中药复杂组份药代动力学与整体药效研究的探索

中药复杂组份药代动力学与整体药效研究的探索王广基教授中国药科大学体内处置中药药代动力学研究可以阐明中药多组分体内处置过程、解释中药的体内药效物质基础等问题。药效学药效指标起效植物化学中药效应组分中药复方药代动力学研究中药复杂组份药代动力学研究经典药代动力学细胞分子生物学的介入中药复杂体系药代动力学数学模型与动力学参数代谢酶与转运体符合中医药理论的整体动力学•中药药效物质基础研究：体内与体外的结合，药代与药效研究的结合；•中药药代动力学研究：多组份药代动力学的整体表征；•中药药效研究：整体综合效应的表征•三者应为有机联系的整体中药PK/PD研究的关键科学问题整体研究设想中药方剂的纵向深入研究分析/药代代谢组学-生物化学-药效学国家自然科学基金重点项目（30630076）、面上项目（30572228）及“十一五”支撑计划中医药专项（2006BAI08B04-05）资助报告内容•中药体内外物质组的初步探索•中药整体药效作用的代谢组学研究•中药多组份整合药代动力学研究基于体内外物质组思想的中药药效物质基础研究•基本假设：中药药效作用取决于进入体循环及靶器官的原形成分与代谢产物的组合，即体内物质组；•中药的药效物质基础研究应从单纯的中药/制剂成分分离筛选转向体内成分组的研究，并建立体内外成分组的网络关系。脉络宁注射液体内外物质组的初步探讨•脉络宁注射液的制剂成分组分析•动态血浆成分组分析•体外成分组与体内成分组的关联分析脉络宁注射液的制剂成分分析•目前，脉络宁注射液中所含成分已知的仅有绿原酸，咖啡酸等几种有机酸类成分，难以解释其临床疗效；•对于中药制剂中所含未知成分的快速分析，目前尚缺乏相应的策略和技术；•我们基于高分辨LC-MS-IT-TOF技术，建立了一种具有普适性的中药制剂/提取物中复杂成分的快速分析鉴定方法。基本分析思想包括：利用TOF的精确分子量功能，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~几百个不等）；基于所有碎片离子，应用自编的（基于Matlab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；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选结构进行再筛选，进而根据碎裂规律推测化合物结构。脉络宁注射液的制剂成分分析脉络宁注射液的制剂成分分析分析策略AnalChem,2008;80:8187-94脉络宁注射液的制剂成分分析LC-MS-IT-TOF技术从脉络宁中检出87种成分脉络宁注射液的制剂成分分析OOOHOR2OR1GlcOOR1R264HH87Glc-GlcX5X5=R1R2OR3OHR1R2R31CH2HH2OHH3OOHH28OOHGlcOOHRR69H73FormylR1OR2R1R2Doublebonds49Xyl-GlcHΔ3,450Xyl-GlcH－62Glc-GlcOHΔ3,434O-Glc-Ara脉络宁注射液成分分类脉络宁注射液的制剂成分分析成分类别个数有机酸类30糖苷类17环烯醚萜类10黄酮类10苯乙醇苷类7醌类4生物碱类3甾酮类3脉络宁注射液动态血浆成分分析从血浆中共鉴定出175种成分，包括60种原形成分及115种代谢产物，其中一半以上成分具有明确的血浆移行消长规律MMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPP01020304050607004812162024Time(h)Intensity(1E+07)MP脉络宁注射液动态血浆成分分析Ｐ为原形成分，Ｍ为代谢产物，4h后体内可检出成分多为代谢物脉络宁注射液血浆中原形成分的动态移行规律Prototypes0123401234Time(h)Intensity(1E+08)P2P4P6P10P13P14P18P20P24P39P41P45P47P49P50P51P52P57P60P61P66P67P68P69P70P72P73P77P80P81P86P87脉络宁注射液动态血浆成分分析脉络宁注射液动态血浆成分分析Metabolites0123456704812162024Time(h)Intensity(1E+08)M17M66M25M104M7M111M78M67M95M38M79M99M77M80M8M52M81M36M10M6M46M1M44M94M74M48M32M37M60M63M19M49M97脉络宁注射液血浆中代谢物的动态移行规律体内外成分组的关联分析策略药后血浆指纹谱空白血浆指纹谱药源性指纹谱制剂指纹谱原形成分组代谢产物组制剂成分组代谢物归属与确定代谢途径不同时相药效物质组现正在编写相应的化学信息处理软件，包括差示谱分析软件及代谢物与原形成分关联分析软件脉络宁注射液体内外物质组关联分析代谢物代谢物化学结构代谢途径M15-Hydroxymethyl-2-furancarboxylicacidY(5-Hydroxymethylfuraldehyde)+OM23-Methyl-1H-pyrrole-2,4-dicarboxylicacidY11_C2H4_CH2M3Oospolide?M42-(1-Hydroxypropan-2-yl)-4-oxocyclopentanecarboxylicacidY7_2HM5Glucuronicacid?M64-HydroxybenzamidoaceticacidY3_O+GlyM72-Hydroxy-3-(4-methoxyphenyl)propanoicacidY4+2H+O+CH2M84-(Methoxycarbonyl)-3-(hydroxymethyl)-1H-pyrrole-2-carboxylicacidY11_C2H4+OM92-(1-Formylethyl)-2-hydroxy-4-oxocyclopentanecarboxylicacidY10_2HM102,4-Bis(hydroxymethyl)-6-methylenecyclohexanecarboxylicacidY13_H2OY代表相应的原形成分M11VanillacticacidY9+H2OM121,4a,5,6,7,7a-Hexahydro-1-hydroxy-7-(hydroxymethyl)cyclopenta[c]pyran-4-carboxylicacidY14_O+2HM136,11-Dihydroxy-2,8-undecadienoicacid?M14Homononactinicacid?M154-Hydroxy-3,5-dimethoxycinnamicacidY9+O+CH2M161,4a,5,6,7,7a-Hexahydro-1-hydroxy-6-methoxy-7-methylcyclopenta[c]pyran-4-carboxylicacidY44_Glc+CH2M171,4a,5,6,7,7a-Hexahydro-1,4a-dihydroxy-7-(hydroxymethyl)cyclopenta[c]pyran-4-carboxylicacidY14+2HM18(2E,4E)-6,8,11-Trihydroxyundeca-2,4-dienoicacid?M19(E)-8,12-Dihydroxydodec-2-enoicacidY16_O+2HM20(E)-6,10,11-Trihydroxyundec-2-enoicacid?脉络宁注射液体内外物质组关联分析M100Methyl6-(hexadecahydro-2,3,5,14-tetrahydroxy-10,13-dimethyl-6-oxo-1H-cyclopenta[a]phenanthren-17-yl)-2,5,6-trihydroxy-2-methylheptanoateEDS+O+O+CH2M1013,6,7,8-Tetramethoxy-3'-O-glucopyranoside-4',5-heptahydroxyflavone?M1027-O-E-FeruloylloganicacidY44+Y9_H2OM10311-Cinnamoyl-20-Ac-2,3,11,14,20-pentahydroxypregn-6-oneY74_---+2H+AC+Y4M10410-(3,4-Dimethoxy-E-cinnamoyl)geniposidicacidY41+Y9+CH2M1052,22-O-Diacetyl-2,3,14,20,22,25-Hexahydroxycholest-7-en-6-oneEDS+2ACM1067-FeruloylloganinY44+Y9_H2O+CH2M1071-O-Acetyl-3,5-Di-O-feruloylquinicacidY75+2CH2+ACM108OsmanthusideBY82_2OM109Pregnane-3,5,6,8,11,12,14,20-octolY74+4H_-----M1105-O-Glucuronopyranoside-3,4,7-trimethoxy-2-(3,4,5-trimethoxyphenyl)-6-methylchroman-5-olY48+2H+2CH2+GAM1112-(1-Hydroxyethyl)-3-hydroxy-5,7-dimethoxy-1,4-naphthoquinone+2GAY67_-----+2GAM1124'-Methoxy-5-O-acetylscolymosideY81+CH2+O+ACM113Oleanolicacid+2GA???Y(Oleanolicacid)+2GAM114CandidosideY(Oleanolicacid)_O+2H+2Glc+Ara+XylM1153-O-Glucopyranosyl-glucopyranosyl-glucopyranosyl-glucopyranoside-12-oleanene-3,28-diolY(Oleanolicacid)_O+2H+4Glc脉络宁注射液体内外物质组关联分析对其中80%以上的代谢物成功地进行了代谢途径推断及与原形成分的关联分析小结•建立了一种具有普适性的体内外中药复杂组份鉴定方法（脉络宁，生脉等）；•初步建立了中药体内外物质组的信息处理技术，尝试了体内外物质组的关联研究；•如何进行体内物质组的药效评价，需要探索新的研究思路中药多组份整合药代动力学研究与临床合理用药•关键难点：中药含有多个有效组份，各自有不同的药代动力学特征，单一成分ＰＫ特征不能用于表征中药的整体ＰＫ行为；•如何定量描述中药组份的整体药代动力学特征，是中药药代动力学研究的关键科学问题之一；•我们在2006年国家自然科学基金重点项目（30630076）中明确提出了“中药多组份整合药代动力学”研究的创新思路。中药多组份药时曲线拟合04812162024020406080100ABCDEFc(ng/ml)t(h)S=2.41097874r=0.99368717t(h)c(ng/ml)04812162024081624324048药代模型拟合各成分PK参数整合PK参数中药多组份整合药代动力学研究中药多组份整合药代动力学研究TCMIdentifyingMultiplemarkersCombinedanalytical,PKandPDmethodsDevelopingbioanalyticalmethodStandards:abundantconte