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新闻资讯

药物转运体研究服务:P-gp、BCRP等关键转运体及研究方法

2016-08-11
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物转运体是分布于细胞膜上的功能性膜蛋白,在药物吸收、分布、代谢及排泄(ADME)过程中发挥重要作用。根据中国国家药品监督管理局及美国食品药品监督管理局(FDA)相关技术指导原则,P-gp、BCRP、OATP1B1、OATP1B3、OAT1、OAT3和OCT2等转运体是创新药物研发过程中需要重点关注的转运体。

药物-药代动力学研究.webp

一、新药研发中的药物转运体

根据药物转运体相关技术指导原则,P-gp、BCRP、OATP1B1、OATP1B3、OAT1、OAT3和OCT2是新药研发中需要重点关注的药物转运体。具体是否召开相关体外转运体研究,应结合候选药物的给药途径、吸收和清除特征、主要消除途径及潜在药物相互作用(DDI)风险等因素进行综合判断。

药物转运体在药物吸收、分布、代谢、排泄中的作用

新药研发中的药物转运体

转运体类型转运体名称主要临床意义
外排转运体P-gp(P-糖蛋白)可影响药物的肠道吸收、组织分布及肾脏主动分泌等过程
BCRP(乳腺癌耐药蛋白)可影响药物的肠道吸收、组织分布及药物清除
摄入转运体OATP1B1主要介导药物向肝细胞的摄取,可影响肝脏清除及药物相互作用风险
OATP1B3主要介导药物向肝细胞的摄取,可影响肝脏清除及药物相互作用风险
OAT1主要参与药物向肾小管细胞的摄取,可影响肾脏主动分泌及药物清除
OAT3主要参与药物向肾小管细胞的摄取,可影响肾脏主动分泌及药物清除
OCT2主要参与阳离子药物向肾小管细胞的摄取,可影响肾脏主动分泌及药物清除

二、什么是药物转运体?

药物转运体(Drug Transporters)是一类分布于细胞膜上的膜蛋白,主要负责介导药物及其代谢物等物质跨细胞膜转运,在药物的吸收、分布、代谢及排泄(ADME)过程中发挥重要作用。

药物跨细胞膜转运主要包括被动扩散和转运体介导的转运等方式。脂溶性较高、分子量较小的药物通常可顺利获得被动扩散透过细胞膜;而极性较强、脂溶性较低或分子量较大的药物,由于难以直接透过脂质双层,可能需要借助转运体介导其跨膜转运。转运体的表达和活性可影响药物的吸收、组织分布、肝肾清除及药物相互作用(DDI)等药代动力学过程。

三、药物转运体的分类:SLC家族与ABC家族

根据蛋白质家族及转运机制,药物转运体主要分为溶质载体(SLC)超家族和ATP结合盒(ABC)超家族。其中,SLC家族成员既包括摄入转运体,也包括部分外排转运体;ABC家族则主要介导底物的主动外排。因此,不能简单地将SLC与“摄入转运体”、ABC与“外排转运体”完全对应。

药物转运体的两大类型

1. SLC超家族

SLC超家族包含多个转运体家族,主要介导底物的摄取,也包括部分外排转运过程,常见的药物转运体包括:

有机阴离子转运体(OATs):主要参与多种有机阴离子药物及内源性物质的跨膜转运,在肾脏等组织中发挥重要作用。

有机阳离子转运体(OCTs):主要介导有机阳离子及相关药物的跨膜转运,在肝脏和肾脏等组织中具有重要作用。

有机阴离子转运多肽(OATPs):主要介导多种有机阴离子及药物向肝细胞等细胞内的摄取,在药物肝脏清除及DDI研究中具有重要意义。

氨基酸转运体(LATs):参与氨基酸及结构类似物的跨膜转运,部分药物可利用相关转运系统进入细胞。

钠依赖性葡萄糖协同转运体(SGLTs):利用钠离子电化学梯度介导葡萄糖及相关底物的转运。

2. ABC超家族

ABC超家族转运体利用ATP水解产生的能量,主要介导药物及其他底物从细胞内向细胞外转运,是重要的外排转运系统,常见成员包括:

P-糖蛋白(P-gp):经典的药物外排转运体,可影响药物的肠道吸收、组织分布及清除,并与肿瘤细胞多药耐药相关。

多药耐药相关蛋白(MRPs):参与多种有机阴离子、药物及其代谢物的外排,在药物处置过程中发挥重要作用。

乳腺癌耐药蛋白(BCRP):重要的外排转运体,可影响药物的肠道吸收、组织分布及清除。

胆盐输出泵(BSEP):主要负责胆汁酸从肝细胞向胆小管腔内的外排,对维持胆汁酸稳态具有重要作用,其功能受到抑制或发生异常时可能增加胆汁淤积性肝损伤风险。

四、药物转运体在新药研发中的应用价值

转运体介导的药物转运过程发生改变,尤其是转运体受到抑制或诱导时,可能影响药物的吸收、分布和清除,并增加药物相互作用(DDI)风险。部分药物可作为转运体底物或抑制剂。

常见药物类别包括:

抗肿瘤药物

抗感染药物

强心苷类药物

钙通道阻滞剂

HIV蛋白酶抑制剂

免疫抑制剂

在药物研发早期召开转运体研究,有助于分析候选药物与主要转运体之间的相互作用,评估潜在的药物相互作用风险,并为药代动力学特征及临床研究方案的设计给予依据。顺利获得在早期识别潜在的转运体介导风险,可以优化候选药物筛选和研发决策,并降低后期临床开发阶段因药物相互作用或药代动力学问题导致的开发风险。

五、购宝钱包APP一站式药代动力学服务

购宝钱包APP是中国较早召开药物代谢与药代动力学(DMPK)研究服务的CRO公司之一。药物转运体研究是DMPK研究体系的重要组成部分,可用于评价药物与转运体之间的相互作用,为新药研发、药代动力学特征评价及药物相互作用(DDI)风险评估给予研究依据。

药物转运体研究:评估药物与主要转运体的相互作用,包括P-gp、BCRP、OATs、OCTs、MATEs、BSEP及MRPs等

代谢稳定性与代谢产物鉴定

细胞色素P450(CYP)酶抑制、诱导及酶表型分析

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Caco-2细胞渗透性试验

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药物排泄研究

体内药物相互作用(DDI)研究

多周期交叉生物等效性(BE)试验

制剂处方筛选

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常见问题

药物转运体分为哪两大类?

根据转运方向和功能,药物转运体通常可分为摄入转运体和外排转运体。从蛋白质家族来看,主要涉及溶质载体(SLC)超家族和ATP结合盒(ABC)超家族。

SLC超家族包含多种摄入转运体,也包括部分参与外排的转运体,常见成员包括OATs、OCTs、OATPs、LATs和SGLTs等;ABC超家族则主要介导主动外排,常见成员包括P-gp、MRPs、BCRP和BSEP等。

为什么药物研发早期要进行转运体研究?

转运体介导的药物转运过程可能影响药物的吸收、分布和清除,并可能参与药物相互作用(DDI)。在药物研发早期召开转运体研究,有助于评价候选药物与主要转运体之间的相互作用,识别潜在的DDI风险,并为药代动力学特征评价及后续临床研究方案设计给予依据。

药物转运体研究

P-gp

BCRP

OATP1B1/OATP1B3

OAT1/OAT3

OCT2及其他相关转运体

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参考文献

[1] CFDA,《药物非临床药代动力学研究技术指导原则》,2015

[2] US FDA, Guidance for Industry: Drug Interaction Studies—Study Design, Data Analysis, and Implications for Dosing and Labeling Recommendations (Draft Guidance), 2012

[3]李聃,盛莉,李燕,《药学学报》,2014, 49(7): 963-970

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