燈盞乙素PEG酯的合成、性質(zhì)及藥動學(xué)研究.pdf

1、燈盞花素(breviscapine)是菊科植物燈盞細辛(Erigeron breviscapus)的提取物，主要有效成分為燈盞乙素(SCUtellarin)，即4＇，5，6-三羥基黃酮-7-葡糖醛酸苷。燈盞乙素具有擴張血管、增加動脈流量、降低血液黏度、降低外周阻力、減少血小板計數(shù)和抑制血小板凝集等作用。臨床主要用于治療冠心病、心絞痛、心肌缺血損傷及腦血栓形成等。燈盞乙素從20世紀70年代初期就已開始研究，但由于水溶性低，口服生物利用度差

2、，使其臨床應(yīng)用受到限制。 目前，新興的聚乙二醇修飾技術(shù)已成為一種用于改進藥物體內(nèi)藥動學(xué)性質(zhì)的新方法。PEG化(PEGylation)可在一定程度上改變藥物的性質(zhì)，應(yīng)用于增加藥物穩(wěn)定性和溶解性、提高生物利用度、提高受體親和力、延長體內(nèi)半衰期等。但目前的PEG修飾技術(shù)主要集中于靜脈給藥的多肽和蛋白類藥物的研究中，用于口服給藥的小分子藥物的PEG化尚未見報道。由于PEG修飾技術(shù)具有的優(yōu)勢，其在小分子藥物，尤其是在難溶性中藥有效成分的

3、結(jié)構(gòu)改造中具有極大的應(yīng)用潛力。 本研究以燈盞乙素為模型藥物，用多種分子量PEG(200～1000 Da)對其結(jié)構(gòu)進行修飾，得到一系列不同分子量的衍生物，并對其理化性質(zhì)、小腸吸收及體內(nèi)動力學(xué)情況進行考察，研究燈盞乙素經(jīng)PEG修飾后其口服吸收及體內(nèi)藥動學(xué)的變化，以期改善燈盞乙素的口服吸收，并探討小分子藥物PEG化方法及PEG化對口服吸收和體內(nèi)藥動學(xué)的影響規(guī)律。 分別合成了燈盞乙素一PEG200酯、燈盞乙素一PEG400酯和燈

4、盞乙素一PEGl 000酯，收率分別為43％、35％和l8％。通過與文獻所載燈盞乙素光譜數(shù)據(jù)的比較，對產(chǎn)物<'1>H NMR，IR，UV和MS數(shù)據(jù)進行歸屬解析，證實為目標產(chǎn)物。 為考察燈盞乙素PEG化后理化性質(zhì)的改變對其口服吸收的影響，根據(jù)文獻方法，使用顯微熔點測定儀、經(jīng)典溶解度測定法、搖瓶法和透析法分別對各產(chǎn)物的熔點，溶解度，pKa值以及在多種pH條件下的油／水分配系數(shù)進行測定。結(jié)果表明，經(jīng)PEG化后，產(chǎn)物的水溶性大幅提高，并

5、獲得了適于口服吸收的理想的油／水分配系數(shù)。 HPLC和LC證明，燈盞乙素一PEG酯在稀鹽酸中的水解產(chǎn)物為燈盞乙素。穩(wěn)定性試驗結(jié)果表明，燈盞乙素一PEG酯的穩(wěn)定性受溫度和pH值影響，在pH4～6的PBS緩沖液中穩(wěn)定，但在酸、堿環(huán)境中較快水解，隨溫度升高，水解速度加快：燈盞乙素一PEG酯在血漿中極不穩(wěn)定，迅速被降解；不論在PBS緩沖液還是血漿中，該酯的穩(wěn)定性都隨分子量增大而提高。這可歸因于PEG鏈的空間位阻對水解過程的抑制作用，但隨

6、PEG分子量增大而產(chǎn)生的位阻作用也阻礙了燈盞乙素-PEG酯的合成過程，使反應(yīng)收率下降。 根據(jù)穩(wěn)定性試驗數(shù)據(jù)，燈盞乙素-PEG酯實際上表現(xiàn)出前藥的特性：這些化合物在pH 7.4的PBS緩沖液中t<,1/2>超過12 h(37℃)，而在人血漿中則快速降解釋放出燈盞乙素，t<,1/2>約為1.5～3 h。由于其穩(wěn)定性與PEG片斷的分子量有關(guān)，因此可通過改變PEG分子量，就可以獲得適宜的體內(nèi)外半衰期。 藥物吸收的研究，可通過離體

7、、在體和體內(nèi)多種方法來進行，在體吸收特點與人體吸收的相關(guān)性已有實驗證實。本試驗采用大鼠在體腸吸收試驗研究燈盞乙素經(jīng)PEG化后小腸吸收情況的變化，以及PEG片斷分子量變化對吸收的影響。對燈盞乙素-PEG酯在大鼠各腸段吸收動力學(xué)特征及不同的藥物濃度和分子量對吸收的影響進行了考察。燈盞乙素-PEG400酯在十二指腸、空腸、回腸的吸收速率常數(shù)分別為0.1326，0.0799，0.0819h<'-1>；不同濃度的燈盞乙素(30，100，200ug

8、·ml<'-1>)在小腸的吸收速率常數(shù)分別為0.0292，0.0338，0.0306 h<'-1>；不同濃度的燈盞乙素-PEG400酯(40，130，260 ug·ml<'-1>)在小腸的吸收速率常數(shù)分別為0.1577，0.1624，0.1708h<'-1>：燈盞乙素，燈盞乙素-PEG200、400、1000酯在小腸的吸收速率常數(shù)分別為0.0338，0.1547，0.1624，0.0680 h<'-1>。結(jié)果表明，燈盞乙素經(jīng)PEG化后吸

9、收明顯增加，但隨PEG片斷分子量的增大，其吸收呈減少的趨勢。對各藥物高、中、低三種濃度的Ka值兩兩進行t檢驗，P>0.05，差異無統(tǒng)計學(xué)意義，表明在該劑量范圍內(nèi)，吸收表現(xiàn)為被動擴散過程，不存在主動轉(zhuǎn)運。燈盞乙素-PEG酯最佳吸收部位為十二指腸。 結(jié)果表明，燈盞乙素經(jīng)PEG化后，吸收顯著增加；但隨PEG片斷分子量的增大，小腸吸收相應(yīng)減少。燈盞乙素分子量約為462，其PEG200、400、1000 Da衍生物的分子量分別約為600、

10、800和1400，這說明小腸對該類藥物吸收的分子量范圍應(yīng)在1400 Da以下，也就是說使用分子量小于1000．Da的PEG修飾才能得到良好的吸收，并且用于修飾的PEG的分子量應(yīng)隨小分子藥物分子量的增大而減小。 根據(jù)試驗結(jié)果，與多肽、蛋白類藥物的PEG化趨向于使用高分子量PEG(數(shù)萬分子量)、接枝PEG不同，用于口服給藥的小分子藥物應(yīng)采用低分子量(分子量小于1000 Da)，直鏈PEG(接枝PEG分子量一般遠大于1000 Da)進

11、行修飾。但由于該類衍生物穩(wěn)定性隨PEG分子量的降低而下降，用小分子量PEG(200 Da)獲得的衍生物不穩(wěn)定。因此，為獲得具有良好吸收并兼具穩(wěn)定性的PEG衍生物，用于燈盞乙素修飾的PEG分子量估計應(yīng)在400～1000 Da之間。 分別通過大鼠尾靜脈注射和灌胃給予燈盞乙素及燈盞乙素PEG酯，考察燈盞乙素經(jīng)：PEG化后，體內(nèi)藥動學(xué)行為的變化。單劑量灌胃給予100 mg／kg的燈盞乙素混懸劑與給予195 mg／kg(含燈盞乙素100m