朱冬春,孫旭群
(1.安徽醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院,安徽合肥 230032;2.安徽醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院藥劑科,安徽合肥 230022)
鬼針草,又名婆婆針,為菊科一年生植物鬼針草(Bidens bipinnata L)的干燥全草。始載于唐代陳藏器《本草拾遺》并被列為上品,其性味苦,甘淡、微寒。具有解熱、止瀉、解毒和活血散瘀等功效。我國大部分地區(qū)均有分布。藥理研究發(fā)現(xiàn)其活性成分通過不同信號通路,在降壓、降血糖、抗氧化、抗腫瘤、抗炎等方面有較好的應(yīng)用價值[1-2],近年發(fā)現(xiàn)對多種原因?qū)е碌母卫w維化、高脂血癥等具有良好的治療作用[3]。陳飛虎團隊[4]對其有效部位進行篩選,發(fā)現(xiàn)鬼針草總黃酮(total flavones of bidens bipinnata L,TFB)為其有效部位,并對鬼針草中黃酮類活性成分的提取、制劑等進行了系列研究,具有良好的臨床應(yīng)用前景。但TFB的體內(nèi)過程研究鮮有報道,筆者對TFB總體給藥以及其中各化學(xué)成分單獨給藥等條件下的藥動學(xué)資料進行整理,為TFB給藥的藥代動力學(xué)研究提供參考,有助于深入研究藥物作用,進一步明確活性成分的物質(zhì)基礎(chǔ)。
鬼針草活性成分的研究較早,主要集中于黃酮類物質(zhì)。由于中藥成分的復(fù)雜,提取分離以及檢測分析條件等因素的影響,對化學(xué)成分的研究結(jié)論不盡相同。胡偉等[5]以總黃酮含量不少于5.00 mg·g-1,金絲桃苷含量不少于 0.03 mg·g-1為指標,建立鬼針草藥材質(zhì)量標準,活性成分的結(jié)構(gòu)確證多通過高效液相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用進行,而金絲桃苷、異槲皮苷等單體的研究可通過高效液相色譜法完成[6],吳婷妮等[7]采用 HPCE 方法,從鬼針草的乙醇提取物中,同時測得槲皮素等10種酚類物質(zhì),結(jié)合早期研究,多以槲皮素、金絲桃苷、異槲皮苷等成分為鬼針草總黃酮中的主要活性物質(zhì)。目前研究發(fā)現(xiàn)的總黃酮化學(xué)成分見表1。
表1 鬼針草中黃酮類的化學(xué)成分
藥代動力學(xué)研究關(guān)注藥物的體內(nèi)過程,有利于更好的闡明藥物作用機制,形成全面的系統(tǒng)研究[8]。目前關(guān)于TFB整體給藥的藥動學(xué)研究資料缺乏,但其中的主要化學(xué)成分,如金絲桃苷、槲皮素、異槲皮苷、蘆丁等成分單體的藥動學(xué)研究,個別成分在其他制劑中的藥動學(xué)研究,以及化學(xué)成分之間相互作用的資料逐漸增多,對TFB的體內(nèi)過程研究有著參考價值。
2.1 藥物的吸收 受動物體內(nèi)胃腸道菌群的影響以及腸壁水解酶的作用,黃酮苷類容易水解生成對應(yīng)的苷元。苷和苷元在體內(nèi)的吸收存在很大的差異。在TFB整體給藥的吸收研究中,以金絲桃苷為主要成分,研究TFB在不同腸段、不同TFB濃度及加入P-gp抑制劑后的腸吸收情況,發(fā)現(xiàn)在大鼠各腸段均有吸收,為被動擴散;且不受P-gp抑制劑影響。
研究表明,大鼠灌胃給予槲皮素、異槲皮苷和蘆丁后,苷元槲皮素在胃腸道迅速吸收,而蘆丁和異槲皮苷在胃中沒有水解成苷元也沒有被吸收。TFB口服給藥后在小腸中主要是以苷元形式吸收,吸收入血后主要以槲皮素的糖苷結(jié)合物形式存在。Caco-2單層細胞模型研究槲皮素、槲皮苷的吸收情況,結(jié)果槲皮素能夠迅速由細胞單層膜的頂側(cè)轉(zhuǎn)運至基底側(cè),以游離槲皮素和槲皮素葡萄糖醛酸的存在形式為主,且結(jié)合苷的濃度隨著時間的增長而增長。相比與槲皮素,糖苷均不易透過細胞單層膜。且黃酮苷的吸收和苷元所連接的糖基的水解特性相關(guān)。
鬼針草總黃酮中部分活性成分如金絲桃苷、槲皮素等,在其他植物的黃酮提取物給藥后體內(nèi)過程有見報道。如張穎等[9]在研究銀杏葉黃酮成分及藥代動力學(xué)特征時,發(fā)現(xiàn)包括槲皮素在內(nèi)的多種黃酮類成分有二次達峰現(xiàn)象,王大力等[10]研究在Beagle犬體內(nèi)銀杏黃酮的藥動學(xué)特點時同樣證實類似結(jié)論,給藥后發(fā)現(xiàn)槲皮素約2/3在灌流過程中吸收進入腸壁,但同時又有52%的以葡萄糖醛酸苷或硫酸苷結(jié)合物的形式,重新分泌入腸,從而出現(xiàn)雙峰現(xiàn)象。
朱紅崗等[11]考察灌胃后大鼠體內(nèi)槲皮素的血藥濃度及藥代動力學(xué)特點,按AIC(Akaike’s Information Criterion)最小原則,結(jié)合相關(guān)指數(shù)等指標選擇房室模型,擬合的口服給藥藥時曲線符合一室模型。
艾國等[12]研究金絲桃苷單體藥動學(xué)特點時,在灌胃給藥和靜脈給藥后的藥物吸收分別符合一室模型和二室模型。
鬼針草中黃酮類各成分在吸收過程中的相互作用未見系統(tǒng)研究,但中藥有效成分組給藥時,成分間可能通過腸道CYP450酶、P-gp轉(zhuǎn)運體等機制,在吸收過程中產(chǎn)生相互作用[13]。
2.2 藥物的分布 艾國等[12]使用HPLC法考察大鼠金絲桃苷灌胃給藥后0.5、3、6 h時各組織臟器中金絲桃苷的濃度,發(fā)現(xiàn)臟器中藥物的含量依次是胃、腸、腎、肝、肌肉、肺、心、腦、子宮、脾、睪丸、脂肪。由于進入體內(nèi)的金絲桃苷絕大部分是以水解成苷元槲皮素的方式吸收,該研究采用β-葡萄糖苷酸酶酶解生物樣品,測定金絲桃苷苷元槲皮素的濃度,再換算成金絲桃苷濃度的研究方法,該結(jié)果揭示了槲皮素各種代謝產(chǎn)物,在臟器的分布情況,該結(jié)論對包括TFB在內(nèi),含槲皮素及其苷類衍生物的黃酮類分布方式研究,均有較大參考價值。
2.3 藥物的代謝 黃酮類化合物主要在肝臟和消化道發(fā)生代謝。Ho等[8]研究證實大鼠灌胃后,黃酮苷多在胃腸道內(nèi)水解,進入體內(nèi)代謝為葡萄糖醛酸結(jié)合物,而槲皮素在體內(nèi)發(fā)生Ⅱ相代謝反應(yīng)形成槲皮素3-O葡萄糖苷;靜脈給藥主要在肝臟發(fā)生生物轉(zhuǎn)化。另有研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),大鼠靜注金絲桃苷后,不同劑量下藥物的半衰期t1/2不盡相同,濃度—時間曲線下面積(AUC)與劑量呈非線性關(guān)系,其消除可呈現(xiàn)非線性動力學(xué)特征。邢萌萌等[14]利用UPLC/Q-TOF檢測槲皮素代謝產(chǎn)物在大鼠血漿及組織中分布,證實槲皮素在血液中主要以其葡萄糖醛酸、硫酸酯結(jié)合物的形式存在,約占全部代謝物的64.23%,另一部分約35.77%以脂肪酸結(jié)合物的形式存在。
對酶的誘導(dǎo)抑制研究中,考察對大鼠肝微粒體代謝的影響,發(fā)現(xiàn)槲皮素可抑制CYP2E1、CYP3A4活性,誘導(dǎo)CYP1A2的活性,但研究槲皮素與蘆丁對環(huán)孢素生物利用度影響時,槲皮素誘導(dǎo)了P-gp轉(zhuǎn)運體與CYP3A4的活性,可能由于槲皮素的葡萄糖醛酸、硫酸鹽等結(jié)合物的作用,提示總黃酮與肝藥酶的作用可能更為復(fù)雜[15]。另有文獻報道,槲皮素對肝藥酶的影響有限,常規(guī)劑量下在人類志愿者體內(nèi)并不影響其他藥物的代謝[16]。提示體內(nèi)過程與體外過程、動物試驗結(jié)果與人類試驗可能存在較大的差異。
2.4 藥物的排泄 研究發(fā)現(xiàn)大鼠金絲桃苷灌胃后,在尿、糞或膽汁72 h內(nèi)累計排泄的金絲桃苷原形或苷元總量,約占總給藥量的3%[12],其中由尿排出量約占給藥劑量的 0.71%,糞排泄量占2.04%,給藥后24 h內(nèi),膽汁累計排出量約占給藥劑量的1.56%。Xue等[17]研究發(fā)現(xiàn)靜注金絲桃苷后,大鼠尿液和膽汁中檢測出金絲桃苷的原型、槲皮素單葡萄糖醛酸結(jié)合物、金絲桃苷的硫酸化結(jié)合產(chǎn)物、金絲桃苷的甲基化葡萄糖醛酸代謝物、金絲桃苷的硫酸化葡萄糖醛酸結(jié)合產(chǎn)物、金絲桃苷的甲基化硫酸結(jié)合產(chǎn)物等。
在中藥藥動學(xué)研究中,近幾年發(fā)展起來的藥物PK-PD模型逐漸被接受,以藥代動力學(xué)研究為基礎(chǔ),發(fā)展起來的評估藥物的體內(nèi)吸收代謝過程的模型。假想的效應(yīng)室并與血漿室(中央室)相聯(lián)系,并結(jié)合傳統(tǒng)的藥效學(xué),組合出一種新的藥動學(xué)/藥效學(xué)結(jié)合模型,在中藥研究領(lǐng)域逐漸應(yīng)用。由于中藥成分復(fù)雜,目前鬼針草的藥動學(xué)研究仍局限于其中少數(shù)化學(xué)成分。相關(guān)研究許多方面仍存在較多困難,在檢測方法上需要進一步優(yōu)化檢測條件提高靈敏度,采用多方法、多指標的研究相結(jié)合,使結(jié)果更加準確;在活性成分代謝產(chǎn)物方面,代謝物的結(jié)構(gòu)、代謝途徑及藥理作用,亟待深入研究。目前鬼針草中化學(xué)成分的體內(nèi)過程研究,多停留在動物實驗水平,開展的高通量篩選或有助于加強中藥相互作用預(yù)測的研究,減少藥動學(xué)相互作用帶來的藥物不良反應(yīng)。中藥“多組分,多靶點”的特點,需要建立合適的PK-PD模型,形成全面的研究體系,對研究鬼針草活性成分的體內(nèi)過程,以及進一步開發(fā)新的藥物制劑有著重要的指導(dǎo)意義。
綜上所述,鬼針草中黃酮類成分的體內(nèi)過程研究仍處于探索階段,化學(xué)成分復(fù)雜,且不同提取方式所得研究結(jié)果間有差異。藥代動力學(xué)研究主要針對部分單體成分,且不同實驗對象、不同給藥途徑等均會影響活性成分在體內(nèi)的藥動學(xué)行為?;钚猿煞值捏w內(nèi)過程研究,是設(shè)計及優(yōu)化給藥方案、合理用藥的理論依據(jù)。值得注意的是,不同藥物之間發(fā)生的相互作用,可能會對藥代動力學(xué)過程產(chǎn)生影響,這已引起國內(nèi)外藥品管理部門的關(guān)注,2012年美國食品藥品管理局(FDA)和歐洲藥品管理局(EMA)先后更新了藥物相互作用研究指南,用以指導(dǎo)相關(guān)研究[18-19];我國國家食品藥品監(jiān)督管理總局在2014年5月發(fā)布的《藥物非臨床藥代動力學(xué)研究技術(shù)指導(dǎo)原則》中,也以較多篇幅對藥物相互作用研究進行引導(dǎo)和規(guī)范。由于中藥往往以多種成分同時給藥發(fā)揮作用,中藥的藥動學(xué)研究需要注意活性成分之間的藥物相互作用。
隨著中藥成分分析技術(shù)的發(fā)展,以及對種屬差異、藥物代謝酶、藥物代謝基因多態(tài)性等認識的不斷增加,為中藥藥物相互作用的研究提供了良好的契機[20]。中藥復(fù)雜組分的體內(nèi)過程研究,既是促進藥物的臨床合理應(yīng)用,也是促進中藥發(fā)展的現(xiàn)代化、國際化,研究任重道遠。
[1]Bo Y,Yuan LP,Zhang JJ,et al.Total flavonoids of Bidens bipinnata L.a traditional Chinese medicine inhibits the production of inflammatory cytokines of vessel endothelial cells stimulated by sera from Henoch-Sch?nlein purpura patients[J].J Pharm Pharmacol,2012,64(6):882-887.
[2]Pratheeshkumar P,Budhraja A,Son YO,et al.Quercetin inhibits angiogenesis mediated human prostate tumor growth by targeting VEGFR-2regulatedAKT/mTOR/P70S6K signalingpathways[J].PLoS One,2012,7(10):e47516.
[3]吳婷妮,余長柱,李 榮,等.鬼針草的研究進展[J].安徽醫(yī)藥,2014,18(9):1614-1616.
[4]許 慧,陳飛虎,邵 旭,等.鬼針草總黃酮提取工藝中試研究[J].安徽醫(yī)藥,2012,16(6):738-740.
[5]胡 偉,陳飛虎,吳繁榮,等.鬼針草藥材質(zhì)量標準初步研究[J].中華中醫(yī)藥雜志,2011,26(6):1370-1372.
[6]張 麗,徐國兵,陳飛虎,等.高效液相色譜法同時測定鬼針草提取物中3種單體成分的含量[J].中國藥學(xué)雜志,2011,46(22):1759-1761.
[7]吳婷妮,余長柱,李 榮,等.HPCE法測定鬼針草提取液中10種酚類化合物[J].中草藥,2013,44(17):2404-2409.
[8]Ho L,F(xiàn)erruzzi MG,Janle EM,et al.Identification of brain-targeted bioactive dietary quercetin-3-O-glucuronide as a novel intervention for Alzheimer's disease[J].FASEB J,2013,27(2):769-781.
[9]張 穎,劉建勛,林 力,等.HPLC-ECD法測定大鼠血漿中銀杏葉黃酮成分及藥代動力學(xué)研究[J].藥物分析雜志,2011,31(1):10-14.
[10]王大力,狄 斌,李 龍,等.銀杏葉片中銀杏黃酮在Beagle犬體內(nèi)的藥動學(xué)研究[J].中國現(xiàn)代應(yīng)用藥學(xué),2012,29(6):483-486.
[11]朱紅崗,凌 明.大鼠體內(nèi)槲皮素的血藥濃度測定及其藥代動力學(xué)研究[J].中國藥業(yè),2013,22(2):14-15.
[12]艾 國,黃正明,王德文,等.金絲桃苷在大鼠體內(nèi)的藥代動力學(xué)研究[J].中國實驗方劑學(xué)雜志,2013,19(1):157-161.
[13]Yang Y,Zhang ZQ,Li S,et al.Synergy effects of herb extracts:Pharmacokinetics and pharmacodynamic basis[J].Fitoterapia,2014,92:133-147.
[14]邢萌萌,朱科學(xué),聶少平,等.UPLC/Q-TOF檢測槲皮素代謝產(chǎn)物在大鼠血漿及組織中的分布[J].食品科學(xué),2013,34(24):158-162.
[15]Yu CP,Wu PP,Hou YC,et al.Quercetin and rutin reduced the bioavailability of cyclosporine from neoral,an immunosuppressant,through activating P-glycoprotein and CYP 3A4[J].J Agric Food Chem,2011,59(9):4644-4648.
[16]Hanley MJ,Masse G,Harmatz JS,et al.Pomegranate juice and pomegranate extract do not impair oral clearance of flurbiprofen in human volunteers:divergence from in vitro results[J].Clin Pharmacol Ther,2012,92(5):651-657.
[17]Xue C,Jiang S,Guo J,et al.Screening for in vitro metabolites of Abelmoschus manihot extract in intestinal bacteria by ultra-performance liquid chromatography/quadrupole time-of-flight mass spectrometry[J].J Chromatogr B,2011,879(32):3901-3908.
[18]U.S.Department of Health and Human Services,F(xiàn)ood and Drug Administration,Center for Drug Evaluation and Research(CDER).Guidance for industry,drug interaction studies-study design,data analysis,implications for dosing,and labeling recommendations[S],2012-02.
[19]European Medicine Agency(EMA),Committee for Human Medicinal Products(CHMP).Guideline on the investigation of drug interactions[S],2012-06-21.
[20]劉 萍,王 平,陳 剛,等.應(yīng)用代謝組學(xué)探討中醫(yī)藥復(fù)雜理論體系的研究思路和方法[J].中華中醫(yī)藥雜志,2011,26(5):993-998.