王 月(天津市北辰區(qū)青光鎮(zhèn)社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)中心,天津 300401)
P-糖蛋白(P-gp)是一種依賴ATP的外排轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白,可將藥物由細(xì)胞內(nèi)泵出細(xì)胞外,對藥物在人體的吸收、分布、代謝、排泄等產(chǎn)生重要影響。P-gp的底物、抑制劑及誘導(dǎo)劑普遍存在于常用藥物中,當(dāng)藥物合用時(shí),某些藥物通過抑制或誘導(dǎo)P-gp而與合用的藥物發(fā)生相互作用,使藥物的清除率或生物利用度發(fā)生改變,增強(qiáng)或減弱療效。因此合理利用P-gp介導(dǎo)的藥物相互作用,對臨床聯(lián)合用藥有著重要的指導(dǎo)意義?,F(xiàn)將P-糖蛋白介導(dǎo)的心血管系統(tǒng)藥物相互作用研究進(jìn)展做一綜述。
P-糖蛋白P-gp主要由170 kD分子量單鏈跨膜的糖蛋白與1280個(gè)左右的氨基酸構(gòu)成的,P-gp和細(xì)菌膜性轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白存在高度的同源性。P-糖蛋白分子的N端與C端具有兩對稱的功能片段[1]。通過中間部分連接,每個(gè)功能片段上含有一個(gè)ATP與六個(gè)跨膜區(qū),將細(xì)胞膜上的P-gp分子進(jìn)行12次跨膜,并在細(xì)胞面上形成親水性環(huán)狀的結(jié)構(gòu),P-gp分子的ATP區(qū)具有外排功能,是藥物外排泵,可把細(xì)胞中的藥物積極泵出到細(xì)胞外,從而降低細(xì)胞里的藥物濃度。在1970年,Riehm及Biedler發(fā)現(xiàn)由多藥耐藥MDR基因所編寫的P-gp具有兩種類型:MDR1與MDR2[2-3]。MDR1基因型的P-糖蛋白具有藥物抵抗及心血管系統(tǒng)藥物外排的功能;而MDR2編碼的P-糖蛋白介導(dǎo)主要位于肝小管的細(xì)胞膜上。這兩種類型P-gp作用底物的特異性歲不同,卻存在部分重疊性,當(dāng)敲除小白鼠MDR1型P-gp表達(dá)時(shí),蛋白底物透過率可提高10~100倍之間,不過有時(shí)也會(huì)因濃度太高,出現(xiàn)化合物的不良反應(yīng),并且P-gp特異性抗體C219與MRK16測定,向P-gp類的研究提供了可靠工具[4]。
2.1 P-gp介導(dǎo)底物特異性:P-糖蛋白可影響藥物生物的利用度與組織分布,特別是心血管系統(tǒng)類疾病藥物,對P-gp底物結(jié)構(gòu)特征與藥效團(tuán)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析是非常重要的,不過因位點(diǎn)識(shí)別困難,轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制復(fù)雜及P-gp底物多樣性等特點(diǎn),使得P-gp的藥效團(tuán)結(jié)構(gòu)的模式難以統(tǒng)一與證實(shí)[5-6]。曾經(jīng)seeligt發(fā)現(xiàn)藥效團(tuán)的結(jié)構(gòu)模式為一個(gè)空間固定分子含2、3個(gè)電子供體的基團(tuán)。但后來有人又提出了P-gp底物結(jié)構(gòu)包含平面芳香基團(tuán)與側(cè)鏈氮原子。近年來,Ekills等人發(fā)現(xiàn)P-gp各類底物抑制劑當(dāng)中存在三維結(jié)構(gòu)及活性的關(guān)系,對5個(gè)藥效團(tuán)也進(jìn)行了描述,這些藥效團(tuán)表現(xiàn)出了含氫結(jié)合及疏水性受體特點(diǎn),并證明P-gp確實(shí)含有抑制劑與底物,可形成多藥性的轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)[7-9]。
2.2 P-gp介導(dǎo)表達(dá):在1989年,Theibaut等人首先對人類血腦屏障內(nèi)皮細(xì)胞中的P-糖蛋白表達(dá)進(jìn)行了描述,并發(fā)現(xiàn)了大鼠微血管皮細(xì)胞的蛋白表達(dá),在一定程度上,有效說明了哺乳動(dòng)物腦血屏障P-糖蛋白表達(dá)的普遍性[10]。雖然Cordon Cardo研究當(dāng)中,在人體脈絡(luò)叢細(xì)胞內(nèi)未發(fā)現(xiàn)P-gp的表達(dá),但在人體睪丸毛細(xì)血管內(nèi)發(fā)現(xiàn)了P-gp表達(dá),有力表明了血組織界面具有屏障能力。Samoto等人也在腦梗塞病理狀況下,發(fā)現(xiàn)毛細(xì)血管也存在表達(dá)P-gp的潛在能力,并且和腦內(nèi)的神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞狀態(tài)具有相關(guān)性。通過這些研究表明,在一定程度上,疾病狀況不同,P-gp表達(dá)的特性與疾病發(fā)展存在一定關(guān)系,如Jette等人,在1993年運(yùn)用蛋白印跡法從大鼠、牛及人等腦組織分離微血管內(nèi),檢測出了P-gp,而Richard等研究者,也運(yùn)用蛋白印跡法在腦微血管的皮細(xì)胞腔膜上,也檢測出了P-糖蛋白,并具有很強(qiáng)的陽性表達(dá),腔膜蛋白的表達(dá)量為微血管蛋白表達(dá)的17倍左右,占據(jù)整個(gè)腦膜組織表達(dá)500倍左右,這表明了P-糖蛋白的主要定位,不過至今還存在些爭議[11-14]。也有研究者檢測出P-gp和皮細(xì)胞葡萄糖的轉(zhuǎn)運(yùn)位置不重合,而且用未固定的人類腦微血管也獲得了相似結(jié)果,研究者推測星形的膠質(zhì)細(xì)胞足突位置對P-糖蛋白具有抑制性,但不一定增加P-糖蛋白底物通過率,而底物分布量會(huì)增加,在MDR1基因的敲除與P-gp抑制劑運(yùn)用實(shí)驗(yàn)中,動(dòng)物底物分布量也有所增加,研究者認(rèn)為了能使P-gp實(shí)質(zhì)細(xì)胞藥物濃度增加導(dǎo)致的,在這種假設(shè)下,P-gp表達(dá)的實(shí)質(zhì)細(xì)胞數(shù)量占據(jù)整體細(xì)胞總數(shù)絕大部分,并且P-gp介導(dǎo)細(xì)胞的外排作用及外排機(jī)制占主要地位。
3.1 P-糖蛋白介導(dǎo)的耐藥作用:P-糖蛋白可減少細(xì)胞中的化療藥物積累,具有膜轉(zhuǎn)運(yùn)能力,疏水區(qū)具有結(jié)合與轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)藥物的功能,可運(yùn)用ATP水解的釋放功能,主動(dòng)把疏水親脂的藥物轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞外,致使細(xì)胞內(nèi)的藥物濃度比殺傷濃度低,并且能讓藥物能在細(xì)胞中再分布,使得藥物集聚在和藥物作用沒有關(guān)系的細(xì)胞器當(dāng)中,從而出現(xiàn)了耐藥性[15]。系統(tǒng)藥物被P-糖蛋白識(shí)別結(jié)合之后,會(huì)引發(fā)ATP結(jié)合區(qū)的活化,對第一個(gè)ATP進(jìn)行水解,改變P-糖蛋白的構(gòu)象,將底物釋放至細(xì)胞膜外側(cè)或者細(xì)胞外的空間。緊接著,對第二個(gè)ATP進(jìn)行水解,將P-糖蛋白恢復(fù)至原狀態(tài),讓P-糖蛋白在藥物結(jié)合與釋放的過程當(dāng)中進(jìn)行循環(huán)利用,其表達(dá)及耐藥程度為正比,近些年研究發(fā)現(xiàn),P-糖蛋白可特異抑制半膀胱氨酸型蛋白酶腫瘤細(xì)胞的凋亡,有效延緩凋亡級(jí)聯(lián)的反應(yīng),活性氧可經(jīng)能量供應(yīng)的改變,或者有關(guān)信號(hào)介導(dǎo)通路的參與,可影響P-糖蛋白作用與MDR[16]。
3.2 P-糖蛋白介導(dǎo)內(nèi)的多藥耐藥逆轉(zhuǎn)功能:當(dāng)前,心血管系統(tǒng)藥物中,對抗P-糖蛋白介導(dǎo)多藥耐藥法:化療藥物與P-糖蛋白抑制劑的合用;信號(hào)通路調(diào)節(jié),對P-糖蛋白表達(dá)進(jìn)行抑制;加強(qiáng)化療藥物的脂溶性,讓藥物能快速吸收。在P-糖蛋白抑制功能中,P-糖蛋白抑制劑對P-糖蛋白結(jié)合點(diǎn)可進(jìn)行阻滯,如環(huán)孢素A及維拉帕米等就是P-糖蛋白底物,也是轉(zhuǎn)運(yùn)位置的競爭配體,能被P-糖蛋白泵至細(xì)胞之外。也可經(jīng)ATP對P-糖蛋白功能進(jìn)行抑制,藥物結(jié)合的位點(diǎn)及結(jié)合域?qū)TP進(jìn)行協(xié)調(diào)作用消耗,讓系統(tǒng)藥物排出細(xì)胞膜外。運(yùn)用P-糖蛋白對凋亡抑制進(jìn)行逆轉(zhuǎn),或者抑制P-糖蛋白表達(dá),或P-糖蛋白表達(dá)及功能雙重抑制等方法,也可抑制P-糖蛋白功能[17-20]。
3.3 P-糖蛋白介導(dǎo)藥物的相互作用:P-糖蛋白表達(dá)能夠被誘導(dǎo)與抑制,其底物范圍比較廣,與誘導(dǎo)劑或者抑制劑合用的時(shí)候,能出現(xiàn)轉(zhuǎn)運(yùn)體水平的相互作用,與P-糖蛋白誘導(dǎo)劑一塊服用,AUC與Cmax由55 μg/(h·L)與5.4 μg/L下降到38 μg/(h·L)、26 μg/L,和十二指腸活檢中P-糖蛋白含量提高了3.5倍有莫大關(guān)系,和P-糖蛋白另一個(gè)誘導(dǎo)劑的抗抑郁藥進(jìn)行聯(lián)合服用,可致使血藥濃度降低,并且環(huán)孢霉素能對大鼠體內(nèi)的P-糖蛋白誘導(dǎo)呈現(xiàn)出時(shí)間、劑量及組織的依賴性。近期研究可知,MDR1所啟動(dòng)的子活性主要是由酶C活性進(jìn)行調(diào)節(jié)的,而P-糖蛋白過度的表達(dá)會(huì)致使心血管系統(tǒng)疾病的化療失敗,不過P-糖蛋白抑制劑能夠逆轉(zhuǎn)此現(xiàn)象,有效恢復(fù)化療藥物敏感程度,也參與了P-糖蛋白底物由腎臟肝臟排泄與腸道吸收的限制。對P-糖蛋白進(jìn)行抑制,可減低其底物肝腎的清除率,增強(qiáng)生物的利用度,所以,P-糖蛋白抑制劑不僅能改變腫瘤細(xì)胞中的藥物濃度,還能改變其血漿濃度,臨床醫(yī)學(xué)中,選擇特異性強(qiáng)及安全的抑制劑是非常必要的。
雖然P-糖蛋白生理功能還沒有闡明,可在藥物代謝的動(dòng)力學(xué)當(dāng)中,P-糖蛋白是一種外排泵藥物,其作用越來越明確。由于新實(shí)驗(yàn)技術(shù)應(yīng)用與心血管系統(tǒng)藥物基因組的科學(xué)發(fā)展,發(fā)現(xiàn)了新突變位點(diǎn),增加心血管藥物轉(zhuǎn)運(yùn),或者減低藥物通透性,從而降低心血管系統(tǒng)不良反應(yīng),為心血管系統(tǒng)藥物治療提供新思路,便于更加安全、更加有效藥物的開發(fā),為臨床提供合理用藥指導(dǎo)。
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