小型猪药代动力学
(一)动物选择
非临床药代动力学研究是通过动物体内、体外和人体外的研究方法,揭示药物在体内的动态变化规律,获得药物的基本药代动力学参数,阐明药物的吸收、分布、代谢和排泄(ADME)过程和特点。药代动力学研究中所选用的动物,应当在药物ADME方面尽可能地与人相近,以达到实验结果能外推至临床的目标。我国的《化学药物非临床药代动力学研究技术指导原则》要求:创新药物应选用两种或两种以上的动物,其中一种为啮齿类动物;另一种为非啮齿类动物(如犬、小型猪或猴等)。小型猪在多种药物的代谢动力学方面比狗和猴更能反映药物在人体内的情况,其肝脏CYP450酶系也与人类的情况相似。因此,小型猪可作为一种优选的非啮齿类动物。
(二)药物吸收和消除动力学
胃肠道或其他非静注给药后的全身吸收,与药物的剂型、给药部位的解剖及生理特征有关。近年来大量文献报道小型猪已被用在多类药物的药代动力学研究。
1.人和小型猪单次服用非甾体抗炎药萘丁美酮片后,体内均存在萘丁美酮的代谢产物6-甲基-2-萘胺和6-羟基-2-萘胺,虽然小型猪体内的代谢产物浓度仅约为人体内浓度的1/10,但仍说明小型猪和人的体内代谢反应相同。
2.以尤卡坦小型猪研究阿莫西林-克拉维酸的药代动力学参数T1/2、Tmax、Cmax、AUC,并与文献报道的人体内相应参数相比较,表明小型猪是较为合适的研究阿莫西林-克拉维酸代谢动力学的动物模型。
3.为了证明小型猪是一种适合于人体内药物代谢和药代动力学建模的实验动物,有研究者开展了普罗帕酮的小型猪体外肝微粒体水平和体内药代动力学水平的研究,并与人体的数据相比较。结果表明,小型猪体外肝微粒体是一种较好模拟人体内药物代谢的模型,而小型猪的整体动物药代动力学则更为复杂,反映出药物代谢酶和转运体系统底物特异性方面的差异性,即小型猪对普罗帕酮主要代谢产物5-羟基普罗帕酮的葡萄糖苷酸化作用更高。国内研究者采用相同的策略研究了洛伐他汀在人体和巴马小型香猪体内的主要代谢物和酶动力学参数,结果表明人CYP3A4特异性抑制剂三乙酰竹桃霉素可抑制洛伐他汀在猪和人肝脏微粒体内的代谢;药代动力学参数和绝对生物利用度分析则表明洛伐他汀在猪和人体内的吸收和消除也比较相似。此外,猪和人在洛伐他汀的血浆蛋白结合率、水解产生β-羟酸洛伐他汀的速率方面也未见种属差异。
4.止吐、抗精神病药舒必利的小型猪和人的比较代谢动力学研究表明,舒必利在两个种属中的Cmax、均在400~425ng/ml之间,也均主要分布于心、肌肉、肝、肾、肺。舒必利小型猪和人中的Tmax、分别为120分钟和120~240分钟,可见小型猪可很好地模拟该药在人体内的组织分布和代谢。
5.小型猪还可用于研究皮肤制剂的经皮吸收。以去势的尤卡坦小型猪构建性腺功能低下动物模型,考察睾酮的透皮转运。结果表明,睾酮在去势小型猪中的转运特性,与其在性腺功能低下患者中的透皮转运机制相同。吲哚美辛、布洛芬常为皮肤制剂,同样也可采用小型猪的皮肤来评价药物经皮吸收和代谢过程。
6.其他类别药物的代谢动力学研究。近年来,小型猪在各类新药的药代动力学研究逐年增多,如中药北五味子素的人、大鼠和小型猪的体外肝微粒体比较代谢研究,治疗性单抗药物的人和小型猪的比较药代动力学研究等。
(三)生理性药代动力学模型
生理性药代动力学模型(PBPK模型),是以数学语言尽可能详细地描述决定药物在体内摄取、分布和消除的所有物理性和生理性的过程,可用于新药ADME特性的早期虚拟预测。有研究者曾采用商业的PBPK建模软件PK-Sim®建立人口服和静注二氯芬酸的PBPK模型,并成功地将其外推至小型猪中,其预测结果与文献报道非常一致,并反映出二氯芬酸胃肠道吸收的pH依赖性。此外,还有研究者建立了暴露低浓度化学战剂的小型猪PBPK模型(外加药效PD),以定量预测暴露低浓度化学战剂的生理后果。