中圖分類號(hào):R91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1006-1533(2008)08-0355-04
口服藥物的生物利用度始終是影響藥物吸收的一個(gè)重要因素。主要?dú)w因于:1)藥物不同的生物藥劑學(xué)性質(zhì)的影響;2)胃腸道內(nèi)存在的各種生理屏障的阻礙;3)中西藥聯(lián)用的藥物相互作用;4)食物與藥物的相互作用。雖然傳統(tǒng)吸收促進(jìn)劑促吸收作用強(qiáng),但通過溶解膜成分、釋放蛋白質(zhì)和磷脂產(chǎn)生作用,不可逆損傷細(xì)胞膜,腸道內(nèi)毒素及其他物質(zhì)可能被吸收入血而產(chǎn)生不良反應(yīng)[1],從而限制了其實(shí)際應(yīng)用。因此,本文根據(jù)藥物的不同的生物藥劑學(xué)特性以及機(jī)體的各種生理屏障等因素,探討藥物吸收的主要問題及相應(yīng)的新型促吸收方法。
1 口服藥物的吸收過程及途徑
1.1 吸收過程
口服制劑藥物經(jīng)胃腸道吸收由三個(gè)連續(xù)過程組成:首先,藥物從釋藥系統(tǒng)中釋放進(jìn)入消化液;然后,溶解在消化液中的藥物跨過胃腸道黏膜上皮細(xì)胞進(jìn)入門靜脈;最后,藥物由門靜脈進(jìn)入肝臟,只有未被肝代謝的藥物才能進(jìn)入體循環(huán)發(fā)揮療效[2]。
1.2 吸收途徑
藥物被吸收進(jìn)入腸黏膜可能通過以下一種或幾種機(jī)制:跨細(xì)胞途徑、細(xì)胞旁路途徑、載體或受體介導(dǎo)的轉(zhuǎn)運(yùn)。因?yàn)檩d體介導(dǎo)的吸收需要特定的蛋白分子,而通過細(xì)胞間緊密連接的旁路途徑主要允許水溶性小分子物質(zhì)通過,且吸收面積很小(約為腸吸收表面積的0.1%),所以大多數(shù)藥物是以跨細(xì)胞途徑吸收的。
2 影響口服藥物吸收的因素
2.1 影響藥物吸收的生物藥劑學(xué)性質(zhì)
2.1.1 藥物的溶解性和穩(wěn)定性
藥物溶解性和穩(wěn)定性是藥物吸收第一個(gè)過程即藥物從制劑釋放至消化液到藥物跨胃腸道黏膜轉(zhuǎn)運(yùn)前的這一階段的主要影響因素。
藥物的溶解性直接影響藥物從制劑中的溶出速率:對(duì)于難溶性或溶出速度很慢的藥物來說,從制劑中的溶解釋放就成為藥物吸收的限速過程;對(duì)于溶解性較好、釋放較快的藥物則有可能造成血藥濃度過高或持續(xù)時(shí)間較短等現(xiàn)象。
藥物在胃腸道中的穩(wěn)定性直接影響消化道內(nèi)的母體藥物量。消化液中的藥物有可能因其在胃腸道的不穩(wěn)定性而發(fā)生化學(xué)降解或者酶降解以及在腸道下段被細(xì)菌菌叢代謝,從而使得母體藥量減少,降低生物利用度。
2.1.2 藥物的膜通透性
藥物吸收的第二個(gè)過程為跨胃腸道黏膜的轉(zhuǎn)運(yùn)。消化道上皮細(xì)胞是藥物吸收的屏障,藥物的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)能力即藥物的膜通透性是這一過程的主要影響因素。不同的轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制受不同因素的影響,從而影響藥物的吸收:如被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)過程中,藥物的理化性質(zhì)決定了其轉(zhuǎn)運(yùn)速率。大部分為分子大小適當(dāng)、氫鍵勢能小和親脂性好的分子型藥物較易通過生物膜[3]。
2.1.3 首過效應(yīng)
藥物吸收的第三個(gè)過程——肝提取,是影響首過效應(yīng)和藥物排泄的重要過程,多種藥物轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白及代謝酶系在這一過程中起到了非常重要的作用[4]。
3 影響藥物吸收的生理屏障
3.1 化學(xué)屏障
主要由胃腸黏膜上皮分泌的黏液、消化液等組成,含有胃酸和胰蛋白酶、凝乳蛋白酶等各種消化酶。如蛋白多肽類藥物易被胃酸和酶破壞,且相對(duì)分子量較大,脂溶性差,難以透過生物膜。
3.2 物理屏障
結(jié)構(gòu)、功能完整的腸黏膜上皮及覆蓋于其表面的黏液構(gòu)成了腸黏膜的物理屏障。黏液層可有效地保護(hù)上皮細(xì)胞微絨毛免受機(jī)械、化學(xué)的損傷,同時(shí)也是藥物吸收的障礙。而細(xì)胞膜和細(xì)胞間的緊密連接對(duì)藥物的通透性則是限制藥物吸收的主要因素。
3.3 生化屏障
腸上皮細(xì)胞的代謝酶和藥物外排泵構(gòu)成生化屏障的重要部分。腸道上皮細(xì)胞內(nèi)的眾多代謝酶,如細(xì)胞色素P450酶(CYPS)以及葡糖醛酸轉(zhuǎn)移酶(UGTs)等Ⅱ相代謝酶,可將已進(jìn)人細(xì)胞的相應(yīng)藥物代謝,即體循環(huán)前代謝(presystemicm etabolism)。P-gp(P-glycoprotein)、MRP(multidrug-resistance associated protein)、MTX(methotrexate efflux system)等外排系統(tǒng)[5]將細(xì)胞內(nèi)的相應(yīng)藥物“泵”出細(xì)胞外,從而降低細(xì)胞內(nèi)藥物濃度[6]。
4 中西藥的相互作用對(duì)藥物吸收的影響?yīng)?/p>
4.1 中西藥聯(lián)用改變胃腸道酸堿度
含有機(jī)酸的中藥(如山楂、山茱萸)及其制劑(如山楂丸、六味地黃丸等)不宜與堿性西藥(如氨茶堿)合用,因兩者可發(fā)生酸堿中和,影響療效[7];含堿性物質(zhì)的中藥(如煅龍骨)不宜與酸性西藥(如阿司匹林)合用,它們可發(fā)生酸堿中和,使兩者作用受到影響[8]。
4.2 中西藥聯(lián)用產(chǎn)生螯合物
含金屬離子的中藥及其制劑,不宜與四環(huán)素類、大環(huán)內(nèi)酯類抗生素同服,因?yàn)槎鄡r(jià)金屬離子能與四環(huán)素類等藥物分子內(nèi)的酰胺基和酚羥基結(jié)合,生成腸道內(nèi)難以吸收的絡(luò)合物,從而降低生物利用度,減弱其抗菌作用[9];含鞣質(zhì)的中藥(如虎杖)及其制劑,不宜與具有酰胺鍵或肽鍵結(jié)構(gòu)的西藥(如酶類制劑)配伍,它們會(huì)生成鞣酸鹽沉淀,影響吸收[10]。
4.3 中西藥聯(lián)用改變胃腸蠕動(dòng)
含莨菪烷的中藥及其制劑不宜與強(qiáng)心苷類藥物配伍應(yīng)用,因莨菪烷類生物堿具有松弛平滑肌、減弱胃腸蠕動(dòng)的作用,可使機(jī)體對(duì)強(qiáng)心苷類藥物的吸收和蓄積增加,易引起中毒反應(yīng)[8]。
5 食物對(duì)藥物吸收的影響[11~14]
5.1 食物-藥物相互作用
食物進(jìn)入胃腸道可以直接與藥物發(fā)生相互作用而影響藥物吸收。食物中的蛋白質(zhì)和二價(jià)、三價(jià)陽離子可與某些藥物螯合或絡(luò)合而減少藥物吸收。有研究表明, 很少量的牛奶即可明顯降低四環(huán)素的吸收;茶水中的鞣酸與鐵制劑中的鐵離子結(jié)合,影響鐵離子的吸收。食物還可作為機(jī)械屏障,阻礙藥物經(jīng)胃腸道黏膜吸收。
5.2 食物改變胃腸道的pH值
空腹時(shí)胃液的pH值為0.9~1.5,進(jìn)食后pH值可增加至3.0~5.0。因?yàn)榇蟛糠炙幬锍嗜跛嵝曰蛉鯄A性,所以消化道pH值不同,藥物的解離度也不同。而且,消化道上皮細(xì)胞是一種類脂質(zhì),分子型藥物比離子型藥物易于吸收,故食物通過時(shí)會(huì)改變胃腸道pH值而影響藥物的吸收。
5.3 食物改變胃排空速率
通常情況下,食物可減慢胃排空速率,從而影響藥物的達(dá)峰時(shí)間和作用強(qiáng)度。胃排空速率的減慢對(duì)于不同的藥物有不同的影響;不同的食物成分對(duì)胃的排空速率有不同的影響,稀軟的食物較稠厚或固體食物胃排空速率快;對(duì)于三大營養(yǎng)成分食物,糖類的排空時(shí)間較蛋白質(zhì)類食物短,而蛋白質(zhì)類食物較脂肪類食物短。
6 新型促進(jìn)藥物吸收方法
6.1 應(yīng)用酶抑制劑
蛋白多肽類藥物與其代謝酶的抑制劑聯(lián)用能降低或抑制消化酶的活性。常用的酶抑制劑有甘氨膽酸鈉(SGC)、桿菌肽(BAC)、抑肽酶等。劉輝等[15]研究了幾種酶抑制劑對(duì)胰島素腸道吸收的影響表明,SGC和BAC等能明顯改善胰島素在大腸位置的吸收。
6.2 藥劑學(xué)在促進(jìn)藥物吸收方面的應(yīng)用
6.2.1 工業(yè)藥劑學(xué)中的微粉化技術(shù)
隨著生物制藥技術(shù)的發(fā)展,大量蛋白質(zhì)和肽類新藥不斷涌現(xiàn)。微粉化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)在保持藥物穩(wěn)定的條件下,提高療效, 促進(jìn)吸收。近年來噴霧冷凍干燥法(spray freeze drying method, SFD) 應(yīng)運(yùn)而生[16]。SFD 技術(shù)制備的微粉多孔,表面積增加, 而松密度減小,有利于制備干粉吸入劑[17]。另外一種先進(jìn)的微粉化方法是超臨界流體技術(shù)(supercritical fluids technology, SCF),其優(yōu)點(diǎn)是:粒徑可控,操作條件溫和。
6.2.2 物理藥劑學(xué)中的增加溶解度技術(shù)
隨著新分子實(shí)體(New Moecular Entity,NME) [18]概念的提出,采用傳統(tǒng)的成鹽、增溶、助溶和改換溶媒等方法常不能提高難溶藥物的溶解度和溶出度。20世紀(jì)末期的環(huán)糊精包合技術(shù)和固體分散體技術(shù)在這方面取得了一些成績。并且將SFD 與環(huán)糊精包合技術(shù)相結(jié)合以改善難溶性藥物的溶解度和溶出度,如True等[19]把噴霧冷凍技術(shù)與羥丙基β環(huán)糊精相結(jié)合,以后者為骨架,把達(dá)那唑(danazol) 用羥丙基β環(huán)糊精包合成微粒。結(jié)果表明,達(dá)那唑的溶出速率(0.38/min) 明顯優(yōu)于緩慢冷凍干燥制得的微粒(0.170/min)和共研磨微粉(0.036/min)的溶出速率。
6.2.3 生物藥劑學(xué)中提高藥物的透膜能力技術(shù)
近年來,在提高透膜吸收方面比較引人注目的是讓藥物與磷脂結(jié)合生成磷脂復(fù)合物。磷脂復(fù)合物(phospholipid complex)[20]可使藥物的性質(zhì)發(fā)生改變。難溶性藥物的磷脂復(fù)合物一般使藥物的脂溶性顯著增強(qiáng),而在水中溶解度或溶出度并沒有提高,甚至可能降低。但是由于磷脂與生物膜的高度親合性,使藥物可通過細(xì)胞膜,從而提高藥物的生物利用度。
7 前藥修飾
7.1 增加蛋白多肽類藥物的口服吸收
通過對(duì)蛋白質(zhì)分子的側(cè)鏈基團(tuán)的改變和蛋白質(zhì)分子中主鏈結(jié)構(gòu)的改變,可使胃腸道蛋白酶對(duì)其不能識(shí)別,防止其在胃腸道內(nèi)的代謝。Hershfield[21]首次用PEG-ADA治療ADA缺乏患者,結(jié)果表明,PEG-ADA的半衰期顯著延長,且無過敏反應(yīng)。常用的蛋白修飾劑有聚乙二醇(poly ethylene glycol,PEG)、右旋糖苷、肝素、聚乙烯吡咯烷酮、聚氨基酸等,其中以PEG類最為常用。
7.2 增強(qiáng)藥物脂溶性
增強(qiáng)藥物的脂溶性,一方面對(duì)那些高水溶性藥物,可提高其透過細(xì)胞膜屏障的能力,如前核苷酸就是在這些藥物的磷酸部位再接上一個(gè)可降解親脂載體所形成的一類前藥,它們具有較強(qiáng)活性并可穿越細(xì)胞膜[22]。;另一方面也可以增加脂溶性藥物的淋巴轉(zhuǎn)運(yùn)。
8 應(yīng)用腸道代謝酶和外排泵抑制劑
8.1 腸道代謝酶抑制劑的促吸收作用
在腸道代謝酶中,目前研究較深入的主要是CYP3A 酶系。它們可催化大量結(jié)構(gòu)不同的藥物代謝,覆蓋廣泛的治療藥物,如抗心律失常藥、抗真菌藥等。CYP3A酶系可被許多結(jié)構(gòu)無關(guān)的化合物誘導(dǎo)或抑制。西柚汁能抑制腸道CYP3A 而增加其底物的口服生物利用度。Yoshihiro等[23]發(fā)現(xiàn),柚子汁能使腸道細(xì)胞CYP3A4 蛋白的數(shù)量明顯減少,而肝臟CYP3A 4的活性和腸道P-gp并不改變。
8.2 腸道外排泵抑制劑的促吸收作用
在腸道外排泵中,有關(guān)P-gp的報(bào)道最多,其底物與CYP3A的底物有很大程度上的重疊,如抗腫瘤藥物、激素、免疫抑制劑、HIV蛋白酶抑制劑、地高辛等。而P-gp抑制劑[24]在常用藥物中也普遍存在,如抗心律失常藥、鈣通道拮抗劑、環(huán)孢素、激素及抗激素類化合物類等。所以P-gp抑制劑可以影響眾多藥物的腸道吸收,具有重要意義。
9 結(jié)語
口服藥物的吸收問題是提高口服藥物生物利用度的關(guān)鍵。因此在設(shè)計(jì)口服給藥系統(tǒng)之前,應(yīng)充分掌握藥物的生物藥劑學(xué)性質(zhì),尤其應(yīng)該重視藥物的膜通透性和首過作用等因素對(duì)藥物跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)和系統(tǒng)前代謝的影響;同時(shí)要考慮胃腸道的生理屏障、西藥以及食物和藥物的相互作用。并以此為基礎(chǔ)合理設(shè)計(jì)口服給藥系統(tǒng)并預(yù)測制劑的生物利用度。
許多方法可以改善藥物口服吸收,提高生物利用度。但是,不可否認(rèn),即使是新型的促吸收方法,雖然和傳統(tǒng)的吸收促進(jìn)劑相比,安全性有了極大的改善,但仍然需要不斷完善。如何根據(jù)藥物的不同特性,針對(duì)限制其吸收的主要屏障和因素,選擇合理的促吸收方法,使藥物能更高效低毒地發(fā)揮其療效,仍有待藥學(xué)工作者的不斷實(shí)踐與探索。
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(收稿日期:2008-06-04)