DDI研究,但需要在药物信息中说明在研药物为该转运体底物。

2、评估在研药物是否为转运体的抑制剂

(1)研究内容

体外试验考察在研药物是否是P-gp、BCRP、OATP1B1、OATP1B3、OCT2、MATEs (MATE1和 MATE2-K) OAT1和OAT3的抑制剂。

(2)数据分析

•P-gp和BCRP:应采用Caco-2或过表达的细胞考察在研药物是否会抑制已知P-gp或BCRP底物的外排率或净外排,也可用膜囊泡考察对摄取转运体的抑制,并确定其对转运体抑制的强弱(即IC50或Ki)。当口服给药且Igut/IC50Eso (Ki) 大于或等于10 (lgut=抑制剂剂量/250 mL)时,试验药可能在体内抑制P-gp或BCRP。如果药物的代谢产物是转运体抑制剂或者在研药物是胃肠道外给药的,那么当I1/IC50 或Ki)大于或等于0.1 (I1是代谢产物或者抑制剂原药的Cmax)时,可能在体内抑制P-gp或BCRP。需要强调的是,这些临界值是基于有限的数据设定的。如果可以用已知的抑制剂和非抑制剂对体外系统进行内部校正,经过合理论证后也可以建议不同的临界值。

如果体外研究表明在研药物是P-gp或者BCRP的抑制剂,则应基于临床上可能合用的已知P-gp或BCRP底物考虑是否进行体内试验。

•OATP1B1和OATP1B3:在过表达相应转运体的细胞中,应考察在研药物对已知的OATP1B1或OATP1B3底物对底物摄取的抑制效能(IC50或Ki ) 。由于一些已知的ATP1B1/3抑制剂的抑制作用具有时间依赖性,因此应进行一定时间(30 min)的预孵育后再测定IC50值。如果R值大于或等于1.1,则在研药可能在体内抑制OATP1B1/3。

如果用已知的抑制剂和非抑制剂对体外系统进行内部校正,经过合理的论证后也可以建议不同的临界值。

如果体外研究结果提示在研药物是一种OATP1B1或OATP1B3抑制剂,则应根据临床可能合用的已知OATP1B1或OATP1B3底物,决定是否进行体内试验。

•ОAT、OCT、MATE:在过表达OAT、OCT、MATE的细胞中使用该转运体已知底物考察在研药物对底物摄取的抑制效能(IC50或Ki)。如果OAT1/OAT3/OCT2/MATE的Imasx,u/IC50大于或等于0.1,则认为在研药物可以在体内抑制这些转运体。

这些临界值也是基于有限的数据设定的。如果用已知抑制剂和非抑制剂对体外系统进行内部校正,经过合理的论证也可以建议不同的临界值。肌酐也是OCT2、 MATE和OAT2的底物。在临床研究中,在研药物抑制这些转运体后可能会导致血清肌酐水平升高,若要探索其升高机制,则需进一步研究(如临床研究机制)。

如果体外试验提示在研药物是肾转运体的抑制剂,则应根据临床可能合用的已知肾转运体底物,考虑是否进行体内试验。

3、评估在研药物是否为转运体的诱导剂

某些转运体(P-gp)通过类似于CYP酶的机制来发挥作用(例如,激活PXR或CAR等核受体) 。因为这些相似性,CYP3A诱导作用的研究结果可以为P-gp诱导作用的研究提供一定的参考。但目前尚无完善的体外方法用于评估P-gp与其他转运体的诱导作用,因此不推荐对其进行体外评估。

(四)代谢产物相互作用的评估

具有高血浆暴露量或药理活性显著的代谢物可能需要评估其发生代谢酶或者转运体介导的DDI的可能性。体外试验通常使用合成或纯化的代谢物标准品或放射性标记药物。同时,也可以接受其他能被证明可充分评价代谢物潜在DDI的方法。

1、代谢产物是否为代谢酶或转运体的底物

在研药物的代谢产物同时满足以下标准,则需要评价代谢产物是否为代谢酶或者转运体的底物。

(1)具有活性,即通过体外药理学研究或者毒理学评估显示代谢产物可影响药物有效性或者安全性;

(2)基于体外受体效价和体内暴露量评估,代谢产物贡献了大于或等于50%的药物总体活性。

2、代谢产物是否为代谢酶或者转运体的抑制剂

如果体外研究显示原形药物抑制主要的CYP酶和转运体且得到体内DDI研究的佐证,则无需对酶或转运体抑制剂的代谢物进行体外评估,因为代谢物的体内抑制能力将在体内与原形药物一起进行评估,除非体内DDI研究不能充分表征代谢物的临床相关暴露量。(如在研究持续时间内代谢物量积累不足)。但即使体外评估表明单独的原形药物不会抑制主要CYP酶或转运体,其仍有可能会通过体内代谢物引发DDI。此时,应结合下列因素,评估代谢物对CYP酶的体外抑制能力:

(1)代谢物相对于原形药物的全身性暴露量;

(2)任何结构预警,如定量结构-活性关系(QSAR)显示具有潜在的时间依赖性抑制。

如果在研药物的代谢产物满足以下任一标准,则需要估代谢产物是否为代谢酶或者转运体的抑制剂:

(1)代谢产物极性比原药小,且代谢产物的AUC 大于或等于原形药物AUC的25%;

(2)代谢产物极性比原药大,且代谢产物的AUC大于或等于原形的AUC;

(3)代谢产物具有某些可能会产生时间依赖性抑制(TDI)的预警结构,且该代谢物的AUC大于或等于原形药物AUC的25%,同时大于或等于总药物AUC的10%。其中预警结构可通过诸如定量活性关系(QSAR)来获得,而总药物AUC可通过在人体物质平衡研究中,单次给予受试者放射性物质标记的药物后计算放射性的血药浓线曲线获得。如果缺乏放射性数据但代谢物AUC大于或等于原形药物的25%,则应评估该代谢产物是否为代谢酶或者转运体抑制剂。

3、评估方法

应使用与原形药相同的评估方法对代谢产物是否为代谢酶或者转运体底物或抑制剂进行评估,并对结果进行分析和解释。

六、体外评估代谢介导的药物相互作用试验研究

(一)原则

无论在研药物是DDI受变药还是促变药,体外DDI试验应遵循以下通用原则:

1、因实验室和系统样品间差异较大,试验应合理选择阳性对照药物(以经过验证的探针底物、强抑制/诱导剂)并证明其已知作用;

2、体外试验系统可靠且可重现;

3、一般情况下,代谢物生成反应应在线性条件下完成;

4、如有必要,应考虑开展预试验来辅助试验设计。

(二)评估在研药物是否为代谢酶底物的试验

1、体外试验系统

多种源自人体肝脏的体外系统可用于考察药物潜在的药物相互作用,包括:

(1)亚细胞的人肝组织组分,如微粒体系统,肝组织匀浆9000g离心后的上清液(S9)和胞浆(必要时加入合适辅因子);

(2)源于多种表达系统的重组CYP酶或非CYP酶,可以用于考察单一药物代谢产物的产生和特定同工酶的参与;

(3)人肝组织,包括新鲜制备的肝细胞和冷冻保存的肝细胞,它们可以保存细胞及酶结构并包含完整的I相和II相药物代谢酶。

2、药物代谢酶的鉴定

目前鉴定代谢药物的CYP同工酶的常用方法:

(1)使用化学品、药物或抗体在孵育体系(例如加入混和人肝微粒体)中作为某个同工酶的抑制剂;

(2)使用单独的人源重组CYP同工酶。

3、鉴定药物代谢酶注意事项

在确定药物是否为酶的底物研究时,应考虑以下事项:

(1)应同时使用以上两种方法确定药物代谢的特定同工酶。

(2)使用人源重组CYP同工酶时,应考虑其和人肝脏之间酶表达量和活性的差异。

(3)当测定单个CYP同工酶对在研药物总代谢的作用程度时,应优先测定原形药物的减少,而非代谢物的生成。

(4)当测定单个CYP酶对特定代谢物形成的贡献程度时, 应测定该代谢物的形成速率,如果没有代谢物的标准品进行绝对定量分析,可考虑利用代谢物的峰面积进行相对定量分析。

(5)应建立有效且可重复的分析方法测定原形药物和主要代谢物的浓度。

(6)使用放射性标记的药物,可以利用液相色谱联用放射性检测器和质谱仪分析样品,同时定性和定量测定与药物相关的代谢物。

(7)如果在研药物每种异构体具有明显的不同处置特性(如两种异构体具有不同药理活性),则应分别评价外消旋药物的两种异构体。

(8)大多数化学抑制剂对单个CYP酶没有特异性。应在相同试验条件下使用单个CYP酶的指针底物验证抑制剂的选择性和效能。

(三)评估在研药物是否为代谢酶抑制剂的试验

1、试验方法

在人肝组分系统中,通常采用指针底物法研究药物对CYP酶的抑制机制(如可逆性或时间依赖性抑制)和抑制强度(Ki用于可逆抑制,KI和Kinact用于时间依赖性抑制)。

2、注意事项

当采用体外系统研究酶抑制时,应考虑以下事项:

(1)指针底物应具有选择性(如主要通过混合的人肝微粒体或单一的重组CYP酶代谢)并且应有简单的代谢途径(理想情况下,药物不连续代谢)。

(2)指针抑制剂的动力学常数(Ki,IC50,KI和/或Kinact)与文献报道的值或研究者内部的参考值接近。体外代谢系统可以是混合人肝微粒体(如混合10个以上供体的肝脏微粒体),混合冻存人肝细胞(如混合10个以上供体的肝细胞)或重组CYP酶。为了获得抑制参数,可以考虑将富含人血浆的原代肝细胞作为模拟生理条件的体外研究系统。

(3)在研药物的浓度应该选择尽可能高以达到最大抑制作用,能够发现临床相关的抑制作用,但不应超过药物的溶解度极限且不应影响细胞模型的评价(如细胞毒性) 

(4)应采用体外孵育体系中的游离药物浓度,可以通过试验测定或者利用数学模型进行估算。有时获得精确的微粒体孵育体中游离药物分数(fumic)则非常重要。如孵育体系中游离抑制剂浓度明显低于总浓度时(可能因为药物与蛋白发生共价结合或药物吸附在试管壁上),则有必要测定fumic。

(5)应使用指针底物检测4~8个不同浓度的在研药物的抑制作用,应首选高浓度(如游离药物Cmax的50倍或量的0.1倍/250mL)。如果初始高浓度能抑制特定酶,则应检测较低药物浓度的抑制作用,并计算药物的IC50或Ki值。

(6)确定药物IC50值的代表性试验包括以小于或等于指针底物Km的浓度进行孵育试验,以使抑制剂的IC50与其Ki值的关联性更强。测定Ki值时,指针底物和抑制剂的浓度范围应涵盖指针底物的Km和抑制剂的Ki值。

(7)如果体外试验结果表明Ki将显著高于试验中测定的浓度,则需对Ki值进行测定,但需要充分的讨论以支持该决定。如果已通过几种不同体外试验系统或者同一种酶的多个底物(CYP3A底物)测定了 Ki值,则在进行体内结果预测时应采用所获得的最低Ki值。

(8)微粒体蛋白浓度通常应低于1 mg/mL。如果化合物和微粒体蛋白的非特异性结合会影响动力学参数的分析,则应该对微粒体蛋白的非特异性结合进行校正,即利用药物在孵育体系中的游离

分数(fumic)来校正。fumic可以通过试验测定(如使用平衡透析法或超滤法)或使用数学模型预测。

(9)一般应避免孵育时指针底物或抑制剂发生显著的减少。但当底物Km较低,难以避免底物浓度较低时引起底物耗尽,此时测定抑制动力学参数时应考虑底物耗尽的情况。

(10)如果在研药物可被孵育体系中的代谢酶代谢,应尽可能减少在研药物被代谢(浓度降低)对于Ki估值的影响,如有可能,应选择在代谢速率方面明显快于在研药物的指针底物进行研究。如果无法实现上述研究条件,则需要对在研药物的浓度进行检测和/或在计算时考虑在研药物降解所产生的影响。

(11)因某些有机溶剂可以抑制或诱导酶活性,所以应使用尽可能低浓度的有机溶剂(<1% (v/v) ,优选<0.5%)。试验应包括无溶剂对照和溶剂(载体)对照。

(12)应根据正确的机制(如竞争性、非竞争性或TDI)计算体外抑制动力学参数。

(13)应根据标准的体外研究方案对TDI进行常规筛查,方法:在加入任何底物之前,预孵育在研药物(如至少30分钟) 。任何显著的时间依赖性和辅因子依赖性CYP酶代谢必需的NADPH)指针药物的初始代谢产物形成减少则提示可能出现了TDI。此时应开展体外研究以获得TDI参数(Kinact和KI) 

(四)评估在研药物是否为代谢酶诱导剂的试验

1、试验方法

可选择冷冻保存或新鲜分离的人肝细胞研究在研药物诱导CYP酶的能力。其他体外系统(如永生化肝细胞系)或技术手段可提供支持性数据,但需证明这些体系和技术的适用性。可接受的研究终点包括mRNA水平和/或使用指针底物的酶活性水平检测。应通过阳性对照验证系统,证明其中所有主要的CYP酶是有功能的并且可以诱导。

2、注意事项

当采用体外系统研究酶诱导时,应该考虑如下事项:

(1)应采用反映预期或实际观察到的人血浆药物浓度或肠内药物浓度(对于CYP3A4比较重要的药物浓度) 。药物浓度范围应涵盖药物治疗浓度。在药物溶解度允许的情况下,该药物浓度范围包括至少一个比体内最大的非结合稳态血药浓度高一个数量级的药物浓度。应对每个药物浓度进行三次重复平行试验。此外,还应测定非结合在研药物的浓度,以帮助预测临床药物相互作用。

(2)应至少使用3名供体的肝细胞。如果来源于供体的细胞对阳性对照无法产生满意的应答并且在孵育开始时细胞活力<80%,或如果在孵育结束时的细胞活力明显有别于来自其他供体的结果,则应当采用一名新供者的肝细胞进行替换。对每一供体的诱导研究结果应单独进行评价,并且应当挑选对某一代谢酶表现出最明显诱导效应的供体肝细胞来估算可能的最大诱导作用。如果与上述浓度的在研药物进行孵育后导致mRNA水平升高超过本底100%并且该升高是浓度依赖的,那么该体外诱导结果可以视为阳性。为保证诱导试验方法有足够的灵敏度,对于mRNA水平出现浓度依赖性升高<100%的观察结果并且这个升高幅度小于阳性对照mRNA水平升幅20%的情况下,才可认为诱导结果为阴性。如果至少有一个供体肝细胞的研究结果超过预定阈值,则应考虑该药物为体外诱导剂,并开展后续评估。

(3)应证明所用试验方法均能准确评估在研药物的诱导潜力,避免出现假阴性的预测。

(4)为达到完全诱导,在研药物应孵育48~72h。孵育过程包括每日添加在研药物,并定期更换含药培养液。当指针能检测到酶诱导而不引起细胞毒性时,为孵育的最佳时间。应对孵育时间的缩短给出合理的说明。

(5)孵育体系中在研药物的实际浓度对于将体外结果推导至体内情况非常重要。因此,除非原形药物由于体外代谢、降解或溶酶体捕获造成的损失可以忽略(或在诱导测定之前可定量测定系统中原形药物的损失并且通过添加药量或改变介质进行补偿),应在培养的最后一天的若干时间点测量培养液中原形药物的浓度。

七、体外评估转运体介导的药物相互作用试验研究

(一)体外试验系统

应选择适用于特定转运体的体外检测系统,如膜囊泡系统,基于极化细胞的外排转运体双向测定法或基于细胞的吸收转运体测定法。体外模型的选择取决于研究的目的和要解决的问题。

1、膜囊泡

如果使用由内向外的膜囊泡体外系统评估在研药物是否是P-gp或BCRP的底物或抑制剂,当底物为高渗透性物时可能无法进行鉴定。使用膜囊泡的分析应直接测定三磷酸腺苷(ATP)依赖性、转运体介导的药物摄取。

2、基于细胞系统的双向转运分析

双向测定法评估在研研药物是否是外排转运体如P-gp或BCRP的底物或抑制剂。细胞在具有顶端(AP)和基底外侧(BL)结构的小室中单层生长,小室的底部有一层具有通透性的膜,膜上有微孔。将试验药添加到单层细胞的AP或BL侧,随着时间的推移测量通过单层细胞渗透入接收室中的药量。应在AP—>BL (吸收)BL—>AP(流出)两个方向上计算药物的表观渗透率(Papp),并根据BL—>AP与AP—>BL的Papp值的比值计算底物的外排率(ER)。对于细胞系计算其净外率(net ER),对于Caco-2细胞则计算其ER值;再使用强抑制观察该药物转运是否被显著抑制。其中,ER=Papp (BL—>AP) /Papp(AP—>BL)net ER=[ (表达细胞的ER) / (非表达细胞的ER)]。

3、基于细胞系统的摄取分析

摄取试验评估在研药物是否是溶质载体(SLC)转运体的底物或抑制剂,如OCT、OAT、OATP和MATE。可使用人肝细胞或肝细胞系进行悬浮,铺板或夹层培养分析。

转染细胞需要先使用已知转运体底物验证,底物摄取量应为不表达该转运体细胞摄取量的2倍以上,且该过程可被已知该转运的抑制剂所抑制。

(二)评估在研药物是否为转运体底物试验研究注意事项

1、药物浓度应涵盖临床相关浓度的范围(如对肠道转运,除溶解度限制浓度范围的情况外,研究的范围可以覆盖0.01至1倍剂量/250 mL的范围)。

2、体外试验中在研药物的浓度可受到多种因素的限制,包括药物的水溶性、与培养皿的非特异性结合以及细胞毒性作用。

3、应评估在研药的回收率、稳定性和或非特异性结合。

4、如果体外系统表达多种转运体,则应使用两种或两种以上已知的抑制剂验证研究结果。

(三)评估在研药物是否为转运体抑制剂试验研究注意事项

1、药物浓度应尽可能高以使抑制作用最大化,但不应超过药物的溶解度极限且不应在细胞中引起有害作用(如细胞毒性)。

2、应使用4~6个浓度点,从高浓度点开始,且该浓度点应至少比临床相关浓度高一个数量级。由于转运体在组织中的不同位置表达,因此应考虑不同的临床相关浓度(,对位于肾脏的摄取转运体计算游离药物Cmax,对肝脏摄取转运体计算肝门静脉处最大游离药物浓度,对肠顶端转运蛋白,药物浓度应覆盖0.1×剂量/250mL)。如果试验药显示抑制活性,应测试其他浓度以计算IC50或Ki值,并将其与临床血浆或肠道浓度进行比较,以预测潜在的DDI。

3、应包括可使底物线性转运的指针底物浓度范围。指针物浓度应小于或等于其转运体的Km值。

4、应考虑用OATP1B1和OATP1B3抑制剂对试验药进行预孵育(至少30分钟),以评估时间依赖性的药物相互作用(TDI)是否会使试验药的IC50降低。

5、由于抑制作用可能有底物依赖性,应使用以后可能用于临床研究的探针底物确定在研药物的抑制常数。也可使用对已知抑制剂产生较低IC50的探针底物以避免低估在研药物潜在的相互作用。

6、可使用阳性和阴性对照试验在体外系统进行内部校正,以获得临界值,为DDI临床研究提供参考。

八、药物相互作用临床研究

(一)药物相互作用临床研究类型

根据临床研究设计,分为前瞻性DDI临床试验和回顾性DDI临床试验。依据研究方法可分为基于指针药物的DDI研究、基于临床常见合并用药品种的DDI研究和基于模型模拟的DDI临床试验。

1、前瞻性和回顾性DDI 临床试验

前瞻性DDI临床试验是专门为评价DDI而设计的,可以是独立的研究,也可以是临床大规模试验中的一部分或者是临床扩展队列试验中的一个扩组试验。

回顾性DDI临床试验由于研究目的并不单纯是药物相互作用研究,通常不能为药物相互作用提供足够的评价证据。监管决策通常需要为DDI专门设计的前瞻性研究。

2、基于指针药物的DDI研究

针对特定代谢酶或转运体介导的相互作用,以特定酶/转运体的特异性抑制剂和诱导剂或敏感性底物为指针药物,评价在研药物与指针药物合并使用时的药动学特征改变,以获得代谢酶或转运体与在研药物的相互作用特征,指导临床合并用药时的剂量方案调整。

3、基于临床合并用药的DDI研究(临床合并用药研究)

对于并非常见代谢酶或转运体介导,但在临床治疗时常需要联合使用的药物,也需要评价该药物与在研药物的药代动力学及可能的药效动力学甚至安全性的相互影响。该研究将会支持后期临床试验中合并用药的给药方案设计和临床治疗实践中合并用药给药方案的制定。

4、基于模型的DDI研究

基于模型的DDI临床试验是通过使用建模与模拟技术和软件,如生理药动学模型(PBPK),整合系统特异参数和药物特异参数来前瞻性地预测可能的药物相互作用。例如,预测中等或弱抑制剂/诱导剂对在研药物的影响(一般在强抑制剂或诱导剂可显著影响在研药物后进行)。需要先用强抑制剂/诱导剂的临床DDI药代动力学数据充分验证该PBPK模型,然后再用验证后的PBPK模型预测中等或弱抑制剂/诱导剂的影响。

(二)前瞻性临床药物相互作用研究

1、研究一般考虑

前瞻性DDI研究通常是独立研究,可用于指针药物或临床常见合并用药品种的相互作用研究,其临床试验应基于相互作用的可能机制(时间依赖的DDI)或临床合并用药物情况选择正确的指针药物或特定药物,同时应基于相互作用特征(包括相互作用程度、达到最大相互作用的连续给药时长、相互作用持续时间)、底物和促变药的药代动力学/药效动力学/安全性特征进行设计,选择最灵敏的研究方式进行临床DDI评价,以在安全的前提下尽可能观察到最大程度药物相互作用,为临床安全用药提供科学依据。同时,DDI 临床研究还应该考虑底物的安全性是否与药代动力学暴露相关,以及评价抑制或诱导作用的可行性。DDI临床研究一般被用于确定底物与促变药合用或单用时底物在体内暴露量(AUC)的比值,为了准确评价该比值,临床试验设计时应考虑如下因素:

(1)研究人群选择及样本量确定

如果健康受试者研究结果可以外推患者人群中药物相互作持征,那么DDI 临床研究应尽可能在健康成人中进行,某些情况下(如安全性原因或药效动力学研究目的)也可在患者进行。

一般情况下,相互作用研究的受试者样本量应能准确评价作用的程度和变异,同时应考虑受试者个体内变异(平行设计时也要考虑个体间变异)。在相互作用程度的范围尤其重要、潜在的异常值对于临床治疗有重大意义等某些特殊情况下,应纳入更多的受试者。

(2)平行或交叉试验设计

DDI临床试验通常采用随机交叉试验(或顺序试验)设计,并依据底物和促变药单独给药时的药代动力学半衰期、合并用药时底物药代动力学半衰期以及代谢酶或转运体活性恢复至基线水平的时间设定清洗期。一般为双周期交叉试验设计,特殊情况下(如评价酶抑制剂给药后酶活性水平恢复至基线水平的时长或在研药物同时为底物和促变药时) ,也可考虑三周期交叉试验设计。在交叉试验不可行时,可采用平行试验设计进行DDI 临床研究,此时应平衡影响在研药物药代动力学特征的内部及外部因素。

(3)给药方案

①剂量

DDI临床试验中促变药应在安全的前提下选择可观察到最大相互作用的剂量(暴露量接近其临床推荐使用的最高剂量)进行研究,如使用临床推荐给药方案中的最大剂量和最短的给药间隔。

如果底物药物呈现线性药代动力学特征,则可选择范围内的任一剂量进行研究,否则应选择最能观察到DDI的治疗剂量进行研究。如果存在安全性隐患时,也可降低底物药物的剂量,此时也可用经验证的非线性特征PBPK模型支持剂量选择。

②单次或多次给药

一般情况下促变药应多次给药直至其达到稳态后,再评价其对底物药物的影响。若促变药并非诱导剂或者时间依赖型抑制剂,或是抑制剂并且可证明单次与多次给药对酶/转运体的影响相似时,可采用单次给药进行DDI研究。另外,促变药有多个相互作用机制时,特定情况下也可以单次给药方式进行研究。促变药给药时长可以覆盖底物药物的完整药代动力学曲线,因此长半期底物药物的DDI研究可能会要求促变药多次给药。诱导剂一般应连续给药两周以获得其对代谢酶/转运体的最大影响。

底物药物可以单次给药进行DDI研究,其结果可外推出稳态DDI程度。若其具备时间依赖性药代动力学特征,则底物药物和促变药均应以多次给药进行DDI研究。

③给药途径

DDI 临床研究中药物给药途径应与临床治疗给药途径一致。

多种给药途径时,应基于DDI的可能机制和不同途径给原药后原药和代谢物相应浓度-时间曲线的相似性确定DDI 临床给药途径。

④给药时机

DDI 临床试验设计方案中应当明确试验药物的给药时间,促变药与底物在大多数情况下可同时给药。如果促变药既是抑制剂又是诱导剂时,则给药时机至关重要。当拟评价DDI的药物需要不同的进食条件以优化吸收时,应以观察到最大相互作用程度以及反映临床意义为标准,来调整给药时间。

(4)合并用药等其他影响DDI的外因

为了降低DDI程度的变异,应在受试者入组前一定时间内确认受试者未服用可能会影响代谢酶或转运体表达或功能的处方或非处方药物、保健品或食物、烟草、酒精、果汁等。若DDl为诱导机制或时间依赖性抑制,其禁止服用上述影响物质的时间应更长。

(5)样本与数据收集

底物药物药代动力学采样时长应当足以在单独用药以及预期相互作用时准确估计AUCo-inf(适用于单剂量研究)AUCo-atu (适用于多剂量研究)和峰浓度(Cmax)(如单次给时AUCo-t与AUCo-inf之间的平均差小于20%) ,也可依据代动力学或药理学意义对额外药动学参数(最低浓度(Cmin)或部分AUC)进行估计。应当收集包含可解释结果的化合物(如原药)的样本。如果代谢产物浓度有助于理解DDI对研究药物有效性或安全性的影响或DDI机制,应当测定代谢产物的浓度。所有研究都应基于对所用药物既存安全性问题的认识,收集相关的安全性信息。

(6)药效动力学终点

在某些情况下,药效动力学终点表明无法通过体内药物暴露量预测疗效或毒性变化。如抑制转运体可显著改变特定组织的浓度,从而引起毒性,但体内药物浓度改变不大。此时可通过药效学终点进行DDI评价。

如果体外数据无法提供可通过体内药物暴露量评价DDI的合理机制,此时可向监管部门咨询以药效动力学终点进行DDI的评价事宜。

2、在研药物为药物代谢酶底物的相互作用特殊考虑

评价在研药物为代谢酶底物的DDI时,应先研究其与强效指针抑制剂和诱导剂的临床DDI,如果未发现明显的DDI,则无需对该代谢酶的DDI进行进一步研究。若发现有临床意义的DDI,则应对中等或弱抑制剂/诱导剂的DDI继续进行评价。此时,可使用真实的临床试验或使用人体数据(包括强效指针药物)验证过的PBPK模型对DDI进行评价。

如果无明确可用的强效指针药物,可使用中效指针抑制剂或诱导剂进行DDI临床研究。

3、在研药物为转运体底物的相互作用特殊考虑

如果体外研究结果显示在研药物为转运体底物,应基于药物的理论作用部位、消除途径、可能的合并用药以及安全性考来综合评价是否需要进行DDI临床研究,比如下述情况:

P-gp或BCRP介导的DDI:当小肠吸收、胆汁分泌和肾主动分泌环节可能显著影响药物药代动力学或响应的变异时;

OATP1B1或OATP1B3介导的DDl:当肝、胆汁消除是在研药物的主要消除途径,并且药物特征(如低被动扩散特征或高的肝脏药物浓度)支持药物主动摄入进入肝脏时;

OAT1、OAT3、OCT2或MATE介导的DDI:在研药物的肾主动分泌过程较为重要(大于或等于25%消除) ,或可能存在肾脏毒性的问题。

因为转运体普遍缺乏指针抑制剂,因此通常以临床上与在研药物合并用药的可能性作为选择转运体抑制剂的依据。

当在研药物可能是多个转运体通路的底物,可使用一种能够抑制多个转运体通路的强效抑制剂以观察转运体介导的DDI的最严重情况。如果该DDI试验为阳性,则应使用更特异的指针促变药进行研究。该方法也可评估同为转运体及代谢酶的底物的DDI。

4、在研药物为转运体或代谢酶的促变药的相互作用研究特殊考虑

应选择最灵敏的代谢酶或转运体指针底物(基于消余途径的相对贡献、合适的给药方案、安全性特征及相互作用程度) 进行DDI临床研究,若结果显示有临床显著意义的DDI,应评价其与该代谢酶或转运体其他底物的DDI。

若代谢酶底物药物并不特异,只有当在研药物是该底物指针药物代谢酶的选择性抑制剂或诱导剂时,才可以使用被多酶代谢的底物药物作为指针药物进行DDI临床研究。若代谢产物浓度有助于理解特异代谢酶的改变程度,也可以检测代谢产物浓度。若在研药物既为代谢酶抑制剂又是诱导剂,其对代谢酶的影响常为时间依赖性,此时药代动力学采样应足够长以便完整理解其对代谢酶的影响。

是否需要评价研究药物诱导转运体的能力,可与监管部门进行沟通交流后确定。鉴于CYP3A4和P-gp诱导机制的相似性,CYP3A4不被在研药物诱导时,也不必考察在研药物对P-gp的诱导作用,但若CYP3A4可被诱导时,应考察在研药物对P-gp的影响,若在研药物也抑制P-gp时,诱导试验可与抑制剂试验合并,并应采用多次给药试验设计。

5、鸡尾酒底物研究方法及内源性物质的应用

如果在研药物是多个代谢酶或转运体的促变药,则可以选“鸡尾酒底物研究法"进行临床研究,此研究要求:

(1)底物对研究的代谢酶或转运体特异;

(2)底物之间无相互作用;

(3)受试者样本量足以评价相互作用。

如果研究表明在研药物与多种酶无相互作用,就不需要做进一的评价,否则,应单独进行在研药物与敏感底物的相互作用研究。

如果有充分数据支持内源性物质(例如N1-甲基烟酰胺、硫胺素、胆红素等),可考虑通过在临床试验中测量这些内源性物质来评估在研药物对代谢酶和转运体的影响。

(三)前瞻性嵌套临床相互作用试验考虑

除了开展独立临床相互作用试验以外,还可在其他试验中评价药物相互作用(常通过收集稀疏采集的药动学样本)。此时,需要谨慎设计临床试验,有针对性地收集影响评价药物相互作用的信息(如给药剂量、给药时间、终止给药时间、合并用药以及可显著影响药物暴露的等临床因素),有时需要提前进行模拟(如群体药代动力学模型或PBPK模型)以支持采样点选择,以能充分观察到可能的药物相互作用程度。在设计良好的研究中,可通过群体药代动力学模型方法评价在研药物为底物时的药物相互作用,当在研药为促变药并且临床试验未测定其底物药物浓度时,该方法并不适用。

(四)数学模型临床试验特殊考虑

新药临床研发中,需要对DDI研究做出预测以辅助临床试验设计,有时也可以根据预测结果评价临床药物相互作用。该研究主要是考量系统特异参数改变或药物特异参数受到影响后的PK特征,其研究方法通常如下:使用体外实测数据建立模型;使用人体单/多次给药PK数据和物质平衡研究数据验证该模型;使用能体现药物相互作用的机制性数据建立药物相互作用的模型,用以优化药物相互作用临床试验的设计,并进行虚拟人模拟试验,支持药物相互作用情况下的剂量调整。

当使用PBPK模拟来支持临床DDl评价时,应使用临床DDI体内数据对模型进行充分验证。值得注意的是,该方法经常使用预测暴露量的均值和临床实测值做比较,但某些情况下对变异性的预测结果的评估也很重要(比如进行敏感性分析时)。某些情况下,选用健康的虚拟人群进行模拟,不能反映患者特性,因此有必要在分析时把这些特性考虑在模型结构中。

(五)其他临床研究设计考虑问题

1、基因型

如果在研药物为具有多态性的代谢酶或者转运体的底物,用指针抑制剂或者底物评价DDI程度时,应将无功能性酶活性的受试者个体排除在外,或者研究应当有足够的把握度进行DDl评价。并非以多态性酶或者转运体的基因型为基础入组受试者,仍然应当从所有受试者中常规采集DNA样本以对所关注的酶或者转运体进行回顾性分析,以便确定各基因型DDI程度的差异和理解个别受试者药物浓度异常现象。如果该代谢酶或转运体的弱代谢特征明确且存在弱代谢型受试者(CYP2D6及CYP2C19),则可用比较慢代谢者(PM)与快代谢者(EM)的药代动力学参数替代指针药物临床试验以评价DDI程度。慢代谢者表型所表现出的效应预计与该途径的强抑制剂的效应相类似,若结果提示PM与EM的PK特征显著差异,则应该使用上文所述的该酶的中效促变药继续进行DD评价。

可通过DDI研究探索多态性酶与转运体的不同基因型产生的综合影响。有时基因-药物相互作用可以替代DDI临床研,此时底物应该以较高比例由特定酶代谢(fm>80%) 。特定转运体不同基因型受试者之间的药动学特征有助于我们理解转运体对药物清除的贡献。

2、吸烟者

吸烟对CYP1A2活性具有诱导作用。因此,如果在研药为CYP1A2的抑制剂或者诱导剂时,在临床DDI试验设计时,应该考虑受试者吸烟状况以避免干扰临床药物相互作用的结果。如果在研药物属于CYP1A2的底物,应在预期患者人群、CYP1A2诱导对于药物暴露量影响的基础决定是否进行一项吸烟者研究。

3、治疗蛋白药物的相互作用

治疗蛋白药物(TP)相互作用包括治疗蛋白药物与小分子药物之间的相互作用和治疗蛋白药物之间的相互作用两类。应考虑潜在的DDI机制,同时考虑蛋白药物的作用机理和清除途径,以及患者人群中可能的合并用药。

蛋白药物的相互作用可能的机制包括但不限于:

(1)促炎细胞因子相关机制

①TP是促炎细胞因子时,细胞因子水平的变化可能会影响CYP表达以及CYP底物的活性和暴露程度;

②TP是细胞因子调节剂时,TP导致促炎细胞因子水平升高,此时应确定细胞因子水平升高的持续时间和程度;在细胞因子水平升高的情况下,TP调节促炎细胞因子,此时因疾病类型和疾病严重程度而异,导致CYP表达变化。

(2)非促炎细胞因子相关机制

通常是已观察到或可预期的蛋白药物对其他药物有影响的情况,根据可能的作用机制估TP作为受变药或促变药。可能的机制包括但不限于:TP可改变合并用药物的药动学特性;影响TP靶标或靶点介的药物处置;影响FcRn功能;TP与免疫抑制剂合并用药时受免疫原性影响的药代动力学改变。

(3)抗体-药物结合物(ADC)

此时重要的是要了解ADC的小分子药物成分的全身暴露量。

4、天然药物的药物相互作用评价

中草药或者传统中药有时候成分复杂或者不明,所以临床试验中,为了避免不明成分对临床药物相互作用的影响,建议招募受试者时确定近期没有使用中草药或者传统中药。如果中草药或者传统中药中的某些已知成分可能在临床合用时引起DDI,应当首先在体外试验中评价药物相互作用的可能性,然后依据评价结果设计DDI 临床试验。另外由于中草药制备过程中的差异或者不同产地的草药可能导致这些成分含量的区别,所以可以在体外试验中考察多批次的中草药来研究制备方法带来的对代谢酶或转运体的影响。

5、复杂情况下的相互作用评价

如果有不同的因素可能会对某一试验用药物的吸收和分布产生影响或者存在多重DDI机制,应当在体外研究及临床研究认识的基础上对在研药物的DDI潜力进行综合评价。此时PBPK模型可能在下列情况下有用:

(1)整合多项研究的信息;

(2)确定某一项临床试验是否适当;

(3)为临研究的设计i提供信息参考。

(六) DDI临床研究结果的报告和解释

1、研究结果的报告

DDI研究通常选择AUCo-inf及Cmax等药物暴露参数作为药代动力学终点。所报告的DDI研究的药代动力学应当包括在合并及不合并促变药时,药代动力学观测值的几何均值比及其90%置信区间。同时还应报告相互作用的变异。

应当对药效动力学终点的全部信息进行总结。如果药效动力学终点为连续性变量,则可以药代动力学数据相同的方式分析和报告药效动力学变量。如果药效动力学终点并非连续变量,则应当在征求CDE意见的基础上确定适宜的数据分析方法。

应当在研究方案中说明异常值的定义标准,并且区分异常个体与异常数据点。通常应当报告包含或不包含异常值时的分析结果。应报告所有个体的AUCo-inf值和外推百分数。应当对AUCo-inf外推值达到20%以上的个体进行重点说明,并讨论其对DDl评价的潜在影响。

(1)非房室分析结果报告

应当报告所有受试者底物暴露量测定结果,例如AUCo-ind、AUCo-t外推百分数、Cmax以及达峰时间(Tmax)。对于多剂量研究,还应当报告达稳态时的Cmin以及AUCo-t。在有助于药代动力学结果解释的情况下,应当收集清除率、分布容积及半衰期等其他药代动力学参数数据。还应当考虑和报告对与相互作用临床意义相关的药代动力学参数。测定被在研药物(可能是促变药或受变药)代谢产物水平可能有助于确认相互作用的机制或者区分抑制剂或者诱导剂对于不同CYP酶所介导途径的影响。

(2)群体药代动力学模型分析结果报告

一般情况下,需报告通过群体药代动力学分析计算AUCo-inf、AUCo-t、Cmax以及Tmax等药代动力学参数。对于剂量研究,还应当报告达稳态时的Cmin 以及AUCo-t。应当通过群体药代动力学模型中所有合理的结构参数(如清除率(CL/F)、相对生物利用度、吸收率)对DDI进行研究。在某些情况下(例如长半衰期药物) ,可以在非房室分析的基础上进行群体药动学分析以准确报告AUCo-inf。

2、DDI研究的结果解读

以药代动力学终点的DDI研究旨在确定受变药物暴露量变化是否具有临床显著性,并为临床DDI管理策略提供参考信息。应根据受变药DDI无效应边界为依据对研究结果进行解释。无效应边界表示系统暴露量变化的意义不足以支持采取临床措施(如禁用,慎用,用药剂量或方案调整或其他治疗监测)的边界范围。

(1)确定无效应边界的方法

目前可通过两种方法确定无效应边界:

•方法1(首选)一以来源于药代动力学及药效学分析、其他关于受变药物的可用信息(如最大耐受剂量)的浓度-效应关系确定无效应边界。充分认识预期及非预期药物效应的剂量-浓度和/或浓度-效应关系、了解适应症人群在暴露量方面的变异性可能有助于数据的解释。

如果DDI研究在系统暴露量方面所测得变化的90%置信区间完全都落在上述无效应边界范围之内,则可认为不会出现具有临床显著性的DDI。

•方法2(在无法确定方法1所定义的无效应边界情况下或者当研究目的是使用指针底物来确定在研药物是否为促变药物时)一针对此类情况可采用默认80-125%的无效应边界。如果系统性暴露比的90%置信区间完全都落在80-125%的等效性范围之内,则认定不会出现具临床显著性的DDI。

80-125%的边界代表的是衡量药物等效性中一项最保守的标准,因此方法1为评价DDI对于底物药物用药安全有效的影响的首选方法。

(2)回顾性DDI评价的结果解释

回顾性DDI评价对于确定临床开发初期无法预期的DDI具有价值。当回顾性DDI研究结果为阳性, 需要讨论是否开展前瞻性试验对潜在DDI进行确认。

(3)将作为抑制剂或诱导剂的在研药物分类

如果在研药物为CYP酶抑制剂,可根据其对于CYP指针物的效应将其分为强效、中效或者弱效的抑制剂。按照以下法对CYP抑制进行分类:

①强效抑制剂可导致某一敏感性CYP指针底物的曲线下积(AUC)升高不低于5倍。

②中效抑制剂可导致某一敏感性CYP指针底物的曲线下面积(AUC)升高不低于2倍但小于5倍。

③弱效抑制剂可导致某一敏感性CYP指针底物的曲线下面积(AUC)升高不低于1.25倍但小于2倍。

上述分类所描述的通常是试验用药物在按最大剂量、最短给药间隔时间情况下所产生的效应。

如果在研药物为CYP的诱导剂,可根据其对于CYP指针底物的效应将其分为强效、中效或者弱效的诱导剂。按照以下方法对细胞色素诱导进行分类:

①强效诱导剂可导致某一敏感性CYP指针底物的曲线下面积下降不低于80%。

②中效诱导剂可导致某一敏感性CYP指针底物的曲线下面积(AUC)下降不低于50%但小于80%。

③弱效诱导剂可导致某一敏感性CYP指针底物的曲线下面积(AUC)下降不低于20%但小于50%。

上述分类信息有助于在说明书中对尚未在DDI研究中考察过的其他受变药物与在研药物合用是否具有临床显著性的DDI进行说明。例如,如果在研药物属于一种强效CYP3A抑制剂,应考虑其与其他CYP3A底物药物发生临床显著性相互作用的潜力,并且还应当考虑在研药物说明书中对此进行表述。

目前,对于转运体以及II相代谢酶的诱导剂或者抑制剂还没有标准化的分类系统。

3、研究结果的外推

对药物与所有临床可能合用药物都进行临床DDI评价并不可行,在可能的情况下应当将DDI研究延伸到其他未知DDI情景中。指针药物DDI研究结果通常与具备相同DDI机理的影响相关,并且可能代表了同类合并用药最坏的一种情况。例如,如果在与强效CYP3A4指针抑制剂合并使用情况下在研药物的暴露量无明显改变,则通常可以推断其他强效、中效或者弱效CYP3A4指针抑制剂在与在研药物合并用药情况下不会产生效应。如果强效CYP2D6指针抑制剂可显著性提高试验用药物的暴露量,则可将此类结果直接外推到其他强效CYP2D6抑制剂。但阳性的研究结果有时不可被用于推测中等或弱抑制剂的影响,此时有必要开展DDI临床试验或利用РВРК模 评价DDI。

研究结果不能外推且有潜在DDI时,应进行临床合并用DDI研究。尽管其研究结果外延至其他药物的能力有限,但对临床医生和患者意义重大。

由于缺乏特异性的转运体底物和抑制剂并且可能与代谢行为产生相互影响,评价转运体介导的DDI或者转运体代谢相互作用的DDI研究通常无法外推至其他药物。

4、临床DDI管理及防控策略

应在发现临床显著性DDI时制订DDI管理及防控策略。如果合并用药所产生的安全性、疗效或者耐受性方面的问题超过了药物单独给药所产生的相关问题,则认为此相互作用达到了临床显著性水平。

临床DDI管理及防控策略通常应当将受变药的药物浓度控制在无效应边界范围之内。此外,还应当考虑包括但不限以下多种因素:安全性及疗效相关的暴露-效应关系;DDI的变异程度;合并用药的预期疗程(如急性期、短期或者长期一种或者两种药物);联合用药的时间(即在基础用药增加在研药物或服用在研药物的基础上增加联合用药);发生DDI的机制(即竞争性、非竞争性或时间依赖性抑制作用、诱导作用、合并抑制诱导作用);监测指标的可行性(即治疗药物监测、实验室检验);适应症患者对于新药的临床需求、终止对合并相互作用药物的可能性,以及患者在可能发生临床显著相互作用时是否可选择其他治疗方案。

基于上述考虑,DDI管理及防控策略可包括合并用药禁忌、避免合并用药、暂时停用其中一种相互作用药物、药物剂量调整、错时用药(例如在与抑酸药不同的时间给予新药)以及专门的监测策略(如治疗药物监测、实验室检验) 

九、药品说明书起草

药品说明书应当总结安全有效用药所需的关键DDI信息,包括来源于前瞻性DDI临床研究(例如独立的DDI研究、嵌套型DDI研究)的数据及结果、群体药代动力学分析、PBPK分析、上市后报告或者根据其他信息推断的数据。对DDI的描述也应包括对作用机制(在已知的情况下)进行简要讨论。禁忌症或警告与注意事项部分所描述的DDI必须在DDI项下进行更详细的讨论。

如果需要并且有足够的信息支持对给药剂量或方案进行调整的情况下,应包括因DDI而采取的剂量调整方案(例如调整给药剂量、改变给药时间)具有特定意义的相关信息。列出因风险明确超出任何可能的治疗效果而不应当与该药合并使用其他药物。已知的 DDI 风险必须予以列出。

 

 

参考资料

1、杨宝峰,药理学.北京:人民卫生出版社,2013年

2、刘彦卿等,代谢性药物-药物相互作用的研究进展,浙江大学学报( 医学版2009,38(2):215-224

3、周燕等,药物转运体与代谢酶的协同关系对肠肝药物处置的影响,药学学报,2020,55(8)1762~1767

4、CDE,药物相互作用研究技术指导原则(征求意见稿)2020年9月11日


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