芍藥苷藥物代謝動力學研究進展

王 春，魏 偉

（安徽醫科大學臨床藥理研究所，抗炎免疫藥物教育部重點實驗室，安徽合肥 230032）

白芍總苷（total glucosides of paeony，TGP）是從芍藥根部提取的有效部位，成分主要包括芍藥苷（paeoniflorin，Pae，見Fig 1）、羥基芍藥苷、芍藥花苷、芍藥內酯苷和苯甲酰芍藥苷等。TGP有良好的抗炎和免疫調節作用［1］，因此上世紀80年代初至90年代末，國內學者將TGP開發成用于治療類風濕關節炎（rheumatoid arthritis，RA）的抗炎免疫調節藥，產生了重要的經濟社會效益。臨床用藥實踐表明，TGP治療RA效果肯定，能明顯緩解病人關節疼痛、改善關節功能；長期用藥不良反應較少，耐受性較好；但起效較為緩慢。Pae是TGP主要活性成分，也具有良好的抗炎和免疫調節活性［2］。研究發現［3］，Pae口服絕對生物利用度約為 3% ～4%，提示TGP起效緩慢可能與Pae口服吸收較差存在一定關系。基于藥物生物活性發揮與其藥動學過程密切相關，故本文參考近年來相關文獻，簡述Pae的藥代動力學過程，并就一些存在的問題做一初步探討。

1 Pae藥代動力學過程

1.1 吸收 1995年 Takeda等［3］報道 Pae口服吸收較差，其絕對生物利用度約為3%～4%（Tab 1）；在體腸吸收結果表明［4］：Pae在整個小腸均有吸收，無特征性吸收部位；各個腸段之間吸收滲透率大小和吸收速率近似相同；吸收機制為被動擴散。近年來研究證實，Pae吸收較差主要與腸首過效應、藥物轉運體外排蛋白和理化性質有關。首先，芍藥甘草湯［5］（劑量相當于 Pae 25 mg·kg－1）灌胃大鼠后，血漿 Pae和代謝產物芍藥代謝素-I（paeonimetabolin-I，PM-I）血藥濃度峰值（Cmax）分別為 0.21 mg·L－1和 2.05 mg·L－1，同時PM-I藥時曲線下面積（AUC）約為前者30倍，但與抗菌藥氧氟沙星或阿莫西林＋甲硝唑聯合運用后，PM-I Cmax分別下降至 0.25 mg·L－1和 0.04 mg·L－1，而 Pae Cmax則分別上升至0.59 mg·L－1和 0.95 mg·L－1。此外研究還發現白芍煎劑［6］（劑量相當于 Pae 110 mg·kg－1）灌胃大鼠，Pae另一代謝產物芍藥苷元（paeoniflorgenin，PG）在血漿中Cmax高達8 mg·L－1（Tab 1），而在同等分析條件下卻無法檢測出原型藥Pae。在此基礎上，Liu等［7］進一步證實，Pae可在腸道被糖苷酶降解成 PG。值得一提的是，PM-I［5］和 PG［6］血藥達峰時間（Tmax）分別為3.0 h和10 min（Tab 1），提示 Pae口服后主要以PM-I和PG代謝物形式進行吸收。其次，Pae［8－9］是藥物外排蛋白P糖蛋白（p-glycoprotein，p-gp）的作用底物。p-gp抑制劑維拉帕米、奎尼丁和具有抑制p-gp活性的藥用輔料（如吐溫80）與Pae聯合給藥后，均可提高Pae在腸道吸收。再次，Pae親水性較強，親脂性較弱，跨膜吸收能力較弱。通過去除Pae結構中親水性吡喃糖獲得的PG滲透結腸癌Caco-2細胞膜能力是Pae的48倍［7］，同樣增加脂溶性化學基團獲得的Pae脂肪族酯化物［10］和芳香族酯化物體外跨Caco-2細胞膜吸收能力明顯強于Pae。整體實驗上，研究［11］證實，Pae-磺酸鹽的苯甲酸酯（劑量110 mg·kg－1）灌胃小鼠AUC均值為 1343.8 mg·min·L－1，而 Pae-磺酸鹽和 Pae AUC均值分別為 478.5 mg·min·L－1和 615.7 mg·min·L－1，提示Pae脂溶性較低是制約其口服吸收影響因素之一。

1.2 分布 大鼠灌胃 TGP［12］（2.82 g·kg－1），Pae組織分布特征如下：1 h，小腸＞胃＞大腸＞腎＞肝＞肺＞脾＞心；3h，小腸＞胃＞大腸＞腎＞脾＞肝＞肺＞心；6h，小腸＞大腸＞胃＞腎＞肝＞脾＞肺＞心，提示被吸收的原型藥Pae在體內血流量較大的臟器均有一定分布。此外，大鼠皮下［13］注射 Pae（10 mg·kg－1）20 min后，腦組織 Pae含量即達到峰值153μg·L－1，而大鼠靜脈注射白芍提取物［14］（劑量相當于60 mg·kg－1Pae）5 min后，海馬組織 Pae含量已大于2.5 μg·g－1。鑒于Pae親脂性較差，為何能迅速通過血腦屏障到達腦組織？推測Pae穿過血腦屏障過程不是單一的被動轉運過程，可能還存在主動轉運過程。

1.3 代謝 Pae化學結構屬于典型的氧苷結構（Fig 1），早期研究結果［15］表明，Pae受肝臟代謝影響較小，但在腸道可受到糖苷酶和厭氧菌群的雙重降解作用（Fig 2）。在糖苷酶作用下，降解產物是苷元PG和苯甲酸［7］；在腸道菌群作用下，代 謝 產 物 則 是 PM-Ⅰ 和 PM-Ⅱ［7］。 大 鼠 單 次 灌 胃Pae［15］，24 h內糞便和尿累積排泄量總和約占給藥劑量的11.68%，基于Pae絕對生物利用度不足4%，提示絕大部分Pae在腸道被生物轉化為PG或PM。研究表明，芍藥甘草湯［5］與氧氟沙星或阿莫西林－甲硝唑聯合給藥后，Pae腸道的代謝物PM含量比單用Pae分別下降33%和16%，而白芍煎劑［6］灌胃大鼠，PG血漿 Cmax高達8 mg·L－1。通過在體實驗［7］進一步研究發現，Pae在腸道約有42%被代謝成PG，說明糖苷酶酶解也是Pae腸道代謝主要途徑之一。大鼠灌胃Pae后，血漿和尿液中可檢測到一些結構已確認的化合物，包括：Desbenzoylpaeoniflorin、4-O-desbenzoylpaeoniflorin、PM-Ⅰ glucuronide、PM-Ⅰ和 PM-Ⅱ等代謝產物［16］（Fig 3），和一些結構信息未完全確定的代謝物，根據分子量推測它們結構可能如Fig 3所示，主要有C10H14O3-sulfate、C10H18O2-glucuronide和C10H18O4-glucuronide。這些研究表明，Pae在體內主要經歷I相酯鍵水解、糖苷鍵水解和甲基化反應以及Ⅱ相葡萄糖醛酸化和硫酸酯化反應，提示少部分原型藥Pae或腸道代謝物經肝臟進入循環系統時可能會被P450酶代謝，但目前尚未見文獻報道。

Fig 1 The chem ical structure of Pae

Fig 2 M etabolic pathways of paeoniflorin in intestine［7］

1.4 排泄 早期研究［15］結果表明，大鼠灌胃 Pae（550 mg·kg－1）后，24 h糞便和尿中Pae累積排泄量分別占給藥量的 10.61%和 1.08%；大鼠靜脈注射 Pae（55 mg·kg－1）后，7 h內膽汁排泄量占總量8.64%，而犬靜脈注射 Pae（11.25 mg·kg－1），Pae會迅速出現在尿中，前20 min和7 h內累積排泄量分別占給藥量的36.85%和79.3%，7 h內膽汁排泄量占注射量的3.77%。以上結果表明，口服Pae原型藥主要經糞便排出體外；靜脈注射Pae主要以腎臟排泄，通過膽汁和糞排泄則比較少，Pae藥動學參數信息詳見Tab 1。

2 影響Pae藥動學過程相關因素

2.1 藥物合用的影響 目前藥物合用研究多集中在對Pae吸收的影響，對Pae體內組織分布特征、代謝途徑和代謝物的影響報道較少。在細胞和腸吸收模型上，p-gp抑制劑（如環孢素和維拉帕米）［7］和植物藥來源的單體成分（如青藤堿［7］和柴胡皂苷［5］）可明顯提高 Caco-2細胞攝取 Pae能力；在整體動物實驗上，一些植物藥活性單體成分（如青藤堿［17］和甘草次酸［18］）和植物藥［19］（如吳茱萸、肉桂、小茴香和花椒）可提高Pae口服吸收并影響其藥動學過程，如延長T max［17］、提高 Cmax和 AUC［17－18］、降低清除率（CL）［17－18］、增加表觀分布容積（Vd）［17］等。此外，也有研究報道川穹［20］或甘草［21］聯合Pae給藥均能降低Pae生物利用度。甘草酸［22］聯合Pae后，Pae在十二指腸、空腸、回腸和結腸吸收量分別為單用時的 0.61、0.60、0.34、0.60倍，而甘草酸聯合 Pae灌胃［23］后，聯合組Pae的Cmax和AUC明顯降低、CL明顯升高，這些研究結果提示甘草酸可能從吸收和代謝兩個方面同時影響Pae藥動學過程，見Tab 2。

Fig 3 Themetabolites of paeoniflorin in rat’s p lasma and urine［22］

Tab 1 The pharmacokinetic parameters of paeoniflorin and itsmetabolite

2.2 機體狀況 在病理狀態下，機體某些器官生理功能和正常機體存在差別，從而影響并導致藥物體內過程存在一定的差異。在一些肝臟疾病，如大鼠免疫性肝損傷和急性肝炎模型中，Pae AUC［24－25］明顯升高、CL明顯降低［25］，而平均滯留時間［25］（MRT）明顯延長，提示肝功能異常可致Pae吸收增加以及代謝減慢。基于肝臟對Pae代謝影響較小，肝性疾病通過何種環節影響Pae體內代謝過程值得進一步研究。另外，Pae靜脈注射缺血性再灌注大鼠［26］，Pae分布半衰期（T1／2a）明顯增加、CL明顯降低、MRT明顯延長；在大鼠血管性癡呆模型［27］中，相比正常大鼠，Pae藥動學參數Cmax、AUC明顯增加，消除半衰期（T1／2β）明顯延長、CL明顯下降，詳見Tab 2。

2.3 劑型因素 目前，Pae無上市單體制劑，Pae主要作為TGP或其它中藥復方制劑有效成分之一被用于臨床。一些已報道的Pae相關制劑均處于臨床前研究。研究發現，微乳劑［9，28］可明顯提高 Pae在大鼠腸道吸收、增加 Cmax和 AUC、降低CL、延長MRT；通過經皮給藥途徑［29］，微乳劑仍可提高Pae生物利用度，血藥濃度上升較平穩，具有一定緩釋作用；另外，也有研究發現TGP包裹于脂質體［30］靜脈注射后，體內消除過程較為緩慢，具備延長作用時間的效果，詳見Tab 2。

3 問題與探討

近年來隨著藥動學相關文獻的報道，Pae體內過程逐漸被闡明，但一些問題仍然未明確。首先，TGP臨床上療效肯定，但起效緩慢，其藥效發揮存在明顯的滯后效應。作為TGP主要活性成分，Pae生物利用度和體內病變組織分布水平均較低，提示改善Pae口服吸收、增加組織分布量可能是提高TGP療效的有效手段之一。其次，Pae口服后，相當一部分在腸道被代謝成PG和PM，而PG和PM均具有良好的吸收，但目前PG和PM抗炎免疫調節活性以及體內組織分布特征尚不清楚，因此需要進一步明確PG或PM是否為Pae藥理活性的體內物質基礎。再次，如何提高Pae口服生物利用度？基于Pae在腸道吸收受到p-gp外排作用，因此聯合p-gp抑制劑給藥是解決問題的有效手段之一。值得一提的是青藤堿，一方面，青藤堿可提高Pae的吸收，另一方面，青藤堿也具有抗炎及免疫抑制作用，提示兩者聯合給藥后可能會具有藥效協同作用，故開發青藤堿與Pae的復方制劑具有良好應用前景。此外，基于Pae親脂性較弱，對Pae進行酯化修飾也是有效途徑之一。非甾體抗炎藥胃腸道損傷較為明顯，其結構多具有羧酸結構，將這類藥物羧酸基團與Pae羥基縮合成酯，所獲得的酯化產物口服吸收可能會高于Pae。理論上，酯化產物被吸收后，在體內酯酶催化下重新酯解成Pae和非甾體抗炎藥，在藥效上可能會起到協同效應，由于Pae具有一定的保護胃黏膜作用，對非甾體抗炎藥胃腸道不良反應可能也具有一定的改善作用，這些問題有待進一步研究闡明。

Tab 2 The affecting factors of paeoniflorin pharmacokinetics

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