干细胞的应用

获得药物开发中内在清除率的准确预测

下载阿斯利康提供的Cellartis Power Primary HEP Medium用于内部清除研究的应用数据

制药业的一个共同目标是开发代谢缓慢的新药，以延长药物的半衰期。这样做将最大限度地减少所需剂量，这将对慢性病患者的生活质量产生深远影响（la Hultman等人，2016）。然而，这些被称为低清除率化合物的药物在临床上失败了，因为很难准确确定它们从体内清除的速度。通常，低清除率化合物的清除率被高估，导致临床半衰期被严重低估，这可能与药物的预期用途不符。因此，准确测量药物清除率的能力对于药物开发和安全、准确的给药至关重要。

药代动力学是研究药物如何在体内运动的学科，对于了解药物从体内清除的速度非常重要。它由四个过程组成:吸收、分布、代谢和排泄。药物代谢主要发生在肝脏，是药物从体内排出的主要机制。药物通过肝脏时的损失被称为肝脏清除，这是决定药物在体内停留时间以及药效持续时间的关键因素(Zhang et al. 2012)。

图片改编自用户“没有标签的消化系统”:LadyofHats / Wikimedia Commons / Public Domain

肝脏清除率受到两个因素的影响:肝脏血流速度(反映药物进入肝脏的情况)和药物从血液中清除的效率。肝脏提取率是血液中药物去除效率的指标(Clarks 2013)。提取比例取决于1)可自由获得的药物与肝酶相互作用的比例和2)肝酶代谢可自由获得药物的能力，这一特性被称为内在清除(intrinsic clearance, CL)_㈡)．提取率高的药物被称为高清除率药物，能迅速从体内排出。相比之下，低提取率的药物被称为低清除药物，由于肝脏代谢和排泄这些药物的内在能力较低，这些药物会慢慢地从体内排出。

预测低清除率药物内在清除率的挑战

预测在活的有机体内根据来自在体外模型是具有挑战性的。由于现有药物的局限性，这一预测对于低清除率药物来说更加困难在体外系统和分析，如缺乏灵敏度检测低CL_㈡值。例如，最常用的测定CL的方法_㈡价值是悬浮肝细胞清除试验。悬液肝细胞在4小时后迅速失去酶活性和活力，因此在清除试验中培养时间限制在4小时以内。低清除率的药物需要长时间的孵育，因此，悬液肝清除率法不适合测定肝细胞浓度_㈡低清除率药物的价值。

一些新的方法已经发展来确定CL_㈡低清除率药物的价值。例如，采用中继法，悬浮肝细胞与药物一起孵育4小时，然后将药物上清液转移至新鲜解冻的悬浮肝细胞。重复5次，使药物暴露于肝酶下20小时。此外，能够长时间维持肝酶活性的细胞系和培养系统已经开发出来，并用于低清除率研究。其中包括低温保存原代肝细胞或HepaRG细胞的单层培养、肝细胞系统（如HepatoPac或HuREL）的共培养以及3D球体培养的原代肝细胞（Di和Obach 2015）。然而，这些方法可能是复杂的、耗时的、昂贵的，或者可能具有很差的可预测性在活的有机体内间隙。因此，仍然需要一个友好的、可靠的模型系统来预测低清除率药物的内在清除率。

Cellartis Power原发性HEP培养基用于预测内在清除率

来自阿斯利康的申请数据

我们与阿斯利康合作，进行了一项实验，评估Cellartis Power原代HEP培养基中培养的原代肝细胞是否可以作为预测内在清除率的细胞模型。在第一次实验中，我们使用了奎尼丁，一种已知的低内在清除率的化合物。药物主要通过CYP3A4代谢。在这项研究中，奎尼丁浓度在零次分析;1 3 5小时;1 2 3 5 7 9 10天的孵化期预测的在活的有机体内CL_㈡值在体外CL_㈡值与观测值非常一致(相差两倍)在活的有机体内CL_㈡价值。

参考

克拉克，c.w.肝脏药物清除。杜兰大学医学院，医学药理学，TMedWeb。< http://tmedweb.tulane.edu/pharmwiki/doku.php/hepatic_drug_clearance >

但是Hultman拉et al。利用H -µREL人类共培养系统预测代谢缓慢化合物的内在清除和代谢物形成。摩尔法姆。13，2796 - 2807(2016)。

Di, L.和Obach, R. S.解决药物研究中低清除的挑战。aap J。17，352–7 (2015).

张,D。et al。药物发现和开发中药物代谢和处置的临床前实验模型。APSB2，549–561 (2012).