藥物代謝性質(zhì)（ADME）早期快速預(yù)測技術(shù)的研究及系列化合物的評價(jià).pdf

1、隨著組合化學(xué)和高通量篩選技術(shù)的發(fā)展，藥物研發(fā)速度發(fā)生了質(zhì)的飛躍，但其中40％化合物會因代謝性質(zhì)較差而被淘汰。本課題的目的就是為了緊跟國際前沿和加快國內(nèi)創(chuàng)制新藥的步伐，在兩項(xiàng)基金的資助下，率先在國內(nèi)建立起快速的早期藥代預(yù)測體系，解決關(guān)鍵技術(shù)，推動藥物研發(fā)進(jìn)程。 整個(gè)課題研究內(nèi)容分為兩大部分：遵循快速、簡單、通用、有效的原則，首先建立了計(jì)算機(jī)虛擬、體外及體內(nèi)三個(gè)層次快速藥代性質(zhì)預(yù)測模型；進(jìn)而應(yīng)用該體系對幾個(gè)創(chuàng)新系列化合物進(jìn)行篩選，得

2、到了一些結(jié)構(gòu)一代謝效應(yīng)關(guān)系的規(guī)律，評選出幾個(gè)有開發(fā)前景的候選藥物，并驗(yàn)證了不同模型之間的相關(guān)性。 模型構(gòu)建： 計(jì)算機(jī)虛擬預(yù)測采用VolSurf及Pallas軟件。先用已知的陽性結(jié)果驗(yàn)證軟件的預(yù)測能力，其中Caco-2細(xì)胞透膜性及血腦屏障通透性都與文獻(xiàn)報(bào)道的結(jié)果有較好的相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)分別為r2=0．8998，r2=0．7714。還應(yīng)用VolSurf~件首次構(gòu)建了預(yù)測P-gp的底物模型。通過模型提供的信息，得出一些有意義的

3、結(jié)論：1．化合物大小、形狀及容量性質(zhì)與P-gpATP酶活性成正相關(guān)；2．化合物的POL(極性)和氫鍵容量(HB)也明顯影響P-gpATP酶活性；3．P-gp底物可能具有兩親性。 在體外快速預(yù)測技術(shù)中，用陽性藥物作為質(zhì)控標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建了國際公認(rèn)的用于大量化合物透膜性質(zhì)評價(jià)的Caco-2細(xì)胞模型、人工膜模型和用于評價(jià)代謝穩(wěn)定性的肝微粒體模型，為了提高體外評價(jià)的通量，還在人工膜模型和肝微粒體模型上建立了盒式多藥(ninone)篩選技術(shù)。

4、 在體內(nèi)快速評價(jià)技術(shù)中，建立了整體動物同時(shí)給多個(gè)藥物(盒式給藥)，并與單獨(dú)給藥的結(jié)果進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)兩種給藥方式的藥代動力學(xué)參數(shù)沒有明顯的差別。在生物利用度的快速評價(jià)中，采用多次采血，一次測定的實(shí)驗(yàn)方法“一點(diǎn)法”，比較同系列化合物的生物利用度，結(jié)果與傳統(tǒng)方法的生物利用度排序基本一致。 藥物評價(jià)： 對AGEs裂解劑系列化合物從計(jì)算機(jī)、體外、體內(nèi)三個(gè)層次進(jìn)行了評價(jià)。通過對計(jì)算機(jī)預(yù)測結(jié)果與結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)：化合物的透膜性主要

5、與臨界堆積參數(shù)和D(疏水探針與靶標(biāo)分子相互作用產(chǎn)生的疏水性區(qū)域)成正比，而Cw(容量因子，親水區(qū)／分子表面積)與其成反比。在體外實(shí)驗(yàn)中，分別應(yīng)用Caco-2細(xì)胞、人工膜模型、肝微粒體模型進(jìn)行評價(jià)，并考察了計(jì)算機(jī)、Caco-2細(xì)胞模型評價(jià)結(jié)果的相關(guān)性。VolSurf軟件中Caco-2細(xì)胞模型虛擬預(yù)測結(jié)果與Caco-2細(xì)胞體外篩選結(jié)果相關(guān)系數(shù)r2=0．5492，說明兩者之間是有一定相關(guān)性的。通過對68個(gè)化合物的體外評價(jià)發(fā)現(xiàn)：該系列化合物透膜

6、性總體水平較好，其中咪唑類化合物的透膜性明顯高于噻唑類，而當(dāng)咪(噻)唑化合物以噻吩環(huán)或硒吩環(huán)取代苯環(huán)后，噻吩環(huán)化合物透膜性低于取代前，而硒吩環(huán)化合物明顯高于取代前；整體代謝穩(wěn)定性較好，但不同類別的穩(wěn)定性有差異，其穩(wěn)定性排序?yàn)椋何灶?噻吩類>咪唑類>噻唑類>咪唑并硒唑類，酯鍵容易水解斷裂而影響化合物的穩(wěn)定性，硝基容易還原成氨基。這些結(jié)構(gòu)．代謝效應(yīng)關(guān)系可作為藥物設(shè)計(jì)的參考。通過理化性質(zhì)、藥理活性、毒性和藥物代謝性質(zhì)綜合評價(jià)，初步選定35＃

7、、36＃兩個(gè)化合物進(jìn)一步開展整體動物的藥動學(xué)評價(jià)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，36＃有明顯代謝首過效應(yīng)，血中可測到的主要是其代謝產(chǎn)物。通過代謝產(chǎn)物結(jié)構(gòu)鑒定并證明代謝產(chǎn)物有藥理活性后，進(jìn)一步比較了兩個(gè)化合物的生物利用度，通過檢測36＃代謝產(chǎn)物血藥濃度計(jì)算的生物利用度(69．2％)明顯高于35＃(19．1％)，最終確定36＃可作為前藥進(jìn)入臨床前研發(fā)。 在對促神經(jīng)生長系列候選化合物的評價(jià)中應(yīng)用了Caco-2細(xì)胞及肝微粒體模型。體外結(jié)果提示N3081代謝

8、性質(zhì)較好，但由于該系列化合物作用于中樞系統(tǒng)，體外結(jié)果不能提示N3081能否進(jìn)入靶位，并且N3081是N308酯解后的產(chǎn)物。因此觀察了兩種化合物在小鼠體內(nèi)血腦分布特點(diǎn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)N308在血漿中很容易被水解為產(chǎn)物N308l。但N308原型很容易通過血腦屏障，而N3081不能通過，N308進(jìn)入腦組織后不再轉(zhuǎn)化成N3081。因此確定N308進(jìn)入臨床前研發(fā)。 在對新型非核苷類逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑系列化合物的評價(jià)中，應(yīng)用Caco-2細(xì)胞及肝微粒體

9、模型進(jìn)行初步評價(jià)。結(jié)果顯示，該系列化合物中四個(gè)化合物體外代謝性質(zhì)排序：xl-4-26>xl-4-27>xl-5-54>xl-20一16。為了驗(yàn)證體內(nèi)體外模型的相關(guān)性，對其中三個(gè)化合物進(jìn)行了動物體內(nèi)的研究，體內(nèi)結(jié)果顯示三個(gè)化合物的生物利用度排序與體外結(jié)果一致。根據(jù)代謝性質(zhì)，xl-4-26可作為首選化合物。 在其它系列化合物評價(jià)中，用體內(nèi)藥動學(xué)的快速評價(jià)方法評價(jià)了四個(gè)LHRH拮抗劑類似物十肽系列化合物的體內(nèi)藥代性質(zhì)及生物利用度，結(jié)果

10、顯示4個(gè)化合物經(jīng)結(jié)構(gòu)改造后，體內(nèi)半衰期明顯延長，按代謝性質(zhì)排序?yàn)椋?LZN032>LZN03l>TRD022>LZN033。評價(jià)了l3個(gè)胍丁胺系列化合物，通過初步的綜合分析，其中N632有較好的開發(fā)前景；脂肪酶抑制劑系列化合物(3個(gè))和胰島素增敏劑系列化合物(5個(gè))的透膜性及代謝穩(wěn)定性較差，根據(jù)綜合評價(jià)結(jié)果，已將這些化合物淘汰。 綜上所述，目前已在三個(gè)層次上初步建立起早期藥物代謝性質(zhì)快速評價(jià)體系(藥物對代謝酶作用已另立課