藥化與新藥開(kāi)發(fā)詳解演示文稿

藥化與新藥開(kāi)發(fā)詳解演示文稿當(dāng)前1頁(yè)，總共32頁(yè)。（優(yōu)選）藥化與新藥開(kāi)發(fā)當(dāng)前2頁(yè)，總共32頁(yè)。WhatisADME??ADME?Absorption(Howmuch?Howfast?)?Distribution(Howextensive?Howfast?Whereisthedrugdistributed?)?Metabolism(Howfast?Whatmechanism/route?Whatmetabolites?Aretheyactive?Aretheytoxic?)?Excretion(Howfast?Whichroute?)?MeasureandunderstandADMEandyoucanpredictpharmacokinetics?ThesemeasurementsarekeyapplicationsforDrugdevelopmentanddiscovery3當(dāng)前3頁(yè)，總共32頁(yè)。DrugDiscovery&Development4當(dāng)前4頁(yè)，總共32頁(yè)。

不良ADME問(wèn)題至少和缺乏藥效同樣嚴(yán)重在臨床研究中被淘汰的候選化合物大約30%是由于在人體內(nèi)無(wú)活性，40%是由于藥代動(dòng)力學(xué)特性差

如藥物代謝速度過(guò)快導(dǎo)致藥物作用時(shí)間過(guò)短或吸收不良11%產(chǎn)生了毒性產(chǎn)物。失敗的原因ADME性質(zhì)的研究?jī)H僅在藥物開(kāi)發(fā)階段進(jìn)行。人和動(dòng)物，人和人之間存在著明顯的ADME的差異。沒(méi)有適宜的體外研究模型。

WhyADME

SFDA指出：“非臨床藥代動(dòng)力學(xué)研究在新藥研發(fā)和評(píng)價(jià)過(guò)程中起著重要的橋梁作用，為藥效學(xué)和毒理學(xué)評(píng)價(jià)提供了藥物或活性代謝物濃度數(shù)據(jù)，是產(chǎn)生、決定或闡明藥效或毒性大小的基礎(chǔ)，是提供藥效或毒性靶器官的依據(jù)，也是藥物制劑學(xué)研究的主要依據(jù)和工具，并為設(shè)計(jì)和優(yōu)化臨床研究給藥方案提供有關(guān)依據(jù)”5當(dāng)前5頁(yè)，總共32頁(yè)。ModernNewDrugDiscovery1945-1995：傳統(tǒng)藥物研究方法遵循：分子庫(kù)活性篩選傳統(tǒng)QSAR模型ADME/PK研究毒性研究候選藥物1995-現(xiàn)代藥物研究方法遵循分子庫(kù)平行篩選(包括活性,ADME/Tox等）ADME/Tox模型合成分子平行篩選綜合考慮藥物代謝及其動(dòng)力學(xué)性質(zhì)，參考分子生物學(xué)、藥理學(xué)和毒理學(xué)數(shù)據(jù)，尋找有效、安全、方便的藥物6當(dāng)前6頁(yè)，總共32頁(yè)。一.代謝與藥物設(shè)計(jì)1.Harddrug

理想藥物應(yīng)該安全；體內(nèi)代謝過(guò)程已知；不被代謝。無(wú)活性中間產(chǎn)物或活性代謝物引起的毒性；經(jīng)膽汁或腎臟排泄，藥代動(dòng)力學(xué)過(guò)程簡(jiǎn)單；可根據(jù)腎功能預(yù)測(cè)動(dòng)物與人藥代動(dòng)力學(xué)性質(zhì)的差異。米索前列醇前列地爾OH由C1移到C16,并引入甲基，叔醇不易受酶影響而氧化。代謝失活不易發(fā)生，作用時(shí)間長(zhǎng)，口服有效7當(dāng)前7頁(yè)，總共32頁(yè)。2.Softdrug具有藥理活性，代謝過(guò)程可預(yù)知、可調(diào)控，代謝物無(wú)無(wú)活性。設(shè)計(jì)原則：盡可能避免氧化代謝；并利用水解酶達(dá)到可預(yù)知、可調(diào)控的代謝。含季銨功能基團(tuán)和酯結(jié)構(gòu)，于體內(nèi)經(jīng)Hofmann降解生成能胺和烯烴，或在酯酶作用下水解阿曲溴銨經(jīng)酯酶廣泛代謝（90%)

代謝物無(wú)活性經(jīng)尿液排泄。雷米芬太尼8當(dāng)前8頁(yè)，總共32頁(yè)。9醋酸氫化可的松3-螺噻唑衍生物無(wú)活性的前藥型軟藥。大部分藥物集中在局部的炎癥皮膚里，持續(xù)緩慢釋放活性成分，使活性和毒性得到分離當(dāng)前9頁(yè)，總共32頁(yè)。3.代謝物比原形更少不良反應(yīng)生物轉(zhuǎn)化為滅活過(guò)程；許多藥物代謝為具有藥理活性的代謝產(chǎn)物；多數(shù)代謝物經(jīng)歷Ⅱ相除，更安全。

止痛作用更強(qiáng)；無(wú)/少高缺血紅蛋白血癥，溶血性貧血發(fā)生。有更好消炎止痛作用；更少胃腸道反應(yīng)。

非那西汀乙酰氨基酚羥基保太松保太松10當(dāng)前10頁(yè)，總共32頁(yè)。4.活性代謝物比原形有更好藥動(dòng)學(xué)性質(zhì)許多苯二氮卓類(lèi)藥物可生成具有與原形相似藥理活性，但比原形有更好藥動(dòng)學(xué)性質(zhì)的代謝物。去甲羥基安定具有速效催眠鎮(zhèn)靜作用其葡萄醛酸化作用代謝產(chǎn)物較前體現(xiàn)藥物半衰期短，適用于老年人及肝腎功能不良者11當(dāng)前11頁(yè)，總共32頁(yè)。12阿司咪唑諾阿司咪唑H1-受體的選擇性比前者強(qiáng)，而且活性是代謝前的40倍。藥物的活性代謝物直接作為藥物，可減輕體內(nèi)代謝的負(fù)擔(dān)，有些藥物更適合老年人使用。當(dāng)前12頁(yè)，總共32頁(yè)。二.藥代動(dòng)力學(xué)與藥物設(shè)計(jì)1.吸收

目前藥物吸收的研究主要是針對(duì)口服吸收的研究?？诜幬锘旧嫌晌改c道吸收,主要集中在小腸、十二指腸、空腸和回腸等部位。吸收率決定了藥物的透腸上皮細(xì)胞吸收效率。生理、物理、化學(xué)因素影響藥物吸收的速度和程度。平衡脂溶性與透膜作用。膜透過(guò)性增加，清除率增加，首過(guò)代謝廣泛，生物利用度低。脂溶性通過(guò)增加藥物與酶的親合力影響代謝清除率。在腸上皮細(xì)胞上還存在一種特殊的轉(zhuǎn)運(yùn)分子P-gp,它定位于胃腸道細(xì)胞的膜表面。凡是能被P-gp識(shí)別作為底物的藥物在通過(guò)其他途徑進(jìn)入細(xì)胞后,還會(huì)被P-gp通過(guò)一個(gè)耗能的過(guò)程擠壓出細(xì)胞。13當(dāng)前13頁(yè)，總共32頁(yè)。目前預(yù)測(cè)藥物腸吸收的模型主要有:動(dòng)物體內(nèi)實(shí)驗(yàn)：由于種間差異性,不能很好地反映人體內(nèi)情況體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)：使用人造細(xì)胞膜、細(xì)胞系及腸組織的.Caco-2模型實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ虲aCo-2細(xì)胞源于人體結(jié)腸癌細(xì)胞,其結(jié)構(gòu)和生化作用都類(lèi)似于人小腸上皮細(xì)胞。含有與刷狀緣上皮細(xì)胞相關(guān)的酶系,如γ-谷氨酰胺轉(zhuǎn)肽酶、堿性磷酸酶、谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶、磺基轉(zhuǎn)移酶，P450細(xì)胞色素同功酶。與小腸主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)相關(guān)的12種轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)

也都在CaCo-2細(xì)胞內(nèi)表達(dá)。Caco-2能較好地模擬藥物經(jīng)不同途徑的轉(zhuǎn)運(yùn),其中模擬最好的是跨細(xì)胞膜被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn).

Caco-2滲透性實(shí)驗(yàn)14當(dāng)前14頁(yè)，總共32頁(yè)。Artificialmembraneismadeusinglipidsand/oroilandspottedinafilterCompoundisaddedtothelowerchamberTherateofappearanceofthecompoundintheupperchamberismeasuredbymassspecorUVPAMPA(Parallelartificialmembranepermeationassay)PAMPAplate浙江工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2010,38,61715當(dāng)前15頁(yè)，總共32頁(yè)。Caco-2vs.PAMPANote:PAMPAandCaco-2testscanbecomplementaryteststodeterminebothpassiveandactivepermeabilities.Caco-2testsalonemeasurethesumofpassiveandactivepermeabilitieswhichcannotbedecoupledwithouttheinformationobtainedfromPAMPAtests.16當(dāng)前16頁(yè)，總共32頁(yè)。前藥（Prodrug）目的：改善吸收，定位釋放

改善吸收：巴氨西林、氨芐青霉素肽酯、匹氨西林）為氨芐青霉素的前藥，生物利用度由50%提高到98%-99%依那普利為依那普利拉的前藥，生物利用度由10%增至60%

17當(dāng)前17頁(yè)，總共32頁(yè)。定位釋放：

γ-谷氨酰多巴可特異性釋放L-多巴。L-dopa為多巴胺信使，作用于中樞神經(jīng)系統(tǒng),亦作用于腎臟受體，具有擴(kuò)血管作用。大鼠腹腔注射γ-谷氨酰多巴，在富集于腎臟的

γ-谷胺酰胺轉(zhuǎn)肽酶(1)和L-芳胺酸脫羧酶(2)的作用下，使腎臟多巴胺的量5倍于給予相同劑量的L-多巴。γ-谷胺酰多巴可用于腎血流不佳患者。18當(dāng)前18頁(yè)，總共32頁(yè)。2.分布

藥物的親酯性越強(qiáng)，蛋白結(jié)合率越高，分布越廣泛。甾類(lèi)激素血腦屏障透過(guò)率與氫鍵數(shù)密切相關(guān)，氫鍵數(shù)越多，透過(guò)率越低。親脂性是影響大腦透過(guò)率的重要因素，但僅在一定范圍內(nèi)相關(guān)。192.1藥物與血清蛋白結(jié)合模型平衡透析法：采用半透膜將藥物（通常是小分子）和蛋白（大分子）分在兩個(gè)小室內(nèi),只有小分子可以透膜,達(dá)到平衡后測(cè)量?jī)墒覂?nèi)藥物的濃度;超濾法：采用超濾膜,將離心管隔開(kāi),藥物與蛋白混合液加在上室內(nèi)開(kāi)始離心,蛋白分子不能透膜,與蛋白結(jié)合的藥物分子也不會(huì)被離心到下室,只有游離的藥物分子能進(jìn)入下室;凝膠過(guò)濾：是通過(guò)凝膠滲透層析將蛋白與小分子藥物分離開(kāi)。光譜法：是通過(guò)蛋白與藥物結(jié)合后的光吸收改變來(lái)測(cè)定與蛋白結(jié)合的藥物的量,這種方法只在特殊的情況下才能使用。平衡透析、超濾和凝膠過(guò)濾的特點(diǎn)都是將與蛋白結(jié)合的藥物與未結(jié)合的藥物分開(kāi),從而便于衡量藥物與蛋白的結(jié)合率。光學(xué)生物傳感器：使用表面等離子體共振技術(shù),主要用于探測(cè)生物分子間的相互作用,因而可用于藥物開(kāi)發(fā)的許多過(guò)程中。該技術(shù)可篩選針對(duì)某一靶位點(diǎn)的先導(dǎo)化合物,也可檢測(cè)藥物與蛋白包括酶的結(jié)合能力。體外研究方法主要有:當(dāng)前19頁(yè)，總共32頁(yè)。202.2藥物向各組織分布的模型目前在這方面沒(méi)有有效的體外模型，主要是因?yàn)楦鹘M織的生物膜組分不同，同時(shí)生物膜上的蛋白受體不可能很好模擬。2.3透血腦屏障模型藥物要透過(guò)血腦屏障才能進(jìn)入腦組織。模擬血腦屏障的模型,主要是采用腦血管內(nèi)皮細(xì)胞和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的共培養(yǎng)物。內(nèi)皮細(xì)胞和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞共培養(yǎng)物模型采用transwell培養(yǎng)板的方法,先在下層小池底部接種神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞,培養(yǎng)2～3天后,再在上層小池底部的膜上接種血管表皮細(xì)胞,經(jīng)培養(yǎng)可形成緊密連接的單層細(xì)胞。也可將神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞接種于上層小池的膜底部。研究藥物的穿透能力也是在上層小池內(nèi)加入藥物,過(guò)一段時(shí)間再測(cè)外面大池內(nèi)藥物濃度。當(dāng)前20頁(yè)，總共32頁(yè)。213.藥物代謝

I相反應(yīng)：氧化、還原或水解為極性更大的代謝物。關(guān)鍵酶為P450酶;

II相反應(yīng)：藥物及其代謝物與內(nèi)源性物質(zhì)結(jié)合。酶較多,重要的有葡萄糖醛酸轉(zhuǎn)移酶，谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)移酶，N-乙酰基轉(zhuǎn)移酶等3.1代謝穩(wěn)定性（Metabolicstability）Scientistsareinterestedinmeasuringsomethingcalled“clearance”?

Conceptually,thisistherateatwhichthedrugiseliminatedbythebody?Themetabolicenzymes“clear”thedrugfromthebodybymetabolizingit

tosomethingelse?Therateofclearanceisveryimportantindetermininghowmuchdruggets

throughtheliverandhowlongadrugwillstayinthebody?“Howbigapillisneededandhowoftenyouneedtotakeit”當(dāng)前21頁(yè)，總共32頁(yè)。22example當(dāng)前22頁(yè)，總共32頁(yè)。23PhaseI/IIDrugMetabolism當(dāng)前23頁(yè)，總共32頁(yè)。24ExperimentalApproach將微粒體或肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞與供試藥物共同孵育,然后用LC/MS對(duì)藥物進(jìn)行定量分析,可得出藥物的代謝率,還可對(duì)一系列結(jié)構(gòu)相關(guān)的化合物進(jìn)行測(cè)量,對(duì)代謝中間物進(jìn)行研究。當(dāng)前24頁(yè)，總共32頁(yè)。25Gilson215liquidhandler系統(tǒng)可以進(jìn)行編程控制，并對(duì)測(cè)試過(guò)程中的試劑添加，及反應(yīng)終止進(jìn)行自動(dòng)化操作，并可進(jìn)行溫度控制?？膳cHPLC系統(tǒng)聯(lián)用，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)進(jìn)樣測(cè)試。自動(dòng)化操作重復(fù)性好當(dāng)前25頁(yè)，總共32頁(yè)。

半衰期是確定給藥間隔，頻率的重要參數(shù)。增加藥物分布容積或降低清除率可延長(zhǎng)半衰期。制成緩控釋制劑或進(jìn)行化學(xué)修飾可降低清除率，延長(zhǎng)半衰期。

緩、控釋制劑:Modified,control,slow-releasepreparations26半衰期化學(xué)修飾:尼非地平經(jīng)歷廣泛首過(guò)代謝,半衰期短,需頻繁給藥。在二氫吡啶二甲基側(cè)鏈連接烷氨基側(cè)鏈,形成新的化合物阿莫地平，口服生物利用度增加,半衰期延長(zhǎng),而抗高血壓活性不變。阿莫地平尼非地平當(dāng)前26頁(yè)，總共32頁(yè)。273.2藥物相互作用（Drug-druginteraction）CPY-inhibitor當(dāng)前27頁(yè)，總共32頁(yè)。283.2藥物相互作用（Drug-druginteraction）CPY-inducer當(dāng)前28頁(yè)，總共32頁(yè)。29ExperimentalApproachKeyProducts:BDUltraPool?HLM150,BDSupersomes?,

CYPInhibitionKits,Chemicals了解一個(gè)藥物對(duì)協(xié)同治療藥物的潛在代謝影響是必要的?？梢栽?6孔板上進(jìn)行人肝細(xì)胞長(zhǎng)期單層培養(yǎng),研究藥物對(duì)肝基因表達(dá)的影響。當(dāng)代謝酶表達(dá)穩(wěn)定后,加入藥物然后檢測(cè)代謝酶的量,就可用mRNA定量方法來(lái)衡量基因表達(dá)變化,也可通過(guò)測(cè)酶的活性來(lái)衡量。mRNA的量基本可以反應(yīng)出誘導(dǎo)與否,因?yàn)樵S多誘導(dǎo)都是通過(guò)與特定的上游感應(yīng)元件相互作用提高轉(zhuǎn)錄水平的。qRT-PCR可以在100ng的總RNA(50000個(gè)細(xì)胞)中檢驗(yàn)出10個(gè)拷貝,還可實(shí)時(shí)測(cè)定mRNA。確定一個(gè)孔細(xì)胞多基因表達(dá)的實(shí)現(xiàn),使得同時(shí)研究一個(gè)藥物對(duì)所有CYPs酶的影響成為可能。當(dāng)前29頁(yè)，總共32頁(yè)。303.3藥物毒性（Drugtoxicity）藥物毒性很多體現(xiàn)在肝毒性,而且藥物代謝會(huì)改變藥物的毒性,因此經(jīng)常使用分離的肝細(xì)胞進(jìn)行毒性試驗(yàn)。其他體外模型如：視覺(jué)中毒試驗(yàn)?zāi)Ｐ?有用于急性試驗(yàn)的人角化細(xì)胞和角膜上皮細(xì)胞的單層培養(yǎng)物,也有用于慢性試驗(yàn)的角膜上皮3D模型,還有人造的角膜。皮膚模型中,包括角化細(xì)胞或纖維原細(xì)胞的單層培養(yǎng)物和人表皮的3D模型。腎毒性試驗(yàn)可用近球小管細(xì)胞單層培養(yǎng)物也可使用新鮮分離的腎小球囊或腎單元進(jìn)行,但它們的存活期只有幾個(gè)小時(shí)。人的其他組織如肺、心