中草药新药多成分药代动力学评价的研究进展

·综述·中草药新药多成分药代动力学评价的研究进展黎国富1，2，赵浩如1*，杨劲2*(1.中国药科大学中药制剂教研室，江苏南京210009;2.中国药科大学药物代谢动力学重点实验室，江苏南京210009)［摘要］植物药在国外上市前必须经历药代动力学、生物利用度等一系列严格的科学研究以确证其安全性和有效性。

美国FDA 颁布了《植物药指导原则》以辅助申请者开发植物药，这对中草药新药研发也有极其重要的借鉴意义。

该文对与FDA 理念相一致的中草药药代动力学评价方法进行了综述和讨论，主要包括中草药中“药代动力学标记物”(PK markers )的鉴定、矩量法整合的多组分药代动力学研究、生物药剂学药物处置分类系统、群体药代动力学-药效动力学在中药-化药相互作用中的研究。

［关键词］中草药药代动力学;矩量法;药代动力学标记物;生物药剂学体内处置分类系统;中草药-化学药相互作用［稿件编号］20100903004［基金项目］国家科技支撑计划项目(2006BAI21B00)［通信作者］*赵浩如，教授，研究方向中药学与药事管理，Tel :(025)83201966，E-mail :haoruzhao@cpu．edu．cn ;*杨劲，副教授，研究方向新药的药代动力学，Tel :(025)83271386，E-mail :yangjingqw@263．net中国是传统中草药生产大国，国内中草药年均生产总值约占药品产业GDP 的四分之一［1］。

药代动力学可以为中草药的新药研发提供有效性和安全性的科学证据。

我国早已要求中药、天然药物Ⅰ类新药进行药代动力学研究，在2007年新颁布的《中药、天然药物注射剂基本技术要求》中更明确指出，多成分的中草药注射剂需要进行药代动力学的探索性研究，必要时还应进行多成分间的药代动力学相互作用研究。

对于高度纯化(＞90%)的植物提取物，其药代动力学研究一般与化学药的要求相似。

然而对于中草药的多成分药代动力学研究目前尚无明确、公认的研究思路和技术方案，仍处于摸索阶段，甚至对于中草药药代动力学整个学科的关键问题尚且没有清晰的认识。

2004年，FDA 颁布正式的《植物药指导原则》(Botanical Drug Products )，该原则中明确将“植物药”与化学药或高度纯化的植物提取物加以区分，认为“植物药”是来源于植物材料，且通常为多种成分的混合物，其化学组成并不完全清楚，甚至很多情况下其有效成分也不明确，这些特征都与我国的中草药十分相似［2-3］。

因此，FDA 对植物药评审的相关政策对我国中草药的评价有重要的参考价值［4］。

本文围绕FDA《植物药指导原则》的核心思想，提炼出中草药新药多成分药代动力学评价的根本目的和关键问题，并分析国内外若干前瞻性研究实例，以探讨我国中草药新药多成分药代动力学的评价方法。

1FDA 对植物药申报中多成分药代动力学的要求FDA 《植物药指导原则》［2］中，对植物药非临床安全性研究的要求基本上与化学药相同，即需要进行标准的毒理学研究，其中包括非临床药代动力学和毒代动力学研究。

同时，FDA 也认识到植物药中通常含有多种化学成分，因此用标准的药代动力学方法来研究植物药在动物体内的全身暴露在技术上也许并不可行。

但是，如果在植物药的质量控制环节已经对其中主要化学成分的含量有所要求时，监控这些主要或代表性成分的药代动力学便可为评估植物药的体内暴露提供有用的信息。

此外，FDA 重点强调了研究植物药非临床药代动力学的目的是辅助设计合理的毒理学研究方案，并可能解释毒理学实验的结果。

在生物利用度和临床药代动力学方面，植物药的研究方法取决于以下几个方面:①活性成分是否明确，②药用物质是否复杂，和③分析方法是否可用。

在某些情况下，可以采用合适的生物效应方法，甚至采用具有良好对照的临床比较试验加以确定。

如果已知植物药中的主要成分，并考察了植物药的剂量-效应(dose-response )关系便有可能预测肝或肾功能受损后药物的体内暴露程度。

在最新的文献［5］中，FDA 的审评人员还提出了其它建议，认为那些不涉及测定植物药化学成分群的药代动力学研究也是有益的，比如植物药对P-糖蛋白(P-gp )、肝P450酶等药物转运体或代谢酶的抑制或诱导作用，和植物药与化学药的相互作用。

这些研究具备一定的技术可行性，因为均只涉及相关药物转运体或代谢酶的表达和活性，或者化学药的体内暴露水平。

此类研究将有助于预测植物药与化学药在临床联用时潜在的相互作用。

FDA批准的第一个植物药Veregen TM，为绿茶的水提物，相当于我国中药、天然药物注册分类中的第5类新药，即有效部位为儿茶素类成分的植物药。

由于该药为外用制剂，只在局部发挥药效而无须进入体内，因此在其非临床安全性评价中，申请者对Veregen TM进行的体外透皮吸收实验和一系列动物药代动力学实验(包括毒代动力学实验)，都围绕着一个目的，即充分评估其全身暴露程度，以确保其在体内的最大暴露并不足以危害人体健康。

可是，该药的有效成分并不明确，所以申请者选用了Veregen TM中含量最高的几种主要成分进行药代动力学研究，FDA对此并无异议。

在随后的临床药代动力学评价中，申请者则主要采用与口服安全剂量的绿茶水溶液相比较的方法，对比了外用与口服2种方式下，Veregen TM的4种主要成分在体内的暴露情况，以确保该药的人体使用安全性，而其有效性主要通过临床试验进行确证。

综上，FDA对植物新药(草药)进行多成分药代动力学研究的根本目的是为了评估植物药的临床安全性和有效性，并预测潜在的植物药-化学药相互作用。

其主要的评价策略是以植物药中多种主要成分的体内暴露情况推测植物药整体的体内暴露情况，必要时还可应用体外方法进行生物药剂学研究。

但并不要求鉴定植物药中的有效成分，如果其有效成分未能确定，则可选择含量最高的几个主要成分或相应代谢物进行药代动力学研究。

2国内外中草药多成分药代动力学的探索性研究2.1同时监测多个成分的体内暴露药物的体内暴露是其药效和毒性的决定因素，决定了药物的安全性和有效性。

近年来同时检测中草药及复方中多种成分的体内分析方法一直是中草药药代动力学研究的热点之一。

与Veregen TM相似，研究者们采用已经确证的分析方法对中草药的多种成分进行血药浓度监测和药代动力学研究。

本文列举了2007年以来典型的中草药体内多成分检测的例子，见表1。

中草药或植物药与化学药最大的不同在于物质基础的不确定性。

尽管目前大部分中草药的化学成分都得到了系统的研究，但是对大多数中草药复方的药效物质基础仍然没有明确的认识。

由于单味中草药的化学组成就已十分复杂，几味中草药组成的复方更是一个复杂的体系，其中不同类型的成分可能对应着不同的药理效应，而且一些成分之间也许还存在复杂的相互作用，因此对于中草药多成分药代动力学评价时，如何选择能够代表中草药或复方的成分(群)一直争议不断。

而目前的文献多数只侧重于建立中草药多成分的体内分析方法，并未详尽交待选择该种成分的原因。

例如，脑得胜注射剂，由葛根、红花、三七、川芎和山楂等5味组成，而文献上［6］只同时检测了葛根中的三种异黄酮成分和红花中的红花黄色素A，未分析注射剂中三七、川芎和山楂主要成分的含量和体内暴露情况。

另一种常见的情况是，即使对同一种中草药，不同的研究者所选择的成分往往也不一致。

大承气汤是《伤寒论》的名方之一，由大黄、枳实、厚朴和芒硝组成。

研究者对大承气汤中活性成分的选择和其药代动力学的认识与当时的分析水平密切相关，见表2。

虽然这些研究多集中于分析方法的确立和血药浓度的测定，并未进行系统深入的探究，存在着许多不足之处，但也可大致了解中草药多成分在体内的药代动力学行为。

而且随着体内药物分析技术的发展，能够同时定量的成分与日俱增，对中草药的体内暴露情况将有日臻完善的认识，也为传统中草药作为植物药在美国上市提供有益的信息。

表12007年以来典型的中草药体内多成分同时检测和药代动力学评价中草药组成动物或人用于药代动力学研究的成分主要成分的PK差异苦参水提物［7］苦参大鼠苦参碱(MT)、氧化苦参碱(OMT)和氧化槐果碱(OPT)MT的暴露最大，且PK特征与OMT，OSP差异较大;OMT与OSP的吸收、消除特性相似夏天无提取物［8］夏天无大鼠延胡索乙素(TP)、原阿片碱(PT)和巴马汀(PL)TP和PT的暴露最大，PK特征也相似血塞通注射剂［9］三七大鼠三七总皂苷人参皂苷Rb1和Rd的体内暴露最大脑得胜注射剂［6］葛根、红花等5味大鼠葛根素等3种异黄酮和红花黄色素A葛根素的体内暴露最大冠心宁注射剂［10］丹参和川芎大鼠丹参素等6种酚酸类化合物AUC丹参缩酚酸B＞AUC丹参素;消除半衰期为0.11 1.2h参附注射剂［11］人参和附子健康人乌头碱等6种乌头类生物碱3种苯甲酰类乌头碱暴露最大，t max30 45min;其余生物碱暴露量极低葛根芩连汤［12］葛根、黄芩等5味大鼠葛根素、黄芩苷等5种成分黄芩苷药时曲线呈现双峰，暴露最大，与葛根素差异较大吴茱萸巴布膏［13］吴茱萸、川芎等4味大鼠吴茱萸碱和吴茱萸次碱两者暴露水平相近，吸收、消除速率相似2.2矩量法整合的中草药药代动力学研究由于中草药中多个主要成分的药代动力学行为可能有所差异，而中草药的整体药代动力学特征需要同时考虑到这些成分各自的贡献。

因此，有学者提出中草药多成分的总量统计矩药代动力学数学模型的研究思路［17］，以期从数学模型的角度将中草药的各个主要成分的药时曲线整合为一条能够表征中草药整体表22007年至今报道的大承气汤体内多成分同时检测和药代动力学研究年份检测成分代表药物动物体内暴露(AUC和C max) 2007［14］芦荟大黄素和大黄酚大黄大鼠大黄酚＞芦荟大黄素2008［15］大黄酸、大黄素、芦荟大黄素、厚朴酚及和厚朴酚大黄、厚朴大鼠大黄酸＞大黄素＞厚朴酚＞芦荟大黄素2009［16］大黄酸、大黄素、大黄酚、柚皮苷、大黄素甲醚、芦荟大黄素、柚皮素、橙皮苷、厚朴酚及和厚朴酚大黄、厚朴和枳实犬大黄酸＞橙皮苷＞柚皮苷＞大黄酚＞和厚朴酚＞柚皮素＞芦荟大黄素＞厚朴酚＞大黄素在体内驻留特点的药时曲线，并尝试用于优化临床给药方案。

采用整合的中草药多成分的总量动力学参数才能够客观地描述中草药整体的体内动态量变情况，但是房室模型的多样性与不确定性又决定了只能以统计矩的方法对每个成分的药代动力学参数进行整合，进而获得中草药多成分的总体药代动力学参数。

一个典型的例子是三七总皂苷的整合药代动力学研究［18］。

具体方法是三七总皂苷给药后，根据各成分在所有成分总和的AUC0-ɕ中所占比值自定义整合血药浓度中相应的权重系数，再将每一时间点下每种单体成分的血药浓度赋以各自的权重，以获得三七总皂苷的整合浓度-时间曲线，进而可得到中草药的整合药代动力学参数。