林曉婉,王瑞琪,譚銀豐,張小坡*
(1.哈爾濱商業(yè)大學(xué)藥物工程技術(shù)研究中心,黑龍江 哈爾濱 150076;2.海南醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院,海南 ???571199)
阿樸菲類生物堿是天然生物堿的一個(gè)重要類型,在自然界中廣泛分布并具有重要生物活性。目前在自然界中已經(jīng)分離得到的阿樸菲類生物堿有500 多種,包括荷葉堿、木蘭花堿、塔斯品堿及波爾定堿等。阿樸菲類生物堿具有抗氧化、抗病毒以及抗腫瘤等多種藥理作用。藥代動(dòng)力學(xué)(簡(jiǎn)稱藥動(dòng)學(xué))主要研究藥物在體內(nèi)吸收、分布、生物轉(zhuǎn)化、代謝和排泄等的動(dòng)態(tài)變化。通過(guò)檢測(cè)個(gè)體內(nèi)藥物濃度隨時(shí)間的變化關(guān)系、檢測(cè)藥物的組織分布,了解其作用過(guò)程。阿樸菲類生物堿分布廣泛且種類眾多,因此近年來(lái)對(duì)其活性及其在體內(nèi)的藥動(dòng)學(xué)過(guò)程日漸成為研究熱點(diǎn)。本文旨在探討荷葉堿、木蘭花堿等10 種常見(jiàn)阿樸菲類生物堿的體內(nèi)藥動(dòng)學(xué)參數(shù)以及給藥途徑、給藥劑量和給藥時(shí)間對(duì)其藥動(dòng)學(xué)的影響,以期為臨床制定合理的給藥方案提供參考。
荷葉堿(1)的藥理作用廣泛,具有降低血脂、降低脂肪酶活性、抗動(dòng)脈粥樣硬化、抑菌、抗病毒、抗氧化及抗腫瘤等藥理作用[1]。
Wang 等[2]對(duì)大鼠靜脈注射荷葉堿(0.2 mg · kg-1)和經(jīng)口給藥荷葉堿(10.0 mg · kg-1),不同時(shí)間點(diǎn)眼靜脈取血,并在經(jīng)口給予荷葉堿后的特定時(shí)間收集大鼠肝、腎、腦等組織,采用液相二級(jí)質(zhì)譜(LCMS/MS)測(cè)定荷葉堿在血漿及組織中的分布;實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,荷葉堿在體內(nèi)分布迅速,體內(nèi)吸收循環(huán)較差,絕對(duì)生物利用度僅為(1.9 ± 0.8)%,經(jīng)口給藥與靜脈注射相比,藥時(shí)曲線下面積(AUC0→t)小,清除率及表觀分布容積大,經(jīng)口給藥后荷葉堿在組織中的AUC0→4h依次為腎 > 肺 > 脾 > 肝 > 腦 > 心臟,在沒(méi)有肝臟代謝的情況下口服給藥,大部分的荷葉堿(50.7%)通過(guò)腎臟與母體藥物荷葉堿一起排泄。Gu 等[3]用LC-MS/MS 含量測(cè)定方法研究SD大鼠經(jīng)口給藥不同劑量荷葉堿后其在血漿內(nèi)的藥動(dòng)學(xué)特征,以及單劑量靜脈注射后其藥動(dòng)學(xué)及組織分布特征;實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,荷葉堿在體內(nèi)的絕對(duì)生物利用度較低且與劑量無(wú)關(guān),靜脈給藥后荷葉堿在體內(nèi)主要分布于肝臟和脂肪組織中,腦組織中的荷葉堿濃度幾乎與血漿中的濃度相等,表明荷葉堿可以通過(guò)血腦屏障。劉虹等[4]建立高效液相色譜-紫外檢測(cè)法(HPLC-UV),檢測(cè)Wistar 大鼠灌胃給予不同劑量荷葉堿提取物后的血藥濃度及相關(guān)藥動(dòng)學(xué)參數(shù);實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,半衰期(t1/2)、達(dá)峰時(shí)間(Tmax)等藥動(dòng)學(xué)參數(shù)隨劑量增加無(wú)明顯變化,提示該藥不具有劑量依賴性,而峰濃度(Cmax)、AUC0→t則與劑量呈正相關(guān)。王玉霞等[5]研究Beagle 犬經(jīng)口給予不同劑量荷葉堿后,荷葉堿在血漿中的藥動(dòng)學(xué)特征;實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,荷葉堿在0.515 ~ 2.06 mg · L-1質(zhì)量濃度范圍內(nèi)具有良好的線性關(guān)系(r= 0.993 3),荷葉堿在體內(nèi)符合一級(jí)藥動(dòng)學(xué)過(guò)程。王玉霞等[6]在另一項(xiàng)研究中將荷葉堿與何首烏二苯乙烯苷部位配伍,研究其在Beagle 犬體內(nèi)的藥動(dòng)學(xué)特征,建立反向高效液相色譜(RP-HPLC)法測(cè)定荷葉堿在血漿中的濃度;實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,配伍前后荷葉堿的吸收半衰期、分布半衰期等無(wú)明顯差異,配伍何首烏二苯乙烯部位可能對(duì)荷葉堿在Beagle 犬體內(nèi)的吸收、分布過(guò)程無(wú)影響,配伍后荷葉堿在體內(nèi)的消除半衰期變短,兩藥配伍可能加快荷葉堿在體內(nèi)的消除。
目前,有關(guān)N-去甲基荷葉堿(2)的研究相對(duì)較少。何曉曦[7]建立了超高效液相色譜(ultra performance liquid chromatography,UPLC)檢測(cè)方法,觀察分別經(jīng)口給藥及靜脈注射給予荷葉堿總生物堿提取物后大鼠體內(nèi)荷葉堿及N-去甲基荷葉堿的藥物濃度,并計(jì)算其藥動(dòng)學(xué)參數(shù)。該實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示,經(jīng)口給藥后,N-去甲基荷葉堿的Tmax為1.65 h,t1/2為2.94 h,吸收速率和消除速率均比荷葉堿慢;靜脈注射用藥結(jié)果與經(jīng)口給藥藥動(dòng)學(xué)的情況一致;N-去甲基荷葉堿的表觀分布容積為(10.34 ± 2.64)L · kg-1,較荷葉堿更高,推測(cè)其在體內(nèi)分布更廣泛,在體內(nèi)的生物利用度高達(dá)79.91%,可更為充分地被機(jī)體吸收。
木蘭花堿(3)可從木蘭花、青風(fēng)藤及功勞木中提取。藥理學(xué)研究表明,木蘭花可降低大鼠餐后血糖水平,增加葡萄糖負(fù)荷大鼠的胰島素分泌[8]。孫玲等[9]研究發(fā)現(xiàn),木蘭花堿亦可對(duì)脂多糖(LPS)誘導(dǎo)的急性肺損傷起到較好的保護(hù)作用。
馬全明等[10]研究Wistar 大鼠尾靜脈給藥(10 mg · kg-1)后不同時(shí)間點(diǎn)采血,木蘭花堿在大鼠血漿內(nèi)的濃度及藥動(dòng)學(xué)過(guò)程;實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,木蘭花堿在中央室消除很快,自中央室向外周室分布也相對(duì)較快,體內(nèi)藥動(dòng)學(xué)過(guò)程符合二室模型。謝彤等[11]建立HPLC-MS/MS 測(cè)定方法檢測(cè)SD 大鼠灌胃給予10 g · kg-1青風(fēng)藤提取物(含木蘭花堿)后的藥動(dòng)學(xué)特征。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,木蘭花堿在5.8 ~ 2 960.0 μg · L-1質(zhì)量濃度范圍內(nèi)具有良好的線性關(guān)系(R2= 0.999 8);木蘭花堿的半衰期約為6 h,表明木蘭花堿在體內(nèi)的消除較慢,藥效的維持時(shí)間較長(zhǎng),若長(zhǎng)期服用木蘭花堿,則可能在體內(nèi)造成蓄積。曹慧坤等[12]將SD大鼠灌胃給予功勞木提取物(含木蘭花堿)后,用LC-MS/MS 分析方法研究木蘭花堿在大鼠體內(nèi)的藥動(dòng)學(xué)特征;實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,木蘭花堿在體內(nèi)0.11 h達(dá)到最高濃度,表明木蘭花堿在體內(nèi)具有較快的吸收速率。Bao 等[13]建立UPLC-MS/MS 法,測(cè)定木蘭花堿在大鼠體內(nèi)的藥動(dòng)學(xué)特征及組織分布;實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,木蘭花堿經(jīng)口給藥的生物利用度為22.6%,根據(jù)其在血漿及各組織中的濃度時(shí)間曲線分析表明,木蘭花堿可以廣泛、迅速地分布到各組織,其中肝中的木蘭花堿濃度最高,其次是心臟、脾和肺,腦內(nèi)的木蘭花堿濃度最低,表明其難以穿過(guò)血腦屏障。
張彥民等[14]研究發(fā)現(xiàn),塔斯品堿(4)可能通過(guò)降低瘤體組織內(nèi)血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)、兔抗人單克隆抗體(Bax)等蛋白的表達(dá),從而抑制小鼠S180 肉瘤的生長(zhǎng)。該課題組另一研究發(fā)現(xiàn),塔斯品堿可抑制A549 細(xì)胞中與血管生成密切相關(guān)的基質(zhì)金屬蛋白酶-2(MMP-2)、MMP-9 的表達(dá),或可用于腫瘤抗血管生成治療[15]。
李義平等[16]建立RP-HPLC 分析方法,測(cè)定經(jīng)口給予塔斯品堿后大鼠血漿中的濃度變化,研究其藥動(dòng)學(xué)特征。該實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示,塔斯品堿在15.63 ~ 903.7 μg · L-1質(zhì)量濃度范圍內(nèi)呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系;塔斯品堿在體內(nèi)2.84 h 可達(dá)到最高濃度,消除半衰期為10.96 h,表明經(jīng)口方式給藥,塔斯品堿在大鼠體內(nèi)的吸收較慢,消除很慢。Lu 等[17]對(duì)大鼠靜脈分別注射塔斯品堿溶液和塔斯品堿脂質(zhì)體,通過(guò)HPLC 研究這2 種劑型在大鼠體內(nèi)的藥動(dòng)學(xué)及組織分布特征。該研究表明,塔斯品堿脂質(zhì)體溶液型藥物的AUC 高于塔斯品堿溶液型藥物,而表觀分布容積、分布相和消除相半衰期等藥動(dòng)學(xué)參數(shù)則是塔斯品堿溶液型藥物較高;就組織分布而言,2 種劑型在肺中的AUC 均高于其他器官,溶液型在心臟和腦的AUC 比脂質(zhì)體型高,在脾、腎和肝中的結(jié)果則反之。提示,藥物與脂質(zhì)體融合后可能延長(zhǎng)了塔斯品堿在體循環(huán)的保留時(shí)間,增加了其向脾和肝的分布,但減少了其向心臟和腦的分布。
研究發(fā)現(xiàn),波爾定堿(5)具有抗氧化活性,可抑制體外低密度脂蛋白的氧化和體內(nèi)動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生[18-19]。藥理學(xué)研究發(fā)現(xiàn),波爾定堿可通過(guò)促進(jìn)胰島素分泌、調(diào)節(jié)小腸轉(zhuǎn)運(yùn)體、增強(qiáng)對(duì)糖尿病動(dòng)物模型的內(nèi)皮保護(hù)作用等方式防治及緩解糖尿病的發(fā)展[8]。
Cermanová 等[20]對(duì)LW-大鼠和TR-大鼠經(jīng)口給藥和靜脈注射給藥后藥動(dòng)學(xué)研究實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,經(jīng)口給藥和靜脈注射給藥波爾定堿在其血液中的濃度差異很大:LW-大鼠經(jīng)口給藥后,血漿濃度迅速下降到檢測(cè)限以下,無(wú)法測(cè)定其藥動(dòng)學(xué)參數(shù);靜脈給藥后,AUC0→∞為(0.05 ± 0.01)g · min · L-1,t1/2為(12.0 ± 4.6)min,表明波爾定堿在體內(nèi)迅速消除且生物利用度較低;與LW-大鼠相比,靜脈注射波爾定堿后TR-大鼠的Cmax增加,消除期延長(zhǎng),表明TR-大鼠所缺少的多藥耐藥相關(guān)蛋白2(Mrp2)能在波爾定堿的消除中發(fā)揮重要作用。Jiménez 等[21]采用HPLC 檢測(cè)方法研究Wistar 大鼠經(jīng)口給予不同劑量波爾定堿后其在體內(nèi)的藥動(dòng)學(xué)及組織分布特征。該實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,波爾定堿在體內(nèi)迅速吸收,并于給藥后的15 ~ 30 min 達(dá)到最大血漿濃度,且其血藥濃度與劑量呈正相關(guān);對(duì)其組織分布的研究數(shù)據(jù)表明,30 min 后波爾定堿在肝內(nèi)達(dá)到最高濃度,且其在肝中的分布呈劑量依賴性;波爾定堿在肝中的濃度是在腦中分布濃度的3 ~ 4 倍,高于在心臟組織中濃度的10 倍,提示波爾定堿可能優(yōu)先分布在肝中,并且可能被肝保留。
研究顯示,異波爾定堿(6)可清除活性氧(ROS)和自由基,阻斷次黃嘌呤-黃嘌呤氧化酶體系,具有抗氧化活性[22]。然而,異波爾定堿的相關(guān)研究較少。Li 等[23]建立LC-MS/MS 檢測(cè)方法研究大鼠經(jīng)口給藥及靜脈注射異波爾定堿后體內(nèi)的藥動(dòng)學(xué)特征。該研究結(jié)果表明,靜脈注射后t1/2為(16.4 ± 6.7)min,清 除 速 率(CL)為(0.146 ± 0.024)L · min-1· kg-1,提示異波爾定堿在體內(nèi)具有較快的吸收速率;經(jīng)口給藥后,異波爾定堿被迅速吸收,但其血藥濃度很低,接近定量下限,且在2 h 后低于定量下限無(wú)法檢測(cè),僅為1.4%,表明異波爾定堿口服生物利用度極差。
Cao 等[24]研究發(fā)現(xiàn),去甲異波爾定堿(7)可減少炎癥細(xì)胞的浸潤(rùn)和滑膜增生,能劑量依賴性地改善關(guān)節(jié)損傷,具有抗風(fēng)濕活性。陳建忠等[25]研究了去甲異波爾定堿靜脈注射和灌胃給藥后,其原型藥物及其主要代謝物去甲異波爾定-9-O-α-葡萄糖醛酸苷在大鼠體內(nèi)的藥動(dòng)學(xué)特征和生物利用度。該實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,去甲異波爾定堿及其代謝物在大鼠體內(nèi)的生物利用度分別為2.77%和88.6%;大鼠以靜脈注射方式給藥后,去甲異波爾定堿及其代謝物的藥動(dòng)學(xué)參數(shù)t1/2分別為(42.16 ± 36.56)和(375.26 ±176.89)min,消除速率常數(shù)(ke)分別為(0.024 9 ±0.012 9)和(0.003 7 ± 0.002 4)min-1;大鼠經(jīng)口給藥后,去甲異波爾定堿及其代謝物的藥動(dòng)學(xué)參數(shù)Tmax分別為(23.33 ± 13.29)和(45.00 ± 9.49)min,ke分別為(0.025 2 ± 0.007 6)和(0.002 7 ± 0.001 0)min-1。因此,去甲異波爾定堿在體內(nèi)生物轉(zhuǎn)化迅速且生物利用度低,而與原型藥物相比,其代謝物在體內(nèi)的血藥濃度較高且消除緩慢。
藥理學(xué)研究表明,克班寧(8)具有鎮(zhèn)靜、增強(qiáng)中樞抑制的作用、對(duì)于電及化學(xué)刺激引起的小鼠疼痛具有鎮(zhèn)痛作用、具有一定的體外抗腫瘤活性[26];也可對(duì)抗氯仿、氯化鋇和烏頭堿誘發(fā)的心律失常[27]。
馬云淑等[28]建立高效液相法測(cè)定克班寧注射劑(2.0 mg · kg-1)在雌、雄家兔體內(nèi)的藥動(dòng)學(xué)過(guò)程;結(jié)果顯示,克班寧注射劑在家兔體內(nèi)的藥動(dòng)學(xué)過(guò)程符合二室模型,根據(jù)藥動(dòng)學(xué)參數(shù)推測(cè),克班寧注射劑在家兔體內(nèi)迅速?gòu)V泛分布,維持有效血藥濃度的時(shí)間較短,雌、雄家兔的藥動(dòng)學(xué)參數(shù)沒(méi)有明顯差異,不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。商慶節(jié)[29]用高效液相色譜儀測(cè)定克班寧注射劑在大鼠體內(nèi)的血藥濃度的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,克班寧注射劑在大鼠體內(nèi)的藥動(dòng)學(xué)過(guò)程呈一室開放模型,藥物進(jìn)入體內(nèi)后快速向血液及各組織器官分布,其生物半衰期t1/2為(39.66 ± 3.92)min,可見(jiàn)克班寧在大鼠體內(nèi)可較快消除;克班寧在體內(nèi)各組織中的分布濃度由高到低依次為肺、脾、腎、肝、腦、心;在大腦中檢測(cè)出一定量克班寧,提示該藥物可能能夠通過(guò)血腦屏障進(jìn)入中樞神經(jīng)系統(tǒng)。
藥理研究顯示,蓮堿(9)具有強(qiáng)烈的有絲分裂作用,從而具有較強(qiáng)的抑菌活性[7];Ma 等[30]研究發(fā)現(xiàn),蓮堿可增加脂肪細(xì)胞的葡萄糖消耗量,可能具有降糖作用。
Liu 等[31]研究發(fā)現(xiàn),大鼠靜脈注射給藥后,蓮堿 的CL 約 為(3.76 ± 0.63)L · h-1· kg-1,表 明 蓮 堿在體內(nèi)迅速消除;口服給藥后,蓮堿迅速被吸收并在約0.22 h 達(dá)到其峰值濃度,蓮堿的藥動(dòng)學(xué)曲線顯示出雙峰特征,可能存在肝腸循環(huán),且除肝臟外所有組織均在20 min 達(dá)到峰值,給藥8 h 后,蓮堿基本在各組織器官中均檢測(cè)不到,蓮堿在組織器官中的藥動(dòng)學(xué)與血漿中特點(diǎn)一致;組織分布顯示,蓮堿在肝和肺中的組織濃度最高,其次是腎、脾和心臟,表明肝和肺可能是其靶向器官;此外,大腦中亦可檢測(cè)到蓮堿,表明蓮堿能夠通過(guò)血腦屏障。
研究顯示,千金藤堿(10)可以輔助抗癌藥物發(fā)揮協(xié)同作用,同時(shí)自身也能起到一定抗癌作用,可以作為熱敏増劑誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡,可抑制艾滋病病毒,還具有清除自由基,治療感染性休克等多種藥理作用[32]。
Deng 等[33]采用LC-MS/MS 法研究SD 大鼠經(jīng)口給 藥(10 mg · kg-1)和靜脈 注 射(1 mg · kg-1)千金藤堿后其在體內(nèi)的藥動(dòng)學(xué)特征:藥動(dòng)學(xué)參數(shù)顯示,靜脈注射后Cmax為(153.17 ± 16.18)μg · L-1,t1/2為(6.76 ±1.21)h,表明千金藤堿不易被吸收;口服千金藤堿約2.67 h后吸收并達(dá)到最大濃度(46.89 ± 5.25)μg · L-1,t1/2為(11.02 ± 1.32)h,口服千金藤的生物利用度為(5.65 ± 0.35)%,生物利用度極差。
上述阿樸菲類生物堿的藥動(dòng)學(xué)參數(shù)及代謝產(chǎn)物研究情況總結(jié)如表1 和表2 所示。
表1 阿樸菲類生物堿的主要藥動(dòng)學(xué)參數(shù)Table 1 Main pharmacokinetic parameters of aporphine alkaloids
續(xù)表1
表2 阿樸菲類生物堿的代謝產(chǎn)物研究Table 2 Metabolites of aporphine alkaloids
根據(jù)表1 和表2 中數(shù)據(jù)可知,荷葉堿單體給藥時(shí)生物利用度僅為1.9% ~ 3.8%[2-3];荷葉中荷葉堿總提取物給藥時(shí)荷葉堿和去甲基荷葉堿生物利用度分別達(dá)58%和79%[7],表明提取物中有其他成分促進(jìn)了荷葉堿的吸收。大鼠灌胃后木蘭花堿單體的消除半衰期長(zhǎng)達(dá)13.2 h[13],而灌胃給予青風(fēng)藤提取物、功勞木提取物測(cè)得木蘭花堿的消除半衰期分別為6 和4 h[11-12],說(shuō)明青風(fēng)藤和功勞木提取物中的其他成分加速了木蘭花堿在體內(nèi)的消除速率。塔斯品堿在水中溶解性較差,將塔斯品堿混懸于0.5%羧甲基纖維素鈉中灌胃給藥,塔斯品堿在體內(nèi)吸收消除均較慢;而塔斯品堿脂質(zhì)體具有更大的消除速率,改變其劑型后改變了塔斯品堿在體內(nèi)的藥動(dòng)學(xué)過(guò)程[17]。靜脈注射給藥后波爾定堿、異波爾定堿的消除半衰期分別為12、16 min[20,23],表明波爾定堿具有較大的消除速率,而異波爾定堿的構(gòu)型相較波爾定堿的構(gòu)型有所改變,但其在體內(nèi)依然較快消除;比較異波爾定堿與去甲異波爾定堿的藥動(dòng)學(xué)參數(shù)發(fā)現(xiàn),去甲異波爾定堿的Cmax高達(dá)(140 ± 30)μg · L-1,而異波爾定堿的Cmax僅為(0.111 ± 0.095)μg · L-1[23,25],這可能由于其給藥劑量不同所致,60 mg·kg-1的劑量可能使得其在血漿達(dá)到更高濃度。因此,異波爾定堿和去甲異波爾定堿以灌胃及靜脈注射給藥后代謝產(chǎn)物相同,均為去甲異波爾定-9-O-α-葡萄糖醛酸苷[23,25],目前,對(duì)于阿樸菲類生物堿的代謝產(chǎn)物研究較少,后續(xù)可對(duì)阿樸菲類生物堿在體內(nèi)的代謝產(chǎn)物方面進(jìn)行研究。
綜上所述,由于阿樸菲類生物堿在藥理及藥動(dòng)學(xué)方面取得了一定的研究成果,展示了良好的應(yīng)用前景。藥動(dòng)學(xué)具有較高的理論和使用價(jià)值,其基本理論已經(jīng)滲透到藥物設(shè)計(jì)、藥物制劑和藥品質(zhì)量控制等研究開發(fā)的各個(gè)環(huán)節(jié)中。對(duì)于具有藥理活性的阿樸菲類生物堿的藥動(dòng)學(xué)研究對(duì)藥物開發(fā)利用具有重要理論與實(shí)際意義。但目前阿樸菲類生物堿的藥動(dòng)學(xué)研究還僅限于動(dòng)物實(shí)驗(yàn)階段,缺乏臨床研究。阿樸菲類生物堿的安全性評(píng)價(jià)也鮮見(jiàn)有文獻(xiàn)報(bào)道,其不良反應(yīng)尚不清楚。因此,對(duì)于阿樸菲類生物堿的臨床研究,并開展其安全性評(píng)價(jià)具有重要的科學(xué)意義,也是阿樸菲類生物堿今后的研究方向。