1、中药复方药代动力学研究探讨中药复方药代动力学研究探讨从PK标记物群到临床合理用药设计报告内容报告内容v中药药代动力学研究意义中药药代动力学研究意义v研究思路研究思路v关键技术的研究关键技术的研究v确有疗效中药制剂药代动力学研究确有疗效中药制剂药代动力学研究体体 内内 处处 置置药效学药效学药效指标药效指标起起 效效植物植物化学化学中药效应中药效应组分组分中药复方中药复方一、中药药代动力学研究意义一、中药药代动力学研究意义二、研究思路二、研究思路体外体外物质组物质组体内体内物质组物质组有效有效物质组物质组PK/PD标记物标记物多成分整合多成分整合PK临床临床PPK/PPD临床合理用药临床合理用药
2、三、关键技术的研究三、关键技术的研究体外体外物质组物质组体内体内物质组物质组有效有效物质组物质组PK/PD标记物标记物多成分整合多成分整合PK临床临床PPK/PPD临床合理用药临床合理用药2008年获批筹建年获批筹建国家中医药管理局中药复方药代动力学方法学重点研国家中医药管理局中药复方药代动力学方法学重点研究室究室，获国家重大专项课题，获国家重大专项课题“中药复方药代动力学关键技术中药复方药代动力学关键技术”资助。资助。核心分析思想核心分析思想：中药成分通常以类群存在，具有相同母核结构或共有结构单元，形成相同碎片离子，根据共有离子进行成分分类。u利用利用LC-MS/IT-TOFLC-MS/IT
3、-TOF的精确分子量功能的精确分子量功能，预测成分的化学式，在网络，预测成分的化学式，在网络/光盘成分库中进行查寻符合的结构式（几十个光盘成分库中进行查寻符合的结构式（几十个-几百个不等）；几百个不等）；u基于所有碎片离子，应用自编的（基于基于所有碎片离子，应用自编的（基于MatlabMatlab平台）的共有离子搜平台）的共有离子搜寻软件，根据共有离子信息对化合物进行分类与桥接寻软件，根据共有离子信息对化合物进行分类与桥接；u确定共有离子化学结构，确定共有离子化学结构，根据亚结构信息，对数据库中所获得的候根据亚结构信息，对数据库中所获得的候选结构进行再筛选选结构进行再筛选，进而进而根据碎裂规律
4、根据碎裂规律推测化合物结构推测化合物结构。1.1.中药复杂未知成分快速鉴定技术中药复杂未知成分快速鉴定技术1.1.中药复杂未知成分快速鉴定技术中药复杂未知成分快速鉴定技术人参皂苷人参皂苷五味子木脂素五味子木脂素基于基于部分对照品部分对照品确定各类成分诊断离子确定各类成分诊断离子1.1.中药复杂未知成分快速鉴定技术中药复杂未知成分快速鉴定技术脉络宁注射液成分分类脉络宁注射液成分分类OOOHOR2OR1GlcOO R1 R2 64 H H87 Glc-Glc X5X5=R1R2OR3OH R1 R2 R3 1 CH2 H H 2 O H H 3 O OH H28 O OH GlcOOHR R 69
5、 H73 FormylR1OR2 R1 R2 Double bonds49 Xyl-Glc H 3,450 Xyl-Glc H 62 Glc-Glc OH 3,434O-Glc-Ara R1 R2 R3 R4 Double bonds 7 H H H OH -10 OH H H OH 2,334 H Glc CH3 H -R2OR423OHOR1R3OR3R4OR1 R1 R2 R3 R4 R5 R6 Double bonds14 H H OH H OH H 7,841 Glc H H H OH H 7,844 Glc H H OH H H 47 Glc H OH H OH H 7,851 G
6、lc CH3 OH H OH H 7,853 Glc CH3 OH H CH2OH H 7,854 Glc H OH Vinyl OH CH3 7,858 Glc H H OH CH2COOH H 61 Glc CH3 OH OCH3 OH H 71 Glc H OH 3,4-dihydroxyl phenyl OH H 7,8R5R6OOR278OR2R1R3HOR43 4 R1 R2 R3 R4 Double bonds20 H H H CHCOOH 3,422 OH H H CHCOOH 3,431 H COOH Ethynyl CHCOOH 3,457 OH CH2OH H O-Glc
7、 OOOR5OR1OR3OHR2OOR4 R1 R2 R3 R4 R529 H H H H H65 H H Rha H H68 H H Rha CH3 H82 H Caffeoyl Rha H H83 H Caffeoyl Rha CH3 H84 H Feruloyl Rha CH3 H 86 Ara Feruloyl Rha H CH3OOHOR3R2OR1OOOHR4 R1 R2 R3 R4 Double bonds32 H H H H 1,233 H OH H H 36 H OH H OH 39 H OH H OCH3 75 H OH Caffeoyl OH 12 R1 R2 R3 R4
8、 R5 R6 R7 Double bonds38 OH OH CH3 OH Vinyl H H -48 OH CH3 CH3 H OCH3 CH3 OCH3 -55 H H Glc H H H H 2,363 H H Glc H OH H H 2,380 H H Glc-Rha H H H H 2,381 H H Glc-Rha H OH H H 2,385 H X4 H H OH Glc H 2,3OOHOR3OOR6R5R1R2R4R723OOOHOHOHOHOX4=OHOHOOOHOHHOOHOHR45 R Double bonds74 H 4,577 OH -脉络宁注射液的制剂成分分析
9、脉络宁注射液的制剂成分分析成分类别成分类别个数个数有机酸类有机酸类30糖苷类糖苷类17环烯醚萜类环烯醚萜类10黄酮类黄酮类10苯乙醇苷类苯乙醇苷类7醌类醌类4生物碱类生物碱类3甾酮类甾酮类3Peer reviewers:The work is important,original and interesting.In my opinion the approach is very clever and original.Drug Week以以“Study from China Pharmaceutical University provide novel insight into liquid
10、 chromatography”为题专文评价了为题专文评价了该项策略该项策略2.2.中药多成分同步定量分析技术中药多成分同步定量分析技术化合物名称化合物名称方方 法法最低定量限最低定量限发表论文发表论文人参皂苷Rg1、Rh1、PPTLC-MS 1.0 ng/mlJ Pharm Biomed AnalRg1,Re,Rd,Rb1,麦冬皂苷D LC-MS6.0 ng/mlJ Chromatogr B丹参酮IIA，IIB,羟基IIA,紫丹参甲素LC-MS/MS1.0 ng/mlRapid Commun Mass Spectrom隐丹参酮、丹参酮ALC-MS/MS1.0 ng/mlJ Pharm Bio
11、med Anal氧化苦参碱、苦参碱LC-MS2.0 ng/mlJ Chromatogr B人参皂苷Rg3、Rh2、ppdLC-MS10 ng/mLJ Chromatogr B绿原酸，咖啡酸,二咖啡酰奎宁酸（3种异构体）LC-MS50 ng/mlBiomed Chromatogr0.00.11.010.0100.01000.00.005.0010.0015.0020.0025.00时 间(h)浓度(ng/ml)549.1497.1613.1441.1441.1455.1455.1555.1555.1525.2525.2471.1471.1553.1553.1523.1537.1537.1559.
12、1537.1409.10.11.010.0100.01000.00510152025时 间(h)浓度(ng/ml)Sch is an d rinSch is an th erin ASch is an d rin BDeo xy s ch izan d rin-Sch is an drinA n g elo y lg o misin HA n g elo y lg o misin PLC-MS-IT-TOF法同时测定法同时测定28种木脂素种木脂素，对其中有标准品的，对其中有标准品的7种成分进行了精种成分进行了精确定量分析确定量分析,另另21种没有标准品的成分进行相对定量分析种没有标准品的成分进
13、行相对定量分析,LLOQ200200200200 200原儿茶醛200200200130 160丹参素11050200200 200丹酚酸B105200200200 200亲脂成分亲脂成分丹参酮0.75200120200 200丹参酮A1.3200200200 200隐丹参酮0.753375200 200阳性对照 0.630.30.120.05 0.045IC50 values on inhibiting CYPs Drug Metab Dispos,2008,36:1308-14 丹参素对丹参素对CYP2C9有一定的抑制作用有一定的抑制作用,丹参丹参酮类成分对酮类成分对CYP1A2有很强的抑
14、制作用有很强的抑制作用6.6.中药对药物代谢酶的调控作用中药对药物代谢酶的调控作用Pk paramaterBaselineDanshenT1/2(h)6.660.816.691.02Tmax(h)1.600.221.300.45Cmax(ng/ml)18821542134405CL/F(ng/ml)4.370.284.470.85AUC(ng/ml)2297014702303144576.6.中药对药物代谢酶的调控作用中药对药物代谢酶的调控作用Drug Metab Dispos,2009 Sep 9,published online 五味子木脂素提取物对肠五味子木脂素提取物对肠CYP3A的调节
15、作的调节作用大于肝（口服用大于肝（口服注射）；短期给药抑制作注射）；短期给药抑制作用，长期给药诱导作用大于抑制作用。用，长期给药诱导作用大于抑制作用。7.7.中药对转运体的调节作用中药对转运体的调节作用红色红色-阿霉素蓝色蓝色-细胞核紫色紫色-阿霉素入核 颜色重合2.010.095.700.26*2.460.10*2.730.10*6.030.28*16.30.916.40.913.20.4 17.62.416.61.1 耐药株耐药株敏感株敏感株上图为高内涵活细胞工作站分析结果ATPADPPiP-glycoprotein23-HBA7.7.中药对转运体的调节作用中药对转运体的调节作用增增加加减
16、减少少减减少少Apparent permeability coefficient(Papp)and net efflux(RE)of bi-directional digoxin transport across polarized Caco-2 cell monolayers 8.8.中药多成分整合中药多成分整合PKPK研究研究0101RbRAUCjjAUC10010100Re011RbRRgRdRbRAUCAUCAUCAUCAUCAUC 1111ReRe11*TRRRgRgRdRdRbRbCCCCCC25.3325.3337.66237.6623.0743.07422.45822.4581
17、4.10414.1046.0186.018AUCAUC(0(0-)(g/mLg/mL*h)*h)4.114.115.0855.0851.5141.5142.3562.3566.4246.4242.9372.937C Cmaxmax(g/mLg/mL)0.790.790.830.830.790.790.880.880.750.750.710.71T Tmaxmax(h(h)18.8818.8820.1520.151.811.8118.1518.155.015.011.111.11T T1/21/2(h)(h)Rb1Rb1ReReRdRdRg1Rg1R1R1整合后整合后整合前整合前药动学参数药动学
18、参数25.3325.3337.66237.6623.0743.07422.45822.45814.10414.1046.0186.018AUCAUC(0(0-)(g/mLg/mL*h)*h)4.114.115.0855.0851.5141.5142.3562.3566.4246.4242.9372.937C Cmaxmax(g/mLg/mL)0.790.790.830.830.790.790.880.880.750.750.710.71T Tmaxmax(h(h)18.8818.8820.1520.151.811.8118.1518.155.015.011.111.11T T1/21/2(h)
19、(h)Rb1Rb1ReReRdRdRg1Rg1R1R1整合后整合后整合前整合前药动学参数药动学参数中国天然药物中国天然药物,2008,6:377-382 四、中药四、中药PKPK标记物群的指认到临床合理用药标记物群的指认到临床合理用药Developing bioanalytical methodCombined analytical,PK and PD methodsTCMIdentifying Multiple markersStandards:abundant content,exact PD effects and satisfied plasma concentrationsPK an
20、d PD studies PK and PD properties for each markerClinical PK studies and dosage regimen designIntegrated ModelsHolistic PK properties for TCM血塞通注射液血塞通注射液临床适应症临床适应症:脑中风,冠心病药理活性药理活性:抗凝血，抗氧化，扩张血管，增加脑血流量等；给药方案给药方案:静滴,200-400 mg/天实际临床给药剂量实际临床给药剂量200-1600mg/天不等，医生多根据天不等，医生多根据临床经验判断临床经验判断血塞通注射液血塞通注射液PKPK标记
21、物群标记物群（MarkersMarkers）的指认标准与方法的指认标准与方法 定性定量分析所含成分定性定量分析所含成分 药效活性筛选评价药效活性筛选评价 体内外抗血小板聚集作用体内外抗血小板聚集作用 血管内皮细胞保护作用血管内皮细胞保护作用 血塞通主要活性成分的定量分析血塞通主要活性成分的定量分析Biol.Pharm.Bull.30(5):847-51(2007)5 5种皂苷成分化学结构种皂苷成分化学结构基于药效活性筛选基于药效活性筛选MarkersMarkersGinsenoside Rd,Rb1 show good and concentration dependent inhibitor
22、y effect on platelet aggregationTPNS and its major components except Re possess protecting role on rBMECs damaged by hydrogen peroxide根据成分构成与含量：人参皂苷根据成分构成与含量：人参皂苷 Rb1,Rg1,Rd,Re 和三七和三七 皂苷皂苷 R1 是血塞通所含的主要组份，是血塞通所含的主要组份，5种成分的累计含量约种成分的累计含量约为为80%.5种主要成分具有与血塞通注射液相似的药效活性种主要成分具有与血塞通注射液相似的药效活性人参皂苷人参皂苷 Rb1,Rg1
23、,Rd,Re 和三七皂苷和三七皂苷 R1可作为血塞通注可作为血塞通注射液射液PK/PD标记物。标记物。血塞通注射液血塞通注射液PKPK标记物群标记物群（Markers）Chromatogr.21(7):735-46(2007)LC-MSLC-MS法同时测定血浆中法同时测定血浆中5 5种皂苷成分种皂苷成分 血塞通注射液血塞通注射液PKPK标记物群药代动力学标记物群药代动力学iv:10 mg/kgig:300 mg/kg各成分各成分PK参数各异参数各异 血塞通注射液血塞通注射液PKPK标记物群药代动力学标记物群药代动力学基于基于AUC0-0-自定义权重系数的自定义权重系数的三七总皂苷多组份整合药代
24、动力学研究三七总皂苷多组份整合药代动力学研究原理与依据原理与依据*评价药物在吸收机体内吸收的重要指标评价药物在吸收机体内吸收的重要指标*反映了药物在机体内的曝露程度反映了药物在机体内的曝露程度*符合中药药代动力学研究的符合中药药代动力学研究的“整体观整体观”思想思想*多数情况下与药效作用呈正相关多数情况下与药效作用呈正相关AUC0-0-权重系数的计算权重系数的计算0101RbRAUCjjAUC j 分别代表三七皂苷R1、人参皂苷Rg1、Rd、Re和Rb110010100Re011RbRRgRdRbRAUCAUCAUCAUCAUCAUC 1111ReRe11*TRRRgRgRdRdRbRbCCC
25、CCC其中：其中：整整合浓度计算公式为：合浓度计算公式为：基于基于AUC0-0-自定义权重系数的自定义权重系数的三七总皂苷综合浓度的计算方法三七总皂苷综合浓度的计算方法基于基于AUC0-0-自定义的整合权重系数自定义的整合权重系数（j）受试受试对象对象给药给药方式方式项目项目R1Rg1RdReRb1大鼠大鼠口服口服AUC0-(mg/L*h)6.0214.122.463.0737.66j0.0720.1690.2700.0370.452静注静注AUC0-(mg/L*h)2.167.7631.721.45106.44j0.0140.0520.2120.0100.712人人静滴静滴AUC0-(mg/
26、L*h)3.355.4523.562.66102.77j0.0240.0400.1710.0190.746整合前后的药动学参数及药整合前后的药动学参数及药-时曲线时曲线大鼠口服大鼠口服给予给予300mg/kg300mg/kg的三七总皂苷后整合前后药时曲线图的三七总皂苷后整合前后药时曲线图药动学参数药动学参数整合前整合前整合后整合后R1R1Rg1Rg1RdRdReReRb1Rb1T T1/21/2(h)(h)1.111.115.015.0118.1518.151.811.8120.1520.1518.8818.88T Tmaxmax(h(h)0.710.710.750.750.880.880.7
27、90.790.830.830.790.79C Cmaxmax(g/mL(g/mL)2.9372.9376.4246.4242.3562.3561.5141.5145.0855.0854.114.11AUCAUC(0-)(0-)(g/mL(g/mL*h)h)6.0186.01814.10414.10422.45822.4583.0743.07437.66237.66225.3325.33大鼠静脉注射大鼠静脉注射10mg/kg10mg/kg的血塞通注射液后整合前后药时曲线图的血塞通注射液后整合前后药时曲线图药动学参数药动学参数整合前整合前整合后整合后R1R1Rg1Rg1RdRdReReRb1Rb1
28、T T1/21/2(h)(h)1.671.674.034.0319.2519.250.720.7222.1622.1622.4022.40CLCL(L/h/kg)(L/h/kg)5.225.221.911.910.460.4610.7210.720.120.120.140.14AUCAUC(0-)(0-)(g/mL(g/mL*h)h)2.1612.1617.7647.76431.72631.7261.4491.449106.436106.43684.8384.83整合前后的药动学参数及药整合前后的药动学参数及药-时曲线时曲线 大鼠大鼠PK/PD PK/PD 相关性分析相关性分析 血塞通注射液临
29、床药代动力学研究血塞通注射液临床药代动力学研究及给药方案设计及给药方案设计 健康志愿者整合药代动力学研究健康志愿者整合药代动力学研究健康志愿者静脉注射健康志愿者静脉注射400mg/kg400mg/kg的血塞通注射液整合前后药时曲线图的血塞通注射液整合前后药时曲线图药动学参数药动学参数整合前整合前整合后整合后R1R1Rg1Rg1RdRdReReRb1Rb1T T1/21/2(h)(h)1.971.972.062.0625.4925.491.301.3031.3731.3728.128.1CLCL(L/h/kg)(L/h/kg)9.579.5724.6424.641.361.368.038.031
30、.691.690.0680.068AUCAUC(0-)(0-)(g/mL(g/mL*h)h)3.353.355.455.4523.5623.562.662.66102.77102.77100.81100.81健康志愿者整合药代动力学研健康志愿者整合药代动力学研究究 伦理委员会论证，伦理委员会论证，57个脑中风病人，收集流行病学数据个脑中风病人，收集流行病学数据 800 mg/天，连续给药天，连续给药14天，于第天，于第7,14天药后天药后1 h或或3 h取血取血 5mL，测定血药浓度，并于药后第，测定血药浓度，并于药后第14天取全血测定凝血四项天取全血测定凝血四项（PT,TT,APTT and
31、 Fib）脑中风病人群体药代脑中风病人群体药代/药效研究药效研究R1,Rg1,Rd,Re 及及 Rb1 血药浓度数据血药浓度数据脑中风病人血塞通注射液整合血药浓度数据脑中风病人血塞通注射液整合血药浓度数据脑中风病人血塞通注射液群体药代动力学参数脑中风病人血塞通注射液群体药代动力学参数血塞通注射液药动血塞通注射液药动/药效相关性分析药效相关性分析 Index 1 PT prolong ratio(PT%)TT prolong ratio(TT%)APTT prolong ratio(APTT%)Fib inhibit ratio(Fib%)Index 2 Dosage(mg/kg)Integra
32、ted concentration PT(%),Fib(%),TT(%),APTT(%)With the r values were of 0.598,0.551,0.590 and 0.505(p0.01).Data transformation to determine the ideal therapeutic windows15-40 g/mL can make good results,25-35 g/ml are the best整合浓度与药效作用的相关性整合浓度与药效作用的相关性 PT(%),Fib(%),TT(%),APTT(%)With the r values were o
33、f 0.560,0.438,0.593 and 0.351).12-17mg/kg can make good resultsData transformation to determine the ideal dosage给药剂量与药效作用的相关性给药剂量与药效作用的相关性 血塞通注射液时效关系模建与预测血塞通注射液时效关系模建与预测 PK浓度作为自变量的时间序列矩阵浓度作为自变量的时间序列矩阵 X(C1,Cn,T,other variable)PD指标作为因变量的时间序列矩阵指标作为因变量的时间序列矩阵 Y(E1,Em)偏最小二乘（偏最小二乘（PLS)多元回归多元回归Y-X 回归关系回归关
34、系Response-T模拟结果模拟结果analysis simulation血塞通注射液时效关系模建与预测血塞通注射液时效关系模建与预测实测值与预测值拟合度好实测值与预测值拟合度好,故基于药时数据可较好预测整体药效故基于药时数据可较好预测整体药效大鼠单次静注血塞通血小板抑制大鼠单次静注血塞通血小板抑制时效关系时效关系预测预测血塞通注射液时效关系模建与预测血塞通注射液时效关系模建与预测实测值与预测值拟合度好实测值与预测值拟合度好,故基于药时数据可较好预测整体药效故基于药时数据可较好预测整体药效脑中风病人多次静注血塞通凝血四项脑中风病人多次静注血塞通凝血四项时效关系时效关系预测预测PT010203
35、0405001234t(h)E(%)ObsPredFIB0102030405001234t(h)E(%)ObsPredTT0102030405001234t(h)E(%)ObsPredAPTT0102030405001234t(h)E(%)ObsPred基于基于SAAMSAAM软件的药代动力学软件的药代动力学建模与预测建模与预测根据前述结果，根据前述结果，建立静注二房室模型建立静注二房室模型所用数据所用数据:PPK 参数参数:k10,k12,k21;静滴速率静滴速率;整合浓度整合浓度;给药给药剂量剂量:200,400,800 and 1200mg/天天不同给药剂量与滴注速率的拟合曲线不同给药剂
36、量与滴注速率的拟合曲线Optimized Dosage:12-17mg/kg (800-1200mg/day)Optimized Infusion ratio:10-14mg/minSMI在心肌缺血患者体内整合在心肌缺血患者体内整合PPK-PPD研究研究Concentration(ng/mL)446.5382.7323.0236.8196.8145.6125.9112.6PR-SCORE1.0.8.6.4.20.0PR-SCORE1PR-SCORE2PR-SCORE3Logistic regressionAP（抗心（抗心绞绞痛）痛）在参麦注射液临床在参麦注射液临床PPK/PPD研究中，采用临床
37、疗效综合评分作为整体指标，与整研究中，采用临床疗效综合评分作为整体指标，与整合浓度进行回归分析，确定有效浓度，从而优化给药方案：通过抗心绞痛综合评合浓度进行回归分析，确定有效浓度，从而优化给药方案：通过抗心绞痛综合评分法，发现当稳态血药浓度达分法，发现当稳态血药浓度达196.8ng/mL以上时，显效与有效概率最高。以上时，显效与有效概率最高。无效显效有效SMI在心肌缺血患者体内整合在心肌缺血患者体内整合PPK-PPD研究研究Concentration(ng/mL)446.5382.7323.0236.8196.8145.6125.9112.6PR-SCORE.8.6.4.20.0PR-SCOR
38、E1PR-SCORE2PR-SCORE3Logistic regressionECG（改善心电图）（改善心电图）在体内外物质组研究的基础上，阐明药在体内外物质组研究的基础上，阐明药效物质组，确定中药的效物质组，确定中药的PK/PD标记物，进标记物，进行多组分药代动力学研究与模型整合，开行多组分药代动力学研究与模型整合，开展临床展临床PPK/PPD结合研究，探讨中药临床结合研究，探讨中药临床给药方案优化措施，给药方案优化措施，开展确有疗效中药制开展确有疗效中药制剂的纵贯式深入研究剂的纵贯式深入研究。George E.P Box:All models are wrong,but some are useful!结论与展望结论与展望致致 谢谢感谢研究团队中的所有老师和学生对此做出的贡献!
