在臨床應(yīng)用中患者經(jīng)常會(huì)同時(shí)使用多種藥物，這些藥物可能會(huì)產(chǎn)生藥物-藥物相互作用（Drug-drug interaction，DDI，簡稱藥物相互作用），有可能導(dǎo)致嚴(yán)重不良反應(yīng)或改變治療效果。因此，有必要對(duì)DDI發(fā)生的可能性和嚴(yán)重性及其影響程度進(jìn)行科學(xué)評(píng)估。DDI按照作用影響指標(biāo)可分為藥代動(dòng)力學(xué)和藥效動(dòng)力學(xué)相互作用，通常從體外試驗(yàn)開始評(píng)估。藥物相互作用研究在藥代動(dòng)力學(xué)方面主要涉及代謝酶和轉(zhuǎn)運(yùn)體。其中代謝酶介導(dǎo)的藥物相互作用評(píng)估主要包括三個(gè)方面：藥物代謝酶表型鑒定的研究，藥物代謝酶的抑制作用評(píng)估以及藥物代謝酶的誘導(dǎo)作用評(píng)估。CYP酶（細(xì)胞色素P450酶）是體內(nèi)重要的藥物代謝酶，參與80%~90%藥物的代謝過程。本期文章主要介紹CYP酶的誘導(dǎo)作用評(píng)估。

CYP酶誘導(dǎo)機(jī)理

現(xiàn)已證明CYP450酶表達(dá)受孕烷X受體 (PXR)、組成型雄烷受體 (CAR)、芳烴受體（AHR）等核受體調(diào)控（圖1）。這3個(gè)核受體均為轉(zhuǎn)錄因子，當(dāng)與配體結(jié)合激活后，核受體會(huì)從細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)入細(xì)胞核中。其中，PXR和AhR分別與細(xì)胞核內(nèi)的視黃醛X受體（RXR）和轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（ARNT）形成異源二聚體，進(jìn)而結(jié)合在相應(yīng)靶基因上（如CYP酶），調(diào)節(jié)CYP酶的表達(dá)。AhR參與CYP1A2的誘導(dǎo)；PXR主要參與CYP3A4的誘導(dǎo)，其次是2C亞家族；CAR與PXR的誘導(dǎo)譜非常重疊，此外有研究表明CAR還可以誘導(dǎo)CYP2B6。

圖1 核受體介導(dǎo)的CYP酶誘導(dǎo)機(jī)制示意圖（來源：Induction of hepatic cytochrome P450 enzymes: methods, mechanisms, recommendations, and in vitro-in vivo correlations）

值得一提的是，并不是所有的CYP450酶都可以被誘導(dǎo)，目前還未發(fā)現(xiàn)CYP2D6和CYP2J2的誘導(dǎo)劑。《藥物相互作用研究技術(shù)指導(dǎo)原則（試行）》要求評(píng)估在研藥物對(duì)于 CYP1A2、CYP2B6、CYP2C8、CYP2C9、CYP2C19 和CYP3A4的誘導(dǎo)作用。其中，CYP3A4、CYP2C8、CYP2C9和CYP2C19均受PXR激活所誘導(dǎo)。ICH指導(dǎo)原則《M12：藥物相互作用》中提到，一般情況下，藥物對(duì)CYP2C8、CYP2C9和CYP2C19的誘導(dǎo)作用均不及CYP3A4。因此，在藥物早研期間，可只評(píng)估CYP1A2，CYP2B6和CYP3A4的誘導(dǎo)作用。如果根據(jù)體外結(jié)果可以排除藥物對(duì)CYP3A4酶的體內(nèi)誘導(dǎo)可能性，則無需評(píng)價(jià)藥物對(duì)CYP2C酶的誘導(dǎo)可能性，反之，則需要進(jìn)一步評(píng)估在研藥物對(duì)于CYP2C酶的誘導(dǎo)作用。

CYP酶誘導(dǎo)體外評(píng)估模型

由于CYP酶誘導(dǎo)的試驗(yàn)是從“轉(zhuǎn)錄”、“翻譯”、“蛋白質(zhì)翻譯后修飾”直至成為活性CYP酶蛋白，所以CYP酶誘導(dǎo)試驗(yàn)系統(tǒng)必須是細(xì)胞而非其亞結(jié)構(gòu)。通常可使用冷凍保存或新鮮分離的貼壁人原代肝細(xì)胞評(píng)估在研藥物對(duì)于CYP酶的誘導(dǎo)潛力。其試驗(yàn)設(shè)計(jì)如下：

以下為原代人肝細(xì)胞CYP酶誘導(dǎo)試驗(yàn)要點(diǎn):

CYP酶誘導(dǎo)案例分析

【案例一】

受試物在藥效模型的血漿穩(wěn)態(tài)Cmax為20μM，血漿蛋白結(jié)合率為85%，如何設(shè)計(jì)CYP酶誘導(dǎo)實(shí)驗(yàn)中的受試物孵育濃度？

ICH指導(dǎo)原則《M12：藥物相互作用》推薦濃度范圍覆蓋15×Cmax,u，《藥物相互作用研究技術(shù)指導(dǎo)原則（試行）》推薦30×Cmax,u為預(yù)期肝臟藥物濃度，同時(shí)應(yīng)結(jié)合體外溶解度和肝細(xì)胞毒性結(jié)果來設(shè)計(jì)。Cmax=20μM，fu=0.15，則Cmax,u=3μM，15×Cmax,u=45μM，30×Cmax,u=90μM。

（1）如果化合物溶解度≥ 90μM，但在60-90μM下受試物有肝細(xì)胞毒性，最后設(shè)計(jì)的濃度為：50、15、5、1.5、0.5μM。

（2）假如化合物溶解度只能達(dá)到30μM，則建議濃度設(shè)定為30、10、3、1、0.3μM。

【案例二】

如果體外誘導(dǎo)試驗(yàn)結(jié)果表明某種在研藥物的mRNA誘導(dǎo)倍數(shù)小于兩倍，能否排除體內(nèi)誘導(dǎo)的可能性？

在研藥物的mRNA誘導(dǎo)倍數(shù)為1.7倍＜2倍，此時(shí)需要計(jì)算相對(duì)陽性對(duì)照組的增加比例。根據(jù)指導(dǎo)原則中提出的用于計(jì)算相對(duì)陽性對(duì)照增加比例的公式：%陽性對(duì)照藥物 = (在研藥物處理后的細(xì)胞mRNA增加倍數(shù)-1) × 100/ (陽性對(duì)照藥物處理后的細(xì)胞mRNA增加倍數(shù)-1)，該案例中在研藥物mRNA誘導(dǎo)相對(duì)陽性對(duì)照組的增加比例計(jì)算為：%陽性對(duì)照藥物=（在研藥物使mRNA增加的倍數(shù)1.7-1）× 100/（陽性對(duì)照使mRNA增加的倍數(shù)3-1）=35%＞20%，即在研藥物的誘導(dǎo)倍數(shù)小于2倍，但大于陽性對(duì)照的20%，根據(jù)指導(dǎo)原則要求，該情況下不能排除在研藥物的體內(nèi)誘導(dǎo)的可能性，建議進(jìn)一步對(duì)在研藥物進(jìn)行評(píng)價(jià)研究。

【案例三】

如果體外誘導(dǎo)試驗(yàn)結(jié)果表明在研藥物的mRNA誘導(dǎo)倍數(shù)為1.8倍，陽性對(duì)照組的誘導(dǎo)倍數(shù)為5.1倍，這種情況下能否排除在研藥物的體內(nèi)誘導(dǎo)的可能性？

該情況和案例二類似，在研藥物的mRNA誘導(dǎo)倍數(shù)為1.8倍＜2倍，此時(shí)同樣需要計(jì)算相對(duì)陽性對(duì)照組的增加比例。該案例中在研藥物mRNA誘導(dǎo)相對(duì)陽性對(duì)照組的增加比例計(jì)算為：%陽性對(duì)照藥物=（在研藥物使mRNA增加的倍數(shù)1.8-1）/（陽性對(duì)照使mRNA增加的倍數(shù)5.1-1）×100%）=19.5%＜20%。在這種情況下，由于在研藥物的誘導(dǎo)倍數(shù)小于2倍，且小于陽性對(duì)照的20%，因此其體內(nèi)誘導(dǎo)的可能性不大，不需要進(jìn)一步的評(píng)價(jià)研究。

CYP酶誘導(dǎo)常見問題解答

1、在酶誘導(dǎo)試驗(yàn)中是否需要在酶活性和mRNA兩個(gè)水平上進(jìn)行評(píng)估？

通常需要結(jié)合酶活性和mRNA兩個(gè)水平上的結(jié)果做結(jié)論，且mRNA水平更能真實(shí)反映誘導(dǎo)源頭上的效應(yīng)，且更為敏感。僅測量酶活性主要存在問題是：當(dāng)同時(shí)存在抑制作用時(shí)，可能會(huì)掩蓋誘導(dǎo)作用，而通過測量mRNA水平進(jìn)行轉(zhuǎn)錄分析可解決該問題。且應(yīng)通過陽性對(duì)照驗(yàn)證系統(tǒng)，證明其中所有主要的CYP酶有功能且可被誘導(dǎo)。

2、為什么酶誘導(dǎo)試驗(yàn)初始時(shí)只需要測試三個(gè)酶亞型？

CYP誘導(dǎo)的產(chǎn)生源自藥物對(duì)核受體的激活從而使相應(yīng)的mRNA表達(dá)量增高，而主要的CYP亞型只涉及到三種核受體。其中，CYP3A、CYP2C的核受體是PXR，CYP1A2的核受體是AhR，CYP2B6的核受體是CAR，而CYP2D6則未發(fā)現(xiàn)可被誘導(dǎo)。如果CYP3A被誘導(dǎo)，則需要檢測CYP2C。

3、在酶誘導(dǎo)試驗(yàn)中為什么要連續(xù)加藥誘導(dǎo)？

   一般情況下促變藥應(yīng)多次給藥直至其達(dá)到穩(wěn)態(tài)后，再評(píng)價(jià)其對(duì)底物藥物的影響。若促變藥并非誘導(dǎo)劑或者時(shí)間依賴型抑制劑，并且可證明單次與多次給藥對(duì)酶/轉(zhuǎn)運(yùn)體的影響相似時(shí)，可采用單次給藥進(jìn)行DDI 研究。

綜上所述，在藥物研發(fā)早期進(jìn)行CYP酶誘導(dǎo)試驗(yàn)時(shí)，可以采用原代人肝細(xì)胞進(jìn)行研究，在mRNA水平和酶活水平上先考察受試物對(duì)于CYP1A2，CYP2B6和CYP3A4的誘導(dǎo)作用。建議首先采用基礎(chǔ)定性方法（mRNA倍數(shù)變化）去評(píng)估受試物的CYP酶誘導(dǎo)潛力。如果基礎(chǔ)方法表明受試物有誘導(dǎo)可能性，則可以繼續(xù)使用相關(guān)性方法進(jìn)行評(píng)價(jià)。可以在較大濃度范圍內(nèi)進(jìn)行在研藥物的誘導(dǎo)作用研究，以確定誘導(dǎo)參數(shù)例如Emax和EC50。基礎(chǔ)定性方法僅使用在研藥物的體外數(shù)據(jù)，而相關(guān)性方法則可以將藥物的誘導(dǎo)作用與多種臨床已明確的關(guān)注酶誘導(dǎo)劑的誘導(dǎo)作用進(jìn)行比較。此外也可以使用靜態(tài)機(jī)制模型或PBPK模型。如果根據(jù)體外數(shù)據(jù)和模型無法排除誘導(dǎo)的風(fēng)險(xiǎn)，則應(yīng)使用關(guān)注酶的敏感底物進(jìn)行臨床研究。對(duì)于CYP酶誘導(dǎo)作用的評(píng)估，有助于闡明潛在的相關(guān)藥物相互作用風(fēng)險(xiǎn)，明確藥物聯(lián)用禁忌，順利推動(dòng)藥物的上市申請(qǐng)進(jìn)程。

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參考資料：

[1]N.J.Hewitt,E.L.Lecluyse,S.S.Ferguson. Induction of hepatic cytochrome P450 enzymes: methods, mechanisms, recommendations, and in vitro–in vivo correlations. Xenobiotics. 2007,37(10-11): 1196-1224.

[2] Odette A Fahmi,Sharon L Ripp. Evaluation of models for predicting drug-drug interactions due toinduction. Expert Opinion on Drug Metabolism & Toxicology. 2010, 6(11).

[3] ICH指導(dǎo)原則《M12：藥物相互作用》. 2024.

[4] NMPA. 藥物相互作用研究技術(shù)指導(dǎo)原則（試行）.2021.

[5] 藥明康德DMPK公眾號(hào).

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