辅料对介导的转运吸收的影响

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1、辅料对转运体介导的吸收的影响摘要活性成分是达到理想的治疗效果所必需的传统上认为用于口服剂型的大部分辅料是惰性的，尽管它们在调节为达到理想的治疗效果所必需的药物活性成分（API）的释放上起重要作用。值得关注的是，新出现的数据表明，许多这些所谓的“惰性”辅料也许产生微妙的变化，而这些变化可以直接或间接地改变跨膜蛋白如转运蛋白的活性。通过这种方式，辅料可以改变药物的吸收、分布、代谢、排泄、毒性的总体性质，进而影响其预期治疗效果和/或增强其副作用。因此，鉴于这种最近的发现，我们有必要回顾一下之前报道过的关于辅料与人体生理组织的相互作用，尤其是关于转运蛋白的。截至今日，对辅料的安全性/毒性评价通常是基于

2、形态学变化的总值，而不是在细胞水平上作用的效果，辅料修饰活性药物的药理学活性的能力可以作为口服制剂中各种添加剂的常规毒性评价。进一步深化这个课题，能够使配方设计师在剂量构成设计上做出更合理的决定以及帮助回答某种辅料是否是配方的活性药物成分的问题。目录第一章 前言药代动力学和药效学（PK/PD）是一种包含药物的吸收、分布、代谢、排泄和响应(ADMET)的过程。吸收是药物从作用部位进入体循环的速率和程度。 分布是药物吸收后通过血液或血浆在体内可逆转运的过程。代谢涉及体内引起药物化合物化学变化的所有生物化学过程，包括药物在肠道壁的代谢以及肝脏循环和血液循环。排泄是药物通过胆汁、尿液、粪便、汗水、空气

3、从体循环排出体外的过程。总的来说，这些参数显著影响目标化合物的整体生物利用度。如图 1 所示，药物经口服给药后，影响其吸收的三个主要因素是溶出度、溶解度和渗透性。如果溶出度是药物吸收的限速步骤，任何影响溶出度的因素都会对其生物利用度产生影响。溶出度主要受药物溶解度的影响，而药物的溶解度取决于药物的物理化学性质。图 1另一方面，某特定药物的剂型组成对药物的溶出度也有很大影响。一个药物剂型中，除了药物活性成分，还有辅料或者其他惰性材料，加入这些物质是用来辅助药物制成最终的剂型以及达到药物的最佳吸收和疗效效果。我们通常认为一般用于口服剂型的大部分辅料是不影响药物活性成分吸收的。然而，最近有报道说它们

4、可以影响位于 GIT 的特定转运蛋白。本次将试图总结这些相互作用及其对药物化合物的 ADMET 性质的影响。由于口服同样是公认的药物使用的主要途径，所以我们将着重讨论仅用于口服剂型的制剂赋形剂。虽然有大量的用于口服剂型的设计的辅助的安全性疗效的文献信息可以使用（在本文中不做详细讨论） ，但是关于这些 GIT 位于的转运系统中的化合物与及其影响药物化合物的ADMET 性质之间的相互作用很少是已知的（安德伯格和 Artursson，1992） 。已近有一些研究报道说，常见的赋形剂，例如表面活性剂、油脂化合物或增溶剂已被证明正常情况下泵的基质细胞通过抑制射流转运蛋白调节药物的吸收。尽管大量研究表明这

5、些药物的吸收增加和通过射流抑制能够全面的改善其生物利用度，但是还有一些数据表明赋形剂可能会改变涌入过程，从而减少活性物质的渗透。创新者在启动新型口服剂型的开发之前不完全理解这些潜在的相互作用可能导致在临床阶段产品的失败和重大的经济损失。由于大量的赋形剂和赋形剂底层特定转运蛋白的机制交互难以理解，因此只有几个特别的交互、主要的抗癌药物和射流细胞受关注。本文旨在回顾赋形剂与转运蛋白相互作用的关键数据，并且突出缺乏了解这些相互作用的复杂性及其相关药物 ADMET 调制潜在的风险。第二章 调节肠道吸收的转运蛋白营养或外源性物质的吸收通过许多种过程被治理和监管。科学家之间主要感兴趣的两条路线是描述化合物

6、通量药物跨膜渗透，旁和跨细胞药物运输（图 2） （Amidon et al.， 1995）.虽然 ADMET 在许多组织中涉及运输或渗透的细胞屏障，但是只有肠道吸收将在本文被考虑。图 2GIT 内的上皮细胞形成的细胞间交叉的复合物执行着不同的功能。这些复合物包括紧密连接点、桥粒和小带，并且形成水的孔隙允许运输被动扩散的溶质通过。据报道，在生理条件下，在紧密连接的通道下被限制为小于 11 的 分子称为半径分子。(Anderson and Van Itallie, 1995)第五章5.8 防腐剂防腐剂被添加在药品剂型中用来防止药物或者赋形剂变质。一些防腐剂，如丙醇衍生产品，表面活性剂，或对羟基苯甲

7、酸酯防止微生物的生长，而其他的防腐剂，如维生素E，维生素 C，和 EDTA，由于氧化减少而化学降解。5.8.1 转运蛋白的相互作用E.colitransfected 与 MDR1 基因的小鼠都能表示一个表观分子量类似于未糖基化 P-糖蛋白（120-14 0kDa ）的稳定的跨膜蛋白表观因子（ El-Masry and Abou-Donia，2003） 。这种表述赋予所谓 E.colileaky 突变株耐药多药性类似于在真核系统，允许 P-糖蛋白的射流在大肠杆菌中得到研究。在 Ecolileaky 突变体中，P-糖蛋白的表述表明其对丝裂霉素 C、阿霉素、罗丹明和环丙沙星盐酸盐有明显的抗性。结果表

8、明抗坏血酸（维生素 C）会增加对丝裂霉素的吸收，并不会直接影响 P-糖蛋白活性。似乎抗坏血酸的抗氧性能够这些已知代后诱导多药耐药的肿瘤因子等活性氧物种的生产（El Masry 和 Abou-Donia，2003） 。这一假设是根据以前的结果表明，抗坏血酸抑制细胞抗人肺癌的 PC-9 长春新碱的代理通过间接通路 （减少活性氧物种） 对药物的吸收，而不直接外排转运（Chiang 等人，1994） 。由于钙离子参与监管紧密连接的通透性，EDTA 绑定和耗尽细胞外钙离子，从而增加肠道细胞层间的通透性似乎是可能的（Bravo-Osuna 等人，2007） 。Peppas 和 Kavimandan 提到E

9、DTA 可以用作渗透促进剂，通过细胞旁路途径渗透。包括 EDTA 络合水凝胶中允许的肠道吸收的有机分子，如胰岛素 （Peppas 和 Kavimandan， 2006 年） 。5.9 味道屏蔽器甜味剂，如葡萄糖、山梨糖醇、乙酰磺胺酸钾、阿斯巴甜或者糖精加到口服药物剂型中，以使各种成分更加可口，尤其是咀嚼片剂，如抗酸剂，或者液体剂，如咳嗽糖浆。一些化合物如柠檬酸可以也被纳入一种剂型以便将酸性，或酸，口味添加到交付系统 （休森等人，2008 年） 。5.9.1 转运蛋白的相互作用Weerachayaphorn 和 Pajor 证明 Caco-2 细胞的顶端膜包含至少两个钠独立的有机阴离子转运蛋白，

10、OTAT2 和 OAT4，他们并没有在正常的肠细胞系中报道（ Weerachayaphorn 和Pajor，2008） 。实验在 60 分钟的时间里在有钠和无钠的两种情况下，在 Caco-2 细胞内柠檬酸的吸收的时间依赖性进行了评估。在无钠的情况下，它将有胆碱来取代（图 11） 。 结果显示在第一个十五分钟运输的柠檬酸盐的运输是钠独立。然而，一小时后在没有钠和 14912fmol/(min well)(n=29)存在的情况下柠檬酸的吸收能力为 25718fmol/(min well)(n=24),这就表明了一个钠独立的过程（ Weerachayaphorn 和 Pajor，2008） 。这个实

11、验表明至少有两个传输机制参与通过 Caco-2 柠檬酸细胞的转移。然而 Weerachayaphorn 和 Pajor 报道在独立钠柠檬酸转运蛋白的表述重大的变化。虽然没有提供任何解释，但是通过其他数据可以证明这一观点，表明观察到 Caco-2 细胞的在线性很差（ Yee，1997） 。为了确认在正常人的肠道组织和 Caco-2 细胞中能够观察到变化，他们接下来用 RT-PCR 检查崔载德已知的独立钠正离子， Di 负离子和除了 OTAS 成员的三羧酸。在正常人体 细胞株 NaDC1 和 NaDC3 引物得到积极的响应。除了 NaDC1 和 NaDC3,在 Caco-2 细胞内还发现了 NAC

12、T（Weerachayaphorn 和 Pajor，2008） 。使用 RPE 细胞株转染 hNaDC1 和hNaCT，这表明柠檬酸钠依赖性转运是主要介导，而不是 NaDC1。另一方面，关于 CaCo-2 细胞抑制研究表明柠檬酸转运室友 OAT 家族如丙磺舒和布美他尼底物抑制（小林等人，2005）和特定的底物 OAT4 如牛磺酸和硫酸雌酮（ CHA 等人，2000） 。就像先前所说，OAT2 和 OAT4 在 CaCO-2 细胞中能够介导能蒙酸盐独立钠的传输。此外，Weerachayaphorn 和 Pajor 也表示，在不正常人的肠道内使用 RT-PCR，OAT2 和 OAT4 并没用被说明

13、。这些实验表明，柠檬酸转运室友钠依赖性介导的，NaDC1 和 NACT，钠和独立的转运蛋白，OAT2 和 OAT4，在 CaCO-2 细胞中只有钠依赖性的转运蛋白在正常人肠道细胞中有描述。这反映了这反应了在癌细胞系中代谢和表行的改变。葡萄糖包括糖浆被广泛应用于口服液制剂中。由于葡萄糖容易管理，所以糖浆在许多疾病中被使用，如细菌或病毒感染（Kearsley 等人，1997） ，炎症性疾病（Kimura 等人，1992） ，感冒症状（Mizoguchi 等人，2007） ，和过敏（Rossi 等人，2005） 。而且，由于糖浆比固体剂型容易下咽，它们经常被用在儿童和老年配方上（Seth 等人，19

14、80） 。到目前为止，很少有研究调查葡萄糖对特定转运蛋白的影响。然而，研究表明，高血糖可能是乳腺癌细胞增殖的一个重要因素，因为乳腺癌的患病率在糖尿病患者中较高（Yamamoto 等人，1999） 。两种同工酶 C（PKC）的蛋白激酶，PKC- 和 PKC-，涉及到在 MCF-7 人乳腺癌细胞株化疗耐药性的发展（Budworth 等人，1997） 。为了确定是否高血糖是乳腺癌的一个危险因素，评价了葡萄糖对 MCF-7 细胞的多药耐药变异 MCF-7ADR 及其增殖的影响。Yamamoto 和他的同事报道说，血浆葡萄糖浓度对 MCF-7/ADR 细胞增殖无影响，但高血糖（25mm）相比于葡萄当生理

15、水平（5.5mm）增加了 MCF-7 细胞增殖速度（图 12） 。3H胸腺嘧啶核苷的使用表明，细胞增殖活性的差异在 MCF-7 细胞株和 MCF-7 之间是由于葡萄糖浓度对 DNA 合成改变乳腺癌多药耐药表性的影响。在这种方式下，高浓度葡萄糖在 MCF-7 下引起脱氧胸苷掺入增加，而不是在 MCF-7/ADR 中。此外，棉衣印记分析表明，高血糖浓度的增加只在 MCF-7 PKC-II/ADR 水平。Yamamoto 和他的同事认为，在高糖诱导的同工酶 PKC-II 和在 MCF-7 细胞中同时加速的细胞周期的进展有一个联系。在另一项研究中，Legen 和 Kristl 已经证明，葡萄糖通过提供

16、的 ATP 所需的 MRP2 功能促进荧光素的 MRP2 介导的外排。这个研究证明，当对大鼠空肠的顶膜中加入 OFD 葡萄糖时，增加了酮洛芬、布洛芬和阿莫西林的流出。也有人之处用 OFD 甘露糖醇代替OFD 葡萄糖存在时，酮洛芬的 AP-BL 运输，布洛芬和阿莫西林的流出过程更为显著（Legen 和 Kristl，2004；Legen 等人，2006） 。在之前的研究中表明，这三种药物除了自己能够主动跨细胞转运外还能够被动跨细胞吸收（Fagerholm 等人，1996；Legen 和Kristl，2003） 。迄今为止，在细胞旁转运中甘露醇的影响是众所周知的特征，对酮洛芬，布洛芬和 AP-BL 运输没有解释。看来，需要进行更多的实验来确切的阐明这些参与广泛使用的甾体类抗炎药的吸收和流出机制。第六章 结论到目前为止，安全性/毒性评估通常是基于外观大体形态的变化，而不是基于细胞水平的影响。然而，据报道如辅料等惰性物质可能产生微妙的变化，这种变化可能引起跨膜蛋白的改变，如转运蛋白。事实上，看来辅料可以改变射流以及涌入过