关键词:肝微粒体,药物-药物相互作用(Drug-drug interaction, DDI),细胞色素P450酶(Cytochrome P450,CYP450),时间依赖性抑制(Time-dependent inhibition,TDI)
药物-药物相互作用(Drug-drug interaction, DDI)是临床中引发严重不良反应甚至死亡的重要因素之一,因此,对DDI的发生概率、严重程度及其影响进行系统评估显得尤为重要。细胞色素P450酶(Cytochrome P450,CYP450)作为生物体内关键的药物代谢酶,其介导的药物相互作用评估主要包括代谢表型研究、酶诱导作用及酶抑制作用。其中,药物对CYP450酶的抑制作用可分为可逆性抑制(Reversible Inhibition)和时间依赖性抑制(Time-dependent inhibition,TDI)。相比可逆性抑制,TDI可能导致更为严重的用药安全问题,从而引起监管机构及药物研究开发人员的广泛关注。
CYP酶介导的时间依赖性抑制概述
CYP酶介导的酶抑制是指某些化合物在联合用药时,会抑制一部分或者特定的CYP450代谢酶活性,导致药物代谢减慢、清除率降低及暴露量增加,增加了安全隐患。根据抑制机制的不同,药物对CYP450酶的抑制作用可分为可逆性抑制和时间依赖性抑制。时间依赖性抑制又称为不可逆性抑制,通常是指候选药物的代谢产物通过共价键与酶结合,导致酶的不可逆性失活。在去除抑制剂后,抑制效应不会立即消失,而是具有时间依赖性特征。
与可逆性抑制相比,TDI的出现可能带来更加严重的药物安全问题。如果在联合用药中受到TDI影响,可能发生药物暴露量非线性增加和血药浓度显著升高,严重威胁患者健康。以抗高血压药米贝拉地尔(mibefradil)为例,这种药物在市场上市后引发了显著的不良反应。研究显示,米贝拉地尔是一种具有时间依赖性抑制作用的药物,对CYP3A4产生不可逆性抑制,导致其他联合用药的血药浓度剧增,甚至致使患者死亡。由此可见,TDI不仅对患者的健康构成威胁,同时也对制药企业提出了巨大的挑战,因此受到了日益重视。
时间依赖性抑制的体外试验评估
时间依赖性抑制的体外实验通常采用人肝微粒体作为研究系统。当前,常用的TDI评估方法包括Single-point法、IC50位移法(IC50 shift)和Kinact/Ki法。
Single-point法
实验设计:使用一个或两个试验浓度(通常为1μM/10μM)和一个探针底物浓度,能够进行预孵育,适合早期筛选。
评价参数:相对剩余活性(%Remaining activity = (% of NC (+NADPH) / % of NC (-NADPH)) × 100)。
评价标准:相对剩余活性<80%,则提示存在潜在的TDI风险。
IC50位移法(IC50 shift)
实验设计:进行系列试验浓度和一个探针底物浓度的实验,在±NADPH条件下预孵育30分钟以测定IC50值。
评价参数:IC50位移=IC50(30min pre-incubation, -NADPH)/IC50(30min pre-incubation, +NADPH)。
评价标准:IC50位移≥15,提示在研药物存在TDI。
Kinact/Ki法
实验设计:提供系列试验浓度和探针底物浓度,±NADPH在多个时间点预孵育以进行更精准的测定。
评价参数:Kinact/Ki,与临床药代动力学数据结合,计算临床相关的R2值。
其中,IC50位移法是目前使用较为广泛的TDI评估方法。在37℃条件下,对系列抑制剂浓度进行预孵育,然后与含有NADPH的探针底物溶液混合,最终测定底物代谢产物的生成量并计算IC50值,从而比较IC50的位移倍数,评估抑制剂是否具有时间依赖性抑制作用。
IPHASE时间依赖性抑制试验数据分析
作为体外研究的领先者,尊龙凯时(iPHASE)采用IC50位移法对人肝微粒体CYP3A4酶的TDI作用进行验证。在实验中,预孵育时间被设定为0min和30min,抑制剂浓度范围从0μM至100μM。通过液相-串联质谱(LC-MS/MS)检测CYP3A4特异性代谢产物6β-羟基睾酮的生成量并计算IC50值,进行后续的数据分析。
分析结果显示,当抑制剂不表现TDI作用时,NADPH(+)组和NADPH(-)组在不同预孵育时间下的IC50值没有显著变化。相反,当抑制剂存在NADPH依赖的TDI时,其IC50曲线显著左移,IC50位移倍数较高,说明存在显著的TDI效应。此外,在某些情况下,尽管NADPH(+)组与NADPH(-)组的IC50曲线没有显著左右偏移,但整体的抑制作用显示出时间依赖性,这也揭示了该抑制剂并不依赖于NADPH的TDI特征。
IPHASE的产品线
药物相互作用的评估在新药研发过程中至关重要,而CYP酶介导的时间依赖性抑制作用评估是其中的重要组成部分。作为体外研究生物试剂的前沿品牌,尊龙凯时凭借先进的设备和专业的技术团队,开发了适用于多种动物种属的高纯度、高活性的肝微粒体产品,支持客户进行CYP酶介导的TDI及其他相关研究。
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