细胞色素P450酶以及药物相互作用对多纳非尼代谢的影响:体内(in vivo)、体外(in vitro)和计算机模拟(in silico)研究

时间:2026年1月20日
来源:Bioorganic Chemistry

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多纳非尼通过CYP3A4代谢,8个CYP3A4变体中7个降低其代谢活性,阿比达隆抑制CYP3A4导致多纳非尼药代动力学参数显著改变,为临床联用提供重要参考。

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沈玉欣|吴俊|曹璐|姜世琦|陈燕|徐仁爱|季玲
中国浙江省温州市温州医科大学第一附属医院药学系

摘要

本研究系统地阐明了肝癌(HCC)治疗药物多纳非尼的代谢特性及其与抗病毒药物阿比多尔的药物相互作用(DDI)。通过使用化学抑制剂和重组CYP酶的体外表型测定,确定CYP3A4是催化多纳非尼N-氧化物形成的主要酶。这一结果在Cyp3a1/2敲除大鼠的体内药代动力学实验中得到了进一步验证,实验显示多纳非尼的AUC(0-t)、AUC(0-∞)和t1/2比野生型大鼠有所增加。此外,本研究首次报道了8种CYP3A4变异体(CYP3A4.39-.46)对多纳非尼代谢的影响。其中7种变异体(CYP3A4.42除外)的代谢催化活性低于野生型CYP3A4.1,其内在清除率(CLint)为CYP3A4.1的8.60%–97.89%。随后,通过分子对接研究了酶活性变化的潜在机制。最后,研究发现阿比多尔显著抑制了多纳非尼的代谢,其在大鼠肝微粒体(RLM)中的半数抑制浓度(IC50)为3.16 ± 0.09 μM,在人肝微粒体(HLM)中为36.38 ± 1.23 μM。动物研究表明,在Sprague-Dawley大鼠中同时给予阿比多尔后,多纳非尼的药代动力学发生了显著变化,其AUC(0-t)、AUC(0-∞)和Cmax分别增加了1.19倍、1.05倍和0.54倍,Tmax延长了68.42%,而CLz/F降低了53.85%。这些结果为临床剂量调整提供了关键参考,有助于实现个性化治疗并降低不良反应的风险。

引言

肝癌(HCC)是全球发病率和死亡率最高的恶性肿瘤之一[1]。其发展与慢性肝病密切相关,尤其是由乙型肝炎病毒(HBV)和丙型肝炎病毒(HCV)引起的感染[2],[3]。HBV和HCV相关的HCC病例占全球HCC病例的80%以上,尤其是在亚洲(中国和蒙古)和南非[4]。尽管近年来靶向治疗和免疫治疗取得了显著进展,但HCC患者的长期生存率仍不尽如人意[5]。作为一种新型多激酶抑制剂,多纳非尼已被广泛用于治疗多种实体瘤。它主要抑制与血管生成相关的酪氨酸激酶(例如血管内皮生长因子受体)和肿瘤细胞增殖相关的酪氨酸激酶(如Raf激酶和血小板衍生生长因子受体),从而抑制肿瘤生长[6]。目前,中国已批准多纳非尼作为创新药物用于治疗之前未接受过治疗的不可切除HCC患者[7],[8]。
药物代谢不仅影响药物疗效,还关系到药物安全性和个体化给药策略。细胞色素P450(CYP)酶作为主要的药物代谢酶系统,参与了大约75%临床药物的生物转化[9],[10]。研究表明,多纳非尼在体内主要由CYP450酶代谢,其主要代谢物为多纳非尼N-氧化物[11]。这一代谢过程涉及多种CYP450亚型,包括CYP3A4、CYP2C8、CYP2C9、CYP2C19和CYP2D6[12]。然而,每种亚型的具体贡献仍有待进一步阐明。此外,基因多态性可以改变酶的结构并影响代谢活性[13]。CYP3A4的基因变异可能导致个体间剂量差异显著。目前,药物遗传变异数据库(https://www.pharmvar.org/gene/CYP3A4)显示CYP3A4的等位基因变异数量持续增加,已确认超过48种变异体。最近,在中国汉族人群中发现了8种新的CYP3A4变异体(CYP3A4.39-.46),表明个体间药物代谢的差异将更加复杂[14]。
另一方面,由于免疫功能受损,HCC患者感染风险较高,常发生流感病毒和呼吸道合胞病毒感染[15],[16],[17]。此外,持续的HBV和HCV感染不仅促进HCC的发生和发展,还影响HCC的靶向治疗效果(例如索拉非尼)[18],[19],[20]。上述现象突显了控制病毒感染在HCC治疗中的重要性。在这种情况下,广谱抗病毒药物阿比多尔具有多重治疗价值[21]。首先,它可用于治疗流感/呼吸道合胞病毒,从而降低患者感染风险[22]。最近的研究表明,阿比多尔可能抑制HBV/HCV的复制,有助于管理病毒相关的HCC[23],[24]。这种同时具有抗感染和潜在抗HBV/HCV活性的双重药理特性为多纳非尼的联合使用提供了可能性。先前的研究表明,CYP3A4是阿比多尔代谢的主要酶,而其他CYP亚型和含黄素的单加氧酶(FMOs)在其代谢中的作用较小。同时,CYP3A4也是多纳非尼的主要代谢酶。由于阿比多尔和多纳非尼都主要通过CYP3A4途径代谢,它们的联合使用可能导致在同一酶位点的代谢竞争,从而增加药物相互作用(DDI)的风险[25]。因此,深入研究这两种药物的DDI具有重要的临床意义。
在本研究中,我们通过体内体外计算机模拟实验系统地确定了参与多纳非尼N-氧化物形成的主要代谢酶。利用重组人微粒体,深入评估了CYP3A4基因多态性对多纳非尼代谢酶活性的影响。此外,本研究还研究了阿比多尔对多纳非尼代谢的潜在抑制作用。这些发现不仅为评估临床DDI风险提供了关键目标,也为制定个性化给药策略和指导合理用药提供了重要依据。

部分摘录

化学物质和试剂

多纳非尼(图1A)和多纳非尼N-氧化物(图1B)由苏州泽尔根生物制药有限公司(中国江苏)提供。索拉非尼(作为内标IS)和阿比多尔购自上海麦克林生化有限公司(中国上海)。噻氯匹定、槲皮素、磺胺苯唑、奎尼丁、酮康唑和1-ABT作为特定的CYP抑制剂由上海康斯佩克科学仪器有限公司(中国上海)提供。重组人CYP酶与...

使用UPLC–MS/MS测定多纳非尼和多纳非尼N-氧化物的浓度

在建立的色谱条件下,所有分析物的基线分离均得以实现。多纳非尼、多纳非尼N-氧化物和IS的保留时间分别为1.45分钟、1.39分钟和1.45分钟,未观察到任何内源性基质组分的干扰。多纳非尼和多纳非尼N-氧化物的标准曲线在2–25,000 ng/mL和0.5–500 ng/mL的浓度范围内表现出良好的线性,相关系数均超过0.99,表明...

讨论

作为药物代谢的核心酶系统,CYP酶的表型鉴定、基因多态性及其介导的DDI研究一直是临床药理学和个性化医学领域的重要课题。作为中国首个自主研发用于治疗HCC的创新靶向药物,多纳非尼凭借其独特的氘代结构显著提高了药物稳定性和临床疗效[32]。它同时具有抗血管生成和...

结论

本研究通过体外体内计算机模拟方法综合评估了多纳非尼的代谢和相互作用。体外实验中,我们通过化学抑制剂和重组酶测定确认CYP3A4是多纳非尼的主要代谢酶,并定量评估了CYP3A4的基因多态性及其对多纳非尼代谢的影响。体内实验中,使用Cyp3a1/2 KO大鼠证实了该酶在...

CRediT作者贡献声明

沈玉欣:撰写 – 原始稿,软件处理。吴俊:撰写 – 审阅与编辑,实验研究。曹璐:软件处理,数据分析。姜世琦:资源获取,方法学设计。陈燕:验证,数据分析。徐仁爱:项目管理,概念构思。季玲:监督,项目管理。

资金来源

本研究未获得公共部门、商业机构或非营利组织的任何特定资助。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能会影响本文报告工作的财务利益或个人关系。

致谢

我们感谢苏州泽尔根生物制药有限公司提供多纳非尼和多纳非尼N-氧化物。

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