生物样品中五肽PEP801代谢分析及临床前药代动力学和毒代动力学研究

摘要

五肽PEP801(Met-Gln-Cys-Asn-Ser)是一种合成的小分子五肽，它是首次在痢疾阿米巴中提取产生，并被发现具有抗炎活性的的小分子五肽。在体内能够抑制人体单核吞噬细胞的活动，具有抗炎活性。近来有研究证明，五肽PEP801(Met-Gln-Cys-Asn-Ser)能够保护脑缺血损伤，对脑缺血中风具有治疗意义。目前尚处于临床前研究阶段，国内、外未见有关五肽PEP801(Met-Gln-Cys-Asn-Ser)药代动力学研究的报道。本文的工作旨在对其临床前药代动力学和毒代动力学作一整体评价，以支持人体药代动力学研究并为临床用药及剂型开发提供参考依据。
　　 一、五肽PEP801代谢和稳定性研究
　　 五肽PEP801(Met-Gln-Cys-Asn-Ser)含有甲硫氨酸和半胱氨酸，这两个氨基酸残基容易发生氧化，尤其是半胱氨酸含有巯基，容易发生金属催化的氧化反应。同时生物基质中广泛存在的各种蛋白水解酶容易使多肽类化合物快速降解，导致极短的半衰期。因此本研究在实验之初，用液相-质谱联用技术详细进行了五肽PEP801(Met-Gln-Cys-Asn-Ser)的代谢稳定性研究。在溶液稳定性考察中发现，酸性体系和有机相体系可以稳定PEP801。但是在全血稳定性中发现，抗氧剂、低温和蛋白酶抑制剂均不能有效抑制PEP801的降解。而直接快速甲醇沉淀蛋白可以阻止PEP801的降解。同时通过PEP801在大鼠全血、肝匀浆和肾匀浆体外温孵实验中发现，全血和肝脏可能是PEP801代谢主要场所。而PEP801在不同种属SD大鼠、比格犬和人全血和肝微粒中代谢稳定性研究发现，PEP801的降解速度: SD大鼠＞比格犬＞人。
　　 因此通过AB公司Q-Trap四极杆-线性离子阱串联质谱仪和Agilent6200高效液相色谱-高分辨飞行时间质谱联用系统两种仪器对五肽PEP801在SD大鼠、比格犬以及人全血和肝微粒体体外温孵样本的主要代谢产物进行了鉴别。实验结果表明:PEP801(Met-Gln-Cys-Asn-Ser)在生物基质中主要发生了肽链的断裂，以及可能是肽链断裂后进一步脱氢反应。在生物基质中总共发现四个主要代谢产物和两个微量代谢产物。四个主要代谢产物为M1(Asn-Ser)、 M2(Gln-Cys)、M3(Cys-Asn)和M4(Met-Gln-Cys-Asn);两个微量代谢产物为M5(Gln-Cys-Asn)，而M6可能为M3(Cys-Asn)进一步脱氢的代谢产物。大鼠、比格犬与人全血、肝微粒体体外温孵代谢物分布基本类似，因此大鼠和比格犬可以作为毒性研究的种属。
　　 通过固相合成四个主要主要代谢产物M1(Asn-Ser)、M2(Gln-Cys)、M3(Cys-Asn)和M4(Met-Gln-Cys-Asn)，用液质联用方法对大鼠体内全血样本进行定量、定性分析。发现二肽M1(Asn-Ser)为相对稳定和降解较慢的主要代谢产物。考虑到五肽PEP801极短的半衰期，同时测定二肽M1(Asn-Ser)在全血中的浓度，可以表征五肽PEP801(Met-Gln-Cys-Asn-Ser)在体内的药代和毒代动力学过程。
　　 二、SD大鼠、比格犬全血中PEP801和代谢产物二肽(ASN-SER)分析方法的建立
　　 用液相-质谱联用技术进行五肽PEP801(Met-Gln-Cys-Asn-Ser)和二肽(Asn-Ser)在SD大鼠、比格犬全血中浓度的方法学研究。PEP801在全血中极不稳定，直接用含有0.2％甲酸的甲醇立刻进行蛋白沉淀，可阻止蛋白酶对PEP801的降解，并进一步进行蛋白沉淀前处理。同时根据快速定量取血要求，在大鼠取血时用100μl的定量毛细管在眼眶定量取血方式;而比格犬采用0.5 ml的定量胰岛素注射器准确取血100μl方式进行快速定量取血。取血完毕后立刻置于先前加有0.2％甲酸的甲醇中进行样本前处理。
　　 在液质联用方法建立过程中，考虑到五肽PEP801(Met-Gln-Cys-Asn-Ser)和其主要代谢产物二肽M1(Asn-Ser)不同的化学属性，用不同的液相分离条件分别测定PEP801和二肽(Asn-Ser)在大鼠、比格犬全血中的浓度，并同时对其进行了系统的方法学验证。经验证，方法的准确度、精密度、灵敏度、专属性及定量线性等均符合生物样品的分析要求，可用于SD大鼠、比格犬药代动力学和毒代动力学研究。
　　 三、PEP801在动物体内的药代动力学研究
　　 利用建立的液质联用方法进行了大鼠静脉给药0.5 mg/kg、1 mg/kg、2 mg/kg三个剂量以及比格犬静脉推注0.2 mg/kg、0.4 mg/kg、0.6 mg/kg三个剂量的药代动力学研究。
　　 SD大鼠静脉注射PEP8010.5 mg/kg、1 mg/kg、2 mg/kg三个剂量后体内半衰期极短，降解快速。PEP801和代谢物二肽(Asn-Ser)的药时曲线的末端相消除半衰期(t1/2)分别为0.24±0.02 min、0.24±0.01min、0.28±0.03 min以及1.94±0.04 min、2.93±0.23 min、2.81±0.06 min; PEP801和二肽(Asn-Ser)的AUC0-τ分别为65.46±3.17ng·min/mL、154.51±6.90 ng·min/ml、355.19±15.43 ng·min/ml和1133.28±32.70ng·min/ml、2385.88±83.26 ng·min/ml、4263.99±74.85 ng·min/ml。 PEP801(Met-Gln-Cys-Asn-Ser)和二肽(Asn-Ser)的AUC0-τ与给药剂量基本呈正相关，相关系数分别为r2=0.9936和r2=0.9921。可认为在该剂量水平下，SD大鼠体内药代动力学行为是线性的。鉴于其较短的半衰期，血药浓度维持时间极短。临床中建议采用静脉滴注给药。
　　 而比格犬模拟临床用药采用静脉推注给药方式，静脉推注PEP801(Met-Gln-Cys-Asn-Ser)0.2 mg/kg、0.4 mg/kg、0.6 mg/kg三个剂量给药后体内半衰期极短，降解快速。PEP801和二肽(Asn-Ser)的药时曲线的末端相消除半衰期(t1/2)分别为0.47±0.05 min、0.40±0.05 min、0.56±0.06 min以及8.55±0.47 min、12.50±1.42 min、13.06±1.20 min; PEP801和代谢物二肽(Asn-Ser)的AUC0-τ分别为1546.09±65.50ng·min/ml、2675.17±54.4 ng·min/ml、6666.53±151.43 ng·min/ml和1258.04±102.95ng·min/ml、2771.37±103.71 ng·min/ml、5117.49±352.76 ng·min/ml。PEP801和代谢物二肽(Asn-Ser)的AUC0-τ与给药剂量基本呈正相关，相关系数分别为r2=0.9763和r2=0.9833。可认为在该三个剂量水平下，比格犬内药代动力学行为是线性的。
　　 四、PEP801在动物体内的毒代动力学研究
　　 利用建立的液质联用方法进行SD大鼠和比格犬28天多剂量静脉慢推给药15mg/kg、30 mg/kg、60 mg/kg三个剂量组的毒代动力学研究。具体分析与综合比较毒代动力学研究给药首日和给药末期相应的SD大鼠体内PEP801(Met-Gln-Cys-Asn-Ser)及其代谢产物二肽(Asn-Ser)实验数据。
　　 SD大鼠28天长期毒性条件下，考虑动物个体差异，低剂量、中剂量、高剂量组对应的SD大鼠体内PEP801(Met-Gln-Cys-Asn-Ser)及其代谢产物二肽(Asn-Ser)的最大血药浓度(C0)、各自单位剂量的药时曲线下面积AUC0～τ/Dose以及血药全身清除率(Cl)随多剂量给药次数与时间的推移无明显变化(p＞0.05)。因此，从体内PEP801及其代谢产物二肽(Asn-Ser)主要毒代动力学参数角度，提示在低剂量、中剂量及高剂量三个剂量组28天长期、多剂量静脉慢推给药过程中，药物对机体没有明显损伤，并未造成药代、毒代属性的明显变化。
　　 比格犬28天长期毒性条件下，考虑动物个体差异，低剂量、中剂量、高剂量组对应的比格犬体内PEP801及其代谢产物(Asn-Ser)的静脉推注给药完毕后即刻血药浓度(C0)、各自单位剂量的药时曲线下面积AUC0～τ/Dose以及血药全身清除率(Cl)随多剂量给药次数与时间的推移无明显变化(p＞0.05)。因此，从体内PEP801(Met-Gln-Cys-Asn-Ser)及其代谢产物(Asn-Ser)主要毒代动力学参数角度，提示在低剂量、中剂量及高剂量三个剂量组28天长期、多剂量静脉慢推给药过程中，药物对机体没有明显损伤，并未造成药代、毒代属性的明显变化。

目录

声明

摘要

缩略词表

第一章 多肽类药物临床应用和药代动力学特点与研究

一、多肽类药物临床应用的现状

二、多肽类药物动力学研究的特点

三、多肽类药物代谢稳定性研究的特点

四、多肽类药物药代动力学研究的方法

五、液相色谱-质谱联用技术在多肽类药物分析中的应用和重要作用

六、选题依据与研究内容

第二章 小分子多肽PEP801代谢和稳定性研究

第一节 小分子多肽PEP801吸附性和全血稳定性研究

一、引言

二、实验方法

三、结果和讨论

四、结论

第二节 小分子多肽PEP801在体外代谢稳定性研究

一、引言

二、实验方法

三、结果和讨论

四、结论

第三节 小分子多肽PEP801在体外温孵样本中的代谢产物研究

一、引言

二、试验和方法

三、结果和讨论

四、结论

第四节 PEP801在大鼠体内全血中代谢产物分析

一、引言

二、实验方法

三、结果和讨论

四、结论

本章小结

第三章 PEP801以及代谢产物二肽(ASN-SER)在大鼠和比格犬全血中定量分析方法建立

第一节 PEP801和代谢产物二肽(ASN-SER)在大鼠全血中方法学建立和验证

一、引言

二、实验方法

三、结果和讨论

四、结论

第二节 PEP801和代谢产物二肽(ASN-SER)在比格犬全血中方法学建立和验证

一、引言

二、实验方法

三、结果和讨论

四、小结

本章小结

第四章 PEP801临床前药代动力学研究

第一节 PEP801在SD大鼠体内的药代动力学研究

一、引言

二、实验方法

三、结果和讨论

四、小结

第二节 PEP801在比格犬体内的药代动力学研究

一、引言

二、实验方法

三、结果和讨论

四、小结

本章小结

第五章 PEP801在动物体内的毒代动力学研究

第一节 PEP801静脉慢推对SD大鼠28天毒代动力学试验

一、引言

二、实验方法

三、结果和讨论

四、小结

第二节 PEP801静脉慢推对比格犬28天毒代动力学试验

一、引言

二、实验方法

三、结果和讨论

四、小结

本章小结

结语

参考文献

在读期间发表论文情况

致谢