泮托拉唑代谢和立体选择性药物动力学研究

摘要

选择性长效质子泵抑制剂泮托拉唑，主要用于治疗胃、十二指肠溃疡和反流性食管炎等胃肠道高分泌疾病，其结构中含有一手性中心硫原子，临床现在以消旋体形式给药。前期对泮托拉唑代谢和动力学的研究表明，泮托拉唑经肝药酶进行广泛代谢，代谢途径包括亚砜氧化为砜或还原为硫醚、O-去甲基化、芳香环羟基化和形成的I相代谢产物与葡萄糖醛酸或硫酸结合，其代谢具有遗传多态性，在快代谢型人群中，血清中左旋泮托拉唑的浓度比其对映体的浓度略高，而在慢代谢型人群中，血清中右旋泮托拉唑的浓度明显高于左旋体的浓度，右旋泮托拉唑的药时曲线下面积是其对映体的2．7—3．8倍。因此进一步深入研究泮托拉唑的代谢、立体选择性药物动力学及其产生的机理，为全面了解泮托拉唑对映体的吸收，分布、代谢和排泄，指导泮托拉唑单一光学活性药物的研究开发具有重要意义。 本文的主要目的是分离并鉴定泮托拉唑的代谢产物，系统研究泮托拉唑在微生物模型中和哺乳动物体内的代谢；建立同时测定泮托拉唑对映体和其代谢产物含量的多种方法，研究泮托拉唑立体选择性药物动力学，阐明其产生的机理，研究左旋泮托拉唑临床前药物动力学，为手性药物的研究开发提供依据和新思路。 一、泮托拉唑代谢产物的制备和质谱研究 分离纯化泮托拉唑的短刺小克银汉霉转化液样品和大鼠多剂量灌胃给予泮托拉唑后收集的尿液样品中的泮托拉唑代谢产物，并通过核磁共振光谱和电喷雾离子化质谱确定其结构，共分离纯化并鉴定了15种代谢产物，分别为8种I相代谢产物、4种葡萄糖醛酸结合物、2种N-乙酰半胱氨酸结合物和1种葡萄糖结合物，为泮托拉唑代谢和立体选择性药物动力学研究提供对照品。采用液相色谱一多级质谱联用法对泮托拉唑及其代谢产物进行多级质谱分析，总结其质谱特点为：II相代谢产物(葡萄糖醛酸结合物、葡萄糖结合物和N-乙酰半胱氨酸结合物)在进行二级全扫描分析时，首先丢失结合基团而得相应的母核部分；如果化合物为砜类衍生物时，进行二级全扫描分析时，首先会得到脱64 Da(SO<,2>)的特征碎片离子；当化合物为亚砜类化合物时，其二级全扫描质谱图中基本就只有1个特征离子，为由C<,2>一S键断裂生成吡啶部分的碎片离子；若化合物为硫醚时，其二级全扫描质谱图中则有丢失33(·SH)和34 Da(H<,2>S)的两特征碎片离子；另外还可能有分别丢失20(HF)、40(2×HF)和68 Da(HOCHF2)、由C<,2>一S键和C<,7>一S键断裂而形成的碎片离子． 二、泮托拉唑在微生物模型中和哺乳动物体内的代谢 采用液相色谱．质谱联用法，综合分析代谢产物的准分子离子、多级碎片离子 和色谱保留时间，并与泮托拉唑、泮托拉唑硫醚、泮托拉唑砜及制备的15种代谢产物对照品进行比较，研究了泮托拉唑在微生物模型中和哺乳动物(大鼠、比格犬和人)体内的代谢情况，共发现37种代谢产物，分别为泮托拉唑原形(RMO)的4'-O-去甲基代谢产物(RM8)、6-羟基化代谢产物(RMl3)、6-羟基化后与硫酸或葡萄糖醛酸结合代谢产物(RM16-RM19)、5'-羟基化代谢产物(RM14)、分子重排代谢产物(RM26)；泮托拉唑砜(RM15)的葡萄糖醛酸结合代谢产物(RM20和RM21)、4'-O-去甲基代谢产物(RM1)、6-羟基化代谢产物(RM22)、1'-N-氧化代谢产物(RM23)、6-羟基化后与硫酸或葡萄糖醛酸结合代谢产物(RM24和RM25)；泮托拉唑硫醚(RM7)的葡萄糖结合代谢产物(MM5和MM6)、4'-O-去甲基代谢产物(RM11)、4'-O-去甲基后与葡萄糖醛酸结合代谢产物(RM12)、6-羟基化代谢产物(RM2)、6-羟基化后与硫酸或葡萄糖醛酸结合代谢产物(RM3-RM5)、同时发生4'-O-去甲基和6-羟基化代谢产物(RM6)，然后再与硫酸或葡萄糖醛酸结合代谢产物(RM9和RM10)；泮托拉唑与谷胱甘肽结合代谢产生的含苯并咪唑部分的代谢产物(RM27、RM30、RM34和RM35)和含吡啶部分的代谢产物(RM28、RM29、RM31-RM33)。观察到泮托拉唑有11条代谢途径，分别为亚砜氧化、亚砜还原、去甲基、6-羟基化、5'-羟基化、1'-N-氧化、分子重排、葡萄糖醛酸结合、硫酸结合、葡萄糖结合及谷胱甘肽结合，这些代谢途径还可能发生交叉，生成次级代谢产物。其中泮托拉唑与谷胱甘肽结合和泮托拉唑硫醚与葡萄糖结合为首次发现的两条代谢途径。 泮托拉唑在微生物模型中和哺乳动物体内代谢的差异一方面表现在Ⅰ相代谢产物的数量上，微生物模型中Ⅰ相代谢产物种类少而且比较专一，代谢产物只有4种，其中主要为4'-O-去甲基泮托拉唑硫醚，而在哺乳动物体内，代谢产物种类多而广泛，多达19种；另一方面表现在Ⅱ相代谢产物的种类及数量上，在微生物模型中Ⅱ相代谢产物只有两种，且都为葡萄糖结合物，而在哺乳动物体内，有16种Ⅱ相代谢产物，分别为9种葡萄糖醛酸结合物、5种硫酸结合物和2种N-乙酰半胱氨酸结合物。 三、泮托拉唑立体选择性药物动力学研究和其机理的探讨 联合使用分析柱和chiral-AGP柱，建立了同时测定大鼠血浆中泮托拉唑对映体、泮托拉唑硫醚和泮托拉唑砜浓度的HPLC法，研究了泮托拉唑对映体体内构型转化和大鼠口服泮托拉唑消旋体后的立体选择性药物动力学；建立了同时测定组织样品中泮托拉唑和其4种代谢产物(泮托拉唑硫醚、泮托拉唑砜、4'-O-去甲基泮托拉唑硫醚和6-羟基化泮托拉唑硫醚)浓度的LC／MS／MS法，研究了大鼠多剂量灌胃给予泮托拉唑对映体后在组织中的立体选择性分布；另外还建立了同时 测定大鼠肝微粒体中泮托拉唑代谢产物(泮托拉唑砜、4’-O-去甲基泮托拉唑硫醚和6-羟基化泮托拉唑)浓度的LC/MS/MS法，研究了泮托拉唑对映体在大鼠肝微粒体中的立体选择性代谢。 右旋泮托拉唑在人体内、泮托拉唑对映体在比格犬和大鼠体内都不发生构型转化；泮托拉唑对映体在大鼠体内的药物动力学具有立体选择性，左旋泮托拉唑在血浆和主要组织(肝、胃壁、十二指肠、小肠、大肠、盲肠和小肠内容物)中浓度比其对映体高；泮托拉唑对映体的吸收和血浆蛋白结合过程对其立体选择性药物动力学无显著性意义，而其立体选择性药物动力学主要产生于立体选择性的代谢，其中分别由CYP2C19(泮托拉唑代谢为4'-O-去甲基泮托拉唑硫醚和6-羟基泮托拉唑)和CYP3A4(泮托拉唑代谢为泮托拉唑砜)介导的三条代谢途径对其具有重要的意义。 四、左旋泮托拉唑临床前药物动力学研究 立体选择性药效学和药物动力学研究结果表明泮托拉唑左旋体为优势构型。为了研制开发左旋泮托拉唑钠，研究了其在比格犬体内和Wistar大鼠体内的吸收及大鼠的组织分布。左旋泮托拉唑在犬和大鼠体内吸收快，T<,max>分别大约为23min和16min，且口服绝对生物利用度高，分别为63.9％和88.9％。左旋泮托拉唑原形及其两代谢产物(泮托拉唑硫醚和泮托拉唑砜)都主要分布在胃肠道(胃壁、小肠壁、大肠壁和盲肠壁)中，这与左旋泮托拉唑的药理作用靶点相吻合，表明左旋泮托拉唑的组织选择性好，其组织分布特点有利于其药理作用的产生。

目录

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摘要

缩略语说明

第一章绪论

第二章泮托拉唑代谢产物的分离与结构鉴定

第三章泮托拉唑代谢研究

第四章泮托拉唑立体选择性药物动力学研究

第五章泮托拉唑立体选择性药物动力学机理的探讨

第六章左旋泮托拉唑钠临床前药物动力学研究

第七章实验部分

第八章结论

参考文献

附图

致谢

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