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IPHASE/汇智和源 药物代谢酶CYP450 IC50抑制体外评估模型解析

发表时间:2024-10-31
在临床应用中患者经常会同时使用多种药物,这些药物可能会产生药物-药物相互作用(Drug-drug interaction, DDI),最终导致严重不良反应或减弱治疗效果,因此,有必要对DDI发生的可能及其影响程度和严重性进行科学评估。对此,国家药监局药审中心发布的《药物相互作用研究技术指导原则(试行)》[1]及国际人用药品注册技术协调理事会(ICH)发布的《M12:药物相互作用》[2]指导原则均明确了DDI研究的目标和方向,包括代谢酶、转运体和代谢产物三个方面。其中,代谢酶介导的药物相互作用聚焦在底物/酶表型、抑制剂及诱导剂三个方面。本篇文章主要介绍药物代谢细胞色素P450(Cytochrome P450, CYP酶)的可逆性IC50抑制作用评估。

一个药物如果能抑制某代谢酶的活性,而另一同服药物为该代谢酶的底物,则该药可能造成同服药物代谢清除率降低、暴露量增加,从而造成安全性隐患。以西尼地平为例,IPHASE采用肝微粒体体外温孵技术,研究西尼地平与几种临床常用药物间的代谢相互作用的实例,结果表明环孢素、红霉素和辛伐他丁在体外表现出对西尼地平代谢的抑制作用,由于三者均是CYP3A的抑制剂或底物,这提示西尼地平与CYP3A的抑制剂或底物合用时可能会出现代谢上的相互作用,使西尼地平的代谢速率降低,西尼地平二氢吡啶环脱氢代谢物生成减少,而原型药物的水平显著提高,这可能会影响临床疗效的正常发挥。

因此,若药物相互作用研究不充分、准确,可能会妨碍对在研药物精准风险的评估,进而影响药物上市及应用范围。即开展合理、充分的药物相互作用研究是非常必要的,其中应囊括酶抑制试验。

可逆性酶抑制试验研究方法介绍

据《药物相互作用研究技术指导原则(试行)》和《M12:药物相互作用》指出:应评估在研药物是否会对主要的 CYP 同工酶 CYP1A2、 CYP2B6、CYP2C8、CYP2C9、CYP2C19、CYP2D6 和 CYP3A 产生可逆性抑制和时间依赖性抑制(Time-dependent inhibition,TDI)。

目前常见的可逆性抑制研究方法有三种。

Single-point法

粗糙的评估,适用于早期和高通量筛选,通常使用1个或2个试验浓度(一般为1μM/ 10μM),1个探针底物浓度,以剩余活性率进行评估。结果判定一般为1μM抑制率>50%,10μM抑制率<50%。

IC50法

相对精准的评估,可用于进行粗略的DDI预测,通常使用4~8个试验浓度(一般跨度2~3个log值),最高剂量为50×游离 Cmax(稳态时抑制剂药物的最大游离血浆浓度)或0.1×剂量/250mL,1个探针底物浓度,最后以测定得到的IC50值估算Ki值。

Ki法

精准的测定手段,可用于进行DDI的更精准预测,通常使用4~5个试验浓度(根据IC50设计浓度),4~5个探针底物浓度(0.25~10×Km),最后以测定得到的抑制常数Ki值进行评估。

鉴于此,IPHASE以肝微粒体为孵育体系,采用IC50法,将待测物的浓度设计分别为0μmol/L 、0.01μmol/L 、0.1μmol/L 、1μmol/L 、10μmol/L 和100μmol/L,通过检测其产物生成量以评估待测物的IC50值。以下分享内容为IPHASE根据本司过往项目经验整理总结的数据表格,旨在同大家一起学习成长。

可逆性酶抑制IC50试验结果分析

常规数据

如上表所示,两组数据分别是IPHASE验证某待测物是否对某两个亚型酶具有抑制作用。可发现第一组数据随着待测物浓度的增加,其抑制率随之增高,说明该待测物对某亚型酶具有抑制性;第二组数据则无明显受浓度影响变化,则可推断待测物对该亚型酶无抑制效果(注:IPHASE内部默认抑制率结果在±20%之内即为无抑制作用)。

异常数据:溶解度异常

在实际操作中,常会发现产物生成量的变化没有规律性,这种情况有可能是溶解度异常导致。如上图第一组数据所示,随着待测物浓度的增加,抑制率先增加后不变,可能是由于待测物的溶解度较低,使得其抑制作用不会随着浓度的增加而增大,而是逐渐趋于一致,导致出现该种现象;第二组数据则可能是待测物溶解不均匀、吸样不均匀导致的数据异常,因此出现中间待测物浓度数据异常现象。

异常数据:酶诱导可能性

如图所示,在研究某些待测物是否对特异性亚型酶具有抑制影响时,常可观察到随着待测物的加入,其代谢产物生成量反而出现了明显增多的现象。这种现象可能是由于该待测底物是某类亚型酶的诱导剂,其在随着待测物浓度增高或某一特定浓度下,显示出了明显的诱导现象,因此促进了代谢产物的生成,即酶抑制结果显示为负值。

IPHASE产品

综上所述,合理的IC50试验有助于更好地判断受试药物和酶之间的关系。IPHASE/汇智和源作为体外生物试剂引领者,不但具有丰富的项目经验,更为了减轻客户试剂准备的繁复工作,以人肝微粒体为孵育体系,开发了酶抑制(IC50)研究试剂盒,缩短试剂准备时间、提供检测效率。

货号

名称

规格

0115A1.11

IPHASE Enzyme Inhibition Research Kit(IC50),Human Liver Microsomes,Male

0.2mL*100 test

0115A1.12

IPHASE Enzyme Inhibition Research Kit(IC50),Human Liver Microsomes,Female

0.2mL*100 test

0115A1.13

IPHASE Enzyme Inhibition Research Kit(IC50),Human Liver Microsomes,Mixed Gender

0.2mL*100 test


IPHASE/汇智和源凭借多年的研发经验,推出了多领域、多种类的高端科研试剂,为药物早期研发提供筛选工具,为生命科学领域的探索提供新材料、新方法和新手段,为遗传毒性研究提供便捷产品。此外,IPHASE/汇智和源可提供特殊产品的定制服务,望广大科研工作者来电咨询,咨询热线400-127-6686。

发    文    章    得    奖    励

凡使用本公司产品,在国内及国际刊物上发表论文(论文发表日起一年内),并注明产品属于IPHASE BIOSCIENCES Co.,Ltd. / 汇智和源生物技术(苏州)有限公司所有,即可申请奖励。根据发表刊物影响因子不同,给予不同金额奖品:

非SCI论文及IF≤5分,500元礼品;

5分<IF≤8分 800元礼品;

8分<IF≤10分 1000元礼品;

IF≥10分 2000元礼品;

注:①礼品卡也可兑换同等金额产品购买抵用券;

      ②如遇我司公司名称书写不规范或不是第一作者

        等情况,对应给予奖品金额将发放50%;

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