李秋月,裘福榮*
(上海中醫(yī)藥大學附屬曙光醫(yī)院臨床藥理科藥代動力學實驗室,上海 201203)
丹參酮體內(nèi)、外代謝及代謝性相互作用研究進展
李秋月,裘福榮*
(上海中醫(yī)藥大學附屬曙光醫(yī)院臨床藥理科藥代動力學實驗室,上海 201203)
〕通過檢索近年來國內(nèi)外相關(guān)文獻,結(jié)合丹參酮代謝研究最新成果,對丹參酮體內(nèi)外代謝規(guī)律、主要代謝酶類及丹參酮與藥物的相互作用及其機制進行綜述,從代謝角度解釋丹參酮藥理活性的科學內(nèi)涵,為丹參酮臨床合理應用和進一步開發(fā)提供參考。
丹參酮;體內(nèi)代謝;體外代謝;代謝產(chǎn)物;代謝途徑;藥物相互作用
丹參酮是從活血化瘀中藥丹參中提取的脂溶性有效成分,主要包含丹參酮Ⅰ、丹參酮ⅡA、隱丹參酮、二氫丹參酮等。丹參酮類主要為二萜類化合物,均含有鄰醌或?qū)︴Y(jié)構(gòu),由于醌類成分易被還原為二酚類衍生物,后者再被氧化又易轉(zhuǎn)變?yōu)轷?,在轉(zhuǎn)變過程中起電子傳遞作用,同時它們在生物體內(nèi)的代謝產(chǎn)物容易參與機體的多種生物化學反應,并作為生物反應的輔酶對某些生化反應起促進或干擾作用[1],表現(xiàn)出多種藥理作用,如抗菌消炎、抗凝血、抗雄性激素、抗腫瘤、抗氧化以及保護心腦血管等,對多種疾病有良好的治療效果[2]。目前對丹參酮在實驗動物及人體內(nèi)外藥代動力學及藥物相互作用進行了較多的研究,本文擬對國內(nèi)外丹參酮體內(nèi)外代謝及代謝性相互作用的最新成果進行綜述。
1.1 生物樣品處理方法
生物樣品主要有血漿、尿液、膽汁、組織等。研究對象包括大鼠、小鼠、豚鼠[3]、家兔[4]、比格犬[5]、斑馬魚[6]、人[7]等。
常用的生物樣品的前處理包括沉淀蛋白法、液液萃取法和固相萃取法等。沉淀蛋白法操作簡便,是處理含丹參酮血漿樣品最常用、最有效的方法。乙腈作為沉淀劑不僅與流動相中的有機相一致,而且沉淀蛋白效果最佳,進樣后峰形良好,實踐表明采用1∶3的比例可以沉淀99.8%的蛋白,采用此比例進行蛋白沉淀能滿足一般測定要求,但是此種方法不適用于樣品濃度較低時的測定。而用乙酸乙酯為萃取劑且用量為1.5 mL時,血漿和腦勻漿中丹參酮和內(nèi)標的萃取回收率均符合要求,此方法將血漿中的藥物進行濃縮,可降低檢測限,提高靈敏度。丹參酮用乙酸乙酯萃取法將血漿中的脂溶性物質(zhì)提出而影響結(jié)果測定,而沉淀法也可能會引起介質(zhì)效應,實際操作中應根據(jù)分析要求選擇適當?shù)奶幚矸椒ā?/p>
1.2 檢測方法
目前對丹參酮類主要的藥動學分析方法有:高效液相色譜法 (HPLC)、單級或多級液質(zhì)聯(lián)用法(LC-MS、LC-MS-MS)。 采用 HPLC-UV 檢測的方法有一定的分辨率和靈敏度,重復性高,但同時測定幾個成分時干擾較大,分離度要求較高,不能滿足較低的檢測下限。LC-MS法能夠避免HPLC-UV法的一些缺點,宋敏等[8]使用此法測定了丹參酮兩個成分,雜質(zhì)干擾較少并且此方法更節(jié)約時間,對分離度要求較低,但是該法不能完全排除雜質(zhì)干擾。LC-MSMS法能夠克服以上兩種方法的缺點,Park EJ等[9-10]采用乙酸乙酯液-液提取,LC-MS-MS同時測定4種以上丹參酮成分最低定量下限可達0.1 ng/mL。以上方法結(jié)果可靠,靈敏度高,精密度、準確度均符合要求,為今后建立丹參酮血漿測定方法提供借鑒。
丹參酮ⅡA首先在CYP酶的催化下發(fā)生Ⅰ相代謝,其本身在硝基喹啉-1-氧化物(nitroquinoline-oxide,NQO)的作用下被還原成烯醇式結(jié)構(gòu),并進一步在葡萄糖醛酸轉(zhuǎn)移酶(glucuronosyltransferases,UGT)作用下與葡萄糖醛酸結(jié)合形成Ⅱ相代謝產(chǎn)物,丹參酮ⅡA代謝過程中涉及的酶包含數(shù)個Ⅰ相和Ⅱ相代謝酶,例如 CYP2C19、CYP3A1、CYP2D6、NOQ、UGT等[11]。對SD大鼠肝微粒體代謝表型研究發(fā)現(xiàn)有丹參酮ⅡA代謝酶主要有 CYP3A2、CYP2E1、CYP2C11、CYP2D1等[12]。以上研究結(jié)果顯示丹參酮ⅡA的代謝酶類種類很多,而對于丹參酮中其他主要活性成分的代謝酶研究較少,需要進一步深入研究確定其代謝酶的亞型。丹參酮代謝酶類的研究可以合理制定給藥計劃以及為研究丹參酮體內(nèi)外藥物相互作用奠定基礎。
3.1 代謝途徑的研究
WangM等[13-14]研究發(fā)現(xiàn),丹參酮的代謝途徑主要有兩條:(1)發(fā)生在丹參酮原藥上的在羥基化、脫氫化、氧化反應和呋喃環(huán)裂解;(2)丹參酮先代謝成脫氫丹參酮后,再在其分子上進行羥基化、甲氧基化、氧化以及呋喃環(huán)裂解。其中脫氫作用是隱丹參酮代謝的主要方式,二氫丹參酮包括D環(huán)脂肪酸化,D環(huán)水解,A環(huán)飽和化和羥基化是丹參酮ⅡA的代謝方式,氧化反應是丹參酮ⅡA和羥基化丹參酮ⅡA的特征化反應。丹參酮Ⅱ相結(jié)合反應主要形成葡萄糖醛酸和硫酸結(jié)合產(chǎn)物。
3.2 代謝產(chǎn)物的研究
Wei P[6]選擇類哺乳動物斑馬魚為研究對象,采用液質(zhì)聯(lián)用技術(shù)鑒定丹參酮ⅡA、隱丹參酮和丹參酮Ⅰ的代謝產(chǎn)物,通過比較代謝產(chǎn)物的質(zhì)譜參數(shù)以及液相保留時間和參照相關(guān)文獻可以對產(chǎn)物進行定性鑒別,發(fā)現(xiàn)多種丹參酮ⅡA和隱丹參酮的羥基化、脫氫、D-水解產(chǎn)物,其中丹參酮ⅡA是隱丹參酮的主要脫氫產(chǎn)物,提示我們丹參酮主要活性成分在體內(nèi)可能會發(fā)生代謝性轉(zhuǎn)化,該研究沒有找到丹參酮Ⅰ的相關(guān)產(chǎn)物。
戴海學等[14]采用電子轟擊質(zhì)譜(EI-MS)和電噴霧電離質(zhì)譜(ESI-MS)分析技術(shù)并借助Mass Frontier軟件對隱丹參酮、丹參酮ⅡA以及丹參酮Ⅰ進行了結(jié)構(gòu)及其裂解途徑研究,隱丹參酮和丹參酮ⅡA經(jīng)過大鼠體內(nèi)外的生物轉(zhuǎn)化后,可鑒定出19個Ⅰ相代謝產(chǎn)物和6個Ⅱ相結(jié)合產(chǎn)物。丹參酮Ⅰ和二氫丹參酮Ⅰ經(jīng)過大鼠體內(nèi)轉(zhuǎn)化后,可鑒定出16個Ⅰ相代謝產(chǎn)物和4個Ⅱ相結(jié)合產(chǎn)物。
4.1 代謝途徑研究
根據(jù)現(xiàn)有文獻丹參酮體外代謝途徑與體內(nèi)基本一致,隨著微粒體、重組酶等技術(shù)的應用使我們的研究更加方便準確,丹參酮體外代謝途徑的研究有著非常廣闊的前景。研究發(fā)現(xiàn)大鼠體外腸細胞質(zhì)及微粒體的復合體系(S9)中丹參酮ⅡA醌還原級聯(lián)葡萄糖醛酸結(jié)合反應的代謝途徑見圖1[15]。
圖1 丹參酮ⅡA醌還原級聯(lián)葡萄糖醛酸結(jié)合反應的代謝途徑
王瓊等[16]對這一代謝途徑進行研究發(fā)現(xiàn)丹參酮ⅡA在不同種屬的S9體系中能夠發(fā)生醌還原及繼發(fā)的葡萄糖醛酸結(jié)合反應;在上述代謝途徑中M2的生成速率存在種屬差異,這種差異性與UGT1A9種屬差異相關(guān)。
4.2 代謝產(chǎn)物研究
以SD大鼠肝勻漿體外代謝法為代謝指紋圖譜平臺,對隱丹參酮、丹參酮Ⅰ、丹參新酮進行體外代謝研究,發(fā)現(xiàn)丹參酮Ⅰ沒有新的色譜峰出現(xiàn),隱丹參酮產(chǎn)生的新色譜峰經(jīng)證實為丹參酮ⅡA[17],該研究結(jié)果與斑馬魚體內(nèi)代謝產(chǎn)物研究結(jié)果一致,此項研究也從代謝角度解釋了丹參抗菌活性與血凝活性在代謝前后變化的原因。丁建剛[12]在大鼠肝微粒體中測定出丹參酮ⅡA的10種代謝產(chǎn)物,其可能的代謝途徑和產(chǎn)物見圖2。
圖2 丹參酮ⅡA在大鼠肝微粒體中的主要代謝產(chǎn)物和可能的代謝轉(zhuǎn)化途徑
5.1 丹參酮與藥物體內(nèi)相互作用研究
5.1.1 丹參酮類活性成分相互影響 宋敏等[8]對各丹參酮之間相互作用進行了研究,得出丹參脂溶性提取物中的其他成分促進藥效成分丹參酮ⅡA和隱丹參酮的吸收,使隱丹參酮在大鼠體內(nèi)的吸收速度加快,同時使其從中央室向周邊室分布,也促進隱丹參酮向丹參酮ⅡA的轉(zhuǎn)化。
5.1.2 丹參酮和CYP底物相互作用 (1)抑制作用用不同的底物藥研究不同肝藥酶體內(nèi)表達情況表明 , 丹 參 酮 抑 制 CYP2C11、CYP2A1、CYP1A1,CYP2C6和CYP2C11大鼠體內(nèi)表達[18-20]。用咪達唑侖為底物評估丹參提取物在人體內(nèi)和大鼠體內(nèi)對CYP3A4酶活性的影響實驗中,證實丹參酮可以減少小腸和肝臟中CYP3A4酶的表達,但不降低大鼠肝CYP3A4活性[21-22]。(2)誘導作用 丹參酮可升高肝中CYP1A1,1A2,和2B1的活性同時誘導谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶(glutathione transferase,GT)的活性[21-22]。
5.1.3 丹參酮與轉(zhuǎn)運體蛋白底物相互作用 (1)抑制作用 由于丹參酮是丹參的脂溶性提取物,所以丹參酮單體或者丹參混合提取物可能會引起體內(nèi)脂類代謝酶(例如羧酸脂酶)減少,從而導致該酶誘導的藥物水解減慢,近期有關(guān)研究較少還不能得到確切結(jié)論,但是丹參酮與脂類藥物合用時應避免相互作用影響藥效。(2)誘導作用 丹參提取物不影響P-糖蛋白調(diào)節(jié)的藥物相互作用[21]。
5.2 丹參酮與其他藥物體外相互作用研究
5.2.1 丹參酮抑制的CYP酶類 Wang X等[22-24]建立了大鼠肝微粒體中的“Cocktail”探針藥物法,實驗結(jié)果顯示丹參酮ⅡA、丹參酮Ⅰ、隱丹參酮、二氫丹參酮Ⅰ都不同程度抑制 CYP2C11、CYP1A2、CYP3A、CYP2D6、 CYP2C19、CYP2C9和 CYP2E1調(diào)節(jié)的底物代謝。丹參酮Ⅰ、丹參酮ⅡA、隱丹參酮抑制大鼠肝微粒體中CYP1A1,CYP2C6和CYP2C11調(diào)節(jié)華法林代謝[25]。隱丹參酮、丹參酮I和丹參酮ⅡA和二氫丹參酮是CYP3A2競爭性抑制劑,二氫丹參酮是CYP2C11競爭性抑制劑[26]。
Qiu F等[27]研究了丹參提取物對人肝微粒體CYP450酶催化活性顯示,丹參酮Ⅰ、丹參酮ⅡA、隱丹參酮是CYP1A2的競爭性抑制劑,隱丹參酮是CYP2C9的混合型抑制劑,隱丹參酮和丹參酮Ⅰ弱抑制CYP2D6。而胡立煒[28]研究表明,丹參酮ⅡA對人肝微粒體中CYP1A2酶存在中等抑制并且為非競爭性抑制。Xuelin Zhou等發(fā)現(xiàn)丹參新酮在混合人肝微粒體中表現(xiàn)出對CYP1A2、CYP2D6的溫和抑制作用,對CYP1A2,CYP2D6和CYP3A4混合型抑制,丹參新酮對CYPs的抑制作用比二氫丹參酮弱,比丹參酮Ⅰ、丹參酮ⅡA、和隱丹參酮強[29-30]。張榮等[31]采用人重組酶系統(tǒng)考察隱丹參酮、丹參酮ⅡA、丹參酮Ⅰ和二氫丹參酮Ⅰ對CYP1家族(CYP1A1,1A2,1B1)代謝能力的影響,發(fā)現(xiàn)丹參酮是CYP1家族酶活力的強效抑制劑,并能抑制陽性誘導劑BaP在HepG2細胞上對CYP1活力的誘導。CYP1尤其是CYP1B1是癌癥誘發(fā)和導致抗癌藥物失效的重要因素。由于丹參酮可以有效的抑制CYP1家族活力,提示其具有癌癥治療輔助用藥的開發(fā)潛力。
5.2.2 丹參酮體外誘導藥物代謝酶類的合成 丹參酮能通過提高酶的活性或者提高酶蛋白的表達,提高某些肝藥酶的活性使一些藥物代謝速率加快,臨床上丹參酮與這些酶代謝的藥物合用時應注意,藥物可能被快速代謝。Zhang R等[32-33]研究丹參酮對人肝癌細胞和大鼠肝微粒體肝藥酶代謝作用發(fā)現(xiàn),丹參酮對肝癌細胞HepG2和大鼠肝微粒體中CYP1A1/2的表達有誘導作用。丹參酮ⅡA和隱丹參酮與孕甾烷X受體(PXR)競爭性誘導CYP3A4,隱丹參酮的誘導作用比丹參酮ⅡA更加明顯[21]。對丹參酮ⅡA對大鼠細胞色素P450酶的誘導作用研究,結(jié)果顯示丹參酮ⅡA能顯著誘導CYP1A2及CYP2E1的活性以及基因、蛋白表達,且呈劑量依賴性;高劑量組能增強CYP2C19的活性,但對基因、蛋白表達沒有影響,對包括CYP3A1在內(nèi)的其他亞型沒有影響[34]。
對丹參酮代謝的研究可以幫助了解丹參酮在生物體內(nèi)的情況,以及丹參酮藥理作用和給藥劑量、頻率、途徑和個體差異的關(guān)系,為臨床合理安全用藥、個體化用藥提供依據(jù)。但是對于代謝丹參酮的酶類目前還沒有完全確定,相互作用研究中幾乎沒有涉及到丹參酮與Ⅱ相代謝的酶類的相互影響,并且較多研究出現(xiàn)了相互矛盾的結(jié)果;活性代謝產(chǎn)物之間發(fā)生相互轉(zhuǎn)化以及代謝產(chǎn)物與丹參酮各亞型的藥理活性研究較少,這些可能會影響丹參酮的體內(nèi)外代謝過程,其機制尚不明確,因此可以借鑒現(xiàn)代分析技術(shù),進一步深入的研究丹參酮的藥代動力學特征和相互作用機制,全面了解其在體內(nèi)的吸收、分布、代謝、排泄特點,對進一步指導新藥研發(fā)具有重要意義。
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(本文編輯 楊 瑛)
Research Progress on Metabolism of Tanshinones Metabolism together with Metabolites Interactions in vivo and in vitro
LI Qiuyue,QIU Furong*
(Department of Clinical Pharmacology,Shuguang Hospital Affiliated to Shanghai University of Traditional Chinese Medicine,Shanghai 201203,China)
Tanshinones possess a wide range of pharmacological activities and also can be metabolized into multiple products,interacting with various drugs.This paper on metabolisms and drug interactions of tanshinones are summarized by reviewing the related literatures in recent years.The aim of this article is to reveal the reason of tanshinones pharmacological activities and the mechanism of tanshinones drug interactions,according to metabolite as well as their pathways,CYPs et al,and put forward the problems and suggestions to provide evidence for clinical rational administration and drug safety,which offer the reference for the furtherdevelopmentof tanshinones.
tanshinones;metabolism in vivo;metabolism in vitro;metabolite;metabolic pathways;drug interactions
*裘福榮,理學博士,副主任藥師,副教授,碩士研究生導師,E-mail:furong_qiu@126.com。
R969.1
A
10.3969/j.issn.1674-070X.2014.06.016.052.05
2014-01-22
國家自然科學基金資助項目(81173818)。
李秋月,女,在讀碩士研究生,從事中藥藥物代謝動力學研究。