酶和转运体介导的药物相互作用

背景介绍药物相互作用（DDI）是药物研发过程中的重要内容。该文旨在辅助药物研发人员整体设计方案，以评估药物的DDI风险。如果体外试验提示有DDI风险，研究者应该参照相应的指导原则进行临床DDI试验。新药的DDI风险评估主要包括三个内容：（1）确定药物的消除途径；（2）评估代谢酶和转运体在药物处置中的作用；（3）考察药物对代谢酶和转运体的影响。一般在体外试验发现可能的DDI风险和机制，结合临床PK的数据可以构建PBPK模型用以预测评估实际体内的DDI风险。1代谢酶介导的DDI评估1.1确定化合物是否为代谢酶的底物建议研究者一般应该采用体外的方法评估化合物是否为CYP1A2CYP2B6CYP2C8CYP2C9CYP2C19CYP2D6andCYP3A4/5的底物。当化合物的代谢经非上述主要的代谢酶时，有必要进行额外的代谢酶的研究，如：CYP2A6CYP2J2CYP4F2CYP2E1MAOFMOXOUGTs等。结合体外和PK数据，当某种代谢酶对药物的消除贡献比例超过25%时，建议进同服相应的抑制剂或诱导剂进行体内试验。1.2确定化合物是否为代谢酶的抑制剂同上，推荐研究化合物是否为CYP1A2CYP2B6CYP2C8CYP2C9CYP2C19CYP2D6andCYP3A4/5的抑制剂。针对体外显著的抑制，可结合PK数据预测特异性底物在有无抑制剂时的AUC比值。针对可逆性抑制和时间依赖性抑制，分别有R1和R2原则。R1=1+(Imaxu/Ki)R1gut=1+(Igut/Ki)；R2=(kobs+kdeg)/kdegWherekobs=(kinact×50×Imaxu)/(KI+50×Imaxu)。当R1≥1.02，R2≥1.25，R1gut≥11时，研究者可以进一步采用机制性的模型进行评估或者直接进行临床试验。如果机制性模型预测得到的AUC比值≥1.25，仍然需要进行临床试验。1.3确定化合物是否为代谢酶的诱导剂推荐研究化合物是否为CYP1A2CYP2B6CYP2C8CYP2C9CYP2C19andCYP3A4/5的诱导剂。首先仅需进行CYP1A2CYP2B6CYP3A4/5，如果CYP3A4/5未发现诱导，则不需要评估CYP2C；反之则需。数据分析和解释包括以下几种方法：（1）fold-changemethod，自定义如CYP酶mRNA水平的变化倍数的cut-off值；（2）correlationmethods，参照阳性对照，计算相对诱导常数(RIS)=(Emax×Imaxu)/(EC50+Imaxu)，或者计算Imaxu/EC50的值；（3）basickineticmodel，计算诱导前后AUC比值R3=1/[1+(d×Emax×10×Imaxu)/(EC50+(10×Imaxu))]。无论哪一种方法提示有DDI风险（超过自定义的cut-off值或者R3≤0.8），同上述抑制研究内容一样，机制性模型或直接临床试验。2转运体介导的DDI评估2.1确定化合物是否为外排转运体P-gp和BCRP的底物P-gp和BCRP主要表达在胃肠道、血脑屏障、肝肾等组织中，主要影响口服生物利用度和脑血比。大多数的药物都应该判断其是否为P-gp和BCRP的底物，当体外细胞渗透性试验结果外排比ER≥2，或加入10倍Ki或IC50浓度的外排转运体抑制剂后外排显著降低时，即表明其为外排转运体底物。再用特异性高表达P-gp或BCRP的细胞进行确定。若体外发现为其底物，则应采用相应的转运体抑制剂进行体内试验。2.2确定化合物是否为肝脏转运体OATP1B1和OATP1B3的底物OATP1B1和OATP1B3主要表达在肝细胞的窦状隙膜上，主要影响肝脏对药物的摄取。当药物存在显著的肝脏摄取或代谢时（如肝代谢或胆汁排泄占整体清除的25%以上），或药物的肝脏摄取具有很重要的临床意义时，需要评估化合物是否为OATP1B1和OATP1B3的底物。如下两种情况可判定药物为二者底物：（1）在高表达OATP1B1或OATP1B3的细胞中，药物的摄取增加至2倍以上；（2）在10倍Ki或IC50浓度的抑制剂（如利福平）条件下，药物摄取降低至50%以下。若体外发现为其底物，则应采用相应的转运体抑制剂进行体内试验。2.3确定化合物是否为肾脏转运体OAT、OCT和MATE的底物OAT1、OAT3和OCT2表达在肾近曲小管基底膜的外侧，MATE1和MATE2-K表达在刷状缘膜上，他们主要影响药物在肾脏的主动分泌。当ADME数据显示药物存在显著的肾脏主动分泌时（如，原型药物经肾脏主动分泌排泄的比例超过整体清除的25%），需要进行该项研究。主动分泌=CLr–(fup×GFR)。如下两种情况可判定药物为二者底物：（1）在高表达上述转运体的细胞中，药物的摄取增加至2倍以上；（2）在10倍Ki或IC50浓度的抑制剂条件下，药物摄取降低至50%以下。若体外发现为其底物，则应采用相应的转运体抑制剂进行体内试验。2.4确定化合物是否为转运体的抑制剂研究者需要评估药物是否为P-gpBCRPOATP1B1OATP1B3OCT2MATEs(MATE-1MATE-2K)OAT1468andOAT3的抑制剂。（1）P-gp和BCRP：先用细胞学的方法测定相应的IC50或Ki，当Igut/IC50≥10（Igut=doseofinhibitor/250mL）时，提示有显著抑制的风险，后续需要进行体内试验进一步评估。（2）OATP1B1和OATP1B3：现用细胞学方法评价，由于报道的二者抑制剂存在TDI，需在IC50测定时与药物预孵育30min。评判方法为R=1+((fup×Iinmax)/IC50)≥1.1，Iinmax=(Imax+(FaFg×ka×Dose))/Qh/RB。（3）OATOCT和MATE：先用细胞学方法测定IC50或Ki，当Imaxu/IC50valueis≥0.1forOAT1/OAT3/OCT2ortheImaxu/IC50valueis≥0.02forMATEs时，提示其有抑制风险，需进行体内试验。肌酸酐为OCT2MATEs和OAT2的底物，临床多用血清中肌酸酐的水平判断药物对转运体的抑制情况。2.5确定化合物是否为转运体的诱导剂常见转运体的诱导研究方法类似于代谢酶，目前该部分的研究方法相对薄弱。3代谢物DDI风险的评估3.1代谢物作为底物当代谢物为活性代谢物或贡献50%以上的整体活性时，需要进行代谢酶底物研究，详细方法见上文中“确定化合物是否为代谢酶的底物”部分内容。3.2代谢物作为抑制剂以下几种情况需要进行代谢物酶抑制的体外研究：（1）代谢物极性小于原型药物，AUCmetabolite≥25%×theAUCparent；（2）代谢物极性大于原型药物，AUCmetabolite≥100%×AUCparent；（3）代谢物存在TDI，AUCmetabolite≥25%×theAUCparent且AUCmetabolite≥10%×theAUCofthetotaldrugs。当体外研究提示有风险时，需进行体内试验。以上内容均摘自2017版FDAInVitroMetabolism-andTransporter-MediatedDrug-DrugInteractionStudiesGuidanceforIndustry，转载于个人公众号DMPK